輸電線路絕緣子并聯(lián)間隙防雷保護研究.pdf

1、電力系統(tǒng)由于雷擊輸電線路引起的故障已成為困擾安全供電的一個普遍難題。目前我國所采用的架空線路防雷保護措施主要是盡可能地提高線路的耐雷水平，減少雷擊跳閘率。如今，電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)越來越強，這些傳統(tǒng)的防雷保護方式已顯得保守和片面。因此，本論文研究一種經(jīng)濟實用的、新型的并聯(lián)間隙裝置用于線路防雷保護具有重要的學(xué)術(shù)價值和科學(xué)意義。
　　以設(shè)計優(yōu)良保護性能的并聯(lián)間隙裝置為目標(biāo)，本論文通過開展絕緣子串及并聯(lián)間隙裝置雷電沖擊伏秒特性試驗，確定并聯(lián)間隙

2、與220kV復(fù)合絕緣子長度的比值，實現(xiàn)絕緣子與并聯(lián)間隙良好的絕緣配合。試驗表明：沒有加裝均壓裝置的復(fù)合絕緣子以及棒形并聯(lián)間隙的伏秒特性曲線均極為陡峭；當(dāng)間隙間距為1800~1700mm，短接絕緣子干弧距離的11.94％~16.83%時，并聯(lián)間隙裝置伏秒特性曲線位于復(fù)合絕緣子伏秒特性曲線下方，能有效保護復(fù)合絕緣子免受電弧燒傷，但隨著雷電壓幅值的提高，保護裕度越來越小。
　　基于鏈式電弧模型，本論文建立了熱浮力-磁場力結(jié)合的并聯(lián)間隙短

3、路電弧運動模型，以110kV架空輸電線路并聯(lián)間隙電弧進行仿真計算，與實驗結(jié)果相比較，并分析電弧運動特性，研究電流大小、電極形式對電弧運動過程的影響。結(jié)果表明：文中建立的電弧運動模型能有效計及熱浮力對電弧運動的影響，電弧運動計算時間值和實測時間基本相符；由于熱浮力使電弧豎直向上運動，在間隙上電極會偶爾發(fā)生上弧根和電極短路而引起弧根跳躍的現(xiàn)象，能合理解釋實驗過程中觀察到的弧根不規(guī)則跳躍現(xiàn)象；電弧運動到電極末端的時間隨著電流的增大呈指數(shù)衰減；

4、流暢的結(jié)構(gòu)設(shè)計有利于電弧的疏導(dǎo)和轉(zhuǎn)移。
　　基于有限元法，本論文以220kV復(fù)合絕緣子為例，建立了輸電線路復(fù)合絕緣子三維電場計算模型，研究加裝不同并聯(lián)間隙裝置后對絕緣子電壓分布的影響，并和加裝均壓環(huán)后電壓分布進行對比。計算結(jié)果表明：環(huán)形并聯(lián)間隙對絕緣子的均壓效果明顯優(yōu)于棒形并聯(lián)間隙，環(huán)形間隙環(huán)徑越小，管徑越大，其改善復(fù)合絕緣子端部的電場及電壓分布作用越明顯，而罩入深度太大則不利于絕緣子端部電壓分布的改善，不能有效屏蔽復(fù)合絕緣子根部