Моделирование емкостного полосового датчика для регистрации частичных разрядов в кабельной изоляции сетей среднего напряжения

Д. А. Поляков

doi:10.71759/cv7q-vg98

Моделирование емкостного полосового датчика для регистрации частичных разрядов в кабельной изоляции сетей среднего напряжения

Д. А. Поляков

Аннотация

Рассмотрено моделирование датчика частичных разрядов, выполненного в виде металлической полосы, устанавливаемой в области концевой заделки силового кабеля среднего напряжения. Моделирование производилось путем воспроизведения условий лабораторных испытаний кабельных линий и условий их эксплуатации. Выполненное моделирование показало возможность применения датчика в качестве средства регистрации частичных разрядов. Результаты моделирования показали, что датчик целесообразно применять в длинных кабелях, так как при емкости больше 10 нФ не наблюдается зависимости размаха импульса от емкости контролируемого кабеля. Моделирование взаимного влияния датчиков также показало, что при использовании длинных кабелей наведение импульсов из соседних кабелей несущественно. Предложенный датчик имеет высокую чувствительность за счет емкостной связи с объектом измерений, при этом, в отличие от общепринятых конденсаторов связи, не требует соединения с высоковольтной токоведущей жилой.

Ключевые слова

емкостной полосовой датчик, регистрация частичных разрядов, применение в длинных кабелях, высокая чувствительность

Полный текст:

PDF

Литература

Кучинский, Г. С. Частичные разряды в высоковольтных конструкциях / Г. С. Кучинский. — Л.: Энергия. Ленингр. отд-ние., 1979. — 224 с.

Вдовико, В. П. Частичные разряды в диагностировании высоковольтного оборудования / В. П. Вдовико. — Новосибирск: Наука, 2007. — 155 с.

Hauschild, W. High-voltage test and measuring techniques / W. Hauschild, E. Lemke // High-Voltage Test and Measuring Techniques. 2014. Т. 9783642453.

Purwadi, A. Testing and diagnostics of power transformer in PT. Indonesia Power Kamojang Geothermal Power Plant unit 1 / A. Purwadi, N. Heryana, D. Nurafiat et al.) // Proc. 2011 Int. Conf. Electr. Eng. Informatics, ICEEI 2011. — 2011. — № July.

Fan, W. Dielectric loss angle data processing based on adaptive weighted data fusion algorithm of the aging mine cable / W. Fan, X. Ma // 2017 29th Chinese Control And Decision Conference (CCDC). — 2017. — Рр. 5739 – 5742.

Yuan, Y. Dielectric loss and partial discharge test analysis of 10 kV XLPE cable / Y. Yuan, G. Lu, W. Wang et. al. // 2013 Annu. Rep. Conf. Electr. Insul. Dielectr. Phenom. 2013. № April 2010. — Рр. 124 – 127.

Deshpande, A. S., Partial discharge analysis using energy patterns / A. S. Deshpande, H. A. Mangalvedekar, A. N. Cheeran // Int. J. Electr. Power Energy Syst. — 2013. — Т. 53. — Рр. 184 – 195.

Guo, J. Online diagnosis of power systems insulation condition in wind farms / J. Guo // 2017 IEEE Electrical Insulation Conference (EIC). — 2017. — Рр. 433 – 436.

McDermid, W. Response of capacitive couplers on a generating unit to various sources of partial discharge / W. McDermid, J. C. Bromley, T. Black // Conference Record of the 2006 IEEE International Symposium on Electrical Insulation. — 2006. – Рр. 73 – 76.

Korobeynikov, S. M. Registration and simulation of partial discharges in free bubbles at AC voltage / S. M. Korobeynikov A. V. Ridel, D. A. Medvedev et al. // IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. — 2019. — Т. 26, № 4. — Рр. 1035 – 1042.

Rajalakshmi, B. Analysis of Partial Discharge in underground cable joints / B. Rajalakshmi, L. Kalaivani // ICIIECS 2015 – 2015 IEEE Int. Conf. Innov. Information, Embed. Commun. Syst. — 2015.

Shahsavarian, T. A Review of Knowledge-Based Defect Identification via PRPD Patterns in High Voltage Apparatus / T. Shahsavarian, Y. Pan, Z. Zhang et al. // IEEE Access. — 2021. — Т. 9. — Рр. 77705 – 77728.

Álvarez, F. Application of HFCT and UHF sensors in on-line partial discharge measurements for insulation diagnosis of high voltage equipment / F. Бlvarez, F. Garnacho, Javier Ortego et al. // Sensors (Switzerland). — 2015. — Т. 15, № 4.

Bastidas, P. D. Interfacial aging in composite insulators as a result of partial discharge activity / P. D. Bastidas, S. M. Rowland // 2017 IEEE Electrical Insulation Conference (EIC). — 2017. — Рр. 13 – 16.

Nazemi, M. H. Partial discharge investigation and electric field analysis of different oscillation modes of water droplets on the surface of polymeric insulator under tangential AC electric field stress / M. H. Nazemi, V. Hinrichsen // 2013 IEEE International Conference on Solid Dielectrics (ICSD). 2013. — Рр. 194 – 197.

Zhao X. De-noising of GIS UHF Partial Discharge monitoring based on wavelet method / X. Zhao, J. Quan // Procedia Environ. Sci. — 2011. — Т. 11, № PART C. Рр. 1302 – 1307.

Hayakawa N. Dependence of partial discharge characteristics at spacer surface on particle size in SF6 gas insulated system / N. Hayakawa и др. // 2008 International Conference on Condition Monitoring and Diagnosis. — 2008. — Рр. 46 – 50.

Tian, Y. Partial discharge detection in cables using VHF capacitive couplers / Y. Tian, P. L. Lewin, A. E. Davies et al. // IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 2003. — V. 10, № 2. — Рр. 343 – 353.

Mohammadi, H. Distributed Capacitive Sensors for Partial Discharge Detection and Defective Region Identification in Power Transformers / H. Mohammadi, F. Haghjoo // IEEE Sens. J. — 2017. — Т. 17, № 6. — Рр. 1626 – 1634.

Ardila-Rey, J. A. Partial discharge and noise separation by means of spectral-power clustering techniques / J. A. Ardila-Rey, J. M. Martínez-Tarifa, G. Robles et al. // IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 2013. — V. 20, № 4. — Рр. 1436 – 1443.

Shafiq, M. Parameters identification and modeling of high-frequency current transducer for partial discharge measurements / M. Shafiq, L. Kutt, M. Lehtonen, et al. // IEEE Sens. J. 2013. — V. 13, № 3. — Рр. 1081 – 1091.

Shafiq, M. Partial discharge diagnostic system for smart distribution networks using directionally calibrated induction sensors / M. Shafiq, G. A. Hussain, L. Kutt et al. // Electr. Power Syst. Res. 2015. Рр. 447 – 461.

Jiang, J. A Capacitive Strip Sensor for Detecting Partial Discharge in 110-kV XLPE Cable Joints / J. Jiang, Z. Ge, M. Zhao и et al. // IEEE Sens. J. IEEE, 2018. — Т. 18, № 17. — Рр. 7122 – 7129.

DOI: http://dx.doi.org/10.71759/cv7q-vg98