Studado pri Detektado-tekniko kaj Analiza Metodo de Parta Elŝuto en SF6-baztaŭga ĉiutaga Ventilo
La ŝtonmetita tanka tipo de ĉirkuitchrompilo estas grava regila kaj protektanta aparato en substaĵoj kaj energiisistemoj. Ĝi ĉefe servas por interrompi, fermaĵi kaj porti normajn lastagradajn korantajn kurantojn en linioj, kaj por tranĉi mallongcirkvitajn kurantojn dum sistemeĥoj. Komponitaj el elementoj kiel interrompaj elementoj, izolaj tubetoj, tubetaj tipoj de kurantometantoj, arkeksingazoj, funkciigaj mekanismoj, kaj terkaptaj kaŝoĵoj, la arkeksingazo de la ŝtonmetita tanka tipo de ĉirkuitchrompilo estas lokita en terkaptita metalbudo.
SF₆ funkcias kiel ambaŭ izolanta kaj arkeksiga medio por tankaj tipoj de ĉirkuitchrompiloj. En unuforma elektra kampo, sia izolforto estas proksimume trioble pli granda ol tiu de aero, kaj sia arkeksiga kapablo estas ĉirkaŭ centoble pli forta ol tiu de aero. Tial, SF₆-ĉirkuitchrompiloj karakterizatas kompakta strukturo kaj malgranda okupata areo. Aldone, ŝtonmetitaj tankaj tipoj de ĉirkuitchrompiloj oferas avantaĝojn kiel malalta equipara gravocentro, stabila strukturo, bona seismika performanco, enkonstruitaj kurantometantoj, forta rezisto kontraŭ kontamino, kaj komforta manteno.
Tamen, dum la fabrikado, montado, transportado, kaj funkciigo de tankaj tipoj de ĉirkuitchrompiloj, povas okazi izolaj defektoj pro faktoroj kiel malbona prilaborado, kolizioj, ŝokoj, kaj komutoperacioj. Tipaj izolaj defektoj inkluzivas eksteraĵantajn metalobjektojn sur konduktoroj aŭ kaŝoĵoj, flotantajn elektrodojn, kaj liberecajn metalpartiklojn. Kiam la forteco de la elektra kampo koncentriĝas je la izola defekto atingas la disrompan kampon de la zona testvoltage aŭ nombrata voltage, parta diselaron (PD) okazas. Parta diselaro estas la ĉefa kaŭzo de izola degenerado en ĉirkuitchrompiloj kaj prekursoro de izolaj eĥoj. Do, enlinia monitorado de partaj diselaraj signaloj povas detekti izolajn defektojn antaŭ la eĥo, kiu estas vitala rimedo por sekura kaj stabila funkciigo de ŝtonmetitaj tankaj tipoj de ĉirkuitchrompiloj kaj la energiisistemo.
Basitaj sur la fizikaj signaloj generitaj dum diselaro, la ĉefaj metodoj por detekti partan diselaron en ĉirkuitchrompiloj estas la pulsa kurantometoda, la ultrasona metoda (AE), la transa tera voltmetoda (TEV), kaj la superalta frekvencmetoda (UHF) [2 - 3]. Ĉi artikolo kunmetas eksperimentan kaj lokan sperton por revizi diversajn partajn diselarajn detektadajn kaj analizajn teknikojn por SF₆-ŝtonmetitaj tankaj tipoj de ĉirkuitchrompiloj kaj resumi la karakterojn de ĉiu metodo.
Pulsa Kurantometoda
Kiam parta diselaro okazas, la moviĝo de ŝargoj generas pulsan kuranton, kiun oni povas detekti per kunmetada aparato aŭ kurantometanto konektita en la testkurcirkvo. La pulsa kurantometoda estas la sola metoda specifita en IEC 60270 kaj rilataj normoj por kvantitativa mezurado de parta diselaro. Aliaj metodoj ĉefe servas por la detekto aŭ lokado de parta diselaro. La pulsa kurantometoda posedas alta sensitivo, tamen ĝi estas tre influigebla de lokaj elektromagnetaj interferoj. Do, necesas ekstrakti la malfortajn diselarajn signalojn el la detektitaj signaloj. La fizika kvanto reprezentanta la grandon de parta diselaro estas la aparenta ŝargo q, kiu povas esti akirita per la jena formulo.
En la formulo, i(t) reprezentas la pulsan kuranton de parta diselaro, Um(t) estas la pulsa voltago, Rm estas la detektita impedancvaloro, kaj q estas la aparenta ŝargo, kun la unuo pC (pikokulombo).
La pulsa kurantometoda bazita sur kurantometantoj taŭgas por enlinia parta diselardetekto. Alta-frekvencaj kurantometantoj kutime funkciigas en frekvencintervalo de 16 kHz ĝis 30 MHz kaj estas dizajnitaj en klamp-strukturo, faciligante ilian instaligon je la terkapta fino de ŝtonmetitaj tankaj tipoj de ĉirkuitchrompiloj.
Ultrasona Metoda
Parta diselaro kaŭzas intencajn molekulajn koliziojn, generante ultrasonajn ondojn, kiuj propagas en la ĉirkuitchrompilo. Ultrasonaj sensoroj instalitaj sur la ĉirkuitchrompila kaŝoĵo povas detekti partajn diselarajn signalojn. La piezoelektraj elementoj en ultrasonaj sensoroj konvertas la ultrasonajn signalojn generitajn de parta diselaro en voltagsignalojn, kiujn poste transdonas al la detektocirkvo. La detektocirkvo por la ultrasona metoda ĉefe konsistas el decoupler (uzata por apartigi nutradsignalojn de ultrasonaj signaloj), signalamplifikilo, kaj filtro.
La tempdomajna kaj frekvencdomajna signaloj de ultrasonaj ondoj de parta diselaro en ŝtonmetitaj tankaj tipoj de ĉirkuitchrompiloj montriĝas en Figuro 2, kun la frekvencintervalo ĉefte distribuita inter 50 kaj 250 kHz. La ultrasona metoda havas avantaĝojn kiel malalta kostumo, facila instaligo, forta rezisto kontraŭ elektromagnetaj interferoj, kaj taŭgeco por parta diselarloko. Tamen, la interna izola strukturo de ĉirkuitchrompiloj estas kompleksa, kaj ultrasonaj ondoj progresas malrapide kaj suferas signifan atenuon en SF₆ gaso, necesigante identifikon de optimuma detektapozicio.
Superalta Frekvenco (UHF) Metoda
La suprenirtempo kaj daŭro de la kurantimpulsoj generitaj de parta diselaro estas en nanosekunda skalo, ekscitante elektromagnetajn ondojn kun ekvivalentaj frekvencoj en la superalta frekvenco intervalo de 300 MHz ĝis 3 GHz. Aktuale, la detektata frekvencintervalo de plej multaj UHF-sensoroj sur la merkato estas 300 MHz ĝis 1.5 GHz. Pro la malforta kaj alta-frekvenca naturo de la signaloj, la UHF-metoda bezonas kondiĉigi la enigajn signalojn per filtraj cirkvoj, amplifikaj cirkvoj, kaj integraj cirkvoj antaŭ transdoni ilin al datuma akir-karto por posta analizo.
Meze, uzante la UHF-metodon, necese estas eliminacii bruojn kiel komunikadsignaloj kaj lumalimentadsignaloj el softvara kaj hardvara aspektoj. La UHF-metoda karakterizas alta sensitivo, forta anti-interferiga kapablo, kaj taŭgas por parta diselarloko. La fazrezolta parta diselara (PRPD) modela de UHF-signaloj de parta diselaro je flotanta potencialo montriĝas en Figuro 3, kiu enhavas informojn pri la diselara amplitudo, fazo, kaj nombro de okazoj.
Transa Tera Voltmetoda (TEV)
Kiam la elektromagnetaj ondoj generitaj de parta diselaro propagas al la metalenvolvado de ŝtonmetita tanka tipo de ĉirkuitchrompilo, induktiĝas kuranto sur la surfaco de la envolvado, rezultigante transan teran voltagon tra la unda impedanco de la terkapta korpo. La funkcioprincipo de TEV-sensoro povas esti ekvivalenta al tiu de kapacita voltagdividilo. Ĝi determinas la okazon de parta diselaro per detekto de la voltago tra la ekvivalenta kapacitoro inter la sensora elektrodo kaj la izolanta strato. La transaj teraj voltagsignaloj de parta diselaro ene de SF₆-ĉirkuitchrompilo montriĝas en Figuro 4, kun la ĉefa frekvencintervalo estanta 1 - 100 MHz. La TEV-metoda karakterizas facilecon de uzo kaj nebezono de aldona detektocirkvo.
Analizmetodoj de Parta Diselaro
Analizmetodoj de parta diselaro estas uzitaj por aserti la risknivelon de diselaroj, denoizar signalojn, kaj ekstrakti diselarajn karakterojn por erarklasifikado. Ĉiuj ĉi metodoj ĉefe inkluzivas la impulswaveforman metodon, fazrezultan partan diselaran (PRPD) modelan metodon, tri-faza amplitudrilatan modelan metodon, temp-frekvencan modelan metodon, kaj tempan statistikan karakteran metodon.
La impulswaveforma metoda analizas ununuran diselaran waveformon bazitan sur parametroj kiel suprenirtempo, faltempo, impulsbreto, kurtoso, kaj skeco. La PRPD-modela metoda akumulas partajn diselarajn signalojn sub AC-nutravoltago por akiri la fazan, amplitudan, kaj okaznombron distribuajn karakterojn de la diselaroj. Tial, ĝi ankaŭ estas konata kiel la φ-q-n modela metoda. La tri-faza amplitudrilata modela metoda estas uzata por analizi partajn diselarojn sub tri-faza AC-voltago.
Ĝi akiras la diselarajn distribuajn karakterojn per kolektado de la diselaraj amplitudoj de unueca diselara signalo sub malsamaj fazvoltagoj. La temp-frekvencan modela metoda kolektas diselarajn impulsojn, kalkulas ilian ekvivalentan tempon kaj ekvivalentan frekvencan, kaj desegnas la diselaran distribuan modelon en la ekvivalenta tempo-ekvivalenta frekvenco domajno. La temp-bazita statistika karaktera metoda estas taŭga por la analizo de partaj diselaroj sub alta-voltaga rekta kuranto. Ĝi statistike analizas la diselarajn distribuajn karakterojn bazitan sur la grandeco de la diselara kvanto kaj la tempdiferenco inter diselaraj impulsoj.
Por la loko de partaj diselaroj ene de SF₆-ŝtonmetitaj tankaj tipoj de ĉirkuitchrompiloj, oni povas adopti la absolutan tempdiferencan metodon aŭ la relativan tempdiferencan metodon. La absoluta tempdiferencan metoda uzas la diselaran kurantimpulsan signalon aŭ la superaltfrekvencon (UHF) signalon kiel la starttempon de la diselaro. Post kalkulado de la tempdiferenco inter la ultrasona signalo kaj la diselara startsignalo, ĝi lokas la diselaran fonton. La relativa tempdiferencan metoda nur uzas plurajn ultrasonajn sensorojn instalitajn je malsamaj pozicioj sur la ĉirkuitchrompila tanko. Ĝi determinas la lokon de izolaj defektoj per kalkulado de la tempdiferenco inter ĉiu ultrasona signalo kaj la referencultrasona signalo.
Konkludo
Enlinia monitorado de partaj diselaroj povas efike aserti la izolan performon de SF₆-ŝtonmetitaj tankaj tipoj de ĉirkuitchrompiloj antaŭ la eĥo, kaj ĝi estas unu el la gravaj rimedoj por sekura kaj stabila funkciigo. Ĉi artikolo revizias la detektadajn kaj analizajn metodojn de partaj diselaroj en ŝtonmetitaj tankaj tipoj de ĉirkuitchrompiloj, kunmetante eksperimentan kaj lokan sperton.
Dum lokaj aplikoj, oni devus uzi plurajn detektadajn rimedojn kaj analizajn metodojn por plibonigi la akuratecon kaj fidindon de enlinia monitorado. Meze, laŭ la postuloj de la konstruo de la universala energio-Interneto de Aĵoj, realigo de kluc-teknologioj kiel senfilaj pasivaj sensoroj, malpotencaj senfilaj komuniknetoj, randkomputado, kaj grandaj datumoj reprezentas la estontan evoluotendencan de parta diselardetekto por ŝtonmetitaj tankaj tipoj de ĉirkuitchrompiloj.
