基于检测结果的27.5kV交流无间隙金属氧化物避雷器质量提升措施

针对近几年委托检测的电气化铁道供电用27.5 kV交流无间隙金属氧化物避雷器检测结果,统计检测结果为不合格的试验项目。分析密封试验、弯曲负荷试验、2 ms方波电流冲击耐受试验、电阻片4/10大电流冲击耐受试验等试验项目检测结果为不合格的原因,提出27.5kV避雷器质量提升措施。

金属氧化物避雷器均压电容检测技术分析

随着我国变电站电压等级不断增加,对金属氧化物避雷器的性能要求也越来越高。金属氧化物避雷器作为电力系统中一种常见的电气设备,其能够对变电站设备内的操作过电压、雷电过电压等现象进行有效限制,避免过电压对电力设备正常运行产生影响。但是由于金属氧化物避雷器经常在过电压状况下运行,其运行稳定性大大下降。当前许多变电站都是通过连接均压电容的方式提升避雷器稳定性。因此本文在研究时先对金属氧化物避雷器均压电容的结构进行了分析,然后对金属氧化物避雷器均压电容故障影响因素进行分析,并结合具体的案例分析常用的检测技术,以期为变电站均压电容器检测提供理论指导。

750kV金属氧化物避雷器中均压电容器检测关键技术

随着高压输电网络技术的快速发展和电力设施保护要求的不断提升,750kV级别的金属氧化物避雷器在电力系统安全防护体系中的地位日益重要。其中,陶瓷材质的均压电容器在确保金属氧化物避雷器各阀片单元间电压均衡、提高整体保护效能方面扮演着决定性角色。本文针对750kV金属氧化物避雷器中陶瓷均压电容器的检测难题,提出了创新型检测关键技术方案,该方案旨在显著提高检测的准确性和效率,降低设备维护成本,并实现对陶瓷均压电容器工作状态的精细监测与准确评估,有力支撑超高压电网设施的稳定安全运维,为电力系统的长期可靠运行提供核心技术保障。

基于不同结构分类的金属氧化物避雷器电气特性对比分析

总结金属氧化物避雷器电气特性的考核指标体系:额定电压Ur、持续运行电压Uc、标称放电电流In、保护水平与绝缘配合系数Ks等,并基于不同的结构特征分别进行了说明。以10 k V配电系统为例,测算与校验了2种结构特征(无间隙与带串联间隙)金属氧化物避雷器的主要特性参数;结合测算结果与实际工程案例,针对金属氧化物避雷器工作中发生爆炸等安全事故的原因进行分析,并提出了合理化建议,促进中压电力系统中金属氧化物避雷器的正确使用,并进一步提高对电气设备过电压的有效保护。

一种防止10kV架空绝缘导线雷击断线用新型串联间隙金属氧化物避雷器

研制了一种由高压穿刺电极和避雷器本体构成的纯空气间隙金属氧化物避雷器。高压穿刺电极与绝缘导线穿刺接触引出高电位,当感应雷或直击雷产生足够高幅值的过电压作用于绝缘导线时,避雷器间隙击穿,避雷器本体释放雷电能量抑制工频续流起弧,达到保护绝缘导线免于断线的目的。通过对该避雷器进行大量的雷电冲击放电试验,确定了间隙距离和安装位置。

小波消噪在10kV金属氧化物避雷器在线检测中的应用

针对金属氧化物避雷器(MOA)泄漏电流检测信号包含噪声的问题,提出了一种将新阈值法和平移不变小波相结合的消噪方法。该方法对含噪的金属氧化物避雷器在线检测信号进行小波分解,对分解后不同尺度下的小波信号进行平移,并同时按新阈值法进行处理,最后重构信号。将所提出的小波消噪方法用于10 kV金属氧化物避雷器的在线监测,提取去噪前后的泄漏电流检测信号波形进行分析对比。结果表明,该方法的消噪效果显著,消噪能力远优于传统的软、硬阈值消噪法。经小波消噪后的泄漏电流波形变得明显清晰,很容易从波形上对正常避雷器和老化避雷器进行区分,可以作为10 kV配电网MOA在线监测的依据。

金属氧化物避雷器检测方法的现状与发展

为保证金属氧化物避雷器 (MOA)的安全运行 ,必须对避雷器进行预防试验、带电检测或在线监测。在综述避雷器的检测方法后 ,指出了每种检测方法的优点及实际应用中存在的问题 ,介绍了国外避雷器在线监测最新动态。

基于遗传算法的金属氧化物避雷器在线监测

针对金属氧化物避雷器(MOA)在线监测问题,提出了一种基于遗传算法(GA)的MOA老化监测技术。利用GA较好的最优化计算能力,根据运行电压和实际测量的泄漏电流值求解MOA等效模型中能够反映其老化情况的参数,即MOA相关系数k和MOA等效电容C,从而对MOA老化情况进行监测;并通过Matlab仿真方法研究了电网电压中含有谐波电压、频率波动及电压波动时对该算法的影响。结果表明:基于GA的MOA老化监测技术可较好地将计算泄漏电流值拟合逼近实际测量泄漏电流(标准差达到1.498%)。此外,由Matlab仿真结果可知,在电压频率波动、电压波动以及谐波电压的影响下,该算法求解参数k的最大误差为0.08%,C的最大误差为0.05%;故该算法对电网电压中的频率波动、电压波动以及谐波电压干扰的敏感度较小,提高了在线监测准确性。

电压谐波对金属氧化物避雷器泄漏电流及其阻性分量的影响

根据金属氧化物避雷器(MOA)的交流电压-阻性电流特性分析了电压谐波对泄漏电流阻性分量的影响。仿真结果表明电压谐波对MOA泄漏电流阻性分量影响明显,电压谐波含量相同时,谐波相位对阻性电流及其谐波分量的影响较大,不同次谐波,其相位的影响不同,MOA阻性电流基波分量受电压谐波影响最小,3次谐波分量受电压谐波影响最大。对高压阀片进行的谐波试验结果验证了以上分析结果。

金属氧化物避雷器在陡波下的试验与模型分析

为研究金属氧化物避雷器(MOA)在特快速瞬态过电压(VFTO)陡波下的响应特性,设计制作了陡波电流源装置,并对MOA阀片进行了陡冲击电流波下的残压试验研究。结果表明VFTO下阀片残压较雷电残压增加20%左右。对现有的MOA陡波模型进行了概要总结,并分析了IEEE推荐模型和东芝提出模型的参数计算和适用范围。应用2种模型对252kV GIS试验回路中安装MOA的VFTO特性进行了初步仿真计算,初步结果表明模型参数的取值对计算结果有较大影响。因此MOA对VFTO的抑制作用需试验验证。

考虑吸收能量估算的金属氧化物避雷器模型准确性分析

为研究金属氧化物避雷器(metal-oxide arrester,MOA)仿真模型在估计残压的同时能否准确估算MOA的吸收能量,该文采用非线性电阻模型和3种常用的MOA动态模型,即IEEE模型、Pinceti模型和Fernandez模型,估算不同用途的MOA限压元件–金属氧化物压敏电阻(metal-oxide varistors,MOV)在8/20μs标准雷电波、30/60μs操作波和波头时间约1μs的陡波冲击电流下的残压和吸收能量,并和试验测量结果对比分析。结果表明,IEEE模型能准确估计低压浪涌保护器用MOV的残压,而Pinceti模型只在8/20μs电流下较准确。估算输配电线路避雷器用MOV的吸收能量时,只有非线性电阻和Fernandez模型在8/20μs电流下有较高的准确性;而估算低压MOV的吸收能量时,非线性电阻模型比动态模型准确。因此可以得出,高、低压MOV的残压预测均可用IEEE模型;估算低压MOV的吸收能量可用非线性电阻模型;而估算高压MOV的吸收能量时,建议对动态模型的两个非线性元件A0和A1的参数做进一步优化和调整。

交流金属氧化物避雷器受潮与阻性电流的关系

为了能够有效监测MOA的运行状态,及时发现MOA的事故隐患,避免事故扩大,对高压、超高压、特高压交流无间隙金属氧化物避雷器受潮时泄漏电流变化规律进行了试验研究,分析了泄漏电流与受潮状态和各电流分量反应灵敏度的关系。试验结果表明:MOA受潮时阻性电流基波有明显变化,在一些情况下阻性电流3次谐波比基波对MOA受潮的反映更为灵敏,阻性电流3次谐波也可以作为MOA状态监测参量,并给出了不同受潮状态下阻性电流的变化规律,为避雷器在线监测状态参量的选取和判据的确定提供依据。

金属氧化物避雷器陡波下模型的准确性分析

由于现有雷电波下的非线性电阻模型已不再适用于金属氧化物避雷器(MOA)在电流波头tr<8μs时的仿真计算,为寻找一种适合于陡波下MOA仿真计算的模型,详细论述了反映MOA陡波下动态性能的3种电气模型的等值电路,重点讨论了IEEE推荐模型、PINCETI模型(简化的IEEE模型)的参数确定方法,两种模型均有效反映了MOA在陡波作用下的电感效应。最后举例说明了IEEE模型和PINCETI模型的具体计算方法,对模型的仿真计算值和实测值进行比较后得出:IEEE推荐模型和PINCETI模型均有较高的计算精度,其中PINCETI模型的参数确定方法较IEEE推荐模型更为简便,更适合于工程应用。

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。

GIS中金属氧化物避雷器对特快速暂态过电压的影响

气体绝缘变电站(gas insulated substation,GIS)内部隔离开关切合空载短母线时产生的特快速暂态过电压(very fast transient over-voltage,VFTO)对电气设备构成严重的威胁。金属氧化物避雷器(metal oxide arrester,MOA)作为GIS中重要的保护设备之一,目前在VFTO计算中普遍采用对地电容模型或者非线性电阻模型,这忽略了VFTO暂态特性对MOA晶界层极化过程的影响。为此,结合MOA阀片的微观结构,通过分析交变电场下电介质的极化特性及其电流响应,提出了MOA暂态电路模型。以国内某550kV变电站为背景,采用EMTP软件对GIS中的VFTO进行了计算,分析了不同MOA模型下VFTO的差异,研究了MOA对VFTO波形、幅值和波前陡度的影响。结果表明,MOA暂态模型能很好地反映MOA在VFTO作用下的极化现象;MOA对VFTO有一定的抑制作用,它能使VFTO波形衰减,在一定程度上降低VFTO的幅值,并减缓VFTO的波前陡度。

金属氧化物避雷器在输电线路防雷中的应用

对采用金属氧化物避雷器提高110 kV输电线路易击段与易击杆塔的耐雷水平进行了计算分析。比较了安装金属氧化物避雷器前后雷击杆塔与雷击输电线路的耐雷水平;分析了接地电阻、线路挡距等对线路耐雷水平的影响,并用电气几何模型分析了导线雷电绕击。

金属氧化物避雷器故障类型比较研究及事故分析

通过分析研究常见的各类金属氧化物避雷器故障事故,全面系统地总结了不同故障类型的特点以及故障检测步骤。以一起±800 k V直流换流站避雷器故障为研究对象,还原故障经过,通过保护动作分析和现场试验,确定了故障位置;根据解体检查分析,结合避雷器故障特点,发现故障是由于避雷器积污严重引起阀片劣化,造成电阻片缺陷、沿面绝缘不良。避雷器在承受电压时产生局部过热引起热崩溃,造成避雷器内部击穿。通过研究污秽引起避雷器劣化的机理,提出了防污措施,经过实际工程验证,所提出的措施可有效改善积污情况。

金属氧化物避雷器在线检测的改进补偿法研究

阻性电流中的基波分量ir和三次分量i3r可以反映金属氧化物避雷器(MOA)的运行状况。电力系统中的谐波电压影响ir,i3r监测的准确性,提出了改进的容性电流补偿法,用于谐波电压下MOA阻性电流的提取。仿真研究表明,该方法可以有效地消除电网谐波的影响,使阻性电流的检测更加准确。

可控金属氧化物避雷器操作冲击动作特性试验方法

可控金属氧化物避雷器(简称可控避雷器)是一种可以深度降低特高压交流输电系统操作过电压的新型设备,现有的避雷器试验方法无法检验其在操作冲击下的动作特性。为此,分析了可控避雷器在操作冲击下的动作特性,设计了检验可控开关动作时延和可控开关动作前后避雷器残压这两个动作特性的试验方法,采用操作冲击电流和操作冲击电压分别进行了试验。通过在现有残压试验回路中并联调波电容实现了冲击电流试验方法。采用冲击电压发生器及其调节和测试回路实现了冲击电压试验方法。研制了一种110kV电压等级的可控避雷器模型,利用该模型开展了试验研究;结果表明,可控避雷器在操作冲击电压下能够可靠动作。与常规避雷器相比,在相同电流下,可控避雷器模型的残压降低幅度与设计可控比(25%)接近,所设计的可控避雷器模型具有预期的限压效果。验证了提出的可控避雷器动作特性试验方法的有效性。

强电磁脉冲下金属氧化物避雷器瞬态响应特性

高空电磁脉冲是少数能够同时干扰广域分布系统的强电磁脉冲干扰之一,通过场线耦合能在电力传输线上形成纳秒级上升沿、数千安培的传导环境。为了研究电力系统关键易损性设备的强电磁脉冲效应,评估电力系统的高空电磁脉冲生存能力,有必要通过实验研究现有常规金属氧化物避雷器对高空电磁脉冲的瞬态响应特性。本文通过实验获取了高空电磁脉冲标准传导环境下金属氧化物避雷器的过冲峰值、残压峰值以及响应时间等关键参数,并通过实验分析了金属氧化物避雷器加电与不加电状态对关键参数的影响。实验结果表明:高空电磁脉冲传导环境作用下该型金属氧化物避雷器的过冲电压峰值为雷电冲击电流残压峰值的2.19倍;其残压峰值相对于雷电冲击电流残压峰值提高了115.6%;响应时间基本不随脉冲电流幅值变化。另外,是否加电对该型避雷器过冲峰值、残压峰值、响应时间等参数随脉冲电流幅值变化规律的影响可忽略。