1m级间隙正极性雷电冲击闪络判据海拔校正方法的适用性

绝缘子及空气间隙的雷电冲击闪络判据是评估输电线路耐雷性能的重要仿真模型之一,同一间隙的闪络判据在不同海拔地区应用需要进行海拔校正。绝缘子及空气间隙的雷电冲击U50%闪络判据可以采用g参数进行海拔校正,但是更加精确的闪络判据如伏秒特性及先导发展模型法尚缺乏有效的海拔校正方法。该文针对110kV线路用复合绝缘子及1m棒-板间隙,分别在平原和高海拔地区开展了正极性标准雷电冲击试验,对比了海拔对冲击闪络特性的影响,分析了现有海拔校正方法在U50%及伏秒特性散点校正中存在的问题。然后,拟合了适用于不同海拔的110 kV单支复合绝缘子及1 m棒-板间隙的正极性标准雷电波先导发展模型,并将该模型计算得到的U-t曲线与试验所得的伏秒特性散点进行对比分析,验证了先导发展模型通过改变相对空气密度开展闪络判据海拔校正的适用性。最后,通过对比分析不同先导发展模型对计算110kV输电线路耐雷水平的影响,证明了先导发展模型闪络判据海拔校正的精确性。

高海拔地区复合绝缘子先导发展法闪络判据

为研究在高海拔地区特高压输电线路复合绝缘子的闪络与击穿特性,建立适用于高海拔地区复合绝缘子的先导发展模型,在2 100 m的高海拔地区进行了800 kV的I型和V型复合绝缘子雷电冲击电压试验,用高速摄像机拍摄了放电过程图像,得到了2种布置方式下特高压复合绝缘子的雷电冲击闪络电压U50%和伏秒特性数据。并将伏秒特性曲线试验值与IEC推荐公式计算值和CIGRE推荐先导发展模型计算值进行了对比研究;通过数值仿真计算提出了适合高海拔地区复合绝缘子闪络的先导发展模型,并结合已有试验数据,对1.9、2.04和7.1 m串长复合绝缘子的先导发展模型进行了验证。结果表明:在相同绝缘长度为7.1 m时,V型复合绝缘子布置方式下空气间隙击穿,其击穿电压比I型复合绝缘子闪络电压高7%;高海拔地区特高压复合绝缘子闪络的先导发展模型与复合绝缘子空气间隙击穿的先导发展模型的k与E0值应采用0.7 10 6(m2/(v2 s))、440 kV/m和0.74 10 6(m2/(v2 s))、500 kV/m。

高海拔地区特高压直流线路绝缘子的正极性先导发展法闪络判据

绝缘子雷击闪络判据是输电线路耐雷性能分析的重要组成部分。其中,CIGRE推荐的先导发展法得到了广泛应用。但是该模型没有考虑高海拔、先导通道内部压降El和末跃过程。因此,在特高压工程技术(昆明)国家工程实验室,开展了V串和I串悬挂方式的±800 k V线路用复合绝缘子在正极性雷电冲击下的50%击穿电压U50%和伏秒特性试验。结果表明:V串绝缘子U50%比相同绝缘长度的I串低,且伏秒特性曲线较为陡峭。基于绝缘子/空气间隙放电的物理过程,考虑先导通道内部压降Ul和末跃长度hf,提出了改进的先导发展模型。结合伏秒特性试验数据,I串和V串绝缘子正极性先导发展法系数k与临界先导起始场强E0值分别修正为0.73′10^(-6)m^2/(V^2·s)、495 k V/m和0.53′10^(-6) m^2/(V^2·s)、440 k V/m。修正后的先导发展模型可以作为高海拔地区I串和V串绝缘子的闪络判据。

±800kV换流站的雷电侵入波过电压仿真分析

特高压直流换流站的绝缘配合对系统的安全运行和经济成本至关重要。为此,针对糯扎渡送电广东±800 kV特高压直流输电工程,采用PSCAD/EMTDC软件仿真分析受端换流站雷电侵入波过电压分布及其对设备雷电冲击绝缘水平的影响。建立了换流站各设备的雷电冲击暂态模型和交、直流侧进线段线路的频率相关模型,并选取合适的换流站运行方式进行仿真分析。采用先导发展法作为绝缘子串的闪络判据计算出交、直流侧输电线路进线段内反击和绕击耐雷水平,并由电气几何模型计算最大绕击电流。根据线路耐雷水平计算交、直流侧进线段内反击和绕击时雷电侵入波在换流站内设备上形成的最大过电压,校核设备雷电冲击绝缘水平,提出了改进措施。

对线路防雷计算中绝缘闪络判据的研讨

作用于线路绝缘上的雷电过电压波远非标准雷电波。用先导发展模型方法作为绝缘闪络判据，用于三峡５００ ｋＶ 双回同杆并架出线方案防雷性能的研究，并与其它闪络判据及其计算结果作了比较。

高海拔酒杯塔中复合绝缘子短尾波冲击闪络特性

准确评估输电线路耐雷性能对电网的安全和经济运行有重大意义,绝缘子雷击闪络判据是实现精确耐雷性能分析的基础。论文就高海拔地区真型酒杯塔中绝缘子在短尾波冲击下的闪络特性开展了试验研究与仿真分析。针对220 kV酒杯塔悬挂绝缘子进行了高海拔地区短尾波冲击试验,试验结果表明:酒杯塔上不同悬挂位置的绝缘子其闪络特性差异在3%以内;悬挂在酒杯塔上的绝缘子闪络特性与棒–板间隙和脱离塔身的绝缘子均存在较大差异。仿真分析结果表明,IEEE推荐的伏秒特性曲线、现有先导发展模型系数用于模拟高海拔短尾波冲击下酒杯塔绝缘子闪络特性都会造成较大差异。基于试验数据及长间隙先导发展理论,提出了高海拔地区正极性短尾波冲击下酒杯塔复合绝缘子闪络的先导发展模型,仿真对比了绝缘子采用不同闪络判据下的线路反击耐雷水平差异,为高海拔220 kV输电线路反击耐雷性能分析提供了参考。

高海拔真型塔110kV绝缘子雷击闪络试验及判据研究

由于高海拔地区雷击跳闸严重,且近年来同塔双回线路逐渐增多,有必要针对高海拔地区同塔双回输电线路开展耐雷性能精确分析方法和防护方法研究。而绝缘子雷电冲击闪络判据是输电线路耐雷性能分析的关键模型之一。因此,论文针对绝缘子雷电冲击闪络先导发展模型中仍缺少高海拔地区、同塔双回真型塔绝缘子闪络特性的试验数据及其先导发展模型参数的现状,在海拔2100 m的国家工程实验室户外试验场开展了同塔双回真型塔110kV复合与玻璃绝缘子雷电冲击试验。主要研究在1.2/50μs标准雷电冲击及1.0/10μs短尾波冲击下,不同绝缘子的闪络路径、50%冲击放电电压和伏秒特性差异。根据冲击发生器产生的真实电压波形和绝缘子闪络试验结果,基于对不同长度绝缘子先导通道场强特点分析,提出了最优拟合度的高海拔地区真型塔110kV复合和玻璃绝缘子先导发展模型参数。并分析解释了冲击电压波形参数、冲击电压极性以及绝缘子材质对先导发展模型参数k、E0和El的影响。经验证,文中先导发展模型及参数用于高电压等级绝缘子及长空气间隙时有误差,且电压等级越高,误差越大。所得结论可为精确的高海拔地区110k V同塔双回输电线路耐雷水平计算及外绝缘设计提供参考。

1000kV交流同塔双回输电线路反击性能研究

输电线路电压等级越高,雷击跳闸的比例越大,分析了特高压输电线路反击特性,利用ATP/EMTP建立了仿真模型(包括多波阻抗杆塔、绝缘子串先导发展闪络和冲击接地阻抗模型),并对1 000 kV同塔双回输电线路的反击耐雷特性进行了研究。仿真结果表明,减小杆塔接地冲击电阻、采用逆相序布置,可以增强输电线路的反击耐雷水平,计及感应电压和工频电压的影响可以使计算结果更加真实可信。