±400 kV青藏直流线路防雷特性研究

随着特高压直流输电项目的大量建设,直流输电线路的安全稳定运行越来越受到人们的重视,而雷电防护是直流线路安全稳定运行的重要环节。青藏直流线路全线海拔高度在3 000 m以上,恶劣的气候和地形条件都为防雷工作带来了巨大的挑战。文中对±400 k V青藏直流线路的雷电参数、防雷措施等进行了调研,对该线路上典型杆塔的反击和绕击特性进行了计算分析,在目前的绝缘配置情况下,全线的雷击闪络率为0.170 7次/(100 km·a)。文中根据计算的结果,从减小保护角、加强绝缘、降低接地电阻等方面对高海拔地区直流线路防雷提出了针对性的建议,以期为线路的防雷建设提供参考。     

输电线路绝缘子串新型并联间隙优化设计研究

并联间隙作为一种疏导型的防雷方式,存在结构简单、安装方便、经济性好等诸多优点。传统的并联间隙由于有较大的短接距离,会导致雷击跳闸率的升高,且电弧发展路径具有不确定性。文中提出一种基于电弧运动特性和表面场强分析的新型并联间隙设计思路,并进行了仿真分析和验证性试验,结果表明该方法是可行的。     

氧化锌压敏电阻综合性能的多元掺杂综合调控

氧化锌压敏电阻是避雷器的核心元件。研究了多元素掺杂的稀土掺杂的氧化锌压敏电阻的电气性能,选用了铝、镓、钇元素掺杂来综合提高氧化锌压敏电阻的综合电气性能。随着镓元素的引入,稀土钇掺杂的氧化锌压敏电阻的泄漏电流得到了明显的抑制。Ga~(3+)占据了氧化锌晶界层上的空位,从而提高了晶界的势垒高度,因此,压敏电阻的泄漏电流得到了有效的抑制。Y_2O_3主要位于氧化锌晶粒的周围抑制氧化锌晶粒的生长,从而提高了压敏电阻的电压梯度。Al~(3+)固溶到了氧化锌晶粒中降低了晶粒的阻抗,因此可以有效降低压敏电阻在通过大电流时的残压比。当氧化镓、硝酸钇、硝酸铝的掺杂摩尔分数分别为0.5、0.9、0.2时可以获取最佳的电气性能,此时压敏电阻的非线性系数为83,残压比1.56,泄漏电流密度为1.44μA/cm~2,电压梯度达到479 V/mm。此多元素掺杂研究有助于提高氧化锌避雷器的保护性能,实现深度限制电力系统,特别是特高压系统的过电压。     

深度限制特高压系统操作过电压的可行性分析

为了深度限制特高压系统操作过电压、降低特高压设备造价及制造技术瓶颈,以淮南—皖南1 000 kV特高压工程为例,通过电磁暂态计算,对采用两端装设避雷器、合闸电阻与两端避雷器配合、沿线布置一台避雷器以及沿线布置多台避雷器等深度限制过电压方式进行了分析,比较了上述不同方法对操作过电压的限制效果,并从热稳定及老化性能、工频电压耐受特性、能量吸收能力3个方面进行了可行性分析。采用先进的避雷器技术,可将操作过电压水平从1.6U_0~1.7U_0降低到1.2U_0~1.3U_0(U_0=898 kV),实现深度限制操作过电压的目的。