基于物联网技术实现开关柜局放状态检测系统设计,本文是物联网技术硕士学位论文范文与开关柜和联网和系统设计类学术论文怎么写.
物联网技术论文参考文献：
摘 要：随着智能时代的到来,物联网技术已经得到普遍应用.在电力系统领域,由于高压开关柜数量多,维护人员短缺,人均维护工作量庞大,导致高压开关柜维护成本逐年不断攀升.而使用传统检测方法进行局放检测,很难发现局部的微小缺陷和隐患,从而给供电带来极大不可靠性因素,因此,探究一种基于物联网技术的开关柜局放状态检测系统解决方法,既能有效发现绝缘问题而又不会增加停电试验的检测手段显得非常重要.
关键词：物联网技术；开关柜；局部放电
一、开关柜局部放电产生机理
高压开关柜局部放电的种类很多,主要以电磁波、气体的形式释放能量,本文针对内部放电和表面放电两种局放机理进行简要介绍.
（一）内部放电.在制造过程中绝缘介质内部残留部分气泡、杂质,导致中间的电介质不均匀,形成了一种气体- 固体、液体- 固体、固体- 固体状态共存的一种复合绝缘,此现象称之为内部放电.在绝缘介质中,中间介质中的残留气泡的气隙中的电场强度要比绝缘介质其他部分的场强高,也就是说残留气泡的击穿场强.一旦在绝缘介质上施加外电压,绝缘介质中带残留气泡的气隙首先被击穿,而绝缘介质的其他部分仍然保持不变状态即绝缘状态,故残留气泡中形成局部放电现象,而电极间并没有形成真正贯穿性的通道[1].当形成局部放电时,残留气泡气隙中的气体产生游离,中性分子分离为带电的质点,对其施加外加电场,绝缘介质中的带正电离子将沿电场方向移动,而电子的运动方向则沿相反方向移动,而空间电荷则与外施电场方向相反,残留气泡中气隙内的实际场强为：
从上面公式可以看出气泡气隙内的实际场强强度下降了内Ε ,也就是说残留气泡气隙中的实际场强将低于击穿场强强度,残留气泡的气隙中放电暂停, 这样就完成了一次放电过程,但放电时间很短,约为10 -8 数量级,查阅资料发现油的残留气泡油隙中发生这样一次放电过程的时间更长,放电时间多达10 -6 数量级.放电过程总在工频电压周期的上升延,即0 ～ 90℃或180 ～ 270℃.从此可得出结论,如果在介质上施加正弦交流电压下,介质中发生局部放电时经常会出现在外加电压的某一相位上,一旦外电压施加达到一定数值,在一个正弦周期内将出现多次放电过程.
（二）表面放电.高压开关柜中绝缘子、套管等固体绝缘在机械上不单单起到固定作用而且又起到绝缘作用,绝缘状况好坏直接关系到整个高压开关柜的可靠运行性.放电与表面的干燥、潮湿或清洁、污染以及存在凹凸处有较大关系.由于界面电场分布的影响,会产生表面放电、爬电、污闪等放电现象.
二、基于物联网技术的开关柜局放检测原理
局部放电过程中往往伴随有电磁波、超声波、光、臭氧、热等物理或化学现象以及相应的过程,本文主要以电磁波和超声波为主要的检测指标,可采取多路电磁波检测和超声波检测的方式检测高压开关柜局放情况,通过云数据传输至后台,实时监测开关柜运行状态,若出现高压开关柜出现局放状态,可通过互联网将采集到的数据传输给相关人员,同时主监控大屏显示出现问题的开关柜局放状态.拓扑图如图1 所示.
（一）电磁波应用原理及信号提取.电磁波信号的提取将遵循麦克斯韦电磁场理论,一旦介质中发生局部放电现象的时候,将在介质中带来电场的变化,电场的变化又带来磁场变化,相反,变化的磁场又会感应出电场,根据这一原理,电场与磁场之间的交变相互激发并向外传播信号,即形成了电磁波[2].而在高压柜中当开关柜中发生内部局部放电时,一部分放电能量会以电磁波的形式转移到柜体的表面上,往往高压柜的柜体接地,所以,电磁波在开关柜外表面感应出高频电流,我们将有效利用电容耦合测出幅值及脉冲的方法,进行电磁波检测.
（二）超声波应用原理及信号提取.高压开关柜局放是一种快速的电荷释放和迁移过程,而在释放和迁移的过程中又会导致放电点周边的电场和机械应力以及粒子力失去原有的平衡状态后产生粒子振荡变化.粒子的快速振荡会导致放电点周围介质的振动现象,进而有声波信号产生,因此从理论上可采取超声波原理进行局放状态检测.
三、结语
高压开关柜运行的稳定性直接影响到城市经济的发展,人民生活水平的质量.因此,探究一种基于物联网开关柜局放监测技术减少故障概率是必不可少的技术手段.H
参考文献
[1] 郭俊, 吴广宇, 张血琴, 等. 局部放电检测技术的现状和发展[J].电工技术学报,2005,20(2):29-35.
[2] 郭俊, 吴广宁, 张血琴, 舒雯. 局部放电检测技术的现状和发展[J].电工技术学报,2005(20):2.
（作者单位：湖北工业大学,桐昆集团浙江恒通化纤有限公司）
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