新型灭弧防雷间隙绝缘配合及防断线能力的试验研究

摘要

并联保护间隙具有吸引雷击放电、疏导工频续流电弧、均匀工频电场三大功能,且结构简单、安装维护方便。随着国内对并联保护间隙试验及研究的加深,其在各电压等级电力系统输电线路的安装正在逐年递增,基于“疏导型”防雷思想的并联保护间隙已渐渐为人们所接受。新型灭弧防雷间隙是在并联保护间隙的基础上,加装灭弧装置,使其增加了灭弧及防雷击断线的功能。
　　普通并联保护间隙存在着降低输电线路绝缘强度及增加雷击跳闸率两大缺点。本课题针对其缺点做出以下研究:
　　1、设计不降低输电线路工频绝缘距离(即空气主保护距离与绝缘子串绝缘距离相当)的新型灭弧防雷间隙装置。通过制作多种结构类型(尖形、钝形、板形及环形)的金具,利用冲击电压设备进行50％雷电冲击放电电压测试,选出满足要求的金具类型用来组装新型的灭弧防雷间隙。并通过统计放电波形描绘出新型灭弧间隙的伏秒特性曲线,确定其50%雷电冲击放电电压以及与并联绝缘子串的绝缘配合关系。最后深入探讨新型灭弧防雷间隙超前吸引雷击放电的理论并用Ansoft Maxwell电磁场有限元分析软件模拟仿真。
　　2、本课题搭建试验平台做了灭弧装置的电弧熄灭试验、灭弧装置响应时间测试试验,证明其能快速熄灭雷击闪络后的工频续流电弧,防止雷击跳闸率及雷击断线率。并运用 ansys14.0有限元分析软件建立灭弧装置的仿真模型,研究其产生高速气流冲击波的传播及作用熄灭工频电弧的过程。仿真结果与试验结果吻合,更说明了新型灭弧装置防雷击跳闸、防雷击断线功能。
　　本课题旨在制作新型灭弧防雷间隙,在不影响原有三大功能的基础上克服降低输电线路绝缘强度及增加雷击跳闸率等缺点,使其适合在更高电压等级安装运行。

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第一章 绪 论

1.1 课题研究背景

1.2 国内外线路防雷主要手段及优缺点

1.3 本文的主要工作

第二章 新型灭弧防雷间隙的试验前准备

2.1新型灭弧防雷间隙装置结构及工作原理

2.2灭弧装置结构及触发过程

2.3试验场地、设备及所制作金具类型简介

第三章 新型灭弧防雷间隙装置雷电冲击试验及理论仿真分析

3.1 雷电冲击绝缘配合试验概述

3.2 绝缘子串和各种间隙类型金具雷电冲击放电测试及比较

3.3 35kV～110kV新型灭弧防雷间隙装置的伏秒特性曲线

3.4新型灭弧防雷间隙装置优先放电理论分析

3.5基于引弧环改变灭弧防雷间隙电磁场分布的模拟仿真

3.6 小结

第四章 安装新型灭弧防雷间隙的防断线能力分析

4.1 雷击断线原因分析及防治措施研究

4.2新型灭弧防雷间隙装置防断线试验

4.3 新型灭弧装置的触发响应时间及测试

4.4 本章小结

第五章 灭弧装置爆炸冲击波传播过程的仿真模拟

5.1 autodyn软件简介

5.2 模型建立及求解

5.3仿真结果及分析

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 课题结论

6.2 课题进一步研究展望

参考文献

致谢

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