基于分段电弧模型的多次重燃弧VFTO计算与分析

精确的隔离开关电弧模型对变电站特快速暂态过电压(very fast transient overvoltage,VFTO)的仿真有着关键性的作用。文中对开关电弧的电阻模型进行了优化,建立了电弧的分段模型。同时,笔者从间隙击穿,高频电弧熄弧对电弧重击穿的影响等方面进行了讨论,并以此为判据,建立了可以反映VFTO多次重燃过程的计算流程。根据实际测试线路,在ATP仿真软件中搭建了仿真电路并进行了暂态仿真。仿真结果表明,相对于单次燃弧的传统电弧模型,基于分段电阻的多次重燃弧模型可以更好地模拟实际开关特性。在此基础之上,文中对重燃弧过程中各个关键位置的VFTO波形以及流过隔离开关的电流波形进行了计算与分析。

操作冲击电压及其叠加工频电应力下油纸绝缘尖端放电及燃弧特性研究

具有油纸绝缘绕组结构的关键电力设备在投运时容易出现乙炔超标问题,进而产生局部放电和燃弧现象。为此,本文研究操作冲击电压及其叠加工频电应力下油纸绝缘的尖端放电及燃弧特性,对比分析不同尖端缺陷的放电与燃弧特性,讨论冲击电压与工频电压叠加相位的影响。结果表明:含有纸板的缺陷模型击穿后的燃弧过程可分为高频重燃弧阶段、稳定燃弧阶段、电压恢复前的重燃阶段,其中高频重燃弧阶段具有较高的燃弧频次与较低的恢复电压;操作冲击电压下,纯油隙缺陷模型出现多次击穿,油纸复合绝缘缺陷模型出现纸板直接击穿和油纸先后击穿,且缺陷模型的类型会影响放电特性及燃弧规律;叠加相位则是通过影响电应力幅值来影响放电特性与燃弧规律。

高海拔环境下大容量直流空气断路器灭弧性能研究

高原轨道交通和电工产业转型对起关键保护作用的大容量直流空气断路器(LC-DCCB)提出了更高要求,但现有产品在高海拔地区的开断仍存在一定问题。该文以轨道交通用LC-DCCB为研究对象,首先基于磁流体动力学(MHD)理论,考虑湍流效应的影响,对其在高海拔环境下开断18 kA短路电流进行仿真;然后对电弧形态及灭弧室内温度场、电磁场、气流场进行分析,得出高海拔地区空气电弧开断困难的主要原因;最后根据仿真与理论分析,考虑采用合理数量和布局的间插式U型栅片改善电弧开断特性。结果表明:随着海拔的升高,电弧前期运动速度加快,但断路器的灭弧性能降低;在高海拔环境下电弧存在严重的弧根粘滞和弧根拖尾现象,弧根拖尾畸变空间电场,不利于熄弧;同时,在不同海拔环境下,电弧会产生不同程度的反向运动现象,易导致弧后重燃。该研究深入揭示了高海拔环境下LC-DCCB电弧演变过程及复杂开断现象背后的物理本质,可为该类产品研发提供理论指导。

500kV潭广Ⅰ线C相线路避雷器击穿事件仿真分析

2021年7月4日,江西电网500 kV潭广I线在遭受雷击后C相故障跳闸,重合不成功跳三相。运维人员现场查勘发现潭广I线C相线路避雷器中下瓷瓶连接处有烧灼痕迹,试验室解体发现该避雷器阀片发生内部击穿。文中运用ATP电磁暂态仿真软件搭建了500 kV潭广I线系统模型,仿真分析了在遭受雷击后潭广I线C相线路避雷器承受的幅值较高、持续时间较长的暂态过电压,通过仿真分析得出C相线路避雷器的击穿原因是:断路器电弧反复重燃熄弧的过渡过程产生了幅值较高、持续时间较长、衰减速度较慢的暂态过电压,避雷器阀片在该暂态过电压下进入逐渐崩溃状态,随后又在线路正常工频电压下继续崩溃直至彻底击穿。