氣體絕緣開關設備（GIS）是現代電力系統中極為重要的電氣設備，廣泛應用于變電站和輸電線路中。其采用六氟化硫（SF?）氣體作為絕緣和滅弧介質，具有體積小、可靠性高、維護工作量少等優勢。然而，GIS設備在長期運行過程中，仍可能因絕緣老化、局部放電、氣體泄漏等問題引發故障，進而影響電力系統的穩定運行。傳統的人工巡檢和定期試驗方式難以及時發現潛在問題，而GIS在線監測技術則能夠實時、連續地獲取設備運行狀態信息，提前預警故障，為設備的預測性維護提供科學依據，從而顯著提高電力系統的可靠性和安全性，降低設備故障帶來的經濟損失和社會影響。局部放電是GIS設備絕緣劣化的早期征兆之一。當GIS內部絕緣材料存在缺陷或受到電場、機械應力等因素影響時，可能會出現局部放電現象。局部放電不僅會加速絕緣材料的老化，還可能引發絕緣擊穿等嚴重故障。因此，局部放電監測是GIS在線監測的關鍵技術之一。目前，常用的局部放電監測方法包括脈沖電流法、超聲波法和高頻電流法。脈沖電流法通過檢測GIS接地線上感應的脈沖電流信號來識別局部放電，其優勢是靈敏度高，能夠檢測到微弱的放電信號，但容易受到外部電磁干擾。 變壓器局放監測系統通過多種傳感器綜合監測，提高局放檢測的可靠性。GIS局放在線監測解決方案
氣體放電是指在氣體介質中發生的局部放電現象。這種放電通常發生在高壓設備的氣隙或氣體絕緣層中。氣體放電的特征是放電電流脈沖較窄，且通常與電壓相位有關。在PRPD圖譜中，氣體放電的特征表現為：放電脈沖主要集中在電壓波形的正半周和負半周的特定相位范圍內，形成明顯的簇狀分布。這些簇狀分布通常呈“V”形或“U”形，且放電脈沖的幅值較小，但數量較多。由于氣體放電與電壓相位密切相關，因此在PRPD圖譜中可以清晰地看到放電脈沖與電壓相位的對應關系。通過分析PRPD圖譜中的這些特征，可以有效判斷是否存在氣體放電。 GIS局放在線監測解決方案電纜環流監測數據可為電纜運行維護提供科學依據，減少因環流過大導致的損耗。
電流和電壓是開關柜運行狀態的基本參數，其變化直接反映了設備的運行情況。對開關柜的電流和電壓進行實時監測，不僅可以及時發現設備的過載、短路等故障，還可以對電力系統的運行狀態進行評估。電流監測主要通過在開關柜的電流回路中安裝電流互感器來實現。電流互感器將一次電流轉換為二次電流，通過測量二次電流的大小和波，形可以了解開關柜的負載情況。當電流超過額定值時，可能會導致設備過載，甚至引發故障。通過實時監測電流，可以及時發現過載情況，并采取相應的措施，如調整負載或切斷電源，以保護設備的安全運行。電壓監測則通過在開關柜的電壓回路中安裝電壓互感器來實現。電壓互感器將一次電壓轉換為二次電壓，通過測量二次電壓的大小和波形，可以了解電力系統的電壓水平。電壓過高或過低都會對設備的運行產生不利影響，如電壓過高可能會導致設備絕緣擊穿，電壓過低則會影響設備的正常運行。通過實時監測電壓，可以及時發現電壓異常情況，并采取相應的措施，如調整變壓器的分接頭或進行無功補償，以保證電力系統的穩定運行。此外，通過對電流和電壓的諧波分析，還可以發現電力系統中的諧波污染情況，為電能質量的改善提供依據。
開關柜在線監測系統的關鍵是數據采集與傳輸。只有準確、及時地采集到開關柜的運行狀態數據，并將其傳輸到監測中心，才能實現對設備的監測和診斷。數據采集主要通過各種傳感器來實現，如溫度傳感器、電流傳感器、電壓傳感器、局部放電傳感器等。這些傳感器安裝在開關柜的相應位置，實時采集設備的運行狀態數據，并將其轉換為電信號。為了保證數據采集的準確性，傳感器的選型安裝和位置非常重要。傳感器需要具備高精度、高穩定性和抗干擾能力強的特點，同時安裝位置應能夠真實反映設備的運行狀態。數據傳輸則是將采集到的數據通過有線或無線的方式傳輸到監測中心。有線傳輸方式通常采用工業以太網或現場總線，其優勢是傳輸速度快、可靠性高，但安裝成本較高。無線傳輸方式則主要采用無線傳感器網絡，其優勢是安裝方便、靈活性高，但傳輸距離有限，且容易受到干擾。隨著物聯網技術的發展，無線傳輸技術也在不斷進步，如采用5G通信技術，可以實現高速、穩定的無線數據傳輸，為開關柜在線監測系統的數據傳輸提供了更加可靠的保證。同時，數據傳輸過程中還需要進行數據加密和校驗，以保證數據的安全性和完整性。 超聲波法通過檢測局放產生的超聲波信號來監測局部放電。
電纜作為電力傳輸的“大動脈”，其運行狀態直接影響電網安全。在線監測系統通過實時感知關鍵參數，構建起電纜的“數字神經系統”，實現從被動搶修到主動監測的運維變革。監測參數：電氣狀態：接地電流/環流：監測金屬護層接地線電流，判斷護層絕緣破損、多點接地故障及環流損耗，防止護層過熱。局部放電（PD）：通過安裝在護層接地線或電纜本體的HFCT、TEV或超聲波傳感器，捕捉絕緣內部缺陷（如氣隙、雜質、老化）產生的微弱放電信號，評估絕緣劣化程度。溫度狀態：接頭/終端溫度：采用DTS光纖（長距離連續）、無線測溫傳感器（單點），實時監測接頭壓接點、應力錐等部位溫度，預警接觸不良、過載導致的過熱問題。電纜表面/通道環境溫度：了解運行環境，輔助分析溫升原因。運行工況：負荷電流：結合溫度數據，分析載流能力與熱平衡狀態，優化調度。電壓：監測運行電壓水平，評估過電壓問題。GIS局放監測采用特高頻(UHF)法與SF?分解物聯合診斷。吉林電纜護層電流在線監測供應商家
TEV傳感器安裝在柜壁，捕捉內部放電產生的電磁波。GIS局放在線監測解決方案
在單芯電纜中，金屬護套通常設計為單點接地或交叉互聯接地。當護套絕緣受損、接地系統出現異常（如多點接地）或施工/設計存在偏差時，護套間可能形成閉合回路，導致感應電壓驅動電流循環流動，即產生護套環流。電纜環流在線監測的目標，正是為了持續追蹤這種非預期環流的大小和變化趨勢。通常，監測裝置（如高精度電流互感器）被安裝在電纜護套的接地線或交叉互聯箱的回流路徑上，實現對環流值的實時或周期性數據采集。對環流進行在線監測具有多重潛在意義：識別異常接地狀態：高于設計值或歷史基準的環流，往往是護套絕緣破損、多點接地故障或交叉互聯系統失效的一個重要指示信號。這有助于運維人員及時關注相關區段。持續的環流會在金屬護套上產生焦耳熱損耗（I2R損耗）。這不僅浪費電能，更關鍵的是，由此產生的額外溫升可能疊加在電纜導體發熱之上，對電纜的整體運行溫度構成影響，存在加速絕緣老化的問題。監測環流有助于評估這部分損耗的規模。過大的環流及其產生的熱量，尤其在接頭等薄弱點附近，是值得警惕的因素。結合溫度監測，環流數據可為評估局部過熱提供輔助參考。優化系統效率：發現不必要的環流路徑，有助于減少系統運行中的非必要能量損耗。 GIS局放在線監測解決方案
