氰酸酯树脂在高透波雷达天线罩中的应用

简单介绍了氰酸酯树脂的性能,重点概括了氰酸酯在高透波雷达天线罩中的应用情况。

串联补偿装置用MOV工况分析及其关键技术的研究

结合串联补偿装置的工作原理,仔细分析了金属氧化物限压器(metal oxide varistor,MOV)的工况,比较了TCSC与FSC不同构成的串联补偿装置中MOV的特点,对MOV的过电压保护和控制措施进行了较深入的讨论、总结。对设计MOV的关键技术——保护水平、能量耐受和工频电压稳定性、电流分布、特殊的短路电流释放能力等进行了深入研究。笔者根据国内某一500 kV交流电力系统串补工程的招标技术要求,设计了复合外套和瓷外套不同结构的MOV,产品通过了中国电力科学研究院的型式试验,满足工程需要。

±800kV特高压直流换流阀避雷器的工况分析及其关键技术的研究

换流阀避雷器是±800 kV特高压直流换流站的关键过电压保护设备之一,其技术研究和产品开发是实现特高压直流设备国产化的一个重要课题。笔者在介绍了双12脉动换流阀的工作原理的基础上,分析了换流阀避雷器的稳态应力和暂态应力,提出了阀避雷器的主要技术参数的制定原则。以中国向家坝—上海特高压直流工程为依托,深入研究了±800 kV特高压直流换换流阀避雷器的关键技术。最后笔者指出:选择合适的荷电率和散热结构是阀避雷器整只设计时必须考虑的关键技术问题,也提出了一种多柱并联电阻片技术,可以为避雷器提供高的比能量吸收能力的技术支持。

氧化锌非线性电阻片不合格品的再回收利用

指出了对不合格氧化锌阀片进行回收利用的必要性和可行性，介绍了采用超细粉碎工艺对不合格氧化锌阀片进行处理的有效方法，以及利用不合格阀片为原料再制合格氧化锌阀片的实践结果。

智能变电站用金属氧化物避雷器在线监测技术的研究发展

对智能变电站用金属氧化物避雷器在线监测技术的国内外现状和研究进展进行了综述。介绍了典型的智能变电站用金属氧化物避雷器在线监测系统配置方案,并重点分析了其中三项关键技术:信号采集、处理技术,信息通讯、通讯规约和智能诊断技术。指出其发展方向:物联网化;参考电压信号采集方法以及阻性电流的算法将会进一步改进;通讯协议(IEC61850)将更加规范化、细致化。

多柱并联电阻片柱冲击电流分布不均匀系数测量方法的研究

以非线性金属氧化物电阻片为核心元件组成的过电压保护装置动作时,要吸收大量能量,需采用多柱电阻片柱并联结构。有关标准中明确规定,多柱电阻片各柱之间电流分布不均匀系数β应不大于1.1。在测量检测时,受电流冲击测试设备能力的限制,不能同时进行几十柱甚至上百柱电阻片柱的电流分布不均匀系数的测量。根据金属氧化物电阻片伏安特性的特点,提出了一种测量多柱并联电阻片柱电流分布不均匀系数的方法,简单可靠,可以在实际工程中使用。

多端柔性直流输电系统用MOA的暂态应力分析及其技术参数的设计

笔者以某多端柔性直流输电工程为例,结合柔性直流输电系统的工作原理,采用PSCAD/EMTDC分析软件,建立了过电压仿真计算模型,在五种典型的故障下,仔细分析了金属氧化物避雷器的工况,提出了金属氧化物避雷器的主要技术参数。

高压直流转换开关用避雷器的工况分析及关键技术研究

结合无源型高压直流转换开关的工作原理,分析、计算了避雷器的工况。对其关键技术保护水平和能量释放能力进行了深入研究,提出了高压直流转换开关避雷器残压测量冲击电流波形(波前时间不小于250μs)的依据和ZnO电阻片极限能量释放能力选取值,对实际工程中的高压直流转换开关用避雷器的设计具有指导意义。

国际上关于ZnO电阻片冲击能量耐受能力的研究进展

笔者系统综述了国际上关于Zn O电阻片冲击能量耐受能力的研究进展。共分三个时期：早期（1970~1996）、中期（1997~2005）和近期（2006~2013）。探明了Zn O电阻片冲击能量耐受能力与冲击电流波形之间的关系。研究成果已经部分被IECA3.17工作组作为起草和修改IEC60099-4、IEC60099-10的依据。借助更加先进的监测技术和数学仿真计算,进一步从微观结构去揭示Zn O电阻片冲击能量耐受能力的机理,是下一步研究的方向和重点。

架空配电线路雷电过电压特性与MOA试验技术的研究进展

笔者主要介绍了:1)国内、外关于雷暴云闪电的物理过程,特别是下行负地闪放电过程方面的研究进展;2)对架空配电线路雷电过电压数值计算和真型试验研究等进行了分析和总结;3)结合我国近些年配电型避雷器的故障情况,重点介绍了国际上关于重雷区特别是多重雷击下MOA动作负载试验的研究进展,比较分析了GB11032与IE60099-4、IEEEStd66.22关于重负载配电MOA试验技术的差异。主要结论为:1)地闪雷电,特别是下行负地闪雷电放电主要表现为短时间的回击和长时间的连续电流的叠加,同时也包括回击之间的长时间低幅值的连续电流;2)目前建立输电线路雷电过电压数值计算模型的本质都是从麦克斯韦方程推算而来的,不同点在于采用了雷电电磁脉冲产生的电磁场的不同分量;3)雷电直击架空导线或击到架空导线附近造成导线产生感应过电压,流过避雷器的冲击电流为多重电流脉冲并且脉冲之间存在幅值较低的持续电流;4)金属氧化物电阻片在多重电流脉冲下的破坏形式主要是侧面闪络。现有版本的各类技术标准、规范,仍然没有建立与IEC62305-1:2010的附录A给出了的可能组合方式雷电波形感应到架空线路上的感应过电压,对避雷器造成的电流冲击负载的试验要求和程序;5)建议按照IEC62305-1:2010的附录A给出了的可能组合方式雷电波形和参数,建立配电线路避雷器动作负载的试验方法。多重雷电电流冲击试验技术有待于进一步提高。

国际上基于数值仿真计算金属氧化物避雷器的研究进展

系统综述了基于数值仿真计算技术在金属氧化物避雷器(metal-oxide surge arresters,MOA)研究中的应用发展。共分3个方面:1)基于等效电路模型的数值仿真计算;2)基于电、机械与热的两或多物理量(场)耦合的金属氧化物电阻片(metal-oxide surge varistor,MOV)数值仿真计算;3)整只MOA的电场、温度场或多物理场耦合的数值仿真计算。对于MOV的建模和仿真计算,将来主要的努力方向是改进数学计算模型,以便可以描述ZnO晶界与时间和温度相关的特性。整只MOA的数值仿真计算以及缩尺模型的实验研究正在进行中,并可能成为标准化程序,从而实现安全、可靠的MOA的定制和设计。当今,随着计算机技术的迅猛发展,给我们提供了关于MOA的电场、热场或多物理场耦合的全过程的研究条件,以便更经济地开展MOA的研究和开发。商业化的仿真计算软件能够帮助我们实现高效、经济地计算MOA的特性和工作状态。

金属氧化物避雷器用脱离器的关键技术研究及标准制定的建议

脱离器可以将故障避雷器隔离出运行系统,并给出明显、永久的脱离标示,是金属氧化物避雷器的主要附件之一。IEC60099-4、GB11032等避雷器标准规定了脱离器的技术要求和试验方法。但是,在实际运行中脱离器出现不少质量问题,严重影响到电网的安全。我们在脱离器工作原理的基础上,对其关键技术进行了较深入的研究,建议尽快制定金属氧化物避雷器用脱离器的行业标准。

变电站缓波、快速和特快速暂态过电压现场测量技术发展

在简要介绍变电站快速和特快速暂态过电压测量需求背景的基础上,分以下4个方面综述了近些年来,国际上在该方面研究取得的进展:1)介绍了6种典型的变电站现场暂态电压测量系统的结构,包括传感技术、信号传输介质。2)变电站现场暂态电压测量系统的性能要求的提出,讨论了频域和时域两种频率测试方法测量系统的响应。3)综述了一系列操作过电压、雷电过电压和特快速过电压现场测量案例。4)讨论、分析了现场测量的快速和特快速暂态过电压特征,以及其对金属氧化物避雷器运行应力研究的影响,指出应该关注这些与现行相关标准规定不同的过电压下避雷器电气应力状态的研究。

GB 11032—2010《交流无间隙金属氧化物避雷器》存在的问题及修订的建议

归纳、总结了国内外近些年来在避雷器技术领域内的设计、试验的工程实践和科研成果,对GB 11032—2010中存在的问题进行了详细的分析,包括以下9个方面:1)动作负载试验; 2)长持续时间冲击电流耐受试验; 3)大电流冲击耐受试验; 4)复合外套避雷器密封试验; 5)多柱电阻片柱电流分布试验; 6)配电网用避雷器的能量耐受试验; 7)避雷器电位分布的计算及测量; 8)避雷器抗震性能试验; 9)脱离器试验等方面。对试验项目的修订提出了看法。建议对原标准进行全面修订。

基于晶闸管保护串联谐振型高压故障限流器用MOV工况分析及其关键技术的研究

基于晶闸管保护串联谐振型高压故障限流器是抑制电力系统短路电流的有效手段之一,已在国、内外的试点工作中得到成功试运行。笔者在基于晶闸管保护串联谐振型高压故障限流器工作原理的基础上,分析了电容器组过电压保护用MOV的稳态应力和暂态应力。深入研究了MOV的能量耐受能力,指出MOV在低幅值、长持续时间过电压作用下的失效模式主要是侧面闪络,其极限单位体积能量吸收能力约为300 k J/cm3。建议应用到串联谐振型高压故障限流器中的MOV选择使用电阻片侧面界面空间电荷不显著的类型。

±800kV特高压直流换流站EM避雷器工况分析及其关键技术的研究

金属回线避雷器(metallic return arrester,简称EM避雷器)是±800kV特高压直流换流站的关键过电压保护设备之一。在介绍了特高压直流输电系统单极金属回线运行方式的基础上,详细分析了EM避雷器的稳态应力和暂态应力,特别是最高端Y/Y换流阀侧出线发生单相接地故障时的过电压机理。深入研究两项关键技术:1)低幅值、多脉冲的冲击电流下金属氧化物电阻片的能量吸收能力及筛选方法;2)多柱并联电阻片柱分流技术。采用近似直流工程中实际波形的低幅值多脉冲的冲击电流对金属氧化物电阻片进行能量筛选和适当的多柱并联电阻片柱分流技术是实现EM避雷器安全运行的关键。

CRH3型动车组用避雷器的工况分析及其关键技术的研究

避雷器是动车组在高速铁道运行时的关键过电压保护设备之一,其技术研究和产品开发是实现动车组零部件国产化的一个重要课题。在介绍动车组机车过电压和高速运行状况的基础上,分析了动车组避雷器的电气应力(稳态和暂态)、机械应力。深入研究了CRH3型动车组避雷器的关键技术,设计了产品并通过型式试验,满足国产化的工程需要。

静电喷涂无铅玻璃釉在金属氧化物电阻片制造中的应用研究

笔者深入研究了采用静电喷涂无铅玻璃釉工艺来制备金属氧化物电阻片的制造技术。研究内容包括:1)在一定配方比例的无铅玻璃釉粉料基础上,采用高速离心喷雾造粒制备所需要静电喷涂粉料;2)采用流化床静电喷涂机喷涂无铅玻璃粉料工艺;3)无铅玻璃粉料的热处理玻化;4)性能试验:以D42 mm×27 mm规格电阻片为例,可以满足4/10、120 kA的大电流冲击3次。从研究的结果来看:1)在金属氧化物电阻片制造中应用静电喷涂无铅玻璃釉,可以实现“无铅”化环保制造过程。2)材料的利用率达到85%,可以满足节约原料的目的。静电喷涂无铅玻璃釉在金属氧化物电阻片制造技术具有强大生命力,可以促进避雷器行业的可持续、快速发展。

线路避雷器的研究进展

对线路避雷器的国内外现状和研究进展进行了综述。线路避雷器已大量地安装在从配电到500 kV(部分800 kV)系统电压的架空输电线路上,它是降低线路雷击跳闸率的有效手段,从而提高系统的可靠性。在大多数情况下,线路避雷器是合成外套的避雷器。小型化、智能化及高压化将会是线路避雷器今后的发展方向。随着线路避雷器的国际电工委员会(IEC)标准和国际大电网会议(CIGRE)导则的即将发布,外串间隙线路避雷器(EGLA)的应用将更加广泛。线路避雷器的应用也给输电线路的电压等级升级及紧凑型输电线路的建设带来了机遇。

从INMR全球会议看避雷器的发展趋势

结合2011年INMR全球会议的相关论文对避雷器的现状和研究进展进行了综述。介绍了线路避雷器的技术进展、避雷器的监测、避雷器的应用开发与IEC60099-4和IEC60099-5两个标准的修订情况。新发布的IEC60099-8明确了外串间隙线路避雷器(EGLA)的试验项目和试验方法,促进了其应用。避雷器将用在绿色能源发电的长距离输电线路、特高压交直流输电线路及洲际连接电网上。避雷器将向着小型化、硅橡胶外套代替瓷外套、较高的能量吸收能力、使用高梯度电阻片和更长的使用寿命等方向发展。随着电网的智能化,对避雷器的监视服务将成为强制性的,而不仅仅只是针对重要领域。随着人们对智能电网概念的认识和避雷器运行状况监测器价格的降低,其安装数量将会成倍增加。多重灭弧室避雷器和多重灭弧室绝缘子避雷器因其优异的性能价格比会对传统的线路避雷器的市场产生冲击,这种新型的线路避雷器值得我们关注。