1、系统概述

ZD4000开关柜状态监测与故障诊断系统通过标准通信接口，实时接收触头温度、局部放电、机械特性、环境温湿度、视频监控等电力开关柜运行状态数据和报警信息，并对数据进行统一标识、统一描述、统一存储，利用数据可视化、组态、智能报表、AI等技术对电力开关柜设备运行状态进行全景式、多层次、多角度的展现、分析与诊断。ZD4000系统不是传统在线监测系统在后台监测软件层面上的数据集成，而是按照统一的结构方式、通讯标准、数据格式等的全面集成，实现了一体化的信息采集、一体化的信息模型、一体化的工作平台、一体化的信息维护、一体化的数据分析，真正做到了“一个界面、一个标准、一个流程，通观全局”。

ZD4000系统以“消除信息孤岛，用好监测数据”为设计目标，运用在线监测技术以及故障诊断和健康评估技术，建立基于电力开关柜设备多状态信息融合的故障诊断服务平台，打造智慧配网“一张图”；以电力开关柜为单位，整合叠加各类基础数据、实时感知、监控、分析、预测、诊断及运维等应用，为业务管理单位提供多维度的信息展示和管理手段，形成横向到边、纵向到底的信息综合汇展平台，打通“数据到检修、数据到监管、数据到考核、数据到决策”的通道，实现统一的监测信息交换与共享、故障诊断、风险预警及健康状态评估等功能，提高配网系统的运行可靠性，同时也为传统计划性检修决策的优化提供数据支撑，进而为实现变电站所的无人化、少人化值守提供坚实的基础。

2、实现目标

1）对电力开关柜设备实施多参量、全景式的状态监测，实现多状态信息的融合，为高级应用提供全面的数据支撑；

2）采用多状态参量联合分析，使分析结果更为客观、准确，减少误报、漏报几率，同时结合大数据、模型分析等高级应用，实现开关柜设备故障诊断智能化和精准化；

3）打通“在线监测”到“运维检修”的通道，以故障诊断数据驱动运维检修全过程闭环管控，提升在线监测数据的应用价值。

3、主要功能

1）开关柜运行状态全景式监测与展示

系统在线自动完成对开关柜设备触头/母排温度、局部放电信号、断路器机械特性、环境温湿度、活动部件可视化等状态信息的汇聚与存储，并通数据可视化技术实现对监测数据的实时展示、历史查询和报警输出。

2）远程智能操控及一键顺控

系统提供反控接口，可远程操作断路器、电动手车、接地刀闸等执行机构活动部件，形成监测到控制的闭环管理机制。

依据控制策略，远程一键自动完成开关柜的送电、停电过程，在传统电信号反馈的基础上，结合对活动部件实时视频画面的AI分析，完成一键顺控功能的闭环确认。

3）多数据融合及关联分析

系统以监测一次设备为对象，对运行、在线监测、巡检、试验等多个来源的运维数据据进行有效融合，包括设备台帐、运行工况、试验数据、监测数据、环境信息、缺陷信息、检修成本等，深入分析各类数据与设备运行状态与各类故障类型的关联规律，提取故障特征量，从而建立主设备的故障特征参数体系。

4）故障诊断与健康评判

系统以统一完整、相互关联的监测项作为数据基础，以科学、权威的导则标准作为评判依据，系统综合诊断真正做到智能化、实用化，对严重影响电网安全运行的因素进行预判，同时给出预防性检修决策，进而将电网设备和用电设备损坏下降到最低程度。

5）AI大模型智能辅助

深度融合DeepSeek大语言模型，系统通过数据驱动、智能分析、精准决策和低成本技术路径，在开关柜设备状态监测与数据融合、故障诊断与预警、寿命预测与维护优化等应用场景中精准赋能，为状态检修提供决策支撑。

6）数据共享与交互

系统遵循和扩展IEC61850国际标准的通信规范，对电力变配电设备运行状态数据信息进行统一建模，灵活适应智能电网传感器技术和状态监测业务的发展变化需要。同时，为了最大限度的满足于第三方异构系统进行互联，实现透明地、无缝的交换数据，系统同时兼容MQTT、OPC、IEC104、ModBus-RTU 、WebService等标准接口。

4、系统特点

1）闭环式、精细化运维管控

系统基于神经网络和自学习机制，建立开关柜健康评估模型，实现设备远程故障诊断，同时，模型综合分析故障严重性、紧急性、经济性等多维因素，形成检修决策,并以此作为设备运维任务调度依据，实现精细化运维管理。

2）信息安全与数据有效性措施

统集成了多级安全防护机制，确保信息的安全，首先，通过访问控制策略来对越权访问等进行防护，其次，通过硬件级加密技术严防信息的暴力破解，再次，系统采用完全及增量相结合的备份策略，自动定期的对运行数据进行备份，避免异常情况下的数据丢失现象。数据有效性方面，系统集成了监测数据智能审核机制，结合装置本身的运行工况，对采集到的一次设备运行状态数据进行有效性判断，提高数据质量。

3）智能自诊断与故障恢复技术

系统实时记录装置本身的运行工况数据，基于大数据技术，分析系统是否运行在正常的工况区间，进而评估系统的健康状况，并在获得授权的情况下，通过远程接口，将系统健康状况反馈给厂家装置运维人员，便于其运维决策。同时，当系统出现运行故障时，自诊断模块自动载入最近一次正常的运行快照并恢复，实现故障自恢复，并最大限度保障监测数据的完整性。

4）自主知识产权边缘计算框架

采用自主知识产权的边缘计算框架，便于现场快速部署，可集成多种通讯协议，可自动激活链接传感设备，实现设备的即插即用。该框架具备容器技术，能够搭载多种服务和应用，计算资源的隔离，实现多应用的并行处理，各应用互不干扰，便于多源、差异化数据的平滑接入。