固相气流防雷装置熄灭工频大电流的仿真分析和试验研究

为验证固相气流灭弧装置在110 kV系统中熄灭工频大电流的能力,文中首先在Comsol Mutiphysics软件中将电场、流体及传热模块耦合,对高速气流与电弧的耦合发展过程进行仿真,以电导率确定电弧熄灭;其次到高压试验室开展固相气流下的40 kA工频大电流灭弧试验。仿真结果表明,固相气流熄灭工频大电流电弧的时间约为4 ms;试验结果证明在固相气流下6.7 ms左右熄灭40 k A的工频大电流电弧。由于仿真不能完全模拟实际灭弧条件,且电弧熄灭时间都小于继电保护装置动作时间,所以误差仍在可接受范围内。实际运行状况证明,该装置在实际运行中拥有熄灭工频大电流电弧的能力,且工况良好,性质稳定,能够有效降低线路的雷击跳闸率。

架空线路用气体灭弧防雷发展综述

雷击跳闸严重威胁电力系统的安全稳定,且现有"阻塞型"和"疏导型"措施防护效果受多方因素的制约,为此研究了国内外架空线路用气体灭弧防雷措施的发展现状、存在问题及未来研究方向。气体灭弧防雷措施基于"阻塞型"和"疏导型"传统防雷方法,增加气体喷射灭弧模块,形成了"冲击疏导–气体喷射–工频阻塞"的新防雷模式。对雷电破坏能量进行疏导泄放,利用气体对工频续流电弧实行阻塞熄灭,以实现"大幅度降低雷击跳闸"。虽然该措施存在理论研究不深入、防护标准未涉及和运行经验不充足等问题,但其独特的气体灭弧优势能够提高线路防雷有效、安全和经济性能,具有广阔的应用前景。

高速气流灭弧防雷方法熄灭直流电弧的有效性

为解决雷击闪络造成的直流输电线路跳闸这一难题,建立了高速气流的速度冲击模型,分析了直流电弧运动的受力情况,并推导出直流电弧熄灭的条件;然后在建模分析的基础上,利用FLUNET软件仿真分析了在理想状态下高速气流熄灭直流弧的过程,并在高压试验室的条件下进行了灭弧试验。研究结果表明：仿真的灭弧时间为1.2 ms,而试验得出的灭弧时间为1.7 ms;由于仿真不能模拟真实的熄弧条件,因此仿真和试验得出的熄弧时间存在0.5 ms的误差,但都小于继电保护的动作时间。研究结果验证了高速气流灭弧防雷间隙熄灭直流电弧的有效性。

35 kV线路用自灭弧防雷间隙及工频续流遮断试验

为了验证35 kV线路用自灭弧防雷间隙在继电保护动作前的灭弧有效性,因此对其工频续流遮断能力进行研究。对自灭弧防雷间隙进行灭弧机理分析,明确其多断口灭弧结构的性能。依照国家标准中雷电冲击放电试验和空气间隙距离的规定进行试验,确定其击穿放电电压应大于325.1 kV,空气间隙距离约376mm,额定电压为40.5kV。根据IEC标准搭建了工频续流遮断试验平台。该试验平台能够产生1.2/50μs的标准雷电冲击电压和10个完整周期且频率为50 Hz左右的工频电压,并具有选相触发能力。工频续流遮断试验结果表明:35 kV自灭弧防雷间隙在1.5 ms附近产生的气流作用于电弧最为强烈,在3 ms内熄灭峰值为1.289 kA的工频续流,且不会发生电弧重燃现象。

接枝对聚丙烯绝缘材料热氧老化的影响及机理

以聚丙烯(polypropylene,PP)为代表的环保型电缆绝缘材料是当前的研究热点。该文研究了接枝改性对聚丙烯材料热氧老化性能的提升效果及作用机理。实验结果表明,在抗氧化剂含量达到阈值之前,热氧老化反应主要局限在非晶区,且氧化反应速率较低。在此过程中,晶区结构在热的作用下趋于完善,使得电气性能有所提升,而非晶区结构的部分降解导致试样的拉伸性能显著降低。在抗氧化剂含量达到阈值之后,氧化反应速率加剧,非晶区及晶区结构严重降解,试样在短时间内失去绝缘性能。研究发现,相较于纯PP,接枝试样能够形成小球晶结构和独特的交联结构,抑制氧气向试样内部扩散,降低了氧化反应速率,因而热氧老化性能得到显著提升。随着接枝基团含量的提高,接枝试样的热氧老化性能单调提升,其中10%含量的苯乙烯(styrene,St)接枝试样具有相对最优的热氧老化性能。研究结果为聚丙烯电缆绝缘长期运行性能的提升提供了理论参考。

35kV配电线路绝缘子串与多断点灭弧防雷间隙雷电冲击绝缘配合研究

多断点灭弧防雷间隙能有效降低35 kV配电线路雷击跳闸率,但目前暂无对多断点灭弧防雷间隙和绝缘子的雷电冲击绝缘配合的研究。因此,对35 kV玻璃、复合绝缘子串及不同间隙距离的多断点灭弧防雷间隙进行雷电冲击特性和伏秒特性的实验研究。实验结果表明:多断点灭弧防雷间隙能够在雷击后有效保护绝缘子;有效相同间隙距离下,多断点灭弧防雷间隙的绝缘水平要高于并联间隙;通过实验给出多断点灭弧防雷间隙的有效保护距离。此结论可为安装多断点灭弧防雷间隙的工程提供参考。