新型500 kV金属氧化物避雷器电位分布研究

避雷器并联均压电容可以降低其电压分布不均匀系数,但同时也会带来外套管径变大、电场分布变为非轴对称、性能难以检验及运行可靠性下降等诸多不安全因素,因此使用均压电容往往得不偿失。随着金属氧化物电阻片性能的提高,500 kV避雷器去掉均压电容已成为一种趋势。笔者研究了一种新型500 kV金属氧化物避雷器,通过合理设计均压环完全可以解决避雷器电压分布不均匀的问题。     

1000 kV交流系统GIS用罐式避雷器电位分布测量的研究

1 000 kV交流系统GIS用罐式避雷器的电位分布影响特高压输变电系统的可靠运行,为此针对其结构制定了电位分布的测量方案,并对因测量时改变结构而引起的一些影响因素进行了分析。通过改变伸缩连接杆的长度以改变均压环的罩入深度,调节均压环与均压环、均压环与均压罩之间的距离等多种方式调节均压装置的结构,并采用光纤-电流法进行测量,对数据进行分析比较得到了最优结构的参数,结果表明,电位分布不均匀系数经优化后完全满足规定值(15%)。     

均压环结构对800kV罐式避雷器电位分布影响分析

800kV罐式避雷器电阻片电压分担的均匀性对避雷器的可靠运行意义重大。文中通过Ansys软件分析800kV罐式避雷器的电位分布,通过调整均压环两环间距、均压罩高度、均压罩直径等尺寸,分析各尺寸变化对800kV罐式避雷器电位分布及电场强度的影响规律,旨在为超高压以上等级罐式避雷器的设计提供技术支持。     

1000 kV瓷外套MOA电阻片与瓷套电位关系的研究

为了提高电力系统运行的可靠性,笔者依据一个特定的实体模型,采用有限元ANSYS分析软件对1 000 kV系统用瓷外套MOA建立2-D模型,进行场强和电位分布计算,比较了采用并联均压电容前后MOA内部电阻片与瓷套内侧的电位和场强分布的变化。结果表明,MOA电阻片与瓷套内侧容易发生放电或闪络现象的位置分别为第1、4节单元距单元上法兰1/6～1/5处;并联均压电容之后各单元电阻片上的场强和承担的电压趋于均匀化,但某些单元的径向场强和电位差变大,在避雷器设计制造时应引起关注。     

750kV金属氧化物避雷器电位分布研究

超高压无间隙金属氧化物避雷器(MOA)是超高压绝缘配合的基础,避雷器的保护特性决定着设备制造技术难度和工程造价。在提高MOA保护特性的同时必须保证其自身工作可靠性。超高压MOA的电位分布严重影响着电阻片的工作荷电率,局部荷电率过高会引起MOA加速老化和热崩溃。改善MOA电位分布,降低局部荷电率是提高超高压MOA运行可靠性的重要环节。采用ANSYS5.7分析软件对750 kV系统用MOA进行了电位分布仿真计算,利用电流法进行了电位分布实测研究,对几种改善超高压MOA电位分布措施进行了分析。分析表明:超高压MOA电位分布的改善宜采取综合改进措施。     

800kV罐式金属氧化物避雷器的研制

为了满足国家重点工程“750 kV西宁—永登—白银输变电工程”用800 kV GIS开关设备的需求,笔者开发了800 kV罐式MOA,介绍了交流800 kV SF6罐式无间隙金属氧化物避雷器的性能参数、结构及试验等情况.产品采用高性能电阻片,内部芯体采用Z形结构,用于降低产品的高度.对避雷器的电压和电场分布特性、内绝缘...     

500 kV瓷套式氧化锌避雷器电位分布的有限元分析与实验研究

荷电率是设计氧化锌避雷器的一项关键指标。针对一500 kV瓷外套式氧化锌避雷器,首先应用有限元方法,通过设置合理的计算边界来简化开域电场问题的求解,并采用耦合自由度的方法解决电位悬浮导体问题,计算了避雷器中的电位分布;接着在避雷器最大持续运行电压下,采用光纤-电流法,通过测量避雷器中电阻片的轴向电压分布,验证了计算方法的正确性和有效性;然后分析了计算边界大小、均压环参数、安装高度等对电位分布的影响。发现:增大安装高度,可使上节和下节MOA的电压分布系数趋于理想;下均压环对改善电位分布的作用最为显著。     

750kV交流系统用MOA电位分布试验分析

随着电压等级的不断升高,无间隙MOA各电阻片对地的杂散电容对其运行电压下的电位分布的影响也不断增大。对MOA的电位分析尤其是试验分析在生产实践中就显得尤其重要。笔者采用试验的方法对750 kV交流系统用MOA的电位分布进行分析。首先,介绍了自主研发的光纤测量系统,该系统由电流传感器、光纤、信号处理单元和计算机4部分组成。经过实验室校正取得了良好的结果,完全能满足工程需要。接下来,采用该测量系统对750 kV交流系统用MOA在运行电压下进行试验,取得了电流分布图,经过简单的处理,转换为电位分布图。最后,采用有限元分析软件ANSYS进行理论计算,将实测结果与计算结果进行比较,二者在反映电位分布趋势上取得了良好的一致性,证明了该试验方法的有效性。     

500 kV氧化锌避雷器现场测试数据的分析

介绍了500kV金属氧化物避雷器现场测试时均压环是全电流测量造成实测数据值偏大的原因分析，同时又通过工频交流参考电压测量，来进一步论证均压环对试验结果的影响。     

1000kV罐式避雷器在中国的发展及应用

为了制造满足中国特高压示范工程(晋东南-南阳-荆门1000kV特高压交流试验示范工程)要求的1000kV罐式避雷器(简称避雷器)产品,电科院东芝避雷器有限公司(简记为ETA)在500、750kV瓷外套避雷器用氧化锌电阻片的基础上对电阻片进行了改良,降低了电阻片伏安曲线的非线性,提高了能量吸收能力,从而使避雷器具有足够的能量吸收裕度和良好的保护特性;避雷器使用独特的均压罩结构和精确的电位分布控制技术,在不使用均压电容的情况下将避雷器的电位分布不均匀系数控制在1.10以下。内部采用绝缘管的结构可以确保避雷器在运输与地震时承受较高的震动冲击。在2008-12进行的168h的带电考核试验时,避雷器的泄露电流非常稳定,并且避雷器稳定运行至今,证明了ETA制造的1000kV罐式避雷器完全可以满足中国特高压项目的要求。     

500 kV高电位梯度GIS罐式金属氧化物避雷器研制

为了满足500 kV GIS设备抵御过电压风险的需求,研制了高电位梯度GIS罐式金属氧化物避雷器,介绍了避雷器的结构及关键技术参数,设计计算了均压屏蔽罩及电阻片表面电场强度、罐体内部电位分布及外壳受力性能,开发了高梯度氧化锌电阻片,并开展了加速老化、内绝缘耐受、残压及工频电压耐受时间特性试验验证工作。研究结果表明:避雷器罐体内部电场强度最大值为18.97 kV/mm,电位分布不均匀系数为1.059,罐体外壳在正常使用和故障条件下的安全系数分别为13.6和1.53;研制的氧化锌电阻片在95%荷电率下的老化系数为0.8,并通过了工频电压耐受时间特性试验;避雷器通过了工频743 kV、雷电冲击1 676 kV和操作冲击1 175 kV的内绝缘耐受试验,雷电冲击残压为978 kV、操作冲击残压为830 kV和陡波冲击残压为1 100 kV,完全满足技术要求,具备挂网运行条件。     

220kV氧化锌避雷器损坏事故教训及反措建议

分析了郎家畈变电站220kV氧化锌避雷器损坏事故发生的原因，提出了氧化锌避雷器在研制、生产过程中存在的部分参数选择不当等方面的问题，提出了避免类似事故重复发生的改进措施。     

雷电冲击下金属氧化物避雷器动作负荷研究

通过对110、35kV金属氧化物避雷器(MOA)电阻片70×20、56×20在高幅值雷电波冲击下伏安特性 和动作负荷特性的实验研究,借助MOA电阻片的微观结构理论,从电场应力、热应力及避雷器的吸收能量几方面 阐述了雷电波冲击下MOA的动作负荷、损坏机理,分析了雷电过电压对避雷器的损坏机理和影响因素,指出高幅 值、陡波瞬时冲击下电阻片瞬时电流的极不均匀分布引起的内部热应力是导致电阻片损坏的主要原因。     

A Simplified Method for Surge Protection of Underground Distribution Systems with Metal Oxide Arresters

This paper presents a simplified method for evaluation of the technical aspects of arrester application on modern underground distribution systems. The methods presented here can be used to calculate protective levels (and margins) for all equipment locations on such a system for any one of the three protection schemes identified in the paper. The calculations are presented by way of a worked example of protection design for Ontario Hydro's 27.6/16 kV URD system. For this system, the industry requirement ot 20% minimum protective margin can be met by the installation of only one additional arrester at the open point of the cable loop, provided arrester selections are restricted to those with the lowest protective levels. Without any restrictions on arrester selections, a second additional arrester is required at the first transformer upstream from the open point, but this practice results in protective margins much superior to the minimum requirements.     

1 000 kV瓷外套金属氧化物避雷器的电位分布研究

按照中国特高压避雷器技术条件和相关国家/IEC标准,研发了1 000 kV瓷外套避雷器。应用3-D电场解析控制技术,解析各种情况下的电位分布,并完成有/无均压电容结构的设计,且完全满足技术条件要求。应用精密漏电流传感器探头,通过整只避雷器试验,证实解析结果的精确度。试验结果表明,无均压电容结构,电位分布不均匀系数为1.14,荷电率为88%;有均压电容结构,电位分布不均匀系数为1.08,荷电率为83%。尽管2种设计都满足技术条件要求,有均压电容结构首先被应用于特高压试验示范工程。对无均压电容结构避雷器,应在特高压交流试验基地带电考核的基础上,应用于将来的特高压工程。     

The Response of Metal Oxide Surge Arresters to Steep Fronted Current Impulses

Measurements of the residual voltages of metal oxide surge arresters have been made using a variety of impulse current waveshapes. The behaviour of both metal oxide and conventional SiC non-linear resistors has been observed and compared. The appearance of "voltage spikes" at short times, ca 0.15 ?s, on the fronts of residual voltage records has been found and examined in the case of metal oxide arresters. The overvoltage spikes are of short duration and cannot be considered dangerous to conventional equipment insulation. However their existence suggests the need for a test, equivalent to the front-of-wave sparkover test as applied to conventional arresters.     

Pressure Relief Design and Performance of Metal Oxide Surge Arresters

Surge arresters with porcelain housing must not have explosive breakage of the housing to minimize damage to other equipment when subjected to internal high short circuit currents. Also, arrester porcelain housings are generally susceptible to undesirable thermal shock. As a solution, this paper describes pressure relief design and performance of arresters equipped with a fiber reinforced plastic tube and an optimum pressure relief nozzle. The arresters showed satisfactory performance during a newly developed synthetic pressure relief test using a 25 kA symmetrical rms current with the first half-cycle fully offset.     

10 kV配电线路采用避雷器防护研究

10 kV配电线路耐雷水平较低,雷击跳闸事故频繁。应用EMTP软件对安装线路避雷器的10 kV配电线路的耐雷水平进行了分析。计算了采取不同避雷器安装数量时线路的反击、绕击耐雷水平。分析杆塔接地电阻对耐雷水平的影响。最后对避雷器动作一次释放的能量和电荷量进行计算。仿真结果表明:安装线路避雷器后可有效提高10 kV配电线路耐雷水平,但提高程度与杆塔的接地电阻密切相关。根据避雷器释放的能量和电荷量,可以得到避雷器失效概率,从而预测避雷器的平均寿命。