源为 RS485 转换器供电保证了信号的通信安全。 （ 3） 信号及数字处理模块。信号及数字处理模
块在对输 入 光 电 流 进 行 比 较 后，输 出 一 系 列 数 字 脉 冲。脉冲经过主控芯片处理，统计单位时间内的紫外 脉冲次数并在数字处理模块中存储，同时将设定时间 段内的脉冲次数的结果传输回监测主机。每次检测 完成后，自动对紫外脉冲计数清零，等待下次检测。
本文基于紫外脉冲检测法，通过结合工业内窥技 术，针对高压开关柜内开关的绝缘缺陷、负荷温度引 起的紫外光，研制一种紫外脉冲检测仪，并最终形成 在线监测系统，对开关绝缘放电、负荷温度引起的光
能进行测量，实现对开关绝缘缺陷、负荷过载的定量 分析，另外将模糊集理论应用于高压开关紫外辐射测 量中，根据测量得到的设备紫外辐射值进行绝缘缺陷 和负荷过大的定量区分，进行综合模糊推理，形成一 种绝缘状态评估的新方法。 1 系统构成和原理
（ a） 远景
（ b） 近景
图 5 放电模型电场分布示意图 Fig． 5 Electric field distribution chart of discharge model
本项目实验小组除了进行仿真分析，还根据不同 的仪器进 行 了 一 系 列 试 验 研 究，首 先 是 放 电 检 测 试 验，在重庆邮亭 220kV 变电站、四川自贡洪沟 500kV
FENG Gang1 ，FAN Kang － lin1 ，ZHOU Jun1 ，CHEN Kang1 ，ZHANG Zhan － long2 ，JIANG Chuan2 （ 1． Sichuan Zigong Electric Power Bureau，Zigong 643000，Sichuan China．
高 压 开 关 柜 紫 外 内 窥 在 线 检 测 系 统 采 用 MS SQL2005 大型数据库作为系统后台； 采用 MS ． NET 设计系统人机交互界面，B / S 模式开发，零客户端，无 需安装； 拥有在线帮助功能。
软件基于 RS485 的 MODBUS 通讯协议进行开关 柜到主控楼的通讯，并根据监控点的分布情况实行分 布式管理。在软件的主界面上可以通过参数设置功 能，设置所要监测的高压开关柜和紫外脉冲数据的采 集间隔，将从高压开关柜采集的紫外脉冲数以柱状图 的形式显示。软件除了显示当前紫外脉冲情况，还可 以通过手动设置脉冲个数与强度的方式实行选择性 报警，并对采集的数据进行分析，进行故障判定并预 警。另外软件可以对历史脉冲数据与报警数据进行 查询。监测主机运行如图 3 所示。
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参考文献
［1］徐阳，曹晓珑，丘昌容，等． 局部放电光脉冲测量法及电测法的比 较［J］． 高电压技术 ，2001 ，27（ 4） ： 3 － 5．
［2］戴利波． 紫外成像技术在高压设备带电检测中的应用［J］． 电力 系统自动化，2003，27（ 20） ： 97 － 98．
［3］蒋怿． 紫外电晕检测仪在电晕放电检测中的应用［J］． 华东电力， 2004，32（ 8） ： 34 － 35．
（ 4） 通信接口模块。通信接口模块是以 RS485 为基础组建的网络，用来传输数据，因此需要将数字 处理器的 TTL 电平转换为 RS485 电平。这里采用的 数字处理器是专门转换芯片 SN75LBC184。另外为了 确保通信的安全性，为该模块设计隔离电源供电以及 光耦隔离。 1． 2 系统软件构成
图 3 监测主机主界面 Fig． 3 Main interface of monitoring host 2 实验分析 用紫外放电检测仪进行了针板放电试验。仪器 检测得到的放电紫外辐射强度与针板放电的一般规
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律基本吻合。图 4 是一个针板距离为 3cm 的尖端放 电的紫外辐射功率积分图。
高压开关柜内紫外内窥在线监测系统如图 1 所 示，主要由监测主机，监测分机以及 RS485 网络构成。
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图 1 高压开关柜内紫外内窥在线监测系统框图 Fig． 1 System diagram of ultraviolet endoscopic on
line monitoring in high － voltage switchgear 系统为各个开关柜的分机分配一个固定地址，主机 以轮流通信的方式与每个分机通信，通信的内容包括握 手命令，主机设定的分机开始监测放电信号命令，以及 分机返回的某时间段内检测到的放电信息等。 监测分机主要由电源模块，紫外传感模块，信号 及数 字 处 理 模 块 以 及 通 信 接 口 模 块 组 成，如 图 2 所示。
本文针对高压开关柜内绝缘故障问题，基于紫外 脉冲检测法，研制了一种高压开关柜内绝缘故障的在 线监测系统。该装置通过紫外传感器采集紫外脉冲 信号，并利用 RS485 网络实现与上位机之间通讯，实 现高压开关柜绝缘放电的实时监测。此外，本文通过 对表面放电电场与紫外辐射关系的实验研究，分析了 两者关系，确保了该理论的可行性。在实际运行中， 该装置具有较高的灵敏度，性能稳定，能够将放电信 号快速、准确地送达给上位机。
本 系 统 基 于 紫 外 检 测 终 端 技 术 ，研 制 高 压 开 关 柜 内 绝 缘 故 障 在 线 监 测 系 统 ，完 成 系 统 的 监 测 主 机 和监测分机，按“手拉手”的建网方式搭建 RS485 网 络 以 传 输 信 号 ，保 障 主 机 分 机 之 间 的 信 息 畅 通 和 功 能 的 融 合 。 着 重 解 决 分 机 与 故 障 点 的 距 离 、故 障 点 定 位 和 信 号 传 输 过 程 中 受 放 电 干 扰 问 题 ，提 高 检 测 灵敏度。 1． 1 系统硬件构成
究和实际应用，结果表明系统能有效地检测和预防高压开关柜的故障。
关键词： 高压开关柜； 紫外脉冲； 在线监测系统； 电晕放电
中图分类号： TM591，TM854
文献标识码： B
文章编号： 1001 － 1390（ 2011） 05 － 0060 － 03
On － line Monitoring System on High － voltage Switchgear Inner Insulation Fault
2． College of Electrical Engineering，Chongqing University，Chongqing 400044，China）
Abstract： An on － line detecting system based on UV detection is developed which guarantees the reliability of high － voltage switchgear． This paper introduces its construction，technical features and application analysis． The whole system consists of host，monitoring units and RS485 net． By Simulation and practical application，the results show it can effectively detect and prevent the faults of high － voltage switchgear． Key words： high － voltage switchgear，ultraviolet pulse，on － line detecting system，corona discharge
从图 5、6 可以看出，紫外辐射源分布比场强数值 分布对比度提高了很多，在放电模型的顶部均有较高 的数值，较深的颜色。在场强大的地方，紫外辐射源 的强度也大，在场强小的地方，紫外辐射源的强度就 小，两者是相对应的。
图 6 放电模型的紫外辐射源分布示意图 Fig． 6 Ultraviolet sources distribution chart
图 2 紫外脉冲检测终端框图 Fig． 2 Diagram of ultraviolet pulse detecting terminal
（ 1） 紫外传感模块。紫外传感模块使紫外光经 过后，转换为光电流脉冲输出，输出的频率和幅度与 入射紫外光成正比。采用高灵敏度的日盲型紫外传 感器，工作在 UV － C 光谱段，避免附件光源对传感器 的干扰。紫外检测器的核心器件是紫外光敏管，经过 比较分析，选择日本 HAMAMATSU 公司的 R2868 日 盲型紫外传感器。采用这种特定紫外线传感器，可利 用太阳盲区，使仪器工作在特定波长之间，而对其他 频谱不敏感，去除太阳辐射的干扰。此外这种型号光 敏管抑止 背 景 噪 声 的 能 力 较 好，长 时 间 工 作 稳 定 性 好，特别适合工作在高压开关柜内部的工作环境。
（ 2） 电源模块。电源模块包括三部分： （ a） 为数 字处理部分供电部分，分机的电源是由 220V 交流电 源经过整流桥滤波后得到，之后由 L7805 转换成 5V 电压供给数字处理部分； （ b） 为紫外传感器供电的 DCDC。电源通过 DCDC 转化提供驱动紫外传感器电 路需要 325V 直流高压； （ c） 隔离电源。采用隔离电
［4］周亮，杨浩，何为，等． 高压绝缘子紫外在线检测器研制［J］． 仪器 仪表学报，2007，28（ 1） ．
作者简介： 冯岗（ 1963 － ） ，男，高级工程师，主要从事电气自动化研究。 范康林（ 1974 － ） ，男，工程师，主要从事电网运行研究。 周军（ 1968 － ） ，男，高级工程师，主要从事电气自动化研究。 陈康（ 1956 － ） ，男，工程师，主要从事电气自动化研究。 张占龙（ 1971 － ） ，男，副教授，博士，硕士生导师，主要从事电磁兼容与 故障检测、数字仪器设备、计算机测量与控制研究。 江川（ 1988 － ） ，男，硕士 研 究 生，主要从事电气设 备 故 障 检 测 研 究。 Email： jiangchuan64304@ 126． com