10kV開關柜開斷對二次智能設備的電磁干擾

管婧寧 劉爽

湖南平高開關有限公司 湖南長沙 410006

1 概述

目前，電網發展的主流方向為二次控制、防護設備的高度集成化，提升二次智能設備對瞬態干擾的靈敏度和脆弱性。開關柜對配電系統的保護和控制很重要，內部結構復雜，二次側備靠近高壓斷路器，高壓開關操作容易受瞬態高頻干擾，低壓部件可能相互影響也可能在兩者之間發生串擾，這可能會影響顯示器和其他功能。因此，當開關設備打開時，研究二次智能設備的電磁干擾是非常重要的。

2 10kV開關柜開斷對二次智能設備的電磁干擾

2.1 環境噪聲下的基礎波形

在相通電流的情況之下，合上CCB（合閘斷路器）、分斷ACB（輔助斷路器）以及TB（開關柜），收集CT保障側及測定端的電流信號，當作環境噪聲之下的基礎波形，除去開關觸頭機械碰撞及環境噪聲引發的干擾。

2.2 開關柜正常工作狀態下的波形采集

搜集正常工作條件下開關設備的波形，以消除干擾將ACB引入測試結果。在開關設備的正常操作成為電流源的輸入后，TB將保持關閉而無需任何動作，但必須盡快中斷電流以保護電流源電容器和相關設備有在該狀態下，獲取電流波形作為正常操作中的基本波形[1]。

2.3 開關柜開斷狀態下的波形采集

開關柜關閉的實際線路電流（即開關柜打開）的模擬分為兩種情況，以便分別觀察次級側的TRV電磁干擾。1可變電源電流源（CCB閉合，斷開ACB和平假名，從不添加電壓源進行破壞性測試，2添加電壓源進行破壞性測試。除了此以外作為將搜集的正弦波與平穩實習情形下進行對照，需合乎單個函數準則，乃開斷情形下，依然將BDA情節在電壓的第1個半波姿勢，時間段提前電源柜TB0.5ms（ACB的剛分時間段與平穩實習情形相近），兩者協作分斷電壓。在該2種前提下，進行反復測試，搜集電壓脈沖，當成開關柜開斷情形下的測試正弦波。

3 干擾機理及抑制措施

3.1 機理分析

如今，由斷路器中斷引起的電磁干擾的機理是針對電弧的多次重新點火，如果斷路器的觸點斷開，則電感器的雜散電流不能快速改變，因此雜散電容電流流向C.在充電期間，負載側發生瞬態過電壓，如果接觸間隙電壓高于擊穿電壓，則觸點之間產生電弧以導通電路，C放電產生高頻電流，電流過零將消失。兩端再次發生過電壓，當重復出現這種現象時，多次發生再點火，高頻電流波和電壓波通過CT或PT進入二次側，以及低壓智能設備引起電磁干擾。

改由時頻特性研究推斷，斷路器開斷引發的高頻干擾頻帶原產比較大，干擾傳播途徑有傳遞相互作用與紫外線相互作用兩種方式，實務之中投身開關柜局部放電偵測的工作人員需具有一定的技術技能與知識，自電弧的原因起研究，從而掌控故障自然科學地使用檢測技術與故障除去技術[2]。

3.2 電磁干擾抑制措施

（1）濾波：濾波是透過電感與電容器件的頻率響應原理來刺激傳遞阻礙。阻礙的非對于稱性反映便是共模阻礙，這種干擾造成的主要原因是電網噪聲與干擾信號對于地的電位合作組成的，所以，共模阻礙不但具備頻率幅度小的特點，并具備比較弱的干擾性。重要是指對于稱性的干擾，透過電路的轉換，可構建對于信號相互作用的調節，進而保證系統的穩定性。

（2）隔離：主配電站集成自動微機保護系統的開關量輸入主要是斷路器的輔助觸點。開關輸出主要由斷路器控制。當直接連接到自動化系統時，這些斷路器處于強大的電路中，必定會引發弱的電磁干擾。所以于CPU板的出口處與開關量輸出板的人口處各設一級繼電器隔離,可精確地避免弱電磁干擾。于二次電路實行隔離時，掌控電纜盡量和電力電纜拉開距離，以期增加偵測相互作用，防止阻礙改由互感相互作用入侵[3]。強、弱信號電纜請勿使用相同的電纜信號電纜應盡可能避免使用電源線，最大限度地延長電源線的距離，并盡量縮短并行布局長度。

（3）屏蔽：屏蔽封鎖是提高電子系統和半導體裝置電磁兼容性的關鍵性舉措之一，它能準確地抑制利用維度散布的各種阻礙，不但可阻止或減少半導體裝置內部的紫外線電磁場能對外的傳送，也可阻止或減少外部紅外線直流磁能對半導體裝置的沖擊。切斷依照成因可分為：磁場封鎖、電場封鎖和電場封鎖。磁場封鎖和電磁場封鎖如圖2所示。

總之，通過濾波，屏蔽和消除方法可以抑制由于開關裝置的打開和關閉引起的高頻電磁干擾，并且抑制效果需要進一步驗證。同時，開關柜的電磁干擾特性在不同類型的故障條件下關閉，電弧等離子體本身的電磁干擾機制需要進一步研究和分析。