Navorsing oor Deelsverstrooiingsdeteksietegnologie vir Vaste Geïsoleerde Ringhoofeenhede
Met die ontwikkeling van stedelike kragnette het die aantal installasies van soliede geïsoleerde ringhoofopeenhouers (RMU) voortdurend toegeneem. Hul bedryfsstatus het 'n beduidende impak op die betroubaarheid van die kragverskaffing van die elektriese stelsel. Die gevolge van foute is ernstig: direkte skade sluit in skade aan beskermde lyns en toerusting, asook kragverlies; indirekte gevolge veroorsaak wye verspreide kliënt-uitval, wat die dagelike lewe, produksie, en selfs sosiale stabiliteit versteur.
Tans pos die onvoldoendes van veldtoetsmetodes vir soliede geïsoleerde RMU-toerusting en die gereelde voorkoms van isolasiefoute in operasionele skakelstoetse 'n ernstige bedreiging vir die veilige bedryf van die kragstelsel. Deelsontlading (PD) deteksie is 'n effektiewe metode om die isolasietoestand van skakelstoetse te evalueer en is 'n huidige navorsingsfokus. PD-deteksie en foutdiagnose op hoëspanningskragtoerusting verskaf kritiese statusinligting vir toestandsgebaseerde instandhouding en is sleutel tot die verseker van veilige en betroubare toerustingbedryf. In hoëspanningskragtoerusting word isolasievermindering wat lei tot isolasiefoute nie net deur elektriese velde veroorsaak nie, maar kan ook ontstaan weens meganiese kragte, hitte, of hul gekombineerde werking met elektriese velde, wat uiteindelik die kragkwaliteit en -betroubaarheid beïnvloed. Om levendige toetsing van kragtoerusting te standaardiseer en doeltreffend te implementeer, en verwysing na relevante nasionale en internasionale standaarde—primêr gebaseer op State Grid Corporation Produksie Substasie Kennisgewing [2011] No. 11 "Kennisgewing oor die Vervreemding van die 'Techniese Spesifikasie vir Levendige Toetsing van Kragtoerusting (Proef)"—fokus hierdie navorsing op PD-deteksie vir RMUs.
II. Deelsontlading Deteksie Metodes vir Ringhoofopeenhouers
1. Vorms van PD Energie
Deelsontlading is 'n gepulseerde ontlading. Behalwe laastransfer en kragdissipasie genereer die PD-proses ook elektromagnetiese straling, ultraklank, lig, hitte, en nuwe chemiese byprodukte. Deteksie metodes wat hierdie verskynsels teiken sluit in elektriese deteksie, akoustiese deteksie, optiese deteksie, en chemiese deteksie. Van hierdie is elektriese en akoustiese metodes die meeste gebruik, maar hul praktiese effektiwiteit word dikwels beperk, hoofsaaklik as gevolg van beduidende terplaatse geraas-verstoring wat dit moeilik maak om werklike PD-signalen te onderskei. Doeltreffende eliminasie van verstoring is krities vir die verbetering van die deteksieprestasie van PD-toerusting.
Gedetekte Verskynsels:
- Elektries: (TEV, UHF, HFCT sensore)
- Akousties: (Ultrasoon sensore)
- Opties: (Sigtbaar deur kykvensters in spesifieke posisies tydens ontlading)
- Termies: (Infrarood, alhoewel die deteksie-effektiwiteit beperk word deur die RMU se volledig afgeslote struktuur)
- Chemies/Gas: (Ozone reuk, ens.)
2. Deteksie Tegnologieë
Tans word baie PD-deteksie tegnieke vir skakelstoetse gebruik, in breë terme gedefinieer as Direkte Metodes (skynbare ontladingshoeveelheid deteksie) en Indirekte Metodes (TEV, ultrasoon, UHF, gekombineerde akousto-elektriese deteksie). Die direkte metode is relatief; dit behels die inspui van 'n bekende laashoeveelheid tussen die proefobjek se terminals om 'n terminaal spanningsverandering te skep wat ekwivalent is aan dié veroorsaak deur 'n PD-gebeurtenis. Hierdie ingespuide laas word dan die Skynbare Ontladingshoeveelheid (Q) van die PD genoem, gemeet in pikokoulom (pC). In praktyk is die skynbare ontladingshoeveelheid nie gelyk aan die werklike laas uitgestoot by die ontladingsplek binne die proefobjek nie; laasgenoemde kan nie direk gemeet word nie. Alhoewel die spanningsgolfvorm gegenereer deur die PD-stroompuls oor die meetimpedans moontlik verskil van dié veroorsaak deur die kalibrasie-puls, word die reaksieleesings op die instrumente algemeen as ekwivalent beskou. Hieronder is twee hoofstroom RMU-deteksie tegnieke.
1) Ultrasoon Deteksie vir Soliede Geïsoleerde RMUs
Deur ultrasoon signal geleer deur die lug te ontvang en die akustiese druk van die PD-signal te meet, kan die ontladingsintensiteit afgelei word. Tydens ultrasoon toetsing moet die sensor langs die nade/seam op die skakelstoetsoberkant geskan word. Referentiediagramme verskaf riglyne oor tipiese deteksieposisies.
2) Beginsel van Transiënte Aarde Spanning (TEV) Deteksie
Wanneer PD binne 'n hoëspanningskragkabinet voorkom, vloei 'n uiterst kortduurige gepulseerde stroom deur die ontladingskanal, wat transiënte elektromagnetiese golwe opwek. Die spoed van die ontladingsproses lei tot 'n steile stroompuls met 'n sterk hoëfrekwensie-elektromagnetiese stralingsvermoë. Hierdie straling kan deur openinge in die metaalomhulling, soos sigtingskitse of gaps rondom die isolasie, propageer. Wanneer hierdie hoëfrekwensie-elektromagnetiese golwe buite die kabinet propageer, indukseer hulle 'n transiënte spanning op die buitervlak relatief tot aarde. Hierdie transiënte spanning op aarde (TEV) varieer van millivolts tot volts met 'n stygtyd van 'n paar nanosekondes. 'n Spesiaal TEV-sensor geplaas buite die kabinet kan hierdie signal sonder inmenging detekteer.
Hoofstroom TEV-Deteksie Posisies (op kabinetwande teenoor):
- Busbars (verbinding, muur bushings, ondersteun insulators)
- Skakele (Circuit Breakers)
- Stroomtransformators (CT)
- Spanningstransformators (PT)
- Kabel Terminals
Hierdie komponente is tipies gevestig op die middel en ondersek van die voorpaneel, die bo-, middel- en ondersek van die agterpaneel, en die bo-, middel- en ondersek van die sypaneel.
III. PD Lokalisering en Fase Identifisering
Wanneer sensor-signals bevestig word dat hulle van binne die toerusting afkomstig is, word die Tydsverskil van Aankoms (TDOA) lokalisering gebruik vir verdere posisionele analise. Twee sensore word op die toerustingoppervlak geplaas; die tydsverskil tussen hul ontvangde signals (t2 - t1) word geanaliseer om die PD-posisie te bepaal, gewoonlik binne 'n 1-meter bereik van die bron.
1. Tydsverskil Metode:
Veronderstel die PD-bron is afstand X van sensor 1, elektromagnetiese golfspoed = c (ligspoed), en die tydsverskil t2 - t1 word via 'n oscilloskoop gemeet.
X = (t2 - t1) * c / 2
Deur gebruik te maak van hierdie formule en 'n meetlint, kan posisie X bepaal word.
2. Plan Bissektor Metode:
- Beweeg die twee sensore in die ruimte totdat die PD-signal aankoms tyd identies is by albei. Dit lokaal die ontladingspunt op die loodreg bisektervlak tussen die twee sensore (Lokaliseer die Vlak).
- Beweeg die sensore binne hierdie bisektervlak totdat die aankoms tyd weer identies is. Dit lokaal die ontladingspunt op die loodreg bisekterlyn binne daardie vlak (Lokaliseer die Lyn).
- Beweeg die sensore langs hierdie bisekterlyn totdat die aankoms tyd weer identies is. Dit spitspunt die ontladingsposisie (Lokaliseer die Punt).
Om die spesifieke fase wat PD ervaar, te identifiseer, word die HFCT-metode gebruik om signal op die grondleidings (of liggaam) van die naaste drie-fase uitgangskabels te detekteer. Die stroomsignal van die defekte fase vertoon 'n groter amplituud en teenoorgestelde polariteit in vergelyking met die signal op die ander twee fases, wat 'n reguit identifisering van die foute fase moontlik maak.
