一种降低峡谷输电线路绕击率的措施

由于峡谷的下沉式地形特征,经常导致峡谷地区输电线路发生大概率绕击。为降低峡谷线路绕击率,减少大档距线路雷击跳闸,在现有防雷基础上,文章提出了一种措施,即在雷击闪络前,通过雷云场强窜跃信号提前触发高压包产生人工脉冲,主动降低杆塔两端绝缘水平,将档距闪络转移至杆塔。该措施允许雷电弧在档距两端杆塔指定通道内形成冲击疏导,固相气流灭弧防雷装置(Solid-Phase Airflow Arc-Extinguishing Device,SAAED)动作后的灭弧强气流作用于电弧,电弧被吹断后逐渐熄灭,阻止后续工频电弧形成。文章首先对峡谷与平原线路绕击过程进行了对比分析;之后介绍峡谷线路雷击防护方法原理及装置结构,并通过波过程加以分析解释;最后进行雷电冲击试验,验证了高压包提前放电技术能够降低SAAED间隙击穿电压,改善伏秒特性,为后续实践应用提供了研究基础。

喷射气流灭弧防雷间隙气流通道优化

为提高喷射气流灭弧防雷间隙的灭弧能力,了解其灭弧原理以及气流通道管控长度对灭弧过程的影响是非常重要的。从能量平衡角度分析了喷射气流熄灭电弧的可行性,推导得出了气流速度与气流通道管控长度呈正相关,增大气流通道管控长度能够促进气流发展,增强对流散热功率,加速电弧冷却,从而提升灭弧效率。通过COMSOL Multiphysics仿真平台搭建了灭弧通道的二维几何模型,模拟了电弧在气流耦合作用下的放电传热过程,证明了装置的灭弧有效性;然后改变气流通道管控长度变量,得出相应仿真结果并对比分析;最后设置灭弧实验进行了验证。结果表明,延伸气流通道管控长度能够更加快速有效地熄灭电弧并抑制电弧重燃,进一步优化了喷射气流灭弧防雷间隙的灭弧性能。

爆轰气流截断电弧及重燃抑制的仿真与试验研究

鉴于新型爆轰气流防雷间隙尚缺乏重燃抑制机理与能力的研究,对此进行爆轰气流式防雷间隙的气流截弧及重燃抑制仿真,并通过冲击与工频续流相结合的联合试验对其截弧和重燃抑制效果进行验证。首先研究了爆轰气流作用于电弧的工作原理,并通过能量平衡理论建立气流场和电弧耦合的三维可压缩磁流体力学模式;其次利用COMSOL Multiphysics仿真软件进行磁流体动力学仿真;最后通过搭建爆轰气流试验平台进行工频续流遮断试验。仿真结果表明,爆轰气流将在工频续流的初始发展阶段强烈作用,可在3ms内截断电弧并抑制重燃。试验结果表明,试品成功熄灭110kV等级的工频电弧并在后续时间内电弧未发生重燃,爆轰气流的持续时间对抑制电弧重燃的效果影响重大。

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;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;根据IEC相关标准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2 ms~3 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。

压缩灭弧防雷间隙对高铁线路雷击防护的研究

高速铁路接触网的雷击防护对保障高速铁路系统的稳定运行至关重要,作为机车供电的重要组成部分,接触网位于高速铁路的最上方,易遭受雷击。广西大学高压团队研发了一种新型压缩灭弧防雷间隙,其原理是通过通道电弧产生的自膨胀气体作用于电弧,并通过设备内部灭弧通道的特殊排列方式,在断口处形成能量分段点,使电弧无法稳定发展,达到熄灭电弧的目的,这种自能式熄弧的灭弧防雷间隙已运用于10 kV及35 kV配网线路中,通过改进,针对27.5 kV电压等级的高速铁路接触网,研发了一种新型压缩灭弧防雷间隙。通过仿真和实验,验证了压缩灭弧防雷间隙对电弧的有效熄灭过程。