压敏电阻对冲击电流回路输出特性影响的仿真

为研究压敏电阻的非线性特性及其性能评估,建立了非线性压敏电阻冲击电流特性的仿真模型,并研究了压敏电阻对不同特征阻抗8/20μs冲击电流回路输出电流波形参数的影响规律。研究结果表明:①压敏电阻的动态电阻r对冲击电流波参数有较大影响,随着r的降低,冲击电流波前时间tf增加,逐渐趋于8μs,冲击电流波半峰值时间tt减小,逐渐趋于20μs,tt与tf之比tt/tf减小,逐渐趋于2.5;②冲击电流回路的特征阻抗Z越小,r对回路输出电流波形参数的影响越大,对压敏电压为471V的压敏电阻负载,当Z为0.35Ω且电流幅值从4A到10kA变化时,tf的变化幅度为4.75μs,tt的变化幅度为19.537μs,tt/tf的变化幅度为9.75;而当Z为1Ω时,tf的变化幅度为2.8μs,tt的变化幅度为3.54μs,tt/tf变化幅度为2.093;③得出了压敏电阻动态电阻和输出满足IEC和国家试验标准要求的8/20μs冲击电流要求的最小电流幅值的关系规律,由此得出在实际应用中,对于电流幅值范围较宽的压敏电阻冲击电流回路,为了提高冲击电流回路输出的效率,应采用分段设计冲击电流回路。     

±1100kV特高压直流换流站避雷器在内过电压下的保护特性

直流输电系统的内过电压主要通过金属氧化物避雷器(metal oxide arrester,MOA)加以限制,避雷器在内过电压下的保护特性对确定设备的操作冲击绝缘水平具有重要意义。根据±1 100 k V主回路接线、避雷器配置、交直流系统参数等,建立了±1 100 k V系统内过电压计算模型。对避雷器电压和电流波形进行仿真,对避雷器电流的波头时间进行统计。统计结果为:内过电压下通过避雷器电流的波头时间均不小于100μs,大于标准操作冲击电流的波头时间30μs,需要对较缓电流波头下避雷器的保护特性进行研究。为加以对比,对波形为316/814μs、30/60μs、8/20μs和1/4μs电流下的避雷器伏秒特性和伏安特性进行了试验研究。结果表明,同样电流下,1/4μs的伏安特性曲线高于8/20μs、30/60μs和316/814μs的曲线,而后三者的伏安特性曲线则区别不大;8/20μs、30/60μs和316/814μs的伏安特性相比,在0.1~1 k A电流范围内,30/60μs的伏安特性曲线比8/20μs和316/814μs的伏安特性曲线稍高。由于避雷器操作冲击电流的波头时间均不小于100μs,内过电压下避雷器取30/60μs电流波形下的伏安曲线是合适的,且是稍微偏严的。最后试验测试了避雷器电阻片在30/60μs操作冲击电流下的伏安特性。     

场畸变火花开关控制100kA冲击电流发生器

介绍一种紧凑型 4/ 10μs冲击电流发生器用于氧化锌电阻片的大电流耐受试验。用充气式场畸变火花开关控制 ,可适应 2 0～ 110 k A的电流要求而不调节间隙距离。开关噪声小 ,工作稳定。该装置已用于避雷器的生产和检测中     

变电站地网冲击特性试验研究

地网冲击特性是变电站防雷设计的重要参考依据,目前的地网冲击特性研究中缺少大尺寸地网在大冲击电流作用下的试验研究。为此,基于某110 k V电压等级的变电站地网,设计并搭建了大冲击电流试验平台,研究了不同注流点(地网中心及地网边缘)、不同冲击电流波形(8/20μs及2.6/50μs)、不同冲击电流幅值(0.2~4 k A)等多种条件下的地网冲击特性。试验结果表明:对大尺寸地网而言,地网冲击接地阻抗远大于工频接地阻抗;地网冲击特性受注流点、冲击电流波形及冲击电流幅值的影响明显;地网高电位区域集中在注流点附近;冲击电流幅值越大,则地网冲击接地阻抗越小,且地网电位分布会越不均匀;冲击电流波前时间越短,则地网冲击接地阻抗越大,且地网电位分布会越不均匀;不同冲击电流波形下的地网散流分布具有一定相似性。测试所得数据可用于校验仿真模型,为完善相关标准提供参考。     

两种典型Rogowski线圈的研制

通过分析两种典型冲击电流波 (8/2 0 μs雷电波和 2ms方波 )的频谱 ,设计了两种相应的Rogowski测量线圈。电路仿真和实验研究证明 :该两种线圈的灵敏度分别为 32 4A/V(对 8/2 0 μs)和 15 0 .75A/V(对 2ms)。     

10/350μs直击雷电流测量用Rogowski线圈的研制

为了兼顾10/350μs直击雷电流波形快速上升的波前部分的高频分量与缓慢变化的波尾低频分量的需求,在对10/350μs波形进行频谱分析的基础上,设计了带磁芯式的宽频自积分Rogowski线圈,满足10/350μs直击雷电流波几十Hz到几百kHz频谱的要求。采用10/350μs直击雷电流的Crowbar回路,对设计的自积分Ro-gowski线圈进行了实验并与标准同轴管式分流器进行了测量结果的比对,实验结果表明:研制的Rogowski线圈对幅值80kA的10/350μs雷电流波,其峰值、波前时间、半峰值时间等具有较高的测量精度,与标准同轴管式分流器测量结果相比,峰值测量的偏差≤2%,波前时间的测量偏差≤1.5%,半峰值时间的测量偏差≤2%,基本满足10/350μs波形测量精度的要求,可应用于大电流等级的10/350μs直击雷电流的测量以及其它类似场合。     

冲击电压发生器同步特性的改善措施

试验研究了冲击电压发生器的同步特性 ,提出了改善冲击电压发生器同步特性的 3项措施。一台 2 4级冲击电压发生器 ,改善后的同步特性范围在 2 5 0 0 k V雷电冲击电压下提高～ 40 % ,在 35 0 0 k V下雷电冲击提高～ 2 0 % ;在 130 0 k V(2 5 0 /2 5 0 0 μs)操作冲击下提高～ 2 5 %。     

电源电涌保护器冲击电流和标称电流的确定

以总配电房为例,对电源电涌保护器冲击电流和标称电流进行定性分析。根据雷电流分配的规定,计算出10/350μs波形荷载的冲击电流≥20 k A。在单位能量相同情况下,计算出8/20μs波形荷载的标称电流≥80 k A。     

OCS系统组合波浪涌信号发生器的技术研究

介绍了基于 OCS系统、带有人机界面的全自动组合波发生器。通过对发生器系统的元件计算、安装和调试 ,在OCS系统编程环境 Cscape中对整个发生器系统控制部分进行 PL C编程控制 ,发生器可产生 1.2 / 5 0μs浪涌电压和 8/2 0 μs浪涌电流。通过 OCS系统人机界面 ,可实现对冲击电压、电流峰值的设置、浪涌极性的选择 ,并以全新相位触发方式在 0°～ 36 0°范围内同步触发浪涌。此发生器适合于对低压防雷器 (SPD)等进行检测试验。     

接地电阻模型对冲击电流回路输出特性影响的仿真

在ATP-EMTP中建立了常电阻模型、非线性电阻模型、电容阻抗模型、混合模型4种杆塔接地仿真模型,研究了这些杆塔接地模型对8/20?s冲击电流回路输出电流波形参数的影响。结果表明:1当充电电压大于某个值时,非线性电阻模型和混合模型对应的输出波形开始受充电电压影响;2临界击穿场强Ec和土壤电阻率?主要影响接地模型中的非线性电阻部分。大的土壤电阻率?和小的临界场强Ec更有利于提高输出波形幅值并且使得波尾与波头的比值更接近2.5;3接地模型中的电容部分越大,输出波形幅值越大,但波尾和波头比值越偏离2.5;4Ri/R0对电容模型和混合模型中的冲击电流回路输出波形参数的影响差别不大。