【摘要】：架空輸電線路暴露在復(fù)雜多變的自然環(huán)境中,受到許多不可控因素的影響,其中雷擊災(zāi)害是引起線路跳閘的主要因素。我國的配網(wǎng)線路蜿蜒曲折,分布廣泛,絕緣水平低,更易遭受雷害的侵襲。伴隨城鎮(zhèn)化的加快,生活水平的不斷提高,配網(wǎng)線路在用戶側(cè)的重要性越來越突出。但現(xiàn)有防雷理念和技術(shù)都有缺陷和不足,無法從根本上解決雷擊災(zāi)害。為此本文研制了能有效防治雷害的多斷點(diǎn)氣吹滅弧裝置。本文首先介紹了電弧的物理性質(zhì),包括電弧的電壓特性、伏安特性,電弧的溫度和半徑,分析描述了它們之間的變化關(guān)系;此外從電與磁的角度闡述了電弧的自磁壓縮特性,為多斷點(diǎn)滅弧防雷裝置的理論分析提供佐證;電弧的能量消散主要以傳導(dǎo)和對流的方式,增強(qiáng)電弧周圍氣體介質(zhì)的速度,有利于加快電弧的熄滅。通過分析研究現(xiàn)有的電弧模型,利用MATLAB仿真后的Mayr電弧模型得出在沒有強(qiáng)迫滅弧的條件下,電弧自然過零點(diǎn)時(shí)可以在11.3ms左右熄滅;電弧進(jìn)入滅弧通道后受到通道壁、自磁和膨脹氣流的三重壓縮,使得電弧能量集中于通道的軸心,在中心產(chǎn)生高速氣流,對電弧形成強(qiáng)烈的縱吹。結(jié)合通道模型和縱吹模型,本文提出了由質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒、能量守恒以及絕熱方程、電磁方程組成的基于等離子體的發(fā)展電弧模型,此模型能更全面的表現(xiàn)氣流與電弧的耦合過程。仿真分析得出氣流作用于電弧,將其截?cái)鄷r(shí)間在0.1～0.12ms內(nèi);沖擊電弧自身能量能快速轉(zhuǎn)換為氣流的動(dòng)能,此時(shí)沖擊氣流能量遠(yuǎn)大于電弧持續(xù)放電所需的能量。沖擊氣流熄滅電弧后,在滅弧通道內(nèi)的壓力很低,接近真空狀態(tài),因此電弧重燃被深度抑制。滅弧試驗(yàn)證明了防雷裝置的有效性,試驗(yàn)中可看到高速氣流與電弧的作用強(qiáng)烈。正常情況下裝置不會(huì)影響線路的運(yùn)行,在線路遭受雷擊時(shí),裝置可保護(hù)絕緣子串。滅弧試驗(yàn)的數(shù)據(jù)顯示滅弧裝置的響應(yīng)速度和滅弧速度極快,在沖擊能量的衰減期將電弧熄滅,大約在0.2ms內(nèi)電弧被截?cái)嗲也恢厝肌Ｍㄟ^試驗(yàn)得出與柱式絕緣子并聯(lián)的10kV滅弧裝置的雷電沖擊50%放電電壓約為86.85kV。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,多斷點(diǎn)氣吹滅弧防雷裝置的伏秒特性曲線符合保護(hù)絕緣子的要求,能先于絕緣子串擊穿。實(shí)際應(yīng)用也驗(yàn)證了多斷點(diǎn)氣吹滅弧防雷裝置的有效性,值得大力推廣。
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM863
【圖文】：

圖１－１疊加雷脈沖波形逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｓｕｐｅｒｉｍｐｏｓｅｄ邋ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ邋ｓｔｒｉｋｅ邋ｐｕｌｓｅ邋ｗａｖｅｆｏｒｍ逡逑多年的雷電觀測數(shù)據(jù)表明，疊加性雷擊數(shù)量占到地面落雷的７０％。雷擊放電是多個(gè)逡逑脈沖波，第一次的放電幅值最大，后續(xù)依次減小，稱為雷電的回?fù)�；雷電通道打通后又逡�?

圖１－３多次閃擊的疊加性雷擊逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｓｕｐｅｒｉｍｐｏｓｅｄ邋ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ邋ｓｔｒｉｋｅ邋ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ邋ｍｕｌｔｉｐｌｅ邋ｓｔｒｏｋｅｓ逡逑國際大電網(wǎng)委員會(huì)在２０１３年發(fā)出報(bào)告指出，疊加雷擊是普遍存在的，自然界的雷逡逑都會(huì)有大于三次小于五次的回?fù)簟V東省氣象局在從化人工引雷基地采集到的一次包逡逑８次閃擊的疊加性雷擊波形，疊加性雷擊被瑞典的科學(xué)家利用先進(jìn)的設(shè)備捕捉到，它逡逑括了邋１１次的雷回?fù)�。綜上所述，疊加性雷擊是個(gè)大概率事件，但現(xiàn)有防雷技術(shù)對疊逡逑性雷擊的防護(hù)為空白。逡逑疊加性雷擊對電力系統(tǒng)的破壞巨大，導(dǎo)致系統(tǒng)中避雷器爆炸、斷線、設(shè)備損壞等嚴(yán)逡逑事故，降低電網(wǎng)的供電可靠性。疊加雷的能量在毫秒甚至微秒級內(nèi)進(jìn)行疊加，在短時(shí)逡逑內(nèi)大電流無法迅速泄入大地，使得輸電線路斷線及避雷器爆炸，更嚴(yán)重時(shí)雷電波侵入逡逑電站內(nèi)，破壞變電站內(nèi)設(shè)備，造成大范圍停電。逡逑圖１－４展示了雷電擊中輸電線路，最終導(dǎo)致跳閘停電的過程，在每個(gè)階段會(huì)有相應(yīng)逡逑防護(hù)措施。逡逑

放電邐過電壓一Ｕ沖擊閃絡(luò)邋電弧跳閘邐中斷逡逑圖１－４雷害事故的發(fā)展過程及相應(yīng)的防護(hù)措施逡逑Ｆｉｇ．邋１－４邋Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ邋ｐｒｏｃｅｓｓ邋ａｎｄ邋ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ邋ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ邋ｍｅａｓｕｒｅｓ邋ｏｆ邋ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ邋ａｃｃｉｄｅｎｔ逡逑當(dāng)雷擊線路或桿塔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生雷電過電壓，線路絕緣水平過低，會(huì)在絕緣子串產(chǎn)生逡逑沖擊閃絡(luò)，工頻電流會(huì)沿雷電流通道流向大地，形成持續(xù)的工頻短路接地電弧，此時(shí)繼逡逑電保護(hù)動(dòng)作，斷路器跳閘，若重合閘不成功，會(huì)使供電中斷。因此，在輸電線路防雷的逡逑過程中形成了四道主要防線［１３］－［２２］。逡逑（１）防直擊雷：此階段主要措施有避雷線，避雷針等。避雷線主要安裝于ｌ］０ｋＶ逡逑及以上電壓等級的輸電線路，其作用是吸引雷電，將雷電流泄入大地，防止雷電直擊輸逡逑電線路。架設(shè)避雷線在電力系統(tǒng)的防雷中取得不錯(cuò)的效果，但大概率的繞擊仍無法避免。逡逑雷擊繞擊率抑制難度大：避雷線保護(hù)角的調(diào)節(jié)有限制，角度太小會(huì)增加線路的成本；雷逡逑電流在導(dǎo)線上感應(yīng)的電荷比在避雷線上感應(yīng)出的電荷多

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王巨豐;潘坤年;陳智勇;黃志都;唐捷;;氣吹滅弧防雷間隙電弧機(jī)理分析[J];廣西電力;2011年02期

2 郭文元,楊永民;自能氣吹滅弧裝置的能量利用系數(shù)[J];高壓電器;1994年03期

3 吳國強(qiáng);吳雪穎;黃光永;;基于氣吹滅弧的輸電線路防雷保護(hù)間隙的研究[J];企業(yè)技術(shù)開發(fā);2018年01期

4 王爾智，林莘，除建源;壓氣式氣吹滅弧室的氣動(dòng)計(jì)算[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);1994年01期

5 黃建華,王其平;氣吹電弧的簡化模型[J];高壓電器;1990年01期

6 譚社平;覃毅藩;莫小向;;新型滅弧防雷間隙的研究與應(yīng)用分析[J];高壓電器;2012年06期

7 王巨豐;陳智勇;羅炳強(qiáng);陸俊杰;陳宙平;;滅弧防雷間隙在35kV線路應(yīng)用效果分析[J];廣西電力;2010年03期

8 李廣利;劉怡;;小型斷路器限流技術(shù)[J];低壓電器;2004年05期

9 陳德桂;低壓斷路器的器壁侵蝕與自動(dòng)氣吹滅弧新技術(shù)[J];低壓電器;2002年04期

10 王伯翰;氣吹滅弧室的斜坡電流開斷特性研究[J];高壓電器;1983年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前1條

1 陳德桂;;低壓斷路器的器壁侵蝕與自動(dòng)氣吹滅弧新技術(shù)[A];中國電工技術(shù)學(xué)會(huì)低壓電器專業(yè)委員會(huì)第十一屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2002年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 王學(xué)彬;配網(wǎng)線路多斷點(diǎn)氣吹滅弧裝置防雷保護(hù)的研究[D];廣西大學(xué);2018年

2 李小亮;氣吹滅弧防雷間隙的經(jīng)濟(jì)性研究[D];廣西大學(xué);2012年

3 林U

本文編號：2753497