灭弧装置内爆炸冲击波的数值模拟及其应用研究

基于疏导型防雷理念的新型喷射气流灭弧防雷间隙装置能快速响应雷电流,爆炸产生高速高压气流冲击波并作用于暂态发展阶段的工频续流致电弧熄灭。灭弧装置包括灭弧三硝基甲苯(Trinitrotoluene,TNT)炸药、环形接闪电极以及半封闭圆柱形灭弧室,为此,利用ANSYS AUTODYN有限元分析软件,建立装有TNT炸药的灭弧装置半封闭爆炸冲击波数学模型,旨在研究灭弧爆炸冲击波在半封闭灭弧室内的衰减传播规律,并根据爆炸冲击波的传播特点分析空气间隙工频续流电弧在TNT爆炸冲击波作用下的可能最先切断点分布以及其对间隙电弧重燃的抑制作用。     

一种预防绝缘子闪络的新型招弧角的研究

在架空输电线路上,绝缘子能够将杆塔和带电导线隔离开来,因此,使绝缘子保持良好的绝缘强度有助于提高输电可靠性。但是,随着电网雷击概率的不断增大和各类污染的日益严重,绝缘子闪络事故仍是严重威胁电网安全稳定运行的因素之一。为杜绝绝缘子闪络事故,课题组在前人研究基础上,研制出一种带有主动灭弧装置的新型招弧角。通过大量试验证明,该新型招弧角对工频续流电弧抑制作用极强,即便空气间隙中流经巨大短路电流,新型招弧角也能将其可靠熄灭,确保绝缘子不因闪络而损坏。     

灭弧防雷装置对电弧发展抑制的研究

当输电线路遭受雷击或绝缘子串工频闪络时,采用喷射气体灭弧防雷间隙装置能够有效保护绝缘子串免受工频电弧的灼烧,同时在冲击闪络击穿间隙后,能够迅速切断暂态电弧。其原理为:装置瞬间产生高速气流,在电弧处于"幼年"时就将电弧熄灭,这样深度抑制了电弧,即在暂态电流值为几安或者几十安时,气流就将电弧熄灭,最理想的情况就是没有电弧产生(由于电流值小,能量不足以维持电弧产生)。可见高速气体作用在电弧的时间点越早,灭弧效果越好。文中对该理论和喷射气流灭弧防雷间隙进行试验验证,采用高速摄像机拍摄画面,较好地反映了气流对电弧的深度抑制作用。     

灭弧防雷装置对电弧发展抑制的研究

当输电线路遭受雷击或绝缘子串工频闪络时,采用喷射气体灭弧防雷间隙装置能够有效保护绝缘子串免受工频电弧的灼烧,同时在冲击闪络击穿间隙后,能够迅速切断暂态电弧.其原理为:装置瞬间产生高速气流,在电弧处于“幼年”时就将电弧熄灭,这样深度抑制了电弧,即在暂态电流值为几安或者几十安时,气流就将电弧熄灭,最理想的情况就是没有电弧产生(由于电流值小,能量不足以维持电弧产生).可见高速气体作用在电弧的时间点越早,灭弧效果越好.文中对该理论和喷射气流灭弧防雷间隙进行试验验证,采用高速摄像机拍摄画面,较好地反映了气流对电弧的深度抑制作用.     

一种降低10～35kV架空线路雷击断线率的方法研究

原有的防止雷击断线事故方法是转移工频电弧,使导线不受电弧直接灼烧。然而,如果工频电弧不熄灭,流过闪络点的短路电流依旧会对导线造成伤害,多次雷击的累积效果会减短导线使用寿命。为此,提出了一种通过快速熄灭工频电弧来保证导线正常使用寿命从而达到降低导线断线率的方法,基于此方法研制出爆炸灭弧防雷间隙装置。通过绝缘配合试验、触发响应时间测试和工频电弧灭弧试验,结果证明该装置既能定位雷电冲击放电路径,又能熄灭雷电击穿后空气保护间隙工频电弧,使空气保护间隙电弧存在时间非常短(仅为3 ms),对导线及绝缘子串的影响甚微,确保绝缘子和导线的正常使用寿命。     

可主动快速熄灭工频续流电弧的灭弧防雷间隙装置设计

为改善普通绝缘子串并联间隙以牺牲雷击跳闸率换取低事故率的劣势,研究了一种能够主动快速熄灭工频续流电弧的灭弧防雷间隙。该间隙适用于10～110 kV等级电力系统架空线路。制作了该间隙的样机装置,并在西安高压电器研究所大容量检测试验室进行了工频电流灭弧试验。结果表明,提出的灭弧防雷间隙能在试验回路的继电保护动作之前熄灭幅值为1、5、10 kA的工频续流电弧,且熄灭电弧的时间短于10 ms。间隙附带的气体发生装置响应雷电脉冲到喷射气流的时间约为200μs,分析认为,其快速强力地作用于早期电弧是装置熄灭工频续流电弧的主要原因。     

110kV输电线路雷击事件分析及防范措施

110 kV莆红佳线自2009年投运以来累计发生雷击跳闸故障10起,虽然均重合闸成功,但对电网的安全稳定运行造成了重大威胁.针对该线路在接地电阻合格,且架设了0°保护角避雷线的情况下,遭受异常雷击的原因进行理论分析.经分析可知,该线路遭受雷击主要与雷电陡度、导线对雷电的吸引力等原因有关.为此提出了一种新型的灭弧防雷间隙,该间隙防雷效果不受电网电阻、雷电陡度、雷电吸引力等因素影响,可以降低异常雷击事故发生概率.