系统概述

高压电缆中瞬变的行为是一个值得关注的问题，尤其是当架空线与电缆链路交替时。这就是 TenneT 为其 Randstad 380 kV Noordring 项目订购 Techimp 的 PCMONS 的原因。PCMONS 是一个连续的永久监测系统，能够根据振幅阈值获取瞬态。每次发生瞬变时，PCMONS 都会同时采集所有参数，时间戳精度为 100 ns，以便与从其他系统采集的事件相关联。

该系统的目的是收集输电电缆/架空线组合行为的证据，并确认瞬态状态下的数学模型，并获得由于时间发生的瞬态而导致系统退化（剩余寿命）的可能指标。

              图 1：室内机柜。突出显示了 PicoScope 6000 系列和 4824 器件，即 aqcuisition 系统的核心，以及 Techimp 的触发器管理器，在机柜内外传播触发信

PCMONS 安装在荷兰北部 40 公里长的高压电网上，分布在 8 个单元中，覆盖 13 个地点和 4 个变电站。它由连接到承载放大器的机柜的传感器、Pico Technology 的采集仪器和触发逻辑组成。机柜通过光纤连接到每个单元的一台服务器，触发信号在这里分配，数据被收集并传输到中央单元。这是存储数据的中央服务器，使用专有的人机界面 （HMI） 软件 Techimp TiSCADA 进行可视化和分析。

PCMONS 负责获取、处理、存档和显示有关电源连接的信息，并且用户可以使用定义的所有功能。该系统能够获取存储在本地服务器中的连续和脉冲电压和电流，以及原始局部放电 （PD） 波形。

所有输入都有一个可调节的触发电平，超过该电平将开始录音。在其中一个传感器上检测到的事件会触发同一设备内的所有其他测量。特别是，每个输入都有一个专用触发器，每个触发级别可在零和最大输入级别之间调节，触发级别可通过 HMI 和远程调节。

对于频率低于 1 MHz 的所有输入，PCMONS 在触发后记录 1 s 的数据，对于高于 1 MHz 的频率，PCMONS 记录 20 ms 的数据。

是通过对示波器二次开发，使用对应带宽和存储深度的机型，在被触发后高速保存所要的波形。

需要监控的参数描述

以下每个参数都是根据 PicoScope 示波器的性能来测量的，利用 PicoScope 6000 系列以 500 MHz 对三个通道进行采样的能力，或者利用 PicoScope 4824 示波器在 7 个通道上以 1 MHz 采样的能力以及触发。PicoScope 代表了一个完美的解决方案，将紧凑的尺寸、精度和带宽与用户友好性相结合。

这些仪器于 2013 年安装在类似的系统上，证明没有漂移，从而实现了完美的测量可重复性。

相电压瞬变（0 至 693 kV，直流至 1 MHz;PICO 4824）

在变电站中使用高压电阻电容 （RC） 分压器进行电压测量。

以高采样率进行采集，仅在系统触发时发生。

相电压振荡（0 至 693 kV，直流至 10 kHz;PICO 4824）

硬件/软件求和，以提供特定线路上的电压。

以低采样率进行采集，持续进行。在一段时间内以 RMS 电压值的形式输出。

每相电流测量（0 至 4 kA，0.2 Hz 至 2 kHz;PICO 4824）

在变电站中使用高压电流互感器 （HVCT） 进行电流测量。

以高采样率进行采集，仅在系统触发时发生。

架空线路电流振荡，（0 至 4 kA，0.2 Hz 至 2 kHz;PICO 4824）

母线中各种输入和输出电流的硬件/软件总和，以便通过特定线路提供电流。

以低采样率进行采集，持续进行。

每根电缆中的电流（0 至 22 kA，0.2 Hz 至 1 MHz;PICO 4824）

使用安装在每根电缆末端的 Rogowski 线圈进行电流测量。

以高采样率进行采集，仅在系统触发时发生。

电缆屏蔽电流（0 至 22 kA，0.2 Hz 至 1 MHz;PICO 4824）

电缆屏蔽电流通过每根电缆的外护套，使用安装在电缆护套接地处的 Rogowski 线圈进行测量。

以高采样率进行采集，仅在系统触发时发生。

每根电缆中的电流振荡（0 至 2 kA，0.2 Hz 至 2 kHz;PICO 4824）

低采样率的电流测量。

客户获取是连续发生的。在一段时间内以 RMS 电流值的形式输出。

端接中的局部放电（0 至 1000 pC，500 MHz;PicoScope 6000 系列）

使用终端内部的嵌入式传感器，测量架空线和地下电缆之间连接处终端的局部放电。

避雷器电流（120 kA，1 Hz 至 5 Hz;PICO 4824）

通过每个避雷器接地点的避雷器电流，使用安装在避雷器接地处的 Rogowski 线圈进行测量。

以高采样率进行采集，仅在系统触发时发生。

避雷器漏电流（12 mA，0.1 至 650 Hz;PICO 4824）

避雷器漏电流通过每个避雷器的接地点，使用安装在避雷器接地处的 Rogowski 线圈进行测量。

以高采样率进行采集，仅在系统触发时发生。

每个接头接地屏蔽处的电压（DC 至 10 kV DC 至 1 MHz;PICO 4824）

使用安装在每个串流箱（即连接高压电缆屏蔽层的箱）中的分压器进行电压测量。

以高采样率进行采集，仅在系统触发时发生。

通过每个接头接地屏蔽的电流（0 至 22 kA，0.2 Hz 至 1 MHz;PICO 4824）

使用安装在高压电缆屏蔽层每个交叉点上的 Rogowski 线圈进行电流测量。

以高采样率进行采集，仅在系统触发时发生。

关节局部放电（0 至 1000 pC，500 MHz;PicoScope 6000 系列）

使用接头间接头内部的嵌入式传感器测量电缆接头中的局部放电。

                                                可视化

HMI 基于 Techimp 专有的 TiSCADA 软件，让客户有机会访问整个系统，可视化波形并逐个位置列出事件。

波形

波形被组织为时间事件的集合。每个采集事件都由其发生的时间和表征波形的标量值定义，因此此集合的可视化表示是趋势图。

                                                 图 2：波形可视化

                                                         事件

通过从示意图中选择单位，然后从图表中选择位置来显示事件。