110kV多腔室避雷器防雷机理及试验研究

发布时间：2020-06-30 13:09

【摘要】：针对11OkV架空线路防雷,提出了一种11OkV新型多腔室避雷器。该避雷器允许串联的腔室在雷击闪络后形成工频电弧通道,利用交流电弧在工频半波时间内自然过零熄弧,从而避免线路因雷击发生跳闸。该类型避雷器具有结构简单、经济可靠的特点;同时,在推广应用中也面临一些问题,如缺乏相关机理研究、熄弧能力需进一步验证以及适用范围有待考究等。结合交流电弧特性及多腔室结构特点,并通过试验研究单气隙工频电弧不重燃的条件,提出了多腔室避雷器的防雷机理。当雷电过电压致使多腔室避雷器闪络并形成电弧时,单方向开口的腔室内由于电弧燃烧形成高温高压气体,促使电弧向腔室外喷出,加强电弧冷却效果;多腔室结构将电弧切割成若干段短弧,利用短弧的近极区压降叠加提高介质恢复强度。试验得到电极直径8mm、长度1mm的单气隙在300V的工频电压作用下,电弧第一次自然过零熄灭后不会发生重燃。进而根据系统电压等级,通过计算设计,确保腔室数目足够多,使得在工频电压作用下分布到单个腔室两端的最大电压低于300V,从而确保可靠熄弧。在明确了多腔室避雷器防雷机理的基础上,提出了 110kV多腔室避雷器的参数设计要求,进而给出腔室结构、吹弧通道以及多腔室结构;为提高11OkV多腔室避雷器的耐压水平,提出了多腔室结构外串主间隙的结构设计。根据避雷器熄弧能力和防雷水平要求,分别通过工频续流切断试验和雷电冲击试验研究,确定了 11OkV多腔室避雷器的两项基本参数:腔室数目为490,主间隙长度为0.52m。最后按避雷器标准要求,完成了 11OkV多腔室避雷器在淋雨条件下和污秽条件下的电气性能测试。试验结果表明,11OkV多腔室避雷器在规定淋雨条件下的闪络电压为190kV,在污秽等级E的条件下闪络电压值为110kV,均高于11OkV电力系统工频过电压最大值,可用于重污秽地区。所提出的11OkV多腔室避雷器初步进行的各项性能测试均满足线路防雷和安全运行的要求。其结构简单、免维护,是一种具有较好研究前景的11OkV线路避雷装置。
【学位授予单位】：武汉大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM863
【图文】：

灭弧间隙,喷射气流

隙不适合用于重要线路。逡逑器实质上为一种熄弧能力较强的保护间隙，由两个相互串了产气管带来强烈的气吹作用，从而提氋其熄弧能力。雷击被击穿，形成工频续流电弧。高温电弧促使产气管分解出开口喷出对电弧形成强烈的纵吹效果，使得电弧在１至３过零点时被切断，从而实现可靠熄弧。相比于保护间隙，能力，但仍然具有保护间隙的其他缺点，且由于管型避雷续流大小有上、下限的规定，因此管型避雷器的选型和运很少使用，由金属氧化物避雷器所取代。逡逑内成功研制出了多种能够快速切断空气电弧从而免于跳闸西大学王巨丰教授团队结合保护间隙的特点，利用信号采，从而触发气体发生器喷射出高速气流强烈吹弧，大大提成功研制出了如图１．２所示喷射气体灭弧间隙［１５＿％。该装置结换产气材料和维护信号采集装置，避免装置性能不可靠。逡逑

金属氧化物避雷器,间隙

期运行过程中密封不良容易导致电阻片受潮等不足［２Ｑ］。逡逑为解决金属氧化物避雷器高电压老化问题，采用了在氧化锌避雷器本体带外串联逡逑空气间隙的设计，如图１．３所示。在串联空气间嗔的隔离作用下，电力系统正常运行时，逡逑金属氧化物阀片不需要长期承受系统工作电压和操作过电压，仅在外串间隙发生放电逡逑短路时才在短时间内承受系统电压，延长了金属氧化物阀片的使用寿命［２＼逡逑ＥＧＬＡ逦杆＾逡逑联、由＼白逡逑蠢４４＾丨＿绝绩子逡逑兀六．卜逡逑外串联间隙、导线逡逑图１．３外串间隙金属氧化物避雷器安装示意图逡逑国网电科院研制了一种该类型的雷击闪络限制器由金属氧化物避雷器本体逡逑和放电间隙串联而成，兼具避雷器限制过电压和并联间隙疏导电弧优势为一体，可避逡逑４逡逑

【参考文献】