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...     

10 kV配电避雷器整体大电流冲击耐受特性试验研究

配电避雷器是一种重要的过电压保护装置。4/10μs大电流冲击试验是用于检验避雷器在遭受直击雷时的可靠性,是确保避雷器安全可靠运行的重要考核指标。本文试验选取了5个厂家的避雷器进行整只4/10μs大电流冲击耐受试验,检测其在大电流冲击作用后是否失效,试验结果表明,10 kV整只避雷器4/10μs冲击大电流冲击耐受能力较差,所有厂家的试品都不满足国标GB/T 11032-2010的相关规定和要求,其中两个厂家避雷器在试验过程中发生爆裂,其余3个厂家避雷器在试验后,其U_(1mA)大幅降低,对应0.75倍U_(1mA)下的泄漏电流急剧增大。整只避雷器开展的大电流冲击耐受特性试验更能检验现场运行的避雷器的实际性能,应该加强对整只避雷器在投入运行前的大电流冲击耐受检测。     

额定电压52kV及以下有串联间隙避雷器若干问题的探讨

介绍了《额定电压52 kV及以下带串联间隙避雷器》标准的主要技术要求和试验方法,与JB/T9672.2-2005标准的主要技术差异进行了比较论述,包括:避雷器额定电压、避雷器持续运行电压、避雷器动作负载试验、避雷器工频电压耐受时间特性试验、避雷器外套的绝缘耐受、避雷器冲击保护水平、避雷器长持续时间冲击电流耐受试验、避雷...     

冲击电流下氧化锌避雷器多物理场有限元分析

金属氧化物避雷器由于其优异电气特性，在电力系统中广泛应用。但实际使用过程中，多片ZnO阀片串联组装成的整支避雷器通流能力低于单片ZnO阀片，导致线路保护与设备绝缘的能力降低。大电流作用下的整只避雷器不仅仅受到电流的作用，也会因电流导致避雷器的热变与力变，为了进一步分析金属氧化物避雷器在大电流作用下的情况，在COMSOL有限元分析软件中对避雷器进行了电-热-力多物理场耦合仿真，分析了整支10 kV避雷器在承受峰值100 kA大电流冲击作用下内部电、热、力分布情况。仿真结果表明上下端金具与ZnO阀片交界处场强达5.27 kV/cm;阀片中心温度90℃,边缘温度160℃;使用填充胶使外套最大拉应力由9.34 MPa降至0.8 MPa,降幅明显。试验结果表明，使用填充胶使整支避雷器通过100 kA大电流冲击前后参考电压变化未超过3%。     

国内Φ35 mm氧化锌电阻片大电流耐受能力研究

国内Φ35 mm氧化锌电阻片主要用于标称电流为5 kA等级的避雷器,根据标准要求,其应通过65 kA的大电流冲击耐受试验。但是一系列的实际试验表明,许多国内生产厂商生产的Φ35 mm电阻片并不能顺利通过65 kA大电流冲击耐受试验。在电阻片大电流耐受特性研究中,选用了6家国内有代表性的电阻片生产厂生产的Φ35 mm氧化锌电阻片为研究对象,通过不同的试验方法对电阻片的大电流冲击耐受能力进行了系统试验研究。通过试验研究,对国内生产的Φ35 mm氧化锌电阻片的大电流冲击耐受能力有了全面的了解,并在此基础上对大电流冲击耐受试验方法提出建议,有助于在生产中加以注意装配工艺以提高避雷器的大电流耐受能力。     

GB11032-2010《交流无间隙金属氧化物避雷器》 存在的问题及修订的建议

归纳、总结了国内外近些年来在避雷器技术领域内的设计、试验的工程实践和科研成果,对GB 11032—2010中存在的问题进行了详细的分析,包括以下9个方面:1)动作负载试验; 2)长持续时间冲击电流耐受试验; 3)大电流冲击耐受试验; 4)复合外套避雷器密封试验; 5)多柱电阻片柱电流分布试验; 6)配电网用避雷器的能量耐受试验; 7)避雷器电位分布的计算及测量; 8)避雷器抗震性能试验; 9)脱离器试验等方面。对试验项目的修订提出了看法。建议对原标准进行全面修订。     

变电站地电位升对低压避雷器的反击仿真研究

变电站地电位升(GPR)是接地系统设计中重要的安全性指标,其限值的确定受高土壤电阻率和大故障电流等因素的严重制约,致使接地电阻难以达到要求,同时过高的GPR易使一次设备中反击耐受能力最弱的低压避雷器遭受损坏。首先指出利用传统过电压方法选取避雷器的不足,并通过电磁暂态计算程序ATPdraw建立反击模型,以常用的6 kV和10 kV无间隙金属氧化物避雷器作为研究对象,对短路故障时的放电电流、吸收能量和不同线路长度对地电容对GPR的耐受能力均进行了仿真。结果表明:当线路对地电容为6μF时,分别布置6 kV和10 kV两种低压避雷器,其承受的GPR限值为8.3 kV和11.83 kV;短路电流直流分量使放电电流瞬间达到峰值,短期内吸收的能量易超过耐受极限;采用多组避雷器并联能提高GPR限值,但随并联组数的增加提高效果将不再显著;线路对地电容的增加使GPR耐受值呈线性递减。     

10～35kV整只避雷器陡波冲击电流试验方法的研究

对10～35kV整只避雷器进行陡波冲击残压试验不仅可以避免避雷器陡波残压中感性压降计算的问题、客观反应其残压水平,同时也可以为用户抽检试验更全面的考核提供直接试验条件。分析了产生10～35kV整只避雷器陡波冲击电流的回路结构和参数特点,并且采用冲击电压发生器调试出了10～35kV避雷器标称电流下的陡波冲击电流,为10～35kV避雷器陡波冲击残压试验的进行奠定了基础。     

循环摆动试验次数对66kV复合外套避雷器性能影响的研究

循环摆动试验项目是IEC 60099-4:2014针对电压等级大于52 kV复合外套避雷器新增加的检验项目。以66 kV复合外套避雷器为样本,研究不同循环摆动次数对其电气和机械性能的直接影响。试验结果表明循环摆动试验对复合外套避雷器的机械性能影响明显,随着循环摆动次数的增加,弯曲负荷下偏移量倾向增大,对样品的机械性能影响越大;循环摆动试验对复合外套避雷器的电气性能影响不明显,至少表现在循环摆动5000次之前,其电气性能受循环摆动次数影响不敏感。经过循环摆动试验后,其界面性能的变化应是重点关注的对象。循环摆动试验可以作为评估避雷器机械性能的考核方法,并对国标将来可能的制订,尝试给出两点参考建议。     

对电力行业标准《交流输电线路用复合外套金属氧化物避雷器》(草稿)的建议—关于带串联间隙交流用复合外套MOA的动作负载试验方法

对电力行业标准《交流输电线路用复合外套避雷器》 (草稿 )中的带串联间隙的线路用复合避雷器本体的动作负载试验方法进行了分析 ,指出了其不足之处 ,并提出一种新的试验方法的建议 ,与日本同类试验方法比较 ,该方法考虑了冲击电流对金属氧化物电阻片的小电流伏安特性的影响。     

线路型避雷器在110kV玄石线的应用研究

以泸州110 kV玄石线为例,介绍了如何最大限度提高输电线路耐雷水平的方法:一分析线路的杆塔参数和地势,找出需要进行重点防护的地区;二通过理论分析和电磁暂态仿真,比较不同避雷器安装方式的防雷效果。分析了冲击接地电阻对耐雷水平的影响以及线路避雷器吸收的雷电放电能量,确定了线路型避雷器的参数要求。对玄石线110kV输电线路耐雷水平进行仿真计算,易击杆塔的耐雷水平可从76kA提高到410kA。因此,在特定区段合理安装线路型避雷器,大大提高了输电线路的耐雷水平。     

输电线路保护用有串联间隙避雷器间隙特性的研究

采用线路避雷器进行防雷保护是输电线路防雷的重要措施。通过对220kV输电线路用有串联间隙避雷器绝缘配合及结构的研究分析,提出了线路避雷器的技术参数及串联间隙的设计原则,确定了线路避雷器的间隙结构。对两种类型的220kV绝缘子串和避雷器进行了雷电冲击放电特性试验,结果表明:线路避雷器与绝缘子串的正极性雷电冲击50%放电电压的配合系数为1.39;线路避雷器与绝缘子串的负极性雷电冲击50%放电电压的配合系数为1.34,其配合系数大于1.18,对绝缘子串保护的有效率超过99.993%;线路避雷器正极性雷电冲击放电伏秒特性曲线至少比绝缘子串的低16%,线路避雷器负极性雷电冲击放电电压伏秒特性曲线至少比绝缘子串的低15%。220kV避雷器的放电特性满足了线路绝缘配合的要求,实现了对不同类型的绝缘子串的保护。     

线路避雷器的研究进展

对线路避雷器的国内外现状和研究进展进行了综述.线路避雷器已大量地安装在从配电到500kV(部分800 kV)系统电压的架空输电线路上,它是降低线路雷击跳闸率的有效手段,从而提高系统的可靠性.在大多数情况下,线路避雷器是合成外套的避雷器.小型化、智能化及高压化将会是线路避雷器今后的发展方向.随着线路避雷器的国际电工委员会...     

特高压交流油纸电容式套管的研究

介绍了特高压交流试验基地1000kV主变压器高压引线端用油纸电容式变压器套管的技术参数、主要尺寸、结构特点、油中电场计算、研究的关键技术及型式试验项目。套管的额定电压为1100kV,额定电流为2000A。上瓷套的最大伞径为880mm,绝缘高度为7610mm,由七节湿法成形瓷套组成,采用整体加热与局部加热粘接相结合的方法将瓷套粘接成一体。经内外绝缘优化设计、工艺研究及试验验证,研制的产品主要性能指标为工频耐受电压1 200 kV下5min,雷电冲击耐受电压2400kV,操作冲击耐受电压1960kV/1800kV,tanδ值低,局部放电量小,绝缘性能稳定。     

特高压避雷器的探讨

介绍了国外特高压避雷器的发展和运行情况,对前苏联、瑞典、德国及日本等国家研究和开发特高压避雷器的主要技术参数、结构及性能进行了分析。阐述了中国避雷器发展的状况,分析了中国已经研制的750kV系统用避雷器技术性能,提出了准备开发的1000kV避雷器的技术参数和建议。为了降低系统的绝缘水平,应开发1000kV的敞开式电站保护用避雷器、GIS电站保护用避雷器及线路保护用避雷器。避雷器的额定电压为828kV,雷电冲击保护水平为1620kV。并指出中国在现有的基础上能够开发出1000kV避雷器。     

换流变压器阀侧用±204kV/2800A高压直流套管的研究

介绍了用于锦屏-苏南±800 kV特高直流输电工程同里换流站低端换流变压器阀侧±204 kV/2800 A高压直流套管的技术参数、主要尺寸、结构特点,研究的关键技术,型式试验及研究性试验的项目及试验结果。套管的额定直流电压为±204 kV,额定电流为2 800 A。主绝缘(电容芯体)为胶浸纸电容式,经内外绝缘优化设计、采用优质材料,通过工艺研究及试验验证,研制出产品并通过了型式试验及研究性试验的项目。产品的主要性能指标:工频耐受电压+局放测量289 kV(r.m.s),1 min工频耐受电压588 kV(r.m.s),雷电冲击耐受电压1 234 kV(peak),操作冲击耐受电压1 103 kV(peak),直流耐受电压+局放测量393 kVdc,极性反转+局放测量236 kVdc。     

线路避雷器安装方案及效果分析

输电线路的雷害事故不仅会造成危险的雷电过电压,还可能扰乱电力供应。推荐采用有选择地加装线路避雷器的做法来减少雷电引起的绝缘闪络。以一条110kV传输线路为例,说明制定线路避雷器安装方案的原则:首先区分线路绝缘子闪络是由反击还是绕击引起的;线路避雷器的安装主要以保护易遭受雷击的个别杆塔为目的,除此之外,应兼顾整条线路耐雷水平的提高。     

CT型避雷器智能在线监测装置的研究

目前国内许多避雷器智能监测系统都要求采用非接触监测方式(CT型)。这种监测方式可实现监测装置与避雷器非电气连接,杜绝了地电位升高对监测装置的影响。当避雷器通过高幅值冲击电流时,在CT二次侧会产生过电压,对监测系统造成损坏。本文论述了能耐受高幅值冲击电流的CT结构和放大器保护系统,以及避雷器阻性电流的测量方法。