风电场35 kV集电线路用混合电阻片避雷器研究

风电场35 kV集电线路所用的线路避雷器由于其能量吸收能力有限,在雷电流幅值较大时其MOA电阻片存在热崩溃的可能,严重威胁着集电线路的安全运行,因此必须采取措施对其进行抑制.本研究以某风电场35 kV集电线路雷击过程为研究对象,并采用ATP-EMTP软件搭建暂态仿真模型,提出一种新的风电场集电线路用35 kV混合电阻片线路避雷器,该避雷器采用氧化锌电阻片与碳化硅电阻片相互交替组合的形式,充分利用氧化锌电阻片动作快、碳化硅电阻片通流容量大的特点,形成兼顾两种电阻片优点的新的避雷器,仿真结果表明新的避雷器能最大程度避免因雷击而导致的线路跳闸和能量吸收能力有限而导致的热崩溃问题.研究结果对于风电场35 kV集电线路的防雷设计、运维和设备保护具有一定的指导意义.     

10kV配电用避雷器常见故障类型分析

为了分析10 kV配电线路避雷器的故障情况,以珠江三角洲某地区2010年10 kV配电线路避雷器故障数据为样本,分别从污闪和避雷器质量两方面对避雷器故障进行研究。通过对不同部位避雷器污染进行分析,结合对避雷器自身的电阻片特性和密封性能的研究,得出造成避雷器故障的原因主要是避雷器自身电阻片以及密封性能存在缺陷,少数受污严重的避雷器在潮湿环境中发生闪络。     

高梯度电阻片介电常数特性及电位分布研究

避雷器的高梯度电阻片在生产过程中受多种因素影响,使其相对介电常数呈现一定分散性.本研究通过实验和仿真研究了某型号220 kV GIS避雷器高梯度电阻片相对介电常数的分散性及其在不同荷电率下的变化规律,分析了其对GIS避雷器内部电位分布的影响.研究发现,电阻片相对介电常数随荷电率变化存在很大的分散性,同时提出一种基于电阻片排布的避雷器设计优化方案.     

750kV交流金属氧化物避雷器均压环结构对避雷器电位分布的影响研究

750 kV交流系统用复合外套无间隙金属氧化物避雷器在杂散电容的影响下电阻片轴向电位分布极不均匀,承担电压负荷过高的电阻片会加速劣化、导致避雷器损坏;通常采用在避雷器高压端安装均压环的方式改善其电位分布。采用有限元计算方法,对避雷器采用不同罩入深度、环径、管径的均压环时的电位分布补偿效果进行了研究,分析了电阻片的最大荷电率和沿避雷器电阻片轴向的电位分布,得到优化的750 kV交流金属氧化物避雷器的均压环结构参数,并总结了结构参数对避雷器电位分布的影响,为避雷器均压环的设计提供了参考依据。     

特高压交流1000kV瓷外套避雷器的研制

介绍了特高压交流1000 kV瓷外套避雷器的性能参数、结构及试验等情况。避雷器由五节元件串联组成,内部采用四柱电阻片并联结构,电阻片组间加装均流电极。对1000 kV避雷器抗震性能的模拟计算和试验,得到了1000 kV避雷器的机械设计结构。对1000 kV避雷器电位分布的模拟计算和测量,得到最大电位分布不均匀系数为9.6%,电流分布不均匀系数小于5%。研发的1 000 kV避雷器通过了0.2 g的抗震试验及63 kA的压力释放试验,已在特高压交流试验示范工程应用。     

关于珠海电厂海斗乙线避雷器缺陷的分析

通过对珠海电厂海斗乙线避雷器解体检查及对电阻片进行直流1mA电压U1mA和75%U1mA电压下直流泄漏电流测量试验,发现避雷器缺陷的主要原因是避雷器密封不良潮气进入,导致电阻片直流1mA参考电压降低和泄漏电压超标;额定电压选择偏低(192kV)导致电阻片荷电率偏高;避雷器外表面积污严重不均匀时导致电压分布不均匀等,从而加速了电阻片的老化以及瓷套内表面受潮。     

110 kV交流避雷器整支大电流冲击耐受能力研究

为了明晰110 kV交流避雷器4/10μs大电流冲击耐受能力现状及其失效的原因，验证整支避雷器与其电阻片作为试品的等价性，提出抽检试验评价规则建议，提升入网避雷器质量。本研究以110 kV(66 kV)交流系统及线路用瓷外套、复合外套“管型设计”和复合外套“缠绕型设计”避雷器为研究对象，在对比分析现行国家标准及电力行业标准差异的基础上，采用试验手段研究整支避雷器及其核心元件电阻片的大电流冲击耐受能力；对比不同结构的避雷器、同一避雷器与其电阻片之间大电流冲击耐受能力的差异。研究发现整支避雷器的大电流冲击耐受性能与其电阻片性能不等价。设计A结构避雷器的大电流耐受性能较设计B结构(同电阻片尺寸时)更有保障。分析大电流冲击耐受试验前后试品电气参数变化规律，发现110 kV(66 kV)交流避雷器耐受大电流失效的主要表现是冲击后试品工频参考电压和残压变化率超标，外观损坏导致的避雷器失效占比较少。对于110 kV(66 kV)交流避雷器的大电流冲击耐受抽检试验，建议采用DL/T 815-2021标准的判定规则；建议设计A结构的避雷器可使用电阻片或整支避雷器(避雷器本体)作为试品，使用整支避雷器试品...     

电阻片介电常数对GIS罐式避雷器电位分布的影响

为了实现超特高压交流无间隙金属氧化物GIS罐式避雷器(以下简称GIS罐式避雷器)的小型化,制造商多采用高梯度电阻片。由于影响避雷器电位分布影响权重最大的因素是电阻片介电常数,而高梯度电阻片的显著特征之一就是相对介电常数较小,这样会使避雷器的电位分布更容易受杂散电容的干扰而更加不均匀,从而影响避雷器的运行可靠性。以某500 kV GIS罐式避雷器为原型,建立三维电场仿真模型,利用有限元计算软件COMSOL仿真研究比较了使用传统电阻片和高梯度电阻片避雷器的电位分布的差异,分析了电阻片相对介电常数对避雷器电位分布的影响和规律,研究结果对超特高压GIS罐式避雷器设计和参数选取具有重要参考价值。     

500 kV避雷器不同污秽状况下径向电场及电压分布的仿真研究

500 kV氧化锌避雷器一般布置于室外,其瓷套表面会受到当地环境污染以及冰霜雨雪等天气因素的影响而积污,污秽带来的瓷套表面沿面闪络问题与绝缘子表面污秽类似,不同的是避雷器内部有3节串联而成的电阻片柱,表面污秽状况对内部电阻片的电压分布以及电阻片与瓷套之间的径向电场造成的影响有待研究.应用ANSYS建立500 kV氧化锌...     

35kV金属氧化物避雷器雷电冲击老化性能的研究

研究了在连续雷电冲击电流(8/20μs)作用下,35 kV金属氧化物避雷器小电流特性与残压特性的变化规律,以及避雷器内部电阻片的老化特点及失效方式。35 kV避雷器受到连续雷电冲击时,存在一冲击阈值(850次),当冲击次数低于该阈值时避雷器小电流及残压特性几乎不变,当冲击次数大于该阈值时,避雷器小电流及残压特性发生明显劣化;雷电冲击造成避雷器的失效主要是由内部电阻片沿面闪络引起的,并在避雷器接地端首先发生沿面闪络现象;氧化锌电阻片受到雷电冲击后性能出现方向性差异。该研究为35 kV等级的避雷器运行的雷电冲击老化寿命评估和失效方式预防提供了实验依据。     

交流无间隙金属氧化物避雷器的电压分布特性研究

由于杂散电容的存在使得MOA电阻片的电压承担率分布不均匀,导致部分电阻片的运行荷电率升高,将会因承担的电压过高而加速老化而率先损坏,并最终导致整个MOA的损坏,缩短其预期运行寿命。以220 kV瓷套避雷器为例,通过计算和实测的方法,系统分析研究了诸多因素对电压分布不均匀系数的影响程度,同时特别指出了目前出现的用准60 mm甚至于更小尺寸电阻片装配220 kV避雷器的安全隐忧,有助于避雷器的优化设计和安全运行。     

110kV小型化GIS用SF_6罐式(单相)无间隙金属氧化物避雷器的设计

介绍了110kV小型化GIS罐式(单相)避雷器结构、特点,对避雷器的电场、电位分布和机械强度进行了计算,并指出内部绝缘气体压力确定的原则。通过试验验证,避雷器的结构设计是合理的,达到了小型化的目的。     

1000 kV GIS用高性能罐式金属氧化物避雷器结构特性研究

根据不同电位梯度的电阻片,提出了一种具有创新性的1 000 kV GIS用避雷器结构。采用经过二次开发的有限元、边界元数值计算方法并应用具有强大实体造型、解算、数据分析和后处理功能软件及工作站对初步设计的避雷器结构进行了电位分布仿真计算及抗震性能仿真计算,确定了理想的避雷器均压结构及整体结构。并采用电流法对避雷器电位分布情况进行了实测试验,通过对试验数据进行整理及分析,最终确定了合理的避雷器结构。     

1000kV避雷器电流分布试验方法及特性的研究

介绍了1 000 kV交流系统用避雷器的电流分布试验方法及研究结果。在操作冲击电流和雷电冲击下多柱并联电阻片的电流分布试验结果表明,冲击电流的波形对电流分布系数的影响不大,但在同一波形下随着冲击电流幅值减小,电流分布系数增大;同时分析了电阻片配组参数,当按照每层每片电阻片的直流2 mA参考电压值和500 A操作冲击残压值之间的偏差同时小于0.5%的原则进行配组,电流分布系数小于10%;不同串联片数的4柱并联电阻片组进行试验,结果表明,随着串联电阻片的数量增加,电流分布系数减小。     

750 kV高原型交流系统用金属氧化物避雷器

按照西北地区750kV金属氧化物避雷器高原地区运行特点,在瓷套式设计、均压措施、老化特性、压力释放、密封结构及抗震能力等方面,进行了针对性的研究。采用了均压环和内部并联均压环两种方式,电压分布不均匀系数在10%以内。采取了双面压力释放结构和增大防爆片的面积、降低压力释放强度和改进瓷套设计等,避雷器具有良好的压力释放装置,使避雷器在故障时能快速、准确的动作,大电流压力释放达到50kA,小电流压力释放能力800A。避雷器通过了正弦共振拍波地震烈度为8度的抗震验证。采用控制密封圈压缩量和增涂密封胶等措施,保证避雷器有良好的密封结构。已生产了200多台避雷器,在西北电网正常投入运行。     

避雷器设计口诀和焦点问题探讨

在避雷器参数与选用等相关铺垫的基础上,提出并剖析经实践总结得出的避雷器设计口诀.探讨特/超高压和直流等高大瓷套型避雷器的人工污秽试验、较高电压等级避雷器监测器的压力释放试验和门槛动作电流等焦点问题.提出选用避雷器时应注重性价比.     

35kV线路避雷器在电网中的防雷应用

从线路避雷器防雷的工作原理入手,介绍了线路避雷器具有很好的钳制电位作用,可以确保绝缘子串不发生闪络,从而达到防止输电线路雷击跳闸事故发生的目的。通过四川某电业局配网针对线路避雷器在35 kV线路应用及防雷效果,证明线路避雷器可以有效降低雷击跳闸,从而为线路提供可靠保护。并且从技术经济角度考虑,根据线路历年雷击跳闸记录、雷电分布及雷击跳闸类型可进行选择性安装。通过对线路避雷器的运行情况进行调查、分析和总结,建议每5年对运行中线路避雷器进行一次抽查试验,对其性能进行评估。鉴于目前的防雷形势,建议继续推进线路避雷器的防雷应用,但由于线路避雷器大量挂网,一定程度上增加了线路的维护压力,同时线路避雷器对整条线路的防雷效果主要取决于正确选定易击段、易击塔、高阻区,因此强调应适度控制安装规模和注重安装选点工作。     

交流500kV系统用电站型复合外套金属氧化物避雷器的研制

介绍了交流500kV系统用电站型复合外套MOA研究的主要内容及主要技术难点。对于密封结构,采用线、面密封结合的办法,并用双密封圈进行密封,漏气率小于6.65×10-8Pa·L/s;充分利用复合外套的优点,采用在绝缘筒壁设计压力释放结构的办法来解决防爆问题,并一次性通过63kA大电流和800A小电流压力释放试验;采用均压环和优化分节并联不同均压电容的方法,可使避雷器最大电位分布不均匀率降低到10%～-10%;产品的抗弯强度达25.3kN·m。     

线路无间隙避雷器的发展趋势

安装线路避雷器已公认为线路防雷的有效措施。线路避雷器的产品结构包括有间隙避雷器及无间隙带脱离器的避雷器,指出了线路有间隙避雷器在绝缘配合、放电特性上存在一定问题。介绍了多家公司开发的线路无间隙(带脱离器)避雷器的安装结构,其降低过电压效果明显,并且线路无间隙避雷器必须是免维护的。