一、高压开关柜运行需求分析
高压开关设备在电网运行、控制中起着至关重要的作用，其本身健康状况直接影响电网运行可靠性。由于设计、工艺和环境影响开关柜运行中常会发生电气和机械状态异常，获取高压开关柜全方位运行信息，是实现设备安全运行、状态控制及智慧检修的前提。调查统计表明，长期过负荷、操作过电压或运行环境恶劣可引起操作机构机械故障、电气设备缺陷、绝缘性能老化和柜内电气触头(接点)过热等问题。
机械故障：断路器操动机构及传动系统出现问题会造成拒动、开断与关合异常。具体表现为储能弹簧疲劳，机构卡涩，部件变形、位移或损坏，分合闸铁芯松动、卡涩，轴销松断，脱扣失灵等。
电气故障：接触不良导致电气接点过热、开关柜电气控制及辅助回路异常、载流故障和储能异常等。
绝缘故障：绝缘介质破损或受潮时，过电压或谐波容易引起电缆接头、套管和介质绝缘劣化，会导致绝缘击穿或严重的电弧故障。
我公司结合多年来高压开关柜保护和监测系统设计研发和生产经验，依托华北电力大学强大的电力系统安全理论优势，采用先进技术手段监测断路器电气和机械特性参数、高压开关柜绝缘状况、电气接点温度以及环境温湿度等信息，研发了高抗干扰性、检测手段周全、状态判别准确的STL-CMW（Comprehensive Monitoring and Warning）开关柜运行状态综合监测及预警装置。借助升级信号处理和数据综合分析可判别开关柜运行状态，并利用智能故障诊断方法实现电气、机械和绝缘缺陷的早期预警。
二、STL-CMW开关柜运行状态综合监测及预警装
1. 监测及预警装置组成
STL-CMW开关柜运行状态综合监测及预警装置由传感器和监测及预警装置组成。
传感器：通过角位移传感器、局放传感器、无线测温传感器和温湿度传感器获取开关柜运行的电气、机械、绝缘和环境信息，以有线或无线方式将数据传送至监测及预警装置。
监测及预警装置：监测及预警装置选用32位 高性能ARM Cortex-M4处理器，满足开关柜电气、机械、绝缘状态监测所需运算能力。装置采用模块化嵌入式系统设计，划分调度模块、内存管理模块、通信模块、数据采集模块、设备管理等多种模块，保证系统运行的可靠性；监测及预警装置配置3处直流电流输入，三相交流电流输入、10路开入量和2路温湿度接线端子，同时支持ZigBee方式多点位无线测温；搭配触控显示屏实时更新监测开关柜运行状态信息；支持WIFI、以太网和串口等多种通信方式；标准化接口方便插拔，便于设备的调试和维护；全封闭式金属隔板设计，抗电磁干扰能力强，适合现场恶劣运行环境。
开关柜运行状态监测及缺陷预警分析系统（选配）：监测及预警装置除上述就地运行模式外，可根据现场情况选配开关柜运行状态监测及缺陷预警分析软件系统。系统由工业级服务器、操作系统、数据库平台和应用软件组成。服务器连接多台监测及预警装置，每台监测及预警装置连接各类传感器，用户可通过缺陷预警分析系统掌握各开关柜运行情况，统一管理、查看和深度分析，发现缺陷及时预警，还可以通过电脑、手机连接web服务器，实时掌控各开关柜运行情况。
2. 技术优势
（1）监测信息周全：综合感知断路器机械特性、开关柜绝缘状况、电气接点温度和环境温湿度等多种运行状态信息。
（2）运行安全可靠：装置符合EMC的标准，传感器的取样方式均采取了隔离和防护，不会因传感器故障而影响被监测设备的安全运行;装置与电力系统无直接的电气联系，不会对电力系统安全造成影响。
（3）分析判断准确：通过整合的诊断方法及理论，综合开关设备各方面的采集数据及开关行业设备大量的故障数据分析多种开关柜运行状态信息，准确判别故障。
（4）系统功能强大：监测及预警装置和缺陷预警分析系统均采用高性能CPU，提供强大的数据分析处理能力，结合历史数据库以丰富的图表横纵向对比、展示开关柜运行状态，实现缺陷的分级预警。
（5）运维检修轻便：运维人员可就地查看每面开关柜运行状态，也可以通过开关柜运行状态监测及缺陷预警分析系统软件综合获取多台开关柜运行及波形信息，系统扩展WEB服务器后，还可通过手机、电脑浏览器远程掌握开关柜的运行状态。
