避雷器在线监测装置的低温特性试验方法研究

对低温环境的适应性是部分地区避雷器在线监测装置运行中必然遇到的问题,需要研究相应的低温试验方法来确保监测装置在低温环境下的运行可靠性和测量准确性。根据自然环境低温分布特点及对电网影响的程度,总结了适用于电力系统的低温环境分类,可分为三类:-55℃~-45℃,-45℃~-20℃,-20℃~0℃。根据避雷器在线监测装置结构,分析了低温环境对状态监测装置运行可靠性的影响因素,建议使用纯度较高的硅橡胶(VQM)和三元乙丙(EPDM)作为密封圈材料,建议使用温度特性更好的元器件来设计电源、采集系统等电子电路。试验研究了温度对电阻片泄漏电流的影响,建议根据电阻片的温度特性,考虑温度系数的影响,研究在大温差下的避雷器状态在线监测的新判据。根据低温环境的特点,结合相关标准,提出了避雷器在线监测装置的低温试验方法,包括误差测量及重复性试验、环境适应性能试验等内容,用以检测相关产品在低温下的可靠性和测量准确性,对有关标准的修订具有参考意义。     

杆塔接地体冲击散流分布试验研究

冲击电流作用下接地体的表面散流分布对接地体的冲击接地电阻有决定作用。分别在均匀土壤（23 Ω?m）和水平双层土壤（上层砂土2 180 Ω?m,下层土壤23 Ω?m）条件下,对不同型式的方框带射线接地体进行了模拟试验,从散流不均匀度和散流分布的角度,分析了土壤电阻率、冲击电流波前时间和峰值的影响,研究了常用改型方法的效果。结果表明,土壤电阻率越低、冲击电流波前时间越短、冲击电流幅值越高,则接地极散流越不均匀;方框带射线型接地体射线的末端散流一般大于首端和中部的散流,水平射线的中部散流比例基本不受冲击电流幅值的影响;在方框带射线型接地体的射线上添加水平分支及垂直分支能起到很好的降阻效果     

典型杆塔接地体冲击特性模拟试验研究

为研究典型杆塔接地体冲击特性,指导接地体设计与优化,采用模拟试验方法,研究单根水平、铁塔型、水泥塔型以及回形接地体冲击特性,对铁塔型接地体进行优化.结果表明:各接地体的冲击接地电阻都随电流幅值的增大而减小,但变化趋势有所不同,多分支状接地体的冲击特性最好;相比于铁塔型接地体,改进多辐射型接地体的冲击接地电阻降低9.2%到15.5%,其地电位分布更加均匀.接地体冲击特性受分支影响较大,多分支的改进型接地体具有更好的冲击特性和更均匀的地电位分布,具有较好的工程应用前景.     

变电站地网冲击特性试验研究

地网冲击特性是变电站防雷设计的重要参考依据,目前的地网冲击特性研究中缺少大尺寸地网在大冲击电流作用下的试验研究。为此,基于某110 k V电压等级的变电站地网,设计并搭建了大冲击电流试验平台,研究了不同注流点(地网中心及地网边缘)、不同冲击电流波形(8/20μs及2.6/50μs)、不同冲击电流幅值(0.2~4 k A)等多种条件下的地网冲击特性。试验结果表明:对大尺寸地网而言,地网冲击接地阻抗远大于工频接地阻抗;地网冲击特性受注流点、冲击电流波形及冲击电流幅值的影响明显;地网高电位区域集中在注流点附近;冲击电流幅值越大,则地网冲击接地阻抗越小,且地网电位分布会越不均匀;冲击电流波前时间越短,则地网冲击接地阻抗越大,且地网电位分布会越不均匀;不同冲击电流波形下的地网散流分布具有一定相似性。测试所得数据可用于校验仿真模型,为完善相关标准提供参考。     

内置式金属氧化物避雷器在线监测装置设计

为了解决外置式泄漏电流在线监测装置对避雷器早期故障不敏感且易受外套污秽电流干扰的问题。提出了内置式在线监测系统,通过无线/有线通讯方式,将监测数据实时传送至避雷器状态监测平台。通过对避雷器芯体温度、内腔湿度以及泄漏电流等多参量的变化进行分析,综合评价避雷器的运行状态。通过带电168 h运行试验考核,验证了内置式在线监测系统灵敏度高、可靠性好。该系统可以实现对避雷器的内部芯体温度、相对湿度和泄漏电流的实时可靠测量。相比传统外置式避雷器用监测装置,该内置式在线监测系统为金属氧化物避雷器的状态监测提供了一种更加有效的监测手段,具有很好的工程应用前景。     

金属氧化物避雷器仿真模型适用性研究

一些中小型试验条件有限的企业,常采用仿真的方法对金属氧化物避雷器(简称MOA)进行模拟测试,但由于当前MOA模型种类繁多,如何选取合适的模型进行模拟显得至关重要。针对这一问题,介绍了MOA模型的研究现状,基于ATP-EMTP仿真软件建立IEEE模型、Pinceti模型和MWR模型,采用Heilder电流源对不同尺寸的金属氧化物避雷器用电阻片(简称MOV)分别施加波形为8/20μs、30/80μs和波头时间为1μs的冲击电流,将仿真结果和试验结果进行对比分析,根据残压和吸收能量相对误差确定适用性仿真模型。结果表明,3种模型的残压仿真效果均较好,MWR模型残压相对误差最小,IEEE模型次之;但3种模型吸收能量相对误差较大。为此,本文通过设计RLC放电回路代替Heidler电流源进行深入研究,得到的仿真结果更接近试验测量结果,分析两种电路设计仿真结果的差异,为解决当前研究中存在的这一问题提供了参考。在避雷器产品设计阶段可应用本文研究结果,节省设计成本,提高产品质量可靠性。     

500 kV电站用瓷外套老旧避雷器性能老化分析与评估

目前电网内已出现老旧避雷器在过电压下发生爆炸的案例，迫切需要开展老旧避雷器的性能老化评估。笔者以完成22年运行的P站线路侧A、C两相避雷器为研究对象，并设置同类型已运行3年的避雷器为对照组，通过解体试验的方式分析新、老避雷器的电气性能及其老化趋势。试验发现，运行22年的老旧避雷器的电气性能已出现明显的老化趋势，但电阻片本身的冲击耐受、能量耐受性能依然良好，满足标准要求，依据阿仑纽斯定律电阻片还可长期使用。整支避雷器的性能老化是运行时间、耐受过电压的频次、密封性能等多因素综合作用的结果，其中密封性能老化是导致避雷器寿命缩短的主要原因。变电站例行运维试验中应关注避雷器参考电压、泄漏电流等参数的变化，当直流参考电压跌落超过4%,泄漏电流超过40μA,表示避雷器运行存在安全隐患，再次承受较大的过电压时击穿损坏风险极大，安全起见考虑更换避雷器。