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。     

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。     

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。     

电阻片介电常数对GIS罐式避雷器电位分布的影响

为了实现超特高压交流无间隙金属氧化物GIS罐式避雷器(以下简称GIS罐式避雷器)的小型化,制造商多采用高梯度电阻片。由于影响避雷器电位分布影响权重最大的因素是电阻片介电常数,而高梯度电阻片的显著特征之一就是相对介电常数较小,这样会使避雷器的电位分布更容易受杂散电容的干扰而更加不均匀,从而影响避雷器的运行可靠性。以某500 kV GIS罐式避雷器为原型,建立三维电场仿真模型,利用有限元计算软件COMSOL仿真研究比较了使用传统电阻片和高梯度电阻片避雷器的电位分布的差异,分析了电阻片相对介电常数对避雷器电位分布的影响和规律,研究结果对超特高压GIS罐式避雷器设计和参数选取具有重要参考价值。     

避雷器电位分布测试方法研究

杂散电容的存在使得在持续运行电压下避雷器沿电阻片轴向的电压承担率分布极不均匀,靠近高压端的电阻片一般比远离高压端的电阻片承担了更高的电压负荷。若不采取均压措施改善其电位分布,靠近高压端的电阻片将会因持续运行电压下承担电压负荷过高而加速劣化,最终导致避雷器的损坏,缩短其预期运行寿命。所以必须采取有效的均压措施改善电位分布。以目前仅加装均压环的避雷器为例,通过对计算和实测的方法及数据进行分析,给出了最优均压方案并总结了电位分布测试的意义和方法。     

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...     

金属氧化物电阻片电容特性的研究

避雷器的电容特性对避雷器的电位分布和稳定运行起着关键的作用,通过对避雷器的核心元件金属氧化物电阻片的电容特性的试验研究,来确定金属氧化物电阻片的电容-电压特性和电容-温度特性。试验结果表明,金属氧化物电阻片的电容值在运行电压为范围内为与电压成正比,电压越高,电容值的变化率越大;在-20℃~+60℃变化范围内,金属氧化物电阻片电容值与温度成正比,随着温度的升高,金属氧化物电阻片电容值增加。电阻片的介电常数随频率的增加而变小,电容量也相应减小,损耗也随频率的升高而增加。通过对金属氧化物电阻片电容特性的研究为超特高压避雷器的设计、运行提供参考。     

500kV六氟化硫绝缘罐式金属氧化物避雷器电场分析

无间隙金属氧化物避雷器(WGMOA)在通常工作情况下电压沿轴线分布不均匀。承担电压较大的电阻片同时承担较大的热应力,这样就会加速这些电阻片的劣化。因此,改善避雷器电压沿轴线分布使其更加均匀,就显得十分必要。避雷器电阻片的电压分布主要取决于避雷器几何结构和采用的材料两个方面。笔者采用有限元数值计算方法,通过建立3 D模型对500 kVGIS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。就均压罩各个参数对避雷器电阻片电压偏差的影响进行讨论,并通过优化均压环参数将避雷器整体电压偏差限制在-10%～+10%之间。     

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。     

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。     

500kV金属氧化物避雷器安装缺陷的试验及分析

针对一起500kV金属氧化物避雷器电压致热型缺陷开展综合试验和研究分析。通过解体试验发现避雷器上节和中节安装顺序错误,使得运行中避雷器电位分布不均匀系数增加,上节避雷器电阻片功率损耗及荷电率增加引起发热,与分析结论保持一致。此外,针对该避雷器发热异常的试验分析方法,还进行了适用性分析并提出了防治措施。     

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。     

高压MOA的荷电率和均一性

本文从设计角度讨论 MOA 的荷电率和均一性问题。认为研究500kV 氧化锌避雷器,其电阻片没有高的荷电率和很好的均一性是不能实现的。通过试验发现,我国氧化锌电阻片在这方面差距较大。对具体的氧化锌避雷器而言,压比 K 与荷电率 S 之比为常数,降低压比或提高荷电率均能达到同样的效果,而后者难度相对小些,幅度相对大些。     

高梯度电阻片介电常数特性及电位分布研究

避雷器的高梯度电阻片在生产过程中受多种因素影响,使其相对介电常数呈现一定分散性.本研究通过实验和仿真研究了某型号220 kV GIS避雷器高梯度电阻片相对介电常数的分散性及其在不同荷电率下的变化规律,分析了其对GIS避雷器内部电位分布的影响.研究发现,电阻片相对介电常数随荷电率变化存在很大的分散性,同时提出一种基于电阻片排布的避雷器设计优化方案.     

基于电网络法的特高压交流悬式瓷绝缘子串均压环的研究

特高压交流输电线路悬式单垂瓷绝缘子串在无均压环时导线侧前两片的电压承担率分别为14.4%和11.1%,其电压分布极不均匀。利用电网络法对特高压悬式瓷绝缘子串均压环的尺寸及罩入深度进行了优化计算。结果表明:为了达到更好的均压效果,均压环对绝缘子的杂散电容应在不超过33!F时尽量大;两端应各安装一个均压环,其罩入深度为三片绝缘子时,均压效果最好;在工程中,应选用三角形排列酒杯塔,以减小三相绝缘子串电压分布的不一致性。     

交流无间隙金属氧化物避雷器的电压分布特性研究

由于杂散电容的存在使得MOA电阻片的电压承担率分布不均匀,导致部分电阻片的运行荷电率升高,将会因承担的电压过高而加速老化而率先损坏,并最终导致整个MOA的损坏,缩短其预期运行寿命。以220 kV瓷套避雷器为例,通过计算和实测的方法,系统分析研究了诸多因素对电压分布不均匀系数的影响程度,同时特别指出了目前出现的用准60 mm甚至于更小尺寸电阻片装配220 kV避雷器的安全隐忧,有助于避雷器的优化设计和安全运行。     

交流ZnO电阻片小电流区阻性、容性电流与电压关系研究

为了降低避雷器的残压,从而降低其拐点电压,使避雷器荷电率升高。由于不同荷电率下,阻性电流占全电流的比例不同,检测的标准不同。笔者通过对不同型号的避雷器用电阻片(MOV)测量不同荷电率下电流、电压的关系,还得出不同型号、不同配方的MOV在相同荷电率下的阻性电流占全电流的比例不同,为避雷器在线监测提供依据     

国内外避雷器用氧化锌电阻片的技术现状与发展趋势

文章综述了中国和其他国家避雷器用氧化锌电阻片技术的现状与发展趋势.氧化锌电阻片是金属氧化物避雷器的核心部件,它的电性能决定了避雷器的电性能.电阻片的发展是随着避雷器的要求而发展的,随着避雷器向特高压、罐式小型化及特高压直流发展,电阻片向低成本、低残压、高能量、高梯度及交直流通用的方向发展.讨论了配方和工艺对电阻片电性能的影响,总结了提高电阻片电压梯度和通流容量、降低电阻片的残压和直流电阻片的研究方法.指出了提高电阻片生产的自动化程度和绿色制造的重要性,分析了避雷器标准的修订对电阻片电性能的影响,对今后高性能氧化锌电阻片的研发提出了建议.     

一起500 kV金属氧化锌避雷器故障原因分析

金属氧化物避雷器通过迅速释放过电压能量而保护与其并联的各种电气设备免受高电压影响。针对一起500 kV线路避雷器电阻片外绝缘涂层受损的缺陷,通过红外测温、带电检测和直流参考电压试验数据、现场解体试验分析查明故障原因为上节避雷器下法兰位置无排水孔,积水侵入避雷器内部引起上节顶部氧化锌电阻片外部绝缘涂层劣化击穿。由于局部氧化锌电阻片绝缘击穿导致电阻片串整体电压分布不平衡,正常电阻片荷电率增加,进一步加速劣化,最终导致上节氧化锌电阻片外绝缘涂层全部击穿,并根据缺陷原因提出了相应的预防措施。     

外部因素对金属氧化物避雷器特征参量的影响研究

随着MOA制造技术的改进、电阻片配方工艺的调整,MOA的状态参量特性有了明显变化,传统的MOA的状态检测方法不能保障检测的有效性和正确性。针对以上问题,研究了温度、污秽度、荷电率等外部因素对金属氧化物避雷器特征参量的影响。研究发现:避雷器等值阻抗随着温度的增加呈指数下降趋势,避雷器的电流性特征参量随着温度升高而迅速增大,而其直流参考电压则可基本维持不变;在均匀分布的污秽作用下,避雷器的特征参量随着避雷器外绝缘表面等值盐密的增大而呈线性增大;随着荷电率的变化,避雷器持续运行电流呈线性变化,而避雷器阻性电流基波和阻性电流三次谐波则呈指数变化趋势。本文的研究结果可为超特高压金属氧化物避雷器的现场交接试验和带电检测试验提出了切实可行的意见和建议,也为避雷器带电检测故障判据的修订提供了依据。