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。     

一种防绝缘导线雷击断线用带导弧角的串联间隙避雷器及其间隙距离确定

通过分析架空输电线路雷击断线机理,设计了一种由避雷器本体与高压穿刺电极组成的新型金属氧化物避雷器。高压电极与绝缘导线穿刺连接,在直击雷或感应雷作用下,引出高电位对避雷器本体顶端进行放电,即使发生避雷器本体损坏的情况,工频续流弧根也能转移至导弧角上灼烧,避免绝缘导线因烧灼而断线。并基于间隙放电电压的不稳定性,提出了基于韦伯分布的带间隙避雷器的间隙距离确定方法,通过大量的雷电冲击放电试验和数据处理分析,得到了高压穿刺电极的安装位置与间隙距离,避免了绝缘导线因雷击而发生断线故障。     

带间隙线路避雷器雷电冲击绝缘配合特性极性效应研究

部分现行线路避雷器标准仅规定了正极性雷电冲击50%放电电压的上限值,但是在线路避雷器试验及检测过程中,发现负极性雷电冲击电压下线路避雷器与绝缘子串的绝缘配合裕度明显低于正极性,按正极性雷电冲击放电电压进行配置的线路避雷器,在遭遇负极性雷电时,可能出现保护裕度不足的问题。为验证这一现象,基于110kV线路避雷器和绝缘子串开展了大量的研究性试验,并在此基础上建立了放电过程仿真模型,得出线路避雷器的负极性雷电冲击50%放电电压和伏秒特性曲线均明显高于正极性,这种极性效应主要由线路避雷器串联间隙引起。     

基于正态分布的带串联间隙避雷器间隙距离的确定方法

加装带串联间隙的避雷器是10 kV配电线路的一种有效的防雷措施,而其应用关键在于间隙距离的确定。提出了基于正态分布的带串联间隙避雷器间隙距离的确定方法,通过试验和正态分布的数据处理方法,得到了10 kV配电线路常用绝缘子(串)及其对应间隙的50%雷电冲击放电电压,进而确定了间隙距离,证明了该方法具有方便、快捷和准确的特点,为其可靠运行和推广应用奠定了基础。     

±1100 kV特高压直流线路无间隙线路避雷器雷电防护适用性研究

为抑制操作过电压，昌吉-古泉±1 100 kV特高压直流输电线路在线路中部安装多对无间隙避雷器，但针对无间隙避雷器兼顾雷电防护适用性的研究较少。本研究基于EMTP-ATP建立了雷电过电压瞬态传播模型，计算了特高压直流线路的雷击闪络率，分析了避雷器对雷电过电压的抑制效果和保护范围。结果显示无间隙避雷器对雷电过电压幅值、波形存在抑制作用，安装避雷器后，线路绕、反击耐雷水平增加。未加装避雷器的邻近杆塔依旧可发生雷击闪络，避雷器只可保护加装级杆塔。本研究基于计算结果提出了无间隙线路避雷器的优化配置原则，建议在满足操作过电压抑制要求的前提下，适当调整避雷器至地面倾角大于15°的中、高雷区、接地电阻较大的杆塔上。     

带电更换特高压整串绝缘子工具设计与力学分析

更换特高压输电线路整串绝缘子是特高压线路带电作业技术中的难点和空白。根据特高压输电线路直线串、耐张串绝缘子结构及布置特点，提出了带电更换整串绝缘子的工具设计方案，通过三维仿真分析确定了各种工具的受力特点，设计研制了带电更换特高压整串绝缘子专用工具，并开展工具的机械性能试验，试验结果表明本研究提出的工具设计方案的可行性和力学仿真模型的可靠性，为带电更换特高压整串绝缘子提供技术参考。     

500kV线路避雷器的设计与应用

介绍了500 kV交流输电线路用不同结构类型线路避雷器的特点;提出了线路避雷器应满足的技术性能要求;对其主要技术参数进行了设计计算,即额定电压值取396 kV(有效值),串联间隙距离为1400 mm时,能在1/2工频周期内可靠切断工频续流(工频续流值约2 A(峰值))。应用分析后认为,未安装线路避雷器的最小绕击闪络雷电流为19 kA,最大绕击闪络雷电流为40 kA,而两边相安装了线路避雷器后最小绕击闪络雷电流为64 kA;并给出了线路避雷器安装选点的一般原则及安装、运行过程中的注意事项。     

线路避雷器的应用及监测

介绍了国内线路防雷的主要措施和运行情况,指出线路型无间隙避雷器主要悬挂于线路两端及进出变电站的第一个塔上,用于提高整条线路的绝缘水平;也安装在进出变电站的第一个杆塔,减少入侵雷的幅值。线路型带串联间隙避雷器主要悬挂于雷击多发区的输电杆塔上,保护线路绝缘子串免受雷电过电压引起的雷击闪络。检测主要采用泄漏电流监测、红外测温及紫外成像等方法;测量无间隙避雷器交流泄漏电流即全电流分量及其阻性分量,是带电测试线路型无间隙避雷器的主要方法。在条件允许的情况下,还应结合红外测温、紫外成像方法对避雷器进行监测,并做出正确的评价。对线路型带串联间隙的避雷器加装故障指示器为可能出现故障的避雷器提供标示,但应结合停电试验结果对避雷器的质量状况做出正确的评价。使用线路避雷器时应注意准确地选择保护范围、安装点及日常维护。     

线路用避雷器应用中的几个关键问题

采用线路用避雷器是提高输电线路耐雷水平十分重要的措施。笔者重点讨论了线路用避雷器应用中有关线路防雷对线路用避雷器的要求、结构类型和选择、线路用复合外套避雷器本体结构及串联间隙设计、参数以及线路用避雷器的安装位置等关键技术问题     

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。     

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...     

220kV避雷器及并联间隙对带电作业的影响

并联间隙、避雷器是线路防雷的重要设备,其安装结构在一定程度上短接了绝缘子的有效长度,以220 kV为例,通过试验、仿真计算分析了并联间隙、避雷器对带电作业的影响.首先通过模拟带电作业典型工况开展了间隙放电试验,获取了带避雷器、并联间隙线路带电作业间隙放电特性;然后根据带电作业绝缘配合方法,分析确定了220 kV带避雷器...     

基于ATP-EMTP的配电线路避雷器防雷效果及保护范围仿真分析

由于10～35 kV配电线路的绝缘水平普遍较低,因此在我国配电线路雷电保护设计中经常采用氧化锌避雷器进行雷电防护。通过建立模型开展数值仿真计算,进行10 kV配电线路安装线路避雷器的雷电防护效果研究,分析不同避雷器类型、不同杆塔冲击接地电阻以及雷击位置等对避雷器防护效果的影响并并分析其保护范围。结果表明,加强线路绝缘、增加配电线路中的避雷器数量可显著提高整条配电线路的耐雷水平,是提高配电线路防雷效果的两个重要措施;雷击位置对线路耐雷水平的影响则与避雷器雷电保护范围密切相关,当雷击位置距离线路避雷器较远时,线路耐雷水平的下降较为明显;具有避雷器的配电线路,由于避雷器存在一定的保护距离,因此单纯依靠安装线路避雷器来提高耐雷水平则需要每隔6～8基杆塔安装一组避雷器。     

不同雷电侵入方式下线路避雷器放电电流分析

国标中规定避雷器标称放电电流是用来划分避雷器等级的、具有波形的雷电冲击电流峰值,它关系到避雷器选择、试验考核及运行应力。然而实际运行中,避雷器(简称MOA)放电电流与8/20μs相去甚远。本文通过搭建500kV线路避雷器模型,对不同雷电侵入方式下线路MOA的放电电流进行了仿真计算,结果表明:雷击塔顶及绕击情况下MOA放电电流波头均比8/20μs短得多;相同雷电流幅值下,雷电流波头越长,MOA放电电流波头也越长且幅值越低;相同雷电流波形下,雷电流幅值越高,MOA放电电流幅值也越高且波头越长,且安装相数及雷电波波尾对MOA放电电流影响不大。本研究对避雷器的合理试验提供了一定的依据。     

线路避雷器串联间隙距离的设计与试验

线路避雷器的设计关键是串联间隙距离 ,作者通过分析线路避雷器串联间隙的工作状况 ,提出了间隙距离的设计思想和简化试验方法 ,供设计、检测及标准制订等人员参考。     

110kV线路型避雷器

根据具体的线路杆塔 ,采用有串联间隙金属氧化物避雷器对 1 1 0 k V线路的耐雷水平进行了计算分析 ;具体比较了安装线路避雷器和未装避雷器时雷击杆塔以及雷击线路的耐雷水平 ;分析了雷电流的模型、接地电阻、避雷器最大耐受冲击电流、避雷器热容量等对线路耐雷水平影响     

山西某35kV线路进线段防雷隐患及误区分析

针对山西某110 k V变电站主变压器被雷电打坏的事故,分析出事故原因主要是35 k V线路进线段保护不完善,雷电波侵入所致。在分析了35 k V线路进线段杆塔接地电阻高、串联间隙金属氧化物避雷器不动作等防雷隐患以及杆塔塔顶安装避雷针保护误区的基础上,提出了对杆塔的接地装置进行改造,使用无间隙线路型金属氧化物避雷器保护,更换"零值"和"低值"绝缘子以及拆除杆塔塔顶避雷针这些进线段完善措施。通过上述改造之后,消除了该线路进线段的防雷隐患及误区,提高了供电可靠性。     

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。     

±800kV直流线路避雷器关键技术参数设计及防雷效果分析

为提高特高压直流输电线路的防雷保护水平,借鉴了±500 k V直流线路避雷器的设计经验,并结合实际线路运行情况,设计计算了±800 k V直流线路避雷器关键技术参数。最后,通过仿真计算分析,从理论上考察了所设计的线路避雷器对特高压输电线路的防护效果及吸收能量情况。依据研究结果,提出了特高压直流线路避雷器额定电压为为960 k V,避雷器雷电冲击50%电压取值2 900 k V,标称放电电流为30 k A,外串间隙距离最大为2.0 m。仿真结果表明,所设计的避雷器能够显著提高杆塔反击和绕击耐雷水平,可靠保护该基杆塔,雷击极端情况下其通流容量为3.645 MJ,避雷器通过最大雷电流为72.3 k A。     

穿刺电极式避雷器在10 kV配电线路中的应用研究

主要通过以穿刺电极外串联间隙避雷器及P10,P20及PS15 3种瓷绝缘子作为研究对象,通过按照绝缘配合要求,选择并联避雷器的U50%雷电放电电压比被保护绝缘子的U50%雷电放电电压低20%～30%及《DL/T 815—2012交流输电线路用复合外套金属氧化物避雷器》中对于10 k V外串联间隙金属氧化物避雷器的间隙距离选择要求两种方式,对穿剌电极避雷器的间隙距离选择进行试验探究;并通过comsol有限元分析软件对穿刺电极避雷器安装前后线路的电位及电场变化情况进行分析,得出穿刺电极避雷器的通用间隙距离的选择,且穿刺电极避雷器的安装使用对原线路的电位及电场影响较小,不会影响10kV配电线路的正常运行。