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架空线路绝缘子并联间隙防雷保护应用研究

作　者: 王伟然
导　师: 杨金明；陈锡阳
学　校: 华南理工大学
专　业: 电气工程
关键词: 输电线路并联间隙防雷保护招弧角(环) 均压环均压引弧环
分类号: TM216
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

输电线路是电力系统中最为重要的设备之一,其长度大,所处环境复杂,可靠运行的程度直接关系到电力系统的安全运行。如何保证输电线路安全可靠运行,意义重大。输电线路中由雷击引起的故障占很大比例,我国近年来的架空送电线路故障统计数据表明雷击故障占线路总故障的70%左右。本文研制了适用于架空输电线路的并联间隙防雷保护装置,解决了输电线路雷击永久故障的问题。其核思想是允许输电线路有一定的雷击跳闸率,虽有跳闸,但重合能成功,无永久性故障。主要有以下内容：1、收集并实地调研了多家电网公司绝缘子并联间隙的运行资料,结合华南地区雷电情况进行优化,设计出适合本地区的绝缘子并联间隙,并加工了样品。2、应用ANSYS软件对带并联间隙的复合绝缘子和瓷绝缘子单串的电压与电场分布进行了计算,进行了可见电晕和无线电干扰试验、工频电流燃烧特性试验以及雷电冲击闪络试验(包括50%雷击放电电压和伏秒特性),3、对安装并联间隙后线路雷击跳闸率进行了计算。4、所设计的并联间隙装置结构简单、安装方便,适于工程应用。已在东莞地区数条110kV线路上得到应用,经过1年雷雨季节的考验,已有多次动作记录,实践证明设备的防雷效果良好。最后,对本文所做的工作进行了总结,并对在输电主干网络上大规模使用绝缘子并联间隙进行了展望。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-10
第一章引言  10-16
  1.1 概述  10-11
  1.2 国内外架空线路并联间隙的研究和发展  11-15
    1.2.1 国外架空线路并联间隙的发展  11-12
    1.2.2 国内架空线路并联间隙的研究和运行  12-15
  1.3 本文的主要工作  15-16
第二章电网的防雷措施  16-24
  2.1 架设避雷线  16
  2.2 减小杆塔避雷线保护角  16-17
    2.2.1 同塔多回输电线路杆塔  16
    2.2.2 山区  16
    2.2.3 大跨越  16-17
    2.2.4 转角塔  17
  2.3 降低杆塔冲击接地电阻  17
  2.4 增强线路绝缘  17
  2.5 采用不平衡绝缘技术  17-18
  2.6 耦合地线及塔顶斜拉线  18-20
  2.7 线路避雷器  20-21
  2.8 绝缘子并联间隙  21-22
  2.9 送电线路其他防雷措施  22-24
第三章并联间隙的设计  24-36
  3.1 并联间隙招弧电极的形状  24-31
    3.1.1 并联间隙招弧电极外形的初选  24-25
    3.1.2 均压引弧环的开口设计  25-28
    3.1.3 并联间隙招弧电极的最终设计  28-30
    3.1.4 并联间隙招弧电极型号的命名  30-31
  3.2 并联间隙招弧电极的材料  31-32
  3.3 并联间隙招弧电极的截面  32-33
  3.4 并联间隙的几何尺寸  33-34
  3.5 并联间隙联接金具的设计  34
  3.6 并联间隙的安装原则  34-35
  3.7 小结  35-36
第四章绝缘子并联间隙的电压和电场分布计算  36-60
  4.1 有限元法在电场计算中的应用  36-40
    4.1.1 场计算的基本方程  36-37
    4.1.2 四种类型边界条件  37
    4.1.3 稳态场基本方程对应的泛函  37-39
    4.1.4 有限元法计算电场的流程  39-40
  4.2 计算模型及结果  40-59
    4.2.1 联悬垂串复合绝缘子计算  40-51
    4.2.2 双联悬垂串复合绝缘子计算  51-59
  4.3 小结  59-60
第五章并联间隙试验  60-81
  5.1 可见电晕和无线电干扰试验  60-63
    5.1.1 试验方法  60
    5.1.2 试验回路  60-61
    5.1.3 试验布置  61-62
    5.1.4 试验结果  62-63
  5.2 雷电冲击50%放电电压试验和雷电冲击伏秒特性试验  63-71
    5.2.1 双联绝缘子雷电冲击50%放电电压和雷电冲击伏秒特性试验  64-66
    5.2.2 并联间隙雷电冲击50%放电电压试验  66-68
    5.2.3 并联间隙雷电冲击伏秒特性试验  68-71
  5.3 工频大电流燃弧特性试验  71-77
  5.4 大电流通流能力试验  77-79
  5.5 小结  79-81
第六章安装并联间隙后线路雷击跳闸率的计算  81-93
  6.1 雷击跳闸率计算原理  81-89
    6.1.1 线路绕击计算原理  81-84
    6.1.2 线路反击计算原理  84-89
  6.2 典型杆塔雷击跳闸率计算  89-91
  6.3 小结  91-93
结论  93-94
附录 110KV复合绝缘子并联间隙示例  94-100
  A.1 耐张串并联间隙  94-95
  A.2 直线串并联间隙方案1  95-97
    A.2.1 单联  95-96
    A.2.2 双联  96-97
  A.3 直线串并联间隙方案2  97-98
  A.4 直线串并联间隙方案3  98-100
    A.4.1 单联  98-99
    A.4.2 双联  99-100
参考文献  100-104
攻读硕士学位期间取得的研究成果  104-105
致谢  105-106
附件  106

架空线路绝缘子并联间隙防雷保护应用研究

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