根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，局部放電會(huì)產(chǎn)生出變化的電場，變化的電場激起磁場，而變化的磁場又會(huì)感應(yīng)出電場，這樣交變的電場與磁場相互激發(fā)并向外傳播便形成電磁波。開關(guān)柜內(nèi)發(fā)生局部放電時(shí)，其導(dǎo)電部分對(duì)接地金屬殼之間就有少量電容性放電電量，沿放電通道將會(huì)有過程極短的脈沖電流產(chǎn)生，并激發(fā)瞬態(tài)電磁波，電磁波會(huì)向空間各個(gè)方向傳播，如果屏蔽層是連續(xù)的則無法在外部檢測到放電信號(hào)，但實(shí)際上，屏蔽層通常在絕緣部位、墊圈連接處、電纜絕緣終端等部位出現(xiàn)破損而出現(xiàn)不連續(xù)，這樣局部放電產(chǎn)生的電磁波就會(huì)通過屏蔽層不連續(xù)的部分傳輸?shù)皆O(shè)備表面。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，電磁波在空間傳播時(shí)遇到導(dǎo)體，會(huì)使導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電流，且感應(yīng)電流跟激起它的電磁波的頻率相同，因此柜體內(nèi)部電磁波傳輸?shù)皆O(shè)備表面時(shí)，便會(huì)在開關(guān)柜設(shè)備表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，且感應(yīng)電流的頻率跟激起它的電磁波的頻率相同，設(shè)備表面存在波阻抗，進(jìn)而在設(shè)備外層形成一個(gè)暫態(tài)對(duì)地電壓，簡稱TEV。開關(guān)柜絕緣結(jié)構(gòu)中發(fā)生的局部放電信號(hào)可以看成是由一個(gè)點(diǎn)源所發(fā)出的高斯脈沖，向空間各個(gè)方向傳播，通過屏蔽層不連續(xù)的部分傳輸?shù)焦耋w表面感應(yīng)出表面電流及暫態(tài)對(duì)地電壓，由于高斯脈沖在空間中激勵(lì)出的電磁波是振蕩衰減的，因此電磁波在導(dǎo)體表面激起的表面電流和對(duì)地暫態(tài)電壓(TEV)也是振蕩衰減的。
暫態(tài)對(duì)地電壓(TEV)形成具體原理如圖所示。其中媒介Ⅰ為開關(guān)柜內(nèi)空氣，媒介Ⅱ?yàn)殚_關(guān)柜金屬柜壁，中間是分界面，H+為入射電磁波，H‘為透電磁波，H-為反射電磁波。E+為入射波電場強(qiáng)度，E-為反射波電場強(qiáng)度。
一般來說，單芯10kV電纜的阻抗約為10Ω，35kV的金屬外殼母線室的阻抗則約為70Ω，電纜或母線室發(fā)生局部放電產(chǎn)生持續(xù)10S的約100mA的弱電脈沖電流時(shí)，在金屬外殼上會(huì)出現(xiàn)1-7V的對(duì)地電壓。
關(guān)注微信公眾號(hào)