多柱芯体并联结构避雷器暂态热特性计算方法

多柱芯体并联结构避雷器在特高压交流输电系统和串联电容补偿装置中得到了广泛应用,其暂态热特性的优劣直接影响运行可靠性,应通过合理设计确保其暂态热稳定性。对多柱芯体并联结构避雷器暂态热特性计算方法进行了研究,分析了暂态温升的计算方法,计算了避雷器散热过程的初始条件。根据避雷器散热过程的温度场方程,利用有限元法建立了多柱芯体并联结构避雷器散热特性三维计算模型。设计了避雷器比例单元,进行了暂态温升计算分析和试验,采用2ms方波电流试验方法在较短时间内给芯体注入较大的能量以模拟系统中避雷器芯体的暂态温升过程,测量了每次试验芯体产生的温升。设计了4柱芯体并联结构的避雷器试品,进行了避雷器散热特性计算和试验。试验中,采用工频电流法对避雷器试品进行加热,利用光纤光栅传感器测量避雷器散热过程中的电阻片温度变化。计算和试验对比结果表明,暂态温升的计算结果较实测温升高,计算结果与实测结果的误差均<5%,暂态温升计算方法是有效的。散热特性的计算结果较试验结果偏严,误差<5%,验证了采用多柱芯体并联结构避雷器散热特性计算方法计算避雷器的自然散热特性的有效性。