Page 59 - 电力与能源2021年第五期

谢荣斌, 等: 开关柜局部放电传感器监测方案及仿真研究 5 1
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传感器监测到的局放信号幅值越强。 ( 1 ) 电缆尖板放电的验证。将局放传感器放
( 4 ) 检测距离对 TEV 信号幅值的影响。对 置在与仿真模型相对应的检测点 E , G , I和 K 的
测量到的电压幅值进行归一化处理, 结果表明, 随 位置上, B 相电缆终端放置尖板放电模型, 计算不
着监测距离由 100 mm 增加到 600 mm 时, 传感 同检测位置的波形幅值平均值及其归一化幅值。
器采集的局放信号脉冲宽度稳定之后不变; 而局 尖板放电实测与仿真曲线如图 3 所示。

放信号的幅值随着监测距离的增大由 47.72 μ V
逐渐减少到 2.11 μ V , 显然局放信号的幅值随着
局放源与分布式传感器之间的监测距离增大而呈
现逐渐衰减趋势。

3 TEV 分布式传感器位置部署

开关柜内部局放产生的电磁波以球面波的形
式向外传递 [ 11-13 ] 。在根 据 开 关 柜 内 易 发 生 局 放
的位置设置监测点, 比较在相同局放源下各监测
点测量得到的局放幅值与方差大小, 确定 TEV
分布式传感器的部署位置。
( 1 ) 根据开关柜内易发生局部放电的位置, 设 图 3 尖板放电实测与仿真曲线图
置局放源与传感器的部署点。 ( 2 ) 电流互感器内部气隙放电( Q 2 的试验验
)
( 2 ) 对仿真的数据进行归一化处理。计算各 证。计算不同检测位置的波形幅值平均值及其归
检测点电压幅值, 如表 2 所示。 一化 幅 值。 气 隙 放 电 实 测 与 仿 真 曲 线 如 图 4
由表 2 各个检测点的电压幅值可知, 根据归 所示。
一化结果, 由于放电位置的不同, 开关柜外表面各
个点的检测情况不一样, 这与开关柜内部的结构
有关, 也与电磁波的折反射有关。实际开关柜在
运行过程中, 电缆放电发生的情况最多, 因此综合
考虑之后, 选择前柜门左侧中央l 点作为最佳的
传感器安装位置。
4 试验验证

针对 仿 真 试 验 得 到 的 部 署 方 案, 进 行 试 验
验证。

依次在开关柜后柜门左上角、 前柜门底边 G
点、 前柜门左侧中央一级前柜门顶边部署分布式 图 4 气隙放电实测与仿真曲线图
)
传感器。设置不同放电缺陷模型于开关柜中指定 ( 3 ) 断路器支撑绝缘子沿面放电( Q 3 的试验
位置, 证明前柜门中央处可以作为分布式传感器 验证。将局放传感器放置在与仿真模型相对应的
部署点。 检测点 E , G , I和 K 的位置上, B 相断路器支撑绝
表 2 各检测点电压幅值
检测点 A B C D E F G H I J K L

Q 1 0.118 0.187 0.103 0.036 0.075 0.136 0.954 0.358 1.000 0.206 0.768 0.050
Q 2 0.305 0.144 0.090 0.265 0.679 0.070 0.728 0.275 0.936 0.131 1.000 0.228
Q 3 0.304 0.142 0.090 0.261 0.744 0.070 1.000 0.271 0.985 0.128 0.924 0.222
Q 4 0.306 0.146 0.090 0.260 0.744 0.070 0.888 0.271 0.824 0.129 1.000 0.225
均值 0.258 0.155 0.093 0.201 0.561 0.087 0.892 0.294 0.961 0.149 0.973 0.181
方差 0.094 0.022 0.007 0.131 0.325 0.088 0.119 0.043 0.037 0.380 0.109 0.113