电气开关柜母线电场非接触测量研究

发布时间：2020-06-12 08:06

【摘要】：电力系统在运行和检修过程中,电气开关柜的触电事故越来越多,不仅对电力相关专业从业人员的生命安全造成严重威胁,还制约着我国电力工业的蓬勃发展。所以对电气开关柜三相母线电场非接触测量的研究有重大意义。本文采用建模仿真与实验相结合的方法对电气开关柜母线电场进行了研究,探讨了母线电场分布一般性规律,实现了在检修电气开关柜的过程中,提高作业人员的人身安全的目的。首先,对现有的测量装置的不足进行讨论。确定了以电位和场强为测量对象,通过静电场相关理论,以有限元方法为分析方法,研究电气开关柜母线电位和场强分布情况。其次,建立KYN28-12铠装式开关柜母线模型。对KYN28-12铠装式开关柜和三相母线进行实物测量,建立10 kV开关柜三相母线的模型,并对模型进行条件假设。用COMSOL Multiphysics软件对高压开关柜和三相母线进行实体建模来模拟实际10kV开关柜的运行情况,并得到电位和场强的分布。分析了高压开关柜三相母线模型在不同初始条件下,电位和场强的变化情况,推出了在母线结构和柜体确定的情况下,任一变化因素的改变仅会影响母线周围电位和场强的数值,并不会影响其性质的结论。再次,建立电气开关柜非接触测量模型。以电容传感器为理论基础,建立非接触测量系统的测量模型;对电容传感器进行理论分析得出母线电压和所测电位和场强之间的关系;同时完成信号处理电路、以STM32F103ZET6为主控芯片的非接触测量系统的硬件和软件的设计。最后,对380V配电柜的母线电场进行测量。使用设计的非接触测量系统对380V配电柜母线周围电场进行实测,同时根据10 kV开关柜母线建模方法对380 V配电柜母线进行有限元仿真。结果表明,所设计的非接触测量系统与仿真结果接近,并可以实现对开关柜母线是否带电显示报警功能,验证了非接触测量系统的实用性。
【图文】：

对实际测量对象进行使用物理原理或者数学原理对模型数关系，，这种从实际模型出发的建算法，引用物理经典的无限长直导，长为 2l、带电量为+q，如图 2-2 所 的点的电场强度和电位。

有限元法是以变分原理为基础的一种数值计算方法。这一节将对有限元法进行说明，对其基本原理进行数学推导。以第二章泊松方程及其边值问题的变分问题来讨论有限元法。如图2-3所示：图 2-3 二维静电场求解区域
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM591

【参考文献】

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本文编号：2709248