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500kV复合绝缘子用并联间隙综合性能的研究

作　者: 叶轩
导　师: 司马文霞
学　校: 重庆大学
专　业: 电气工程
关键词: 并联间隙环形结构绝缘配合燃弧试验雷击跳闸
分类号: TM863
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

高压输电线路的雷击故障已经成为严重影响世界各国电网运行安全的难题，因而在高压输电线路建设中加强输电线路防雷的设计对于建立坚强的高压电网具有重要的意义。而鉴于我国电网快速发展，网架结构日趋坚强，大量SF6开关、重合闸装置普遍使用的现状，传统的“堵塞”型防雷保护措施已显得片面、保守。因此，为输电线路研究经济实用的“疏导”型防雷保护装置势在必行。以设计适合500kV输电线路复合绝缘子使用且性能优良、经济实用的并联间隙为目标，本论文首先选取了一种传统的棒形并联间隙作为参考，并根据棒形并联间隙保护绝缘子的原理，设计了一种新型的环形并联间隙。为了寻求这两种并联间隙和500kV复合绝缘子的最佳绝缘配合，本文于南方电网特高压工程技术（昆明）国家工程实验室，对500kV复合绝缘子及其并联间隙开展雷电、操作冲击闪络特性试验研究。试验结果表明：2100m高海拔下的并联间隙及绝缘子串的雷电冲击闪络特性明显低于低海拔下的闪络特性；通过绝缘配合分析，获得环形并联间隙和棒形并联间隙的最优绝缘间距均为3780mm。根据绝缘子串并联间隙的导弧设计原则，本文在辽宁高压电器产品质量检测有限公司开展了棒形和环形并联间隙的燃弧特性试验研究。试验结果表明：在大电流、小电流下，棒形和环形并联间隙均能有效疏导工频电弧远离绝缘子；但是，环形并联间隙疏导电弧及耐受电弧的能力略逊于棒形并联间隙。基于伏秒特性试验的研究结果，本文运用改进的电气几何法及PSCAD电磁暂态分析软件，对安装并联间隙后线路的雷击跳闸率进行了仿真计算。从而验证了平原地区安装所设计的并联间隙后，线路的雷击跳闸率符合雷击跳闸率管理目标要求。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
1 绪论  7-17
  1.1 研究的背景和意义  7-8
  1.2 国内外研究现状  8-14
    1.2.1 并联间隙结构研究现状  9-11
    1.2.2 并联间隙冲击闪络特性研究现状  11-13
    1.2.3 并联间隙导弧性能研究现状  13-14
  1.3 论文的主要研究内容  14-17
2 500kV 复合绝缘子及并联间隙绝缘配合研究  17-37
  2.1 概述  17
  2.2 并联间隙设计  17-20
    2.2.1 并联间隙结构  17-19
    2.2.2 棒形和环形并联间隙均压特性分析  19-20
  2.3 试验装置、试品及方法  20-25
    2.3.1 试验装置  20-22
    2.3.2 试验试品  22-23
    2.3.3 试验方法  23-25
  2.4 500kV 复合绝缘子和并联间隙雷电冲击的绝缘配合研究  25-32
    2.4.1 雷电冲击闪络特性实验结果及分析  25-27
    2.4.2 海拔对于并联间隙闪络特性的影响  27-28
    2.4.3 安装环形及棒形并联间隙复合绝缘子伏秒特性及闪络特性差异  28-30
    2.4.4 500kV 复合绝缘子与并联间隙雷电冲击的绝缘配合研究  30-32
  2.5 500kV 复合绝缘子和并联间隙操作冲击的绝缘配合研究  32-34
    2.5.1 操作冲击闪络特性试验结果及分析  32-33
    2.5.2 500kV 复合绝缘子与并联间隙操作冲击的绝缘配合研究  33-34
  2.6 小结  34-37
3 基于燃弧特性试验的并联间隙结构选择  37-57
  3.1 概述  37
  3.2 试验系统、试品及工况  37-42
    3.2.1 试验系统  37-40
    3.2.2 试验试品及布置  40-41
    3.2.3 试验工况  41-42
  3.3 工频小电流燃弧特性试验  42-50
    3.3.1 并联间隙电弧运动特性  42-45
    3.3.2 棒形并联间隙小电流燃弧特性研究  45-47
    3.3.3 环形并联间隙小电流燃弧特性研究  47-50
  3.4 工频大电流燃弧特性试验  50-56
    3.4.1 棒形并联间隙大电流燃弧特性研究  50-53
    3.4.2 环形并联间隙大电流燃弧特性研究  53-56
  3.5 小结  56-57
4 安装并联间隙的输电线路雷击跳闸率分析  57-69
  4.1 输电线路绕击耐雷性能评估方法  57-61
    4.1.1 绕击跳闸率的仿真模型及原理  57-61
    4.1.2 绕击跳闸率的计算方法  61
  4.2 输电线路反击耐雷性能评估方法  61-67
    4.2.1 线路波阻抗模型  61-62
    4.2.2 杆塔多波阻抗模型  62-64
    4.2.3 绝缘子闪络模型  64-65
    4.2.4 雷电波参数  65-66
    4.2.5 输电线路反击性能评估方法  66-67
  4.3 500kV 线路加装并联间隙前后雷击跳闸率的计算结果与分析  67-69
5 结论与展望  69-71
  5.1 结论  69
  5.2 展望  69-71
致谢  71-73
参考文献  73-79
附录  79
  A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录  79
  B. 作者在攻读学位期间参与的科研工作  79

500kV复合绝缘子用并联间隙综合性能的研究

内容摘要

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