SF6 फ्लोर टङ्की सर्किट ब्रेकरमा आंशिक डिसचार्जको पत्ता लगाउने तथा विश्लेषण गर्ने तकनीक र विधि को अध्ययन

माटो बुन्दा टङ्की प्रकारको सर्किट ब्रेकर उपस्थान र विद्युत प्रणालीमा एक महत्त्वपूर्ण नियंत्रण र सुरक्षा उपकरण हुन्छ। यसको मुख्य उद्देश्य लाइनमा सामान्य लोड धारालाई बिच्छेद गर्न, बन्द गर्न र वहन गर्न र प्रणाली असफलताको समयमा छोटो-पथ धारालाई काट्न हुन्छ। यसमा बिच्छेद घटक, आइसुलेटिङ बुशिङ, बुशिङ प्रकारको धारा ट्रान्सफार्मर, आर्क-मिट्टाउने चैम्बर, संचालन यन्त्रणा र ग्राउंडिङ खोला जस्ता घटकहरू समावेश छन्। माटो बुन्दा टङ्की प्रकारको सर्किट ब्रेकरको आर्क-मिट्टाउने चैम्बर ग्राउंडिड धातु खोलामा रहन्छ।

SF₆ टङ्की प्रकारको सर्किट ब्रेकरको लागि आइसुलेशन र आर्क-मिट्टाउने मध्यम भएको हुन्छ। एकसमान विद्युत क्षेत्रमा, यसको आइसुलेशन शक्ति हवाको तुलनामा लगभग तीन गुना र यसको आर्क-मिट्टाउने क्षमता हवाको तुलनामा लगभग १०० गुना हुन्छ। यसकारण, SF₆ सर्किट ब्रेकरहरू एक सघन संरचना र छोटो फुटप्रिन्ट विशिष्ट हुन्छन्। अतिरिक्तमा, माटो बुन्दा टङ्की प्रकारको सर्किट ब्रेकरहरू यस्ता फाइदेहरू दिन्छन्: उपकरणको केन्द्र भार निम्न, स्थिर संरचना, भूकम्प सुरक्षित, बुन्दा धारा ट्रान्सफार्मर, ग्राउंडिङ र धूलिको बलिको प्रतिरोधक्षमता, र सुविधाजनक रख-रखाव।

तर, टङ्की प्रकारको सर्किट ब्रेकरको निर्माण, संस्थापन, परिवहन र संचालनको दौरान, खराब विकास, टक्कर, प्रभाव र स्विचिङ संचालन जस्ता कारणहरूले आइसुलेशन दोषहरू उत्पन्न हुन सक्छन्। टिप्पणीय आइसुलेशन दोषहरूमा रेखाको वा खोलामा निकसेको धातु वस्तु, फ्लोटिङ इलेक्ट्रोड, र स्वतन्त्र धातु कणहरू समावेश छन्। जब आइसुलेशन दोषमा केन्द्रित विद्युत क्षेत्र शक्ति परीक्षण वा निर्धारित वोल्टेजको टोक शक्तिको बराबर हुन्छ, त्यस पछि आंशिक डिस्चार्ज (PD) घटना घट्छ। आंशिक डिस्चार्ज सर्किट ब्रेकरमा आइसुलेशन अवनति र आइसुलेशन असफलताको पूर्व संकेत हुन्छ। यसकारण, आंशिक डिस्चार्ज सिग्नलको ऑनलाइन निरीक्षण असफलता घटना भए पहिले आइसुलेशन दोषहरूलाई पत्ता लगाउन सकिन्छ, जुन यो सुरक्षित र स्थिर संचालनको लागि महत्त्वपूर्ण उपाय हुन्छ।

डिस्चार्ज दौरान उत्पन्न भएका भौतिक सिग्नलहरूको आधारमा, सर्किट ब्रेकरको लागि मुख्य आंशिक डिस्चार्ज निर्णय गर्ने विधिहरू पल्स धारा विधि, अल्ट्रासोनिक विधि (AE), ट्रान्सिएन्ट अर्थ वोल्टेज विधि (TEV), र अतिउच्च आवृत्ति विधि (UHF) [2-3] छन्। यो लेख प्रयोगशाला र बाटो अनुभवको संयोजन गरेर SF₆ माटो बुन्दा टङ्की प्रकारको सर्किट ब्रेकरको लागि विभिन्न आंशिक डिस्चार्ज निर्णय र विश्लेषण तकनीकहरूलाई समीक्षा गर्दछ र प्रत्येक विधिको विशेषताहरूलाई सारांशित गर्दछ।

पल्स धारा विधि

आंशिक डिस्चार्ज घटना घटेपछि, आवेशहरूको गतिले पल्स धारा उत्पन्न गर्छ, जुन परीक्षण परिपथमा जोडिएको कप्लिङ उपकरण वा धारा सेन्सरले निर्णय गर्न सकिन्छ। पल्स धारा विधि IEC 60270 र संबंधित मानकहरूमा निर्दिष्ट आंशिक डिस्चार्जको मापनको एकमात्र विधि हो। अन्य विधिहरू मुख्यतया आंशिक डिस्चार्जको निर्णय वा स्थान निर्धारणको लागि प्रयोग गरिन्छ। पल्स धारा विधिले उच्च संवेदनशीलता छ, तर यसले ठाउँको विद्युत चुंबकीय हस्तक्षेपको लागि उच्च संवेदनशीलता छ। यसकारण, निर्णय गरिएका सिग्नलहरूबाट धीमो डिस्चार्ज सिग्नलहरूलाई निकाल्नुपर्छ। आंशिक डिस्चार्जको मापन गर्ने भौतिक मात्रा आकारी आवेश q हो, जसलाई निम्न फार्मुलाले प्राप्त गर्न सकिन्छ।

यस फार्मुलामा, i(t ) आंशिक डिस्चार्जको पल्स धारा र Um(t) पल्स वोल्टेज, Rm निर्णय रोध मान, र q आकारी आवेश, जसको इकाई pC (पिकोकुलोम्ब) हुन्छ।

धारा सेन्सर आधारित पल्स धारा विधि ऑनलाइन आंशिक डिस्चार्ज निर्णयको लागि उपयुक्त छ। उच्च आवृत्ति धारा सेन्सरहरू सामान्यतया 16 kHz देखि 30 MHz को आवृत्ति क्षेत्रमा संचालन गर्छन् र यी एक क्लाम्प-ऑन संरचनामा डिझाइन गरिएको हुन्छ, जसले माटो बुन्दा टङ्की प्रकारको सर्किट ब्रेकरको ग्राउंडिङ अन्त्यमा स्थापना गर्न सुविधाजनक बनाउँछ।

अल्ट्रासोनिक विधि

आंशिक डिस्चार्जले तीव्र अणु टक्कर उत्पन्न गर्छ, जसले अल्ट्रासोनिक तरंगहरू उत्पन्न गर्छ र यी तरंगहरू सर्किट ब्रेकरमा प्रसारित हुन्छन्। सर्किट ब्रेकरको खोलामा स्थापित अल्ट्रासोनिक सेन्सरहरूले आंशिक डिस्चार्ज सिग्नलहरू निर्णय गर्न सकिन्छ। अल्ट्रासोनिक सेन्सरहरूको अन्दर अवस्थित पायेजियो तत्वहरूले आंशिक डिस्चार्जले उत्पन्न गरेका अल्ट्रासोनिक सिग्नलहरूलाई वोल्टेज सिग्नलमा परिवर्तन गर्छ, जसलाई निर्णय परिपथमा प्रसारित गरिन्छ। अल्ट्रासोनिक विधिको निर्णय परिपथ मुख्यतया डिकप्लर (पावर सप्लाइ सिग्नलहरू र अल्ट्रासोनिक सिग्नलहरू विभाजन गर्ने लागि प्रयोग गरिने), सिग्नल अम्प्लिफायर, र फिल्टर समावेश छन्।

माटो बुन्दा टङ्की प्रकारको सर्किट ब्रेकरको अन्दर आंशिक डिस्चार्जले उत्पन्न गरेका अल्ट्रासोनिक तरंगहरूको समय-क्षेत्र र आवृत्ति-क्षेत्र सिग्नलहरू चित्र २ मा देखाइएको छ, जसको आवृत्ति क्षेत्र मुख्यतया ५० देखि २५० kHz छ। अल्ट्रासोनिक विधिले निम्न लागि फाइदेहरू छन्: अल्प खर्च, सुविधाजनक स्थापना, उच्च विद्युत चुंबकीय हस्तक्षेप प्रतिरोधक्षमता, र आंशिक डिस्चार्ज स्थान निर्धारणको लागि उपयुक्त। तर, सर्किट ब्रेकरको आन्तरिक आइसुलेशन संरचना जटिल छ, र अल्ट्रासोनिक तरंगहरू SF₆ गैसमा धीरे गति र अधिक क्षय गर्छन्, जसले अनुकूल निर्णय स्थान निर्धारण गर्न सोध्दछ।

अतिउच्च आवृत्ति (UHF) विधि

आंशिक डिस्चार्जले उत्पन्न गरेका धारा पल्सहरूको उत्थान समय र अवधि नैनोसेकेन्ड क्षेत्रमा छ, जसले ३०० MHz देखि ३ GHz को अतिउच्च आवृत्ति क्षेत्रमा तुल्य आवृत्तिको विद्युत चुंबकीय तरंगहरू उत्पन्न गर्छ। वर्तमानमा, बाजारमा उपलब्ध अधिकांश UHF सेन्सरहरूको निर्णय आवृत्ति क्षेत्र ३०० MHz देखि १.५ GHz छ। यसको सिग्नलहरू दुर्बल र उच्च आवृत्तिको हुनुहुन्छ, त्यसकारण UHF विधिले इनपुट सिग्नलहरूलाई फिल्टरिङ परिपथ, अम्प्लिफायर परिपथ, र इन्टीग्रेटिङ परिपथ द्वारा संशोधन गर्नुपर्छ, र त्यसपछि डेटा अधिकार पत्रको लागि प्रसारित गर्नुपर्छ उपरिको विश्लेषणको लागि।

तर, UHF विधिलाई प्रयोग गर्दा, सामाजिक र उपकरण दुई विधिहरूले कम्युनिकेशन सिग्नलहरू र लाइटिङ पावर सप्लाइ सिग्नलहरू जस्ता शोरहरूलाई हटाउनुपर्छ। UHF विधिले उच्च संवेदनशीलता, उच्च हस्तक्षेप प्रतिरोधक्षमता, र आंशिक डिस्चार्ज स्थान निर्धारणको लागि उपयुक्त छ। फ्लोटिङ पोटेन्सियल आंशिक डिस्चार्जको UHF सिग्नलको फेज-सुधारित आंशिक डिस्चार्ज (PRPD) पैटर्न चित्र ३ मा देखाइएको छ, जसमा डिस्चार्ज अन्तर, फेज, र घटनाहरूको संख्या जस्ता जानकारीहरू समावेश छन्।

ट्रान्सिएन्ट अर्थ वोल्टेज (TEV) विधि

जब आंशिक डिस्चार्जले उत्पन्न गरेका विद्युत चुंबकीय तरंगहरू माटो बुन्दा टङ्की प्रकारको सर्किट ब्रेकरको धातु खोलामा प्रसारित हुन्छन्, खोलाको सतहमा एक उत्पन्न धारा उत्पन्न हुन्छ, जसले ग्राउंडिङ शरीरको तरंग रोधमा ट्रान्सिएन्ट अर्थ वोल्टेज उत्पन्न गर्छ। TEV सेन्सरको कार्य तत्व एक क्षमता वोल्टेज विभाजकको तुल्य हुन्छ। यसले सेन्सर इलेक्ट्रोड र आइसुलेटिङ लेयरको बीचको तुल्यकृत क्षमता वोल्टेज निर्णय गर्दै आंशिक डिस्चार्जको घटना निर्धारित गर्छ। SF₆ सर्किट ब्रेकरको अन्दर आंशिक डिस्चार्जको ट्रान्सिएन्ट अर्थ वोल्टेज सिग्नलहरू चित्र ४ मा देखाइएको छ, जसको मुख्य आवृत्ति क्षेत्र १-१०० MHz छ। TEV विधिले उपयोग आसान र अतिरिक्त निर्णय परिपथको आवश्यकता छैन।

आंशिक डिस्चार्ज विश्लेषण विधिहरू

आंशिक डिस्चार्ज विश्लेषण विधिहरू डिस्चार्जको जोखिम स्तर निर्णय गर्न, सिग्नलहरूको शोर हटाउन, र डिस्चार्ज विशेषताहरू निकाल्न र फाउल्ट प्रकार वर्गीकरण गर्न प्रयोग गरिन्छ। यी विधिहरू मुख्यतया पल्स तरंग विधि, फेज-सुधारित आंशिक डिस्चार्ज (PRPD) पैटर्न विधि, तीन-फेज अन्तर संबंध पैटर्न विधि, समय-आवृत्ति पैटर्न विधि, र समय-आधारित सांख्यिकीय विशेषता विधि समावेश छन्।

पल्स तरंग विधि उत्थान समय, गिराउने समय, पल्स चौडाई, कर्टोसिस, र स्क्युनेस जस्ता परामितिहरूको आधारमा एकल डिस्चार्ज तरंग विश्लेषण गर्छ। PRPD पैटर्न विधि AC पावर-फ्रिक्वेन्सी वोल्टेजको अन्तर्गत आंशिक डिस्चार्ज सिग्नलहरू जम्मा गर्दछ र डिस्चार्जहरूको फेज, अन्तर, र घटनाहरूको वितरण विशेषताहरू प्राप्त गर्छ। यसलाई \(\varphi -q -n\) पैटर्न विधि पनि भनिन्छ। तीन-फेज अन्तर संबंध पैटर्न