方案：局部放电（PD）边缘监测（多资产框架 · 开关柜试点）

大类：方案（首篇）
日期：约 2026-10-25（Asia/Shanghai）
定位：可执行整案——传感 → 柜旁前端 → 边缘分析 → 自建 ThingsBoard 告警汇聚；与既有 AFCI/PD SOP、VLAN、证据仓、人工复核、canary 分点衔接。
不是 IEC 60270 表观电荷计量报告，也不是保护装置或型式认证文件。
上游引用：edge-ai-arc-pd-timeseries-catalog.md、edge-ai-afci-pd-selfcollect-sop.md、edge-ai-mcu-tinyml-sensing-cookbook.md、edge-ai-vlan-network-isolation.md、edge-ai-event-schema-acceptance.md、edge-ai-human-review-false-positive-loop.md、edge-ai-model-canary-rollback.md。

0. 结论与红线

0.1 一句话

多资产通用框架，柜内开关柜先写透；默认 TEV + 接触式超声（AE）；试点 柜旁前端采+粗判 → 网关分析；告警进 自建 ThingsBoard（MQTT）；事件码与 AFCI 分点；绝不进保护跳闸 / GOOSE。

0.2 已锁定决策

0.3 硬红线（检查单）

• [ ] AI 输出无硬接线至保护出口 / 脱扣线圈
• [ ] 与保护 GOOSE 不通；Broker / TB / 网关仅在 AI VLAN
• [ ] 事件码与 ARC_PROXY_ALARM 分点；告警文案含「AI 代理 / 须人工确认」
• [ ] 探头旁前端调理；未调理模拟不跨柜长距离
• [ ] 工频计量 CT 不得标为局放通道
• [ ] ST AFCI 电流模型权重 不得直接当局放模型
• [ ] 模型上线走签名仓 + canary；敏感证据默认不出境

1. 范围与资产扩展路线

1.1 本期范围（试点）

1.2 多资产扩展路线（框架保留口）

flowchart LR
  A[开关柜 TEV+AE 试点] --> B[GIS UHF 扩展]
  A --> C[电缆接头 HFCT+AE]
  A --> D[主变 超声+电测组合]
  B --> E[多间隔干扰指纹库]
  C --> E
  D --> E

扩展时：同一事件 Schema / TB Device Profile 族，按 modality 与 asset_class 分属性，避免每资产一套孤岛协议。

2. 架构（分体默认 · 一体升级）

2.1 试点默认：分体

flowchart TB
  subgraph Cubicle["柜旁（探头旁）"]
    TEV[TEV 探头] --> AFE1[放大/包络检波]
    AE[AE 探头] --> AFE2[放大/包络或带通]
    AFE1 --> MCU[前端 MCU<br/>ESP32-S3 或 STM32H7]
    AFE2 --> MCU
    MCU --> FEAT[峰/能量/峭度/脉冲计数<br/>可选粗异常分]
  end
  subgraph Gate["站端网关 AI VLAN"]
    FEAT -->|UART/CAN/ETH/Wi-Fi| GW[分析网关]
    GW --> SEC[二次确认 / PRPD 拼图<br/>难例环形缓冲]
    GW --> MINIO[证据仓 波形/PRPD URI]
  end
  subgraph Plat["平台"]
    SEC -->|MQTT TLS| TB[自建 ThingsBoard]
    TB --> Dash[Dashboard / 告警]
    TB --> Review[人工复核队列]
  end
  PROT[保护网 / GOOSE] -.->|禁止互通| Gate

职责切分

2.2 一体变体（同 BOM 升级）

同一探头 AFE + 同一 MCU/SoM 族：在柜旁完成特征 + 轻量异常检测后，直接 MQTT 到 TB；网关可降为「可选二次确认 / 证据中继」。适用线缆极短、单柜独立部署。代价：Flash/算力余量、OTA 与调试周期更长（见 ESP开发侧补充）。

2.3 与既有站架构衔接

• 网络：仅 AI VLAN（见 edge-ai-vlan-network-isolation.md N1）
• 可选：104/61850 只读镜像诊断点，独立 IOA，人工复归——不进 PROT
• 证据：网关 → 对象存储 URI；MQTT 只带元数据与键（对齐证据仓手册）

3. 传感与前端

3.1 通道定义（试点）

元器件侧已对齐：TEV/AE 好买、前端简单；HFCT 模拟与屏蔽成本显著更高——试点不背 HFCT。

3.2 安装与安全

1. 优先厂家预留传感器孔、TEV/超声窗外测；打开柜门或近一次导体须停电办票。
2. AFE 板固定在探头旁（建议线长 ≤30～50 cm 量级，越短越好）；数字侧再拉到网关。
3. 带电检测遵守安规距离与监护；本方案产出诊断数据，不是 IEC 60270 溯源报告。
4. 现场禁止故意制造一次放电采正样本；正样本靠试验室/停电检修窗口或已确认缺陷复测；运行中主采 背景 + 干扰 + 操作瞬态负样本（与自采 SOP §2 一致）。

3.3 MCU 特征（与 cookbook 对齐）

防抖：连续 N=3～5 窗一致且排除分合闸掩码后，才升正式事件（与 AFCI/振动惯例一致）。

4. 边缘算法与开源模型 / 数据集

4.1 诚实前提

• 柜内 TEV + AE 公开「金标准」极少；多数公开 PD 集是 UHF / 线电压竞赛波 / 发电机 PRPD 图 / 油纸特征，模态不完全匹配。
• ST NanoEdge / stm32ai-modelzoo 的 AFCI 电流演示（约 125–150 kHz 电流窗）物理量与局放 TEV/AE 不同，权重不可直接迁移；可复用的是 工具链与流水线（AutoML → C 库、INT8 小网、签名 OTA）。
• 公开集只做 冷启动 / 结构搜索 / sanity check；站内误报抑制靠自采背景与干扰指纹。

4.2 开源数据集短名单（扩展目录）

（●较匹配 ○勉强 △需加工 ×不匹配；完整条目与链接见 edge-ai-arc-pd-timeseries-catalog.md §3～§7。）

4.3 开源 / 工具链模型短名单

推荐最小栈（试点）

1. 柜旁：规则特征 →（可选）NanoEdge/EI 异常分 → PD_TEV_ABNORMAL / PD_AE_ABNORMAL 候选。
2. 网关：双通道一致性 +（有相位时）PRPD；P3 预训练小 CNN 少样本校正 → PD_PRPD_ABNORMAL。
3. 自采（单柜最低，对齐 SOP）：背景 ≥2 h 等效；干扰 ≥50 段；专家确认 PD ≥30 段（可少样本）；运行中主采负类。

4.4 算法门禁

• 公开集准确率 禁止写入对外验收承诺。
• 上线模型：INT8（或目标后端量化）→ 签名仓 → canary（见 edge-ai-model-canary-rollback.md）→ 全量。
• 默认 quality=suspect，经人工复核可升 confirmed（见复核手册）。

5. ThingsBoard 接入（自建）

5.1 假设与未知

5.2 设备类型建议

网关也可作为唯一 MQTT 设备，前端只做本地总线——试点推荐 网关统一出口，减少证书数量。

5.3 Telemetry / Attributes 键（建议）

Telemetry（时序）

Attributes（较慢变）

5.4 告警与 Severity

与 ARC_PROXY_ALARM 分 Alarm type；禁止同色同名展示为跳闸类。

5.4.1 固件示例（ESP）

柜旁 / 网关 MQTT 上报示例（字段与上表一致）：/workspace/pd-tb-mqtt-example/（pd_tb_telemetry.c、pd_tb_config.h、事件 JSON 样例）。TB 未装前可先打到站内 Broker（如 home :1883）。

5.5 Rule Chain 要点（MQTT → TB → Dashboard）

flowchart LR
  M[MQTT 事件 JSON] --> D[Device 解析 / 遥测写入]
  D --> F[防抖与抑制脚本<br/>对齐 debounce 手册]
  F --> A{score 与双通道规则}
  A -->|升警| AL[Create Alarm]
  A -->|证据| MSG[通知：邮件/企微等 optional]
  AL --> Q[人工复核队列 / 外部 webhook]
  D --> DB[(Dashboard 时序+PRPD 链)]

要点：

1. Topic 对齐既有：edgeai/{org}/{site}/{device_id}/events，task=pd_proxy。
2. Rule Chain：解析 event.code → 映射 Alarm；quality=suspect 时 Dashboard 打「AI 推断」标签。
3. 连续告警冷却：按 cubicle × code 短冷却（时长对齐 edge-ai-alert-debounce-suppression.md）；禁止全局静音掩盖未确认候选。
4. 复核通过后写 attribute/quality=confirmed；误报回流难例池（自采 SOP）。
5. 无 Rule Chain 分支去写保护点或 GOOSE。

5.6 示例事件（网关 → MQTT → TB）

与 SOP §4.2 同构，扩展双通道字段：

{
  "schema_ver": "1.0.0",
  "ts_utc": "2026-10-25T07:30:00Z",
  "site": "SS-220-01",
  "bay": "bay-3",
  "cam": "cubicle-A-pd",
  "device_id": "pd-gw-01",
  "task": "pd_proxy",
  "series": {
    "modality": "tev_ae",
    "phase_sync": true,
    "feat": {
      "tev_peak": 0.82,
      "tev_pulse_rate": 18.0,
      "ae_rms": 0.031,
      "ae_kurtosis": 6.4,
      "prpd_cls": "pd_surface",
      "score": 0.74
    }
  },
  "event": {
    "type": "alarm",
    "code": "PD_PRPD_ABNORMAL",
    "severity": "medium",
    "quality": "suspect",
    "note": "proxy_only_no_trip",
    "snapshot": { "uri": "s3://edge-snap/.../prpd.png" }
  },
  "model": { "name": "prpd-cnn-tev-ae", "ver": "0.1.0-int8", "backend": "rknn_or_cpu" }
}

单通道粗判可将 code 设为 PD_TEV_ABNORMAL 或 PD_AE_ABNORMAL，网关融合后再发 PRPD 码（避免双通道各刷一条刷屏——由 Rule Chain 合并）。

6. BOM 与分期

6.1 试点 BOM（量级，非报价）

精细器件规格、EMC、电源浪涌交给 @元器件 / 机柜 EMC 基线手册；固件引脚与 OTA 交给 @ESP开发。

6.2 分期

7. 试点门禁

7.1 两周门禁（S0）

7.2 四周门禁（S1）

8. 与既有手册边界

与 AFCI 分流：电流 AFCI = ARC_PROXY_ALARM；局放 = PD_*；共享网关与 VLAN，分 Device Profile / 分 Alarm / 分点号。

参考来源

1. 站内调研：edge-ai-arc-pd-timeseries-catalog.md（P1–P6、V1、缺口 §5）
2. 站内调研：edge-ai-afci-pd-selfcollect-sop.md（柜内 PD 自采 §2、禁跳闸 §3、事件示例 §4）
3. 站内调研：edge-ai-mcu-tinyml-sensing-cookbook.md（特征与 MCU 档）
4. 公开集入口（复核以 DOI/仓库页为准）：Zenodo GIS PD 10.5281/zenodo.10805482；Mendeley PRPD 10.17632/xz4xhrc4yr.8；HHT-DB / InsulatorClassificationUltrasound GitHub
5. ST AFCI 演示仅作工具链参考：ST NanoEdge / stm32ai-modelzoo arc_fault_detection——非 PD 权重
6. ThingsBoard 文档（设备、MQTT、Rule Chain、Alarm）以官方当前版为准；本方案 CE 自建为假设
7. 群聊对齐（2026-10-25）：多资产框架·开关柜试点·TEV+AE·分体默认·自建 TB·必带开源短名单

本稿属边缘 AI「方案」大类首篇；公开链接以撰稿日可访问状态为准。芯片细表与器件选型由 ESP开发 / 元器件后续锁定。