Los conmutadores de alto-voltaje se utilizan ampliamente en redes de distribución de energía para interrumpir y distribuir energía. Presenta una estructura compacta, montaje flexible y fácil instalación. Durante la operación energizada a largo plazo-, los materiales de aislamiento, los accesorios de aislamiento y los conectores metálicos dentro del tablero de distribución de alto-voltaje pueden degradarse bajo los efectos combinados de diversas tensiones y factores ambientales, lo que provoca descargas anormales e incluso fallas de aislamiento. Por lo tanto, las pruebas periódicas de descarga parcial para detectar rápidamente posibles fallas de aislamiento son un componente crucial de la operación y el mantenimiento de la red de distribución.
Tensión transitoria de tierra (TEV)es un método de detección de descargas parciales no-invasivo, muy sensible y conveniente, ampliamente utilizado en equipos como aparamenta-revestida de metal. Sin embargo, la experiencia de campo reciente ha demostrado que las capacidades de resolución de señal-a-ruido y ubicación de descarga de este método de detección no son ideales, y su efectividad de detección se ve significativamente afectada por el entorno del sitio y el diseño del interruptor. Cuando varias unidades de aparamenta comparten un sistema de puesta a tierra común, la señal TEV de descarga parcial dentro de una unidad de aparamenta puede acoplarse a otras unidades a través de la impedancia de tierra, provocando diafonía. Si bien la detección de voltaje a tierra puede localizar de manera efectiva la fuente aproximada de descarga dentro de la unidad de aparamenta, es difícil determinar de manera efectiva la ubicación de múltiples unidades de aparamenta que comparten la misma tierra. Por otro lado, debido a la naturaleza aleatoria e intermitente de las descargas parciales (PD), las inspecciones tradicionales en vivo carecen de la capacidad de sincronizar la detección de PD entre los equipos, lo que dificulta la localización de la descarga.
Un método de localización de sensores de cuatro-canales puede localizar eficazmente aparamenta defectuosa. Sus ventajas incluyen no sólo rastrear el origen del interruptor defectuoso sino también localizar el compartimento específico dentro del interruptor donde ocurrió la falla. Sin embargo, este método requiere implementar al menos cuatro sensores TEV en el mismo tablero, lo que es costoso y limita su aplicación generalizada.
En comparación con el método de ubicación de sensores de cuatro-canales basado en la diferencia de tiempo de la señal, el principio de ubicación de medición síncrona distribuida requiere solo un sensor TEV en cada tablero. Para abordar las dificultades actuales en la aplicación generalizada de sensores TEV, este artículo propone una solución para localizar descargas parciales en celdas utilizando una red distribuida de sensores de presión sobre el suelo, basada en resultados de simulación de acoplamiento de circuitos electromagnéticos-para celdas individuales y múltiples. En primer lugar, basándose en la tecnología de simulación numérica de dominio-de diferencia de tiempo-finita, este artículo construye un modelo de simulación acoplado de un circuito de campo de aparamenta. Se analizan los patrones de propagación de ondas electromagnéticas y las características de tiempo-frecuencia de señales transitorias de voltaje de tierra en diferentes condiciones, como las que ocurren en los aisladores de soporte de la sala de cables y terminales de cables, y se determina la ubicación óptima de implementación para los sensores de detección de voltaje de tierra. Además, basándose en el diseño típico de los cuadros dentro de una sala de distribución, se establece un modelo de simulación de cuadros lado-de-lado con una base común. Se investigan las características de la señal de voltaje a tierra de cada tablero bajo la misma fuente de radiación electromagnética de pulso de descarga y se propone un método para ubicar la fuente de descarga utilizando una red de sensores distribuidos. Para verificar la efectividad de este método, se utilizaron múltiples sensores inteligentes inalámbricos de voltaje de tierra conectados en red distribuidos para implementar el método en una sala de distribución de una subestación. El método se aplicó con éxito y se localizó un defecto de aislamiento, lo que confirmó la eficacia del esquema de posicionamiento de la red de sensores distribuidos.
