均压环的尺寸对避雷器电位分布的优化

通过ANSYS软件对避雷器进行仿真计算,探讨与研究均压环的尺寸对避雷器电位分布的影响。利用优化结果,通过试验的方法,验证了仿真优化结果,确定了避雷器的电位分布不均匀系数。     

基于ANSYS的800 kV直流母线避雷器不同运行状况下电位分布的仿真计算

800kV直流母线避雷器耐受电压高、吸收能量大,必须采用电阻片多柱并联、多节串联的结构,若在长期运行中,出现局部损坏或受潮现象,将会导致避雷器整体的电位分布不合理,甚至引发避雷器爆炸等安全事故,因此对其在不同运行状况下的电位分布进行分析计算具有重要的理论和实际意义。本文利用ANSYS建立了800 kV直流母线避雷器的完整三维仿真模型,并根据恒定电场的理论,对各组件的电阻率及边界条件进行赋值,从而对避雷器正常、短路及受潮时的电位分布进行仿真计算,并从恒定电场的角度对仿真结果进行理论上的分析,验证了结果的正确性。     

基于ANSYS的500kV金属氧化物避雷器不同运行状况下电位分布的仿真计算

500kV金属氧化物避雷器(metal oxide arrester,MOA)仅采用均压环来改善电位分布,在国内超高压系统中应用广泛。由于避雷器在长期运行过程中容易出现电阻片老化、损坏及受潮等状况,因此需要建立正确完善的仿真计算模型对避雷器不同运行状况下的电位分布进行分析。首先利用ANSYS建立了500kV MOA的完整三维仿真模型,通过将正常运行时的电位分布仿真结果与现场试验结果对比,验证了该模型的合理性。之后研究了电阻片短路及受潮在静电场中的处理方法,从而对不同位置短路或受潮时的电位分布进行仿真计算,并从静电场的角度对仿真结果进行理论上的分析,验证了结果的正确性。     

额定电压780kV特高压交流避雷器电位分布计算与测量

适当降低避雷器额定电压可优化绝缘配合,降低特高压变电站的过电压水平或降低对设备的绝缘水平,提高工程经济性。但额定电压的降低代表避雷器内部电阻片荷电率升高,影响其电位分布均匀性。为了定量分析降低额定电压的特高压交流电站用避雷器的电位分布特性,以Y20W-780/1526型UHV MOA样机为研究对象,基于电场数值计算方法,在Ansys软件中建立3D有限元仿真模型,对5种均压电容配置方案的避雷器电位分布进行计算,选取电位分布最优的配置进行试验实测。试验采用无线测量系统,在一柱电阻片间布置36只传感器,通过测量电阻片的电流承担率反映避雷器轴向电位分布情况。对比仿真计算与试验实测结果得出两者的电位分布曲线变化趋势基本一致,最大相对偏差7.32%。考虑电阻片任意组装时电容分散性对避雷器电位分布的影响,计算出Y20W-780/1526型避雷器电位分布不均匀系数为1.129 6。验证了均压环、法兰及外套尺寸结构等条件不变的前提下,通过合理配置均压电容,可降低额定电压的特高压交流电站用避雷器满足技术规范中电位分布不均匀系数不应大于1.15的要求,研究结果可为特高压交流电站用避雷器降低额定电压设计提供参考。     

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。     

应用二维轴对称场有限元法的电站型MOA电位分布计算及均压设计

由于电站型氧化锌避雷器的上端电阻片承受电压过高,并随着避雷器安装高度减小而更为严重,导致上端电阻片电压承担率过大而易造成整台避雷器的损坏,因此计算并优化避雷器的电位分布具有重要的工程意义。本文将电站型,氧化锌避雷器的电位计算问题等效为分层均匀媒质的多介质闭域静电场问题,采用轴对称处理方法,建立二维轴对称场有限元模型,计算具有开域边界的电站型氧化锌避雷器的电位分布。以220 k V电站型,氧化锌避雷器为例,研究了底座高度、均压环位置等因素对整组电阻片电位分布的影响,并采用光纤电流法对均压后的避雷器电位分布进行实验测量。得出:底座高度超过2 m时,其对电压承担率几乎没有影响;优化高压端均压环的直径及套入深度可使避雷器的整体电位分布达到最优,得到较为合理的避雷器均压设计方案。     

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。     

220kV交流无间隙金属氧化物避雷器 电位分布及改善措施研究

杂散电容会使交流无间隙金属氧化物避雷器(metal oxide arresters without gaps,简称MOA)在持续运行时电位分布畸变而不均匀,严重时会导致局部电阻片承受过高的电压负荷,泄漏电流增大而加速老化,进而导致整只避雷器的损坏。因此本文对高压MOA的电位分布和均压措施进行了分类研究。采用ANSYS有限元仿真计算软件,分析了均压环罩入深度、电阻片间金属垫片排布方式和电阻片相对介电常数差异化分布对电位分布的影响。基于电位分布对220 kV MOA的设计结构进行了优化。通过研究,得到了不同结构方式下MOA电位分布的优化效果,对改进MOA的结构设计和提高运行可靠性具有一定的指导意义。     

±500kV直流耐张塔悬垂串电位分布与均压特性研究

确定±500kV直流耐张塔防雷改造中的防风偏绝缘子串电位分布对输电线路安全稳定运行特别重要。为了验证防雷改造中Y型悬垂串电位分布,运用Ansys仿真软件,建立了±500kV直流耐张塔防雷改造的三维静电场计算模型。分析了避雷器、均压环、分裂导线和绝缘子串型对悬垂串电位分布的影响。通过研究高低压侧均压环环径、管径和相对位置对悬垂串电位和场强分布的影响,确定了高低压侧均压环结构的合理参数。结果表明,避雷器、均压环、分裂导线和绝缘子串型对悬垂串电位分布有重要影响;通过对高低压侧均压环结构参数的优化,防风偏绝缘子串电位和电场分布更加均匀。     

500kV系统用无间隙金属氧化物避雷器的优化研究

从三方面对500 kV交流系统用无间隙金属氧化物避雷器进行优化设计,提高了避雷器的运行可靠性和经济效益.首先,对电阻片工艺研究,开发出了高性能的电阻片,其能量吸收能力达到7.8kJ/kV;其次,在有限元法对避雷器的电场进行了优化计算的基础上,对避雷器设计了新型均压环结构,去掉了并联的均压电容.并通过对避雷器进行了实际的...     

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。     

悬挂式避雷器电位分布计算及均压环优化配置

建立了悬挂式避雷器置于地面时的2D轴对称有限元模型,并对其电场进行了计算,以电阻片电压偏差为目标函数对均压环结构进行了优化设计。将避雷器悬挂于金属塔上处于运行状态时,考虑到金属塔和母线的效应建立了3D有限元模型,计算了电阻片电压偏差分布。与置于地面时的计算相比较,相同结构的避雷器置于地面和悬挂于金属塔上时,其电压偏差分布完全不同,因此不能将置于地面时电阻片电压偏差的计算结果运用于运行状态时的情况     

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。     

基于ANSYS的网壳结构屈曲数值分析

介绍了网壳结构的发展和特点,分析了网壳结构的计算方法,基于大型有限元软件ANSYS对单层网壳进行了屈曲分析,给出了具体结论,为工程结构设计与监测提供了理论依据。     

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.     

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。     

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。     

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。     

110kV GIS用金属氧化物避雷器电场计算

采用有限元法对 1 1 0 k V GIS用一相一罐式金属氧化物避雷器内部电场强度分布进行了计算。讨论了均压罩对氧化锌电阻片荷电率及最大场强点的影响 ,从而给出了一种较为合理的均压罩结构。