智慧城市能源环网柜局放监测：脉冲电流法赋能电力安全新生态

文章由山东华科信息技术有限公司提供

在智慧城市建设中，能源环网柜作为配电网的“神经中枢”，其运行可靠性直接影响城市电力供应的连续性与安全性。局部放电（局放）作为绝缘劣化的早期预警信号，通过脉冲电流法实现精准监测，成为构建智能运维体系的核心技术支撑。

 

脉冲电流法基于电介质击穿理论，通过检测局放产生的瞬态电流脉冲进行故障诊断。当环网柜内设备（如开关、电缆接头）发生绝缘缺陷时，局部放电会激发纳秒级脉冲电流，频率范围覆盖kHz至MHz频段。传感器采用Rogowski线圈或高频电流互感器，通过电磁耦合捕获脉冲信号，经低噪声放大器转化为可测量的电压信号。该技术无需直接接触高压部件，实现非侵入式监测，有效规避传统检测方法的安全风险。

系统设计采用多传感器协同架构，在环网柜关键部位部署脉冲电流传感器，结合工频电流监测模块消除背景噪声。边缘计算单元内置高速ADC采样模块，实现高采样率，确保脉冲信号的完整捕获。通过数字滤波算法分离局放信号与干扰噪声，提取放电量、放电次数、相位分布等统计特征参数，构建设备健康状态评估模型。

 

技术优势体现在三方面：一是高灵敏度检测能力，可识别微小放电；二是宽频带响应特性，覆盖从工频到高频放电的全频段；三是抗干扰设计，采用差分信号传输与屏蔽结构，有效抑制电磁干扰。数据分析平台通过时域波形分析与频域特征提取，实现放电模式识别（如表面放电、内部放电），并生成可视化健康状态报告。

在工程应用中，系统部署需考虑环网柜的运行环境。传感器安装位置需避开强电磁干扰源，采用光纤传输降低信号衰减。系统支持IEC 61850标准数据格式，可与智慧城市能源管理系统无缝对接，实现远程监测与故障预警。

 

未来，随着物联网与人工智能技术的融合，局放监测将向智能化、预测性方向演进。结合边缘计算与AI算法，可实现放电模式的自动识别与故障预测；通过构建数字孪生模型，结合历史运行数据与实时监测信号，可动态推演绝缘劣化趋势。多源数据融合技术将进一步扩展，如结合温度、振动等多维度信息，构建更全面的设备健康画像，推动城市能源运维从“被动响应”向“主动预防”转型，为智慧城市电力安全提供坚实技术保障。