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。     

应用有限元法计算覆冰合成绝缘子电位分布

为研究合成绝缘子的电气特性,应用有限元法计算了具有开域边界的220kV覆冰合成绝缘子的电场和电位分布。通过设置人工截断边界,将开域电场问题转化成有界域电场问题并在人工截断边界上采用渐近边界条件,利用femlab商用软件对覆冰合成绝缘子建模,计算改变冰棱的空气间隙长度及位置后的电场和电位分布,进一步研究冰棱表面水膜对电场和电位分布的影响。研究结果表明,冰棱完全桥接时电场和电位分布变化最大;冰棱在绝缘子伞裙外沿分布的位置不同,对电场和电位分布的影响也不同;水膜的出现使得覆冰合成绝缘子沿面的电场和电位分布进一步发生畸变;与传统瓷、玻璃绝缘子相比,合成绝缘子具有重量轻、强度高、耐污性能高、运行维护方便等特点。     

特高压交流氧化锌避雷器电位分布仿真计算与分析

为得到特高压交流氧化锌避雷器电位分布情况,采用有限元数值计算方法,建立三维模型,对1 000 kV交流氧化锌避雷器的电场进行仿真计算,得到避雷器的电位分布及氧化锌电阻片的容性电流值。应用光纤—电流法进行带电试验,测量了氧化锌电阻片的容性电流,经计算结果与测量结果对比验证了仿真模型的准确性。文中从氧化锌电阻片相对介电常数大小和均压环罩入深度角度,分析了影响避雷器电位分布均匀程度的因素。结论:氧化锌避雷器电位分布均匀程度随氧化锌电阻片相对介电常数的增大而提高;下层均压环罩入深度不变时,最上节避雷器电压分布系数随上层均压环罩入深度增大而变理想。     

氧化锌避雷器阀片电位分布测量系统的研制

为了更加准确的研究氧化锌避雷器(MOA)阀片的电位分布,采用光纤-电流法研制了一种新型MOA阀片电位分布测量系统。此系统只需将传感器安装到MOA中即可得到任意电压下的MOA阀片电位分布曲线,大大提高了试验的工作效率和准确度。用该系统测量500kV电站用MOA阀片的电位分布和用有限元软件AN-SYS计算试验的MOA阀片的电位分布的结果一致性较好,证明了该测量系统实用性很好。     

安装高度对瓷套式氧化锌避雷器电位分布影响的研究

安装高度对瓷套式氧化锌避雷器的电位分布有重要的影响。首先针对一500kV瓷外套式氧化锌避雷器,建立其有限元计算模型,分析了其最大持续运行电压条件下的电位分布,同时采用光纤-电流法完成了相关的实验,验证了计算方法的有效性。然后分析了安装高度对500kV、220kV、110kV瓷套式氧化锌避雷器电位分布的影响。发现:改变安装高度对110kV、220kV避雷器的电压分布影响较小,但是增大安装高度可使500kV上节和下节避雷器的电压分布系数趋于理想。     

国内科技信息

▲串联间隙氧化锌避雷器 35kV和10kV系统采用的无间隙氧化锌避雷器的阀片要承受一相接地时长时间,较高的工频过电压,因而这种无间隙氧化锌避雷器在运行中常发生爆炸事故。广东省三水避雷器厂生产了带串联间隙的氧化锌避雷器。该避雷器优点为:串联间隙隔离了加在氧化锌阀片上的长期工频泄漏电流,防止了阀片老化,延长了阀片寿命;由于采用氧化锌阀片,残压机、通流容量大,冲击放电电压低,可以保护某些内过电压;干、湿工放电压稳定,解决了碳化硅避雷器湿放下降问题;体积小,使用安     

模拟500 kV避雷器老化缺陷的带电检测有效性研究

氧化锌避雷器是阀片老化是影响避雷器动作特性重要因素。研究阀片老化对氧化锌避雷器温度分布的影响可为避雷器带电检测缺陷诊断提供依据,本文模拟500 kV避雷器老化故障,监测其运行电压下不同位置阀片的温升情况和红外热成像,提升了避雷器带电检测缺陷分析能力。     

氧化锌避雷器电阻片柱电压分布光电测量

本文提出了一种新型的氧化锌避雷器电阻片泄漏电流光电测量方法。应用此套装置对110kV氧化锌避雷器模型电压分布进行了测量并和电压分布理论计算值进行了比较分析；在实测基础上，提出了改善110kV,220kV氧化锌避雷器电压分布的措施。     

氧化锌避雷器电阻片柱电压分布光电测量

本文提出了一种新型的氧化锌避雷器电阻片泄漏电流光电测量方法;应用此套装置对110kV 氧化锌避雷器模型电压分布进行了测量并和电压分布理论计算值进行了比较分析;在实测基础上,提出了改善110kV、220kV 氧化锌避雷器电压分布的措施。     

特高压氧化锌避雷器电场分布计算

特高压氧化锌避雷器是绝缘配合的基础,避雷器性能的好坏直接影响整个变电站运行的安全稳定。以1 000 kV变电站用氧化锌避雷器为例,采用Ansoft Maxwell有限元软件仿真计算其周围电场分布情况,尤其是距离地面2 m高度处,避雷器一侧水平方向上沿线场强大小;并分析避雷器发生损坏时,电场强度变化情况,以及考虑有无高压线、高压引线的长度、求解域大小及底座的高度对电场分布的影响。结果表明:各避雷器损坏情况下,最大场强均有所减小;去除高压线和缩小求解域避雷器周围最大场强增大;缩短高压引线的长度,距地面2 m高度处沿线场强有所增大;提高底座高度,沿线场强减小。研究结果为避雷器电场分析提供了一定的依据。     

500 kV线路ZnO避雷器电位分布计算与试验分析

采用一种新的模拟面电荷—表面电荷法对研制的两种５００ｋＶ悬挂式ＺｎＯ避雷器阀片柱沿面电位分布进行了计算。计算与现场实测结果进行对比,验证了计算结果的正确性。     

光伏变电站用氧化锌避雷器多物理场耦合分析

针对传统有限元法在多物理场耦合计算过程中存在计算量大、精度过于依赖网格划分的缺陷,以某光伏变电站用220 kV氧化锌避雷器为例,提出一种将有限元法与无网格法结合的温升计算方法。首先,建立了避雷器三维流体场有限元模型,得到流体分布;其次,将对流换热系数作为温度场计算的边界条件,分别采用有限元和无网格法计算额定运行下避雷器温升和避雷器老化故障情况下的温升;最后,与基于传统有限元法耦合计算及实验结果进行对比,在验证了所提方法准确性的同时,还发现其求解速度远高于传统有限元法。     

光伏变电站用氧化锌避雷器多物理场耦合分析

针对传统有限元法在多物理场耦合计算过程中存在计算量大、精度过于依赖网格划分的缺陷,以某光伏变电站用220 kV氧化锌避雷器为例,提出一种将有限元法与无网格法结合的温升计算方法。首先,建立了避雷器三维流体场有限元模型,得到流体分布;其次,将对流换热系数作为温度场计算的边界条件,分别采用有限元和无网格法计算额定运行下避雷器温升和避雷器老化故障情况下的温升;最后,与基于传统有限元法耦合计算及实验结果进行对比,在验证了所提方法准确性的同时,还发现其求解速度远高于传统有限元法。     

1000kV立柱式氧化锌避雷器三维电位分布计算及均压环设计

基于区域分裂思想，采用虚拟半球面耦合边界将三维上半空间无界域划分成耦合面内子区域与耦合面外无界子区域。其中，对耦合面内子区域采用传统有限元法离散；而将耦合面外无界子区域当作一个大单元，采用满足拉氏方程的本征解作为该大单元的插值函数，这样从根本上解决了有限元法难以离散无界场域的问题, 从而形成了求解三维上半空间无界域静电场问题的一种新方法：有限元-解析结合解法。采用该方法对1000kV立柱式氧化锌避雷器三维电位分布进行了数值计算，讨论了影响电阻片电压承担率的多种因素。最后，给出了一种较为理想的均压环结构并得到了试验验证。     

Lightning overvoltage protection of AC railroad vehicles bypolymeric arresters

In order to improve the operational reliability of AC railroad vehicles, ZnO surge arresters are used to protect them against overvoltages. The most serious threat to arresters installed on the roof of an AC railroad vehicle is the lightning overvoltage. When lightning strikes the mast or conductors, the distribution system can be treated as a system of multiple conductors including feeders, messenger wires, contact wires, protective wires and two tracks. The lightning impulse discharge current through the arrester and the absorbed impulse discharging energy by arrester in the actual field operation and the protective effect of arrester were analyzed by EMTP and discussed when lightning strikes the mast or distribution lines. When the arrester Is installed on the roof of a railroad vehicle, the potential difference on the primary side of high voltage transformer inside the vehicle is suppressed below 150 kV under very serious condition     

Relation of insulation resistance and deteriorated ratio ofreference voltage of oil-immersed surge arrester elements enclosed inpole transformers

About ten years have passed since oil immersed surge arrester elements enclosed in 6.6 kV pole transformers were first used. At present, technical developments are being demanded to judge the soundness of these oil immersed surge arrester elements by a simple method, allowing one to judge easily whether these elements can be used or not onsite. The authors empirically investigated the correlation between the insulation resistance and the deteriorated ratio of the reference voltage of these oil-immersed surge arrester elements. It was found that the deterioration of the oil-immersed surge arrester elements can be detected by measuring the insulation resistance     

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。