超高频局放与油气水综合监测装置：配电变压器紧凑集成化在线监测的创新与应用 CNR225-345

本文针对油浸式电力设备传统监测装置系统复杂、可靠性低、性价比不高等问题，研发了超高频局放及油气水综合监测装置，通过集成化设计与无线通讯方式，有效提升了配电变压器运行状态在线监测的便捷性与实用性。

这个项目要解决什么背景问题？

油浸式电力设备在长期运行中，内部绝缘状态的变化往往难以直接观察。局部放电和油中气体、微水含量的异常，是反映设备内部缺陷的重要征兆。传统监测手段多依赖单一传感器或分立装置，数据分散、安装繁琐，难以满足配电变压器现场对实时性和经济性的要求。

从问题机制看，局部放电会产生超高频电磁信号，而油中溶解氢气和微水含量的变化则与绝缘老化和受潮程度密切相关。这些特征量若不能同步获取和关联分析，运维人员很难对设备状态做出及时准确的判断。现有装置由于系统结构复杂，在配电场景中推广受到明显限制。

基于上述背景，本项目提出将超高频局部放电传感器与油中溶解氢气、微水传感器进行集成化设计，形成一套结构紧凑、安装方便、成本可控的综合监测装置，为充油电力设备的状态感知提供新的技术手段。

现场存在哪些具体问题？

• 系统结构复杂。传统监测方案通常由多个独立装置拼凑而成，传感器、采集单元和通讯模块各自分立，现场接线多、调试工作量大，整体可靠性受环节影响明显。
• 监测参数单一。多数装置仅能测量局部放电或油中气体中的某一项，难以同时反映超高频局放、氢气含量和微水含量，无法形成对设备绝缘状态的多维度判断。
• 安装适配性差。配电变压器本体空间有限，传统装置体积较大，取油样和传感器布置往往需要改动原有结构，现场实施难度较高。
• 通讯与查看不便。部分装置依赖有线通讯或就地显示，运维人员无法通过手持终端及时获取报警信息，异常发现存在明显滞后。
• 性价比不高。传统方案设备投入和维护成本较高，对于数量多、分布广的配电变压器而言，难以大规模推广使用。

本项目的创新目标是什么？

本项目旨在研发一种高集成度的油浸式电力设备超高频局放及油气水综合监测装置，将超高频局部放电、油中溶解氢气和微水含量监测功能集成于一体，支持安装于变压器本体或放油阀附件，并通过无线通讯网络和手持式移动终端实现短信报警、在线监测和远程监控，从而在保证监测有效性的同时，明显降低系统复杂度和综合成本。

技术方案如何实现？

现场如何判定与分步落实？

第1步：核对正文问题与边界是否匹配现场。

第2步：按技术方案段逐项落实。

若条件与正文不一致，则应停止套用并复核。

创新亮点有哪些？

• 多参量集成：将超高频局放、油中氢气和微水三类传感器集成于同一装置，实现局部放电与油质状态同步监测，改变了传统方案参数分散的局面。
• 安装适应性强：装置可安装于变压器本体或放油阀附件，结构紧凑，对现场原有布置影响小，便于在配电变压器上推广应用。
• 无线通讯与移动查看：借助GSM通讯网络和手持式移动终端，实现短信报警、在线监测和远程监控，运维人员无需到现场即可掌握设备状态。
• 经济实用：集成化设计减少了装置数量和接线环节，整体性价比明显提高，适合数量多、分布广的配电变压器群体。
• 状态感知及时：通过短信报警和在线数据查看，能够较早发现设备异常征兆，为应急处置和检修安排争取时间。

落地应用效果如何？

该装置在试验部相关场景中完成研发和验证，能够对变压器超高频局部放电、油中关键气体组分和微水含量进行在线监测。实际使用表明，装置安装方便，报警信息可通过手持终端及时接收，运维人员对配电变压器运行状态的掌握更加直接，现场巡检和取样工作量有所减少。

从管理效果看，该成果有助于避免设备突发事故，提高供电企业防灾减灾及应急处置能力，提升关键主设备运营管理水平。同时，监测效率和准确性得到改善，维护成本有所降低，为电力行业安全、稳定、高效运行提供了技术支撑。

产出物：油浸式电力设备超高频局放及油气水综合监测装置，配套手持式移动终端查看方式及短信报警功能。

适用场景：配电变压器及各类充油电力设备的在线状态监测，尤其适合数量多、分布广、对装置成本和安装便捷性有较高要求的场景。

延伸阅读

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常见问题

Q：该装置主要监测哪些参量？

A：装置可对变压器超高频局部放电、油中溶解氢气及微水含量进行在线监测，三类参量集成于同一监测单元。

Q：运维人员如何获取报警信息？

A：装置通过GSM通讯网络发送短信报警，运维人员也可通过手持式移动终端查看在线监测数据，实现远程监控。

Q：装置安装是否需要对变压器进行改造？

A：装置可安装于变压器本体或放油阀附件，结构紧凑，对原有布置影响较小，现场实施较为方便。

数据来源：项目验收报告及现场应用统计，单位信息已脱敏处理。

本文由中广研创新整理。