吴汉榕，广东正超电气有限公司高级工程师，现担任全国高压开关设备标准化委员会委员，是中国高压电器编辑委员会委员、中国机电工程学会专业委员会第四、第五届委员会委员、中广核核电设备国产化联合研发中心成员单位负责人、参与相关国家、行业标准起草制订13项、是广东省高低压开关设备工程技术研究开发中心、广东省省级技术中心主任。

配电开关设备是配电网的关键设备，其中户内交流金属铠装移开式开关设备（KYN 开关柜）为典型中压成套开关设备。随着智能电网以及无人值班站/ 所的普及应用，对中压开关设备智能化水平的要求也越来越高，本书以KYN 开关柜为例，讲述智能中压成套开关设备关键技术。

全书共分6 章，主要内容包括：KYN 开关设备及其基本组成、操作控制；开关设备智能终端通信技术；开关设备状态在线监测技术；基于Web 的开关设备数据可视化技术；开关设备运行及故障状态的智能诊断技术等。

本书可供广大从事配电网成套开关设备研究、设计及应用的工程技术人员参考阅读。

目录

序一

序二

前言

1. 1　概述  001

1. 1. 1　KYN 开关设备型号  001

1. 1. 2　使用环境条件 001

1. 1. 3　主要技术参数 001

1. 1. 4　智能化 KYN 开关设备  002

1. 2　KYN 开关设备基本结构 003

1. 2. 1　柜体 003

1. 2. 2　仪表室 004

1. 2. 3　主母线室 004

1. 2. 4　电缆室 005

1. 2. 5　小母线室 005

1. 2. 6　手车室 005

1. 2. 7　手车结构 006

1. 2. 8　转运车 007

1. 3　电动底盘  009

1. 3. 1　电动底盘系统 009

1. 3. 2　电动操作过程 010

1. 3. 3　电动底盘操作控制逻辑 010

1. 3. 4　电动底盘防误闭锁功能 010

1. 4　电动快速接地开关  012

1. 4. 1　电动快速接地开关典型结构 012

1. 4. 2　防误闭锁功能 013

1. 5　KYN27 - 12 开关柜典型结构类型  015

1. 5. 1　架空进线断路器柜 015

1. 5. 2　分段断路器柜 015

1. 5. 3　分段隔离柜 015

1. 5. 4　电缆馈线柜 015

1. 5. 5　电压互感器（TV）柜 015

2. 1　开关柜的“五防”联锁操作  018

2. 1. 1　“五防”联锁操作要求  018

2. 1. 2　常规防误闭锁方式 018

2. 1. 3　防止误操作措施及装置 019

2. 2　开关柜的操作流程  021

2. 2. 1　手车从柜外进入柜内试验位置及从柜内试验位置移出柜外的操作 021

2. 2. 2　馈线柜的送电及停电操作 023

2. 2. 3　分段断路器柜与分段隔离柜的送电和停电操作 024

2. 2. 4　TV 柜的送电和停电操作  025

2. 2. 5　高压电缆室停电检修操作流程 026

2. 2. 6　操作注意事项 026

2. 3　一键顺控操作  027

2. 3. 1　一键顺控应用条件 027

2. 3. 2　一键顺控操作流程 029

3. 1　变电站自动化系统通信内容  036

3. 1. 1　变电站自动化系统内部的信息传输 036

3. 1. 2　变电站自动化系统与控制中心的通信 037

3. 2　变电站自动化通信系统的技术要求  037

3. 3　变电站自动化通信方式  039

3. 3. 1　光纤通信 039

3. 3. 2　载波通信 041

3. 3. 3　总线通信 042

3. 4　变电站自动化通信协议  045

3. 4. 1　101 规约及其应用  047

3. 4. 2　104 规约及其应用  062

3. 4. 3　IEC 61850 标准及其应用  070

4. 1　开关设备状态在线监测的主要内容及意义  096

4. 2　在线监测系统组成  097

4. 2. 1　信号变送 097

4. 2. 2　信号预处理 097

4. 2. 3　数据采集 097

4. 2. 4　数据传输 098

4. 2. 5　数据处理 098

4. 2. 6　状态诊断 098

4. 3　高压开关柜局部放电在线监测技术  098

4. 3. 1　局部放电机理、类型及检测方法 098

4. 3. 2　UHF 特高频检测法 099

4. 3. 3　暂态地电压检测法 105

4. 3. 4　超声波检测法 107

4. 3. 5　脉冲电流法 109

4. 3. 6　局放脉冲特征参数 109

4. 3. 7　局放放电图谱 111

4. 4　高压开关柜温度在线监测技术  115

4. 4. 1　温度在线检测方法分类及要求 115

4. 4. 2　无线温度监测技术 116

4. 4. 3　红外温度监测技术 122

4. 4. 4　分布式光纤温度监测技术 127

4. 5　断路器机械特性在线监测技术  129

4. 5. 1　断路器的机械特性参数 130

4. 5. 2　断路器机械特性在线监测内容 130

4. 5. 3　采用角度传感器的断路器操动机构机械特性在线监测 132

4. 5. 4　机械特性的测量方法 135

5. 1　Web 开发技术  137

5. 1. 1　Web 服务模式 137

5. 1. 2　浏览器与客户端脚本程序 139

5. 1. 3　Web 开发技术 140

5. 1. 4　远方 Web 访问技术  145

5. 2　数据可视化技术  146

5. 2. 1　数据可视化流程 146

5. 2. 2　数据可视化的工具 148

5. 2. 3　Echarts 应用  149

5. 3　开关柜数据的实时交互  152

5. 3. 1　常用的实时 Web 通信技术  152

5. 3. 2　实时 Web 通信技术比较  154

5. 4　开关柜数据可视化应用  155

5. 4. 1　可视化功能模块 155

5. 4. 2　开关柜数据可视化案例 156

6. 1　开关设备运行及故障状态诊断模式及流程  161

6. 1. 1　开关设备运行及故障诊断模式 161

6. 1. 2　开关设备运行及故障诊断流程 163

6. 2　智能诊断算法  164

6. 2. 1　支持向量机（SVM）算法原理  166

6. 2. 2　深度神经网络（DNN）  174

6. 2. 3　卷积神经网络（CNN）  183

6. 2. 4　长短时记忆神经网络（LSTM）  192

6. 2. 5　聚类分析 197

6. 3　局部放电类型智能诊断  204

6. 3. 1　局部放电信号特征提取 204

6. 3. 2　基于支持向量机识别局部放电类型诊断 206

6. 4　人工智能算法在开关设备中的应用与展望  208

6. 4. 1　（手车）开关状态智能识别  208

6. 4. 2　母线及电缆接头等关键部位的过热故障监测与温度预测 210

6. 4. 3　断路器机械故障智能诊断 210