压缩气流灭弧条件下配网线路雷击跳闸率计算

压缩气流灭弧防雷间隙是一种冲击电弧诱导型灭弧防雷装置,它通过灭弧管道的特殊排列结构使得冲击电弧能够被优先吸引进入在压缩管道内并形成压力梯度产生自膨胀气流,在各个相邻灭弧管道拐点处粉碎性截断电弧直至电弧熄灭。为了计算在安装压缩气流灭弧防雷间隙后的雷击跳闸率,文中根据并联间隙与绝缘子串的放电电压分布特性得出了灭弧防雷装置的有效保护系数,通过数理统计的方法处理了试验数据,得出了安装压缩气流灭弧防雷间隙后配网线路上的建弧率,同时建立了压缩气流灭弧防雷间隙下的雷击跳闸计算模型。通过算例计算了某线路在安装灭弧装置前后的雷击跳闸率,通过数据分析可知安装压缩气流灭弧防雷间隙后有效降低了雷击跳闸率。     

配电网雷击防护压缩效应切分电弧游离特性

耐雷水平低、结构复杂的配网线路是电网防雷的薄弱环节,直击雷与感应雷极易导致雷电过电压,造成电气设备损坏与线路跳闸等恶性后果。近年来,新型防雷措施层出不穷,却存在着或使雷击跳闸率增加;或装置动作寿命短;或工程应用困难等诸多问题。笔者通过研究游离电弧在多细管制约条件下的质、能流量变化特性,发现压缩效应产生的自膨胀气流能加速高温电弧去游离,快速切断短路电弧,通过仿真与实验验证,分析了灭弧装置在实际线路的运行效果。得出结论:压缩效应能积聚大量自膨胀气流;实验与仿真电弧都在1000μs内可靠熄灭;灭弧装置在10 k V线路运行效果优异,雷击跳闸率大幅降低。     

输电线路防雷措施探讨

根据我局2009年至2010年110kV及以上输电线路跳闸情况分析,雷击跳闸占线路事故掉闸次数的52．6％,110kV线路雷击跳闸占46．67％,220kV线路雷击跳闸占事故掉闸次数的75％,因此,2011年提高输电线路运行可靠性的技术方案主要围绕防雷开展,线路防雷主要是改造接地体和安装避雷器、综合防雷装置以及可控避雷针等。     

曲靖35kV输电线路防雷措施分析

我公司35kV线路雷击跳闸次数约占总跳闸次数的80％,雷击跳闸是线路故障跳闸的主要原因。2009年、20t0年先后有针对性地在35kV黑赤线、35kV赤德线、35kV黑红线、35kV炎方线、35kV罗木线和35kV玉黑线等采取了安装线路避雷器、安装线路型屏蔽式避雷针综合防雷装置等防雷措施,使线路的雷击跳闸次数大幅度下降,取得了较好的效果。现介绍如下,供同行参考。     

多断口自膨胀气流灭弧防雷间隙的灭弧机理

为了提高中低压配网线路的防雷性能,降低雷击跳闸率,利用"气吹灭弧"方法,研究了一种对工频电弧有强烈抑制作用的自膨胀气流灭弧防雷间隙装置。该间隙能够精准定位雷电放电路径,迫使电弧弧柱形成分段,同时产生自膨胀高压高速气流强烈抑制工频续流电弧的暂态发展过程,并最终熄灭电弧。研究了自膨胀气流的形成与灭弧原理,建立了自膨胀气流耦合工频续流电弧数学模型,运用了流体力学软件FLUENT对自膨胀气流灭弧过程进行仿真分析。进行了灭弧间隙装置熄灭电弧试验,并借助高速摄像机捕捉装置的灭弧详细过程,分析了装置在10 kV配电网线路的实际运行效果。结果表明:自膨胀灭弧气流作用在工频电弧暂态发展的早期阶段,深度抑制其发展过程,促使电弧拉长、变形、冷却、截断,并在4 ms内完全熄灭电弧并抑制重燃;防雷间隙能够大幅度降低雷击跳闸率,保护电网运行安全。     

喷射气体灭弧防雷间隙的灭弧效果

绝缘子串两端安装喷气式灭弧防雷间隙是一种新型灭弧防雷方法。为研究喷射气体灭弧防雷间隙灭弧能力,利用ANSYS14.0软件对气流作用于电弧的过程模拟仿真,同时建立Mayr电弧数学模型,对气流与电弧竞争关系进行了深入探讨。提出"疏导型"防雷思想,结合"气吹灭弧"的方法,发明了一种基于强气流作用下的灭弧防雷间隙装置。该间隙能够吸引雷电电磁脉冲触发装置中的弹丸,触发后产生的高速气流强烈作用于暂态电弧生成的初始阶段,实现对电弧的主动、初期、高效抑制,达到保护绝缘子串、高压输电线路和降低雷击跳闸率的效果。灭弧试验表明:安装喷射气体灭弧防雷间隙装置是一种新型高效的架空输电线路防雷保护方法,能够保证供电可靠性及电网的正常运行。     

配网线路新型灭弧装置熄灭工频电弧的仿真与试验研究

针对配网线路耐雷水平低,容易发生雷击导线断线、断路器跳闸的问题,基于“气吹弧”的思想研制了一种带有主动灭弧功能的多断口灭弧防雷装置。该装置能够控制电弧运动轨迹,利用其特殊的空间多断口结构迫使电弧多点截断,并在断口处产生高速气流抑制工频电弧暂态初始发展阶段,在电弧“萌芽期”就将其熄灭。文中首先对多断口灭弧防雷装置的结构和灭弧原理进行了深入分析;其次利用COMSOL Multiphysics仿真软件对气流产生过程及熄灭电弧的过程进行量化分析;然后根据IEC相关规定搭建了冲击闪络试验与工频续流试验相结合的试验平台,进行了工频续流遮断试验,试验得出装置能在1~2 ms内将幅值为1 kA的续流电弧熄灭;最后根据实际运行数据分析了装置的防雷效果,运行数据显示该装置已经多次成功动作,能够大幅度降低线路的跳闸率和事故率。     

输电线路新型防雷间隙灭弧时间特性的研究

为降低架空输电线路雷击跳闸率和事故率,研制出一种区别于传统防雷设备的新型灭弧防雷间隙。当线路遭受雷击时,雷电冲击电流击穿间隙瞬间,该装置能够迅速动作,喷射出大量电负性气体,切断间隙两端电弧,避免绝缘子因电弧灼烧损坏。要达到避免断路器不因线路遭受雷击而跳闸的目的,防雷间隙的灭弧时间必须小于继电保护装置动作时间。文中通过大量试验研究,着重深入探讨该装置的灭弧时间特性。     

基于ATP-EMTP的配电线路耐雷性能计算与仿真分析

为解决配电架空线路的雷击问题,从电弧抑制的基本条件入手,通过理论建模分析与仿真分析相结合的方法,引入喷射气流灭弧防雷间隙装置的灭孤率这个概念,定量的分析了安装并联间隙后,线路的雷击跳闸率的变化情况,分析喷射气流条件下间隙电弧的灭弧机理,为研究具有快速熄灭工频续流电弧能力的新型防雷保护间隙奠定基础.     

新型灭弧防雷间隙的研究与应用分析

针对配电网架空输电线路的雷击事故,防雷专家参照并联间隙防雷保护原理的"疏导型"思想,研制了气吹灭弧防雷间隙。该间隙在输电线路遭受雷击或绝缘子串工频闪络时,防止绝缘子串遭受工频续流电弧的灼烧;同时能够在电弧击穿间隙后,快速切断工频续流。笔者使用Mayr电弧模型模拟仿真气吹灭弧,结果表明,高速气体对间隙电弧的快速熄灭有明显效果。同时,通过安装气吹灭弧防雷间隙在雷击跳闸率高的输电线路上运行,获取运行数据,进行对比得出安装气吹灭弧防雷间隙后,雷击跳闸率能够大幅度下降。     

复合绝缘横担在10 kV配电架空线路防雷中的应用探讨

在10 kV配电架空线路故障中,雷击是造成配电架空线路故障的主要因素,配电架空线路跳闸以遭受感应雷击为主.在10 kV配电架空线路中应用了复合绝缘横担进行防雷,其各项性能测试均满足线路防雷和安全运行的要求.复合绝缘横担结构简单、免维护,能够有效解决配网架空线路雷击跳闸问题,是一种具有较好应用前景的10 kV线路防雷装置...     

喷射气体灭弧防雷间隙装置的研制

为解决35kV架空输电线路的雷击问题,借鉴并联间隙防雷保护原理的"疏导型"思想,研制了喷射气体灭弧防雷间隙装置。该装置能够在输电线路遭受雷击或绝缘子串工频闪络时,有效保护绝缘子串免受工频电弧的灼烧,同时在工频电弧击穿间隙后,能够迅速切断工频续流。借助高速摄像机及示波器观测电弧及间隙电压、电流的变化过程,实验结果表明在高速气体的冲击下,间隙电弧能够快速熄灭。计算显示,安装喷射气体灭弧防雷间隙装置以后,能够大幅度降低输电线路的雷击跳闸率。为进一步把该装置运用到110、220kV高压输电线路打下了基础。     

爆轰气流耦合电弧的仿真与试验

为了有效地防止输电线路雷击跳闸,研究了一种主动、快速截断电弧的爆轰气流灭弧防雷装置,该装置并联安装在绝缘子两端,当发生雷击时,上下电极之间产生工频电弧,同时信号采集装置采集到雷电脉冲,雷电脉冲触发灭弧能量团爆炸产生的爆轰气流熄灭电弧。通过运用软件AUTODYN仿真分析得到近似理想状态下爆轰气流灭弧防雷装置在0.08 ms以内熄灭电弧;搭建试验电路进行灭弧试验,用摄像机观测得出爆轰气流灭弧时间为0.4 ms。仿真与试验得出的灭弧时间都小于继电保护动作的时间,从而说明爆轰气流灭弧装置具有良好的熄弧特性。     

10kV配电网压缩灭弧防雷装置工频续流遮断与雷电冲击实验研究

针对配电网络通常不架设避雷线,雷击时极易引起闪络跳闸的情况,本文研究了一种应用于10kV线路的具备灭弧能力的防雷装置。压缩灭弧装置本质上是一种带有灭弧能力的并联间隙,为验证其有效性,对其分别进行了遮断灭弧实验以及雷电冲击放电实验,实验结果表明：该装置能在4ms内熄灭电弧且能达到抑制重燃的效果;通过雷电冲击实验得到了该装置在干弧长度为22.5cm的支柱绝缘子下的间隙长度为5、7、9cm的伏秒特性曲线,分析其伏秒特性曲线,最终得出适合此类绝缘子的间隙长度是不超过7.4cm,为日后的工程安装提供理论指导。     

架空绝缘导线在10 kV配网线路建设改造中的应用技术研究

配网线路的架空绝缘导线频繁遭遇雷击而引发跳闸、断线等现象,已成为配网线路安全运行的公害。如何解决配网线路的防雷问题、提高配网线路的可靠性和安全性,是配网线路目前亟待解决的难题。为此从多个角度论述了雷击的成因,并提出了防雷的具体措施。     

多断口灭弧防雷间隙仿真与试验研究

为了解决雷击产生的工频电弧引起输电线路跳闸难题,研究了一种能快速熄灭工频电弧的多断口灭弧防雷间隙.简述了多断口灭弧防雷间隙灭弧原理,建立了气流耦合电弧的磁流体方程,确定了电弧二维仿真模型,并用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件对高速气流耦合电弧过程仿真,在实验室内进行了灭弧实验,在实际运行中验证了其灭弧防雷效果.仿真、实验结果共同表明:多断口灭弧防雷间隙能够在0.3 ms内完全熄灭电弧,并且气流能够切断后续工频电弧通道能量补给,阻止电弧重燃.实际运行结果表明:多断口灭弧防雷间隙已经成功防护多次巨大雷击,线路正常运行未发生跳闸事故.     

应用灭弧防雷间隙抑制35kV架空输电线路雷击过电压的方法

针对我国南方部分地区35 kV架空输电线路雷击事故严重的情况,设计一种基于"疏导型"防雷理念和"气吹灭弧"相结合的灭弧防雷间隙,该间隙在输电线路发生雷击时能优先于绝缘子串闪络,将雷电流导入大地的同时熄灭工频续流。通过小电流灭弧特性试验和仿真建立的灭弧防雷间隙的PSCAD仿真计算模型,针对广西大化县35 kV架空输电线路的仿真计算结果和实际运行情况表明,输电线路安装灭弧防雷间隙可有效抑制雷击过电压,降低线路的雷击跳闸率。     

雷电诱导爆炸气流灭弧防雷装置原理研究与应用

针对现有防雷措施存在的诸多瓶颈问题,本文研发了10k V~220k V电压等级的爆炸气流灭弧防雷间隙装置。装置通过了西安电器研究所的10k A大电流灭弧试验,并应用于各电网的输电系统防雷保护领域,取得了良好的防雷效果,防雷指标表现优异:多雷地区线路耐雷水平10倍以上,雷击跳闸率趋零。     

灭弧防雷间隙降低110kV输电线路雷击跳闸率的效果研究

为解决南方多雷地区雷害事故高发的问题,设计了一种基于"抑制建弧"防雷理念的具有多次触发灭弧能力的灭弧防雷间隙。能够在输电线路遭受雷击时由雷电脉冲启动灭弧装置,在极短时间内产生高强度气流。使工频续流在暂态电弧初期被快速截断,大幅度降低建弧率。提出了在灭弧气流作用下考虑灭弧系数的建弧率及雷击跳闸率算法,从理论上证实灭弧防雷间隙能大幅降低雷击跳闸率。在实际运行中取得了良好的效果。     

凭祥市35kV输电线路防雷措施

凭祥电网35kV输电线路约92km,均位于雷暴活动强烈的山区,线路的雷击跳闸率长期居高不下。经分析比较,从中筛选出152基可能容易遭受雷击或运行维护困难的杆塔以及46基曾经遭受过雷击的杆塔,安装35kV线路型头部分裂均压式避雷针综合防雷装置,大幅度降低了线路的雷击跳闸率。经统计,35kV线路的年均雷击跳闸次数由2003～2005年的年均22．67次下降为2006-2009年的年均3次。其中,上述198基安装了综合防雷装置的杆塔无一发生雷击故障,取得了较好的防雷效果。