تُستخدم المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي-على نطاق واسع في شبكات توزيع الطاقة لمقاطعة الطاقة وتوزيعها. إنه يتميز بالهيكل المدمج، التجميع المرن، والتركيب السهل. أثناء التشغيل طويل الأمد-الذي يتم تنشيطه، يمكن أن تتحلل المواد العازلة وملحقات العزل والموصلات المعدنية داخل مجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي-تحت التأثيرات المجمعة للضغوط المختلفة والعوامل البيئية، مما يؤدي إلى تفريغ غير طبيعي وحتى فشل العزل. ولذلك، يعد اختبار التفريغ الجزئي المنتظم للكشف الفوري عن أعطال العزل المحتملة عنصرًا حاسمًا في تشغيل وصيانة شبكة التوزيع.
الجهد الأرضي العابر (TEV)هي طريقة حساسة للغاية ومريحة وغير غازية للكشف عن التفريغ الجزئي، وتستخدم على نطاق واسع في معدات مثل المفاتيح الكهربائية المغطاة بالمعادن. ومع ذلك، فقد أظهرت الخبرة الميدانية الحديثة أن إمكانات دقة الإشارة-إلى-موقع التفريغ وتفريغ الإشارة في طريقة الكشف هذه أقل من مثالية، وتتأثر فعالية اكتشافها بشكل كبير ببيئة الموقع وتخطيط مجموعة المفاتيح الكهربائية. عندما تشترك وحدات المفاتيح الكهربائية المتعددة في نظام تأريض مشترك، يمكن لإشارة TEV التفريغ الجزئي داخل وحدة المفاتيح الكهربائية الواحدة أن تقترن بوحدات أخرى من خلال المعاوقة الأرضية، مما يتسبب في حدوث تداخل. في حين أن اكتشاف الجهد الأرضي يمكنه تحديد موقع المصدر التقريبي للتفريغ بشكل فعال داخل وحدة المفاتيح الكهربائية، فمن الصعب تحديد موقع وحدات المفاتيح الكهربائية المتعددة التي تتقاسم نفس الأرض بشكل فعال. من ناحية أخرى، نظرًا للطبيعة العشوائية والمتقطعة للتفريغ الجزئي (PD)، تفتقر عمليات التفتيش الحية التقليدية إلى القدرة على مزامنة اكتشاف PD عبر المعدات، مما يجعل تحديد موقع التفريغ أمرًا صعبًا.
يمكن لطريقة تحديد موقع مستشعر القنوات-الأربعة تحديد موقع مجموعة المفاتيح الكهربائية المعيبة بشكل فعال. وتشمل مزاياها ليس فقط تتبع مصدر مجموعة المفاتيح الكهربائية المعيبة ولكن أيضًا تحديد موقع الحجرة المحددة داخل مجموعة المفاتيح الكهربائية حيث حدث العطل. ومع ذلك، تتطلب هذه الطريقة نشر ما لا يقل عن أربعة أجهزة استشعار TEV على نفس مجموعة المفاتيح الكهربائية، وهو أمر مكلف ويحد من تطبيقه على نطاق واسع.
مقارنةً بطريقة موقع مستشعر القنوات الأربعة-استنادًا إلى فرق وقت الإشارة، يتطلب مبدأ موقع القياس المتزامن الموزع مستشعر TEV واحدًا فقط في كل مجموعة مفاتيح. لمعالجة الصعوبات الحالية في التطبيق الواسع النطاق لأجهزة استشعار TEV، تقترح هذه الورقة حلاً لتحديد موقع التفريغ الجزئي في مجموعة المفاتيح الكهربائية باستخدام شبكة استشعار الضغط الأرضي الموزعة، استنادًا إلى نتائج محاكاة اقتران الدائرة الكهرومغناطيسية - لمجموعة المفاتيح الكهربائية الفردية والمتعددة. أولاً، استنادًا إلى تقنية المحاكاة العددية للمجال -الفارق الزمني-المحدود، تقوم هذه الورقة ببناء نموذج محاكاة مقترن لدائرة مجال المفاتيح الكهربائية. يتم تحليل أنماط انتشار الموجات الكهرومغناطيسية وخصائص التردد-الزمني لإشارات الجهد الأرضي العابرة في ظل ظروف مختلفة، مثل تلك التي تحدث في عوازل دعم غرفة الكابلات وأطراف الكابلات، ويتم تحديد موقع النشر الأمثل لأجهزة استشعار اكتشاف الجهد الأرضي. علاوة على ذلك، واستنادًا إلى التصميم النموذجي لمجموعة المفاتيح الكهربائية داخل غرفة التوزيع، تم إنشاء نموذج محاكاة لمجموعة المفاتيح الكهربائية جنبًا إلى جنب-بجانب-أرضية مشتركة. تمت دراسة خصائص إشارة الجهد الأرضي لكل مجموعة مفاتيح تحت نفس مصدر الإشعاع الكهرومغناطيسي لنبض التفريغ، وتم اقتراح طريقة لتحديد موقع مصدر التفريغ باستخدام شبكة استشعار موزعة. للتحقق من فعالية هذه الطريقة، تم استخدام العديد من أجهزة الاستشعار الذكية اللاسلكية ذات الجهد الأرضي الموزعة لتنفيذ الطريقة في غرفة توزيع المحطات الفرعية. تم تطبيق الطريقة بنجاح، وتم تحديد موقع عيب العزل بنجاح، مما يؤكد فعالية نظام تحديد المواقع لشبكة الاستشعار الموزعة.
