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HY5WX-51/134线路避雷器的电压分布

来源:网络    发布于:2012-6-12 13:41:47    点击:85    品牌:登瑞电气    【进入产品中心

无间隙氧化锌避雷器由于不存在放电间隙以及具有优良的非线性电阻特性,已在我国电网广泛应用。*早的瓷外套氧化锌避雷器采用座式安装在变电站,后来发展了复合外套氧化锌避雷器。与瓷外套氧化锌避雷器相比,采用复合外套使氧化锌避雷器重量大为减轻、机械强度极大提高,从而使氧化锌避雷器可采用悬挂方式安装。与座式氧化锌避雷器相比,HY5WX-51/134线路氧化锌避雷器具有以下优点:
(1)
不需要支架,节省变电站地面安装面积,可节省工程费用。
(2) HY5WX-51/134
线路避雷器抗地震性能好。
(3) HY5WX-51/134
线路避雷器除可用于变电站外,还可扩大到输电线路,以提高线路的耐雷水平和深度限制线路的操作过电压水平。
(4)
由于HY5WX-51/134线路避雷器距地面较远,与大地间的杂散电容小,使氧化锌避雷器的电压分布有一定的改善,相应地,均压环的尺寸可减小,因而氧化锌避雷器悬挂安装在构架上,相间距离不会增大。
由于无间隙氧化锌避雷器不存在串联放电间隙,在正常情况下,系统的工频电压长期加在阀片上,使阀片上流过阻性电流,产生功耗。当阀片上的电压分布不均匀时,将造成部分阀片在正常情况下承担电压过高而加速老化,结果可能导致整个HY5WX-51/134避雷器的损坏而缩短其预期运行寿命;同时,从长期工作性能和热稳定性出发,要求无间隙氧化锌避雷器的电压分布尽可能均匀。所以在HY5WX-51/134避雷器的设计和试验中,对阀片电压分布的均匀性要求很高。GB11032-2000《交流系统用无间隙金属氧化物避雷器》对动作负载的试验规定:考虑电压分布不均匀的影响,电阻阀片在HY5WX-51/134避雷器中所承受的校正后的*大持续运行电压为Uct=Uc(1+0.5L)即阀片电压分布不均匀系数*大允许值为Uct/Uc=1+0.5L式中:L为避雷器的阀片总高度(m)Uc为运行中每只阀片上的平均电压,并规定该电压分布必须由测量或计算来证实。
实际挂网运行的HY5WX-51/134线路避雷器,由于与大地、杆塔以及输电线之间具有杂散电容,往往使得线路避雷器的电压分布很不均匀,两端附近的电阻阀片承受的压降比较高。因此,研究氧化锌避雷器的电压分布和改善其电压分布具有重要的意义。
1
悬挂式复合外套氧化锌避雷器阀片的电压分布
1.1
计算方法

对于座式氧化锌避雷器,其电场分布计算和均压环设计方面的数据比较多;而对于HY5WX-51/134线路避雷器,其计算和数据较少。本文对HY5WX-51/134线路避雷器的电压分布进行了计算,按照HY5WX-51/134避雷器实际安装情况绘制物理模型及给定场域中各部分介质的相对介电常数,这使得在设计计算中,可以灵活地调整场域尺寸或改变材料特性而得到多种计算结果,以便于进行方案比较,从而使设计计算较简便。同时,它不像采用按电容网络电路建立电位矩阵方程计算的方法,当一有变动时便需要去一一计算电位系数和重新实测电容值。本次计算了一个220kV变电站门型构架上HY5WX-51/134线路避雷器的电压分布,构架的横梁对地高度15m、跨距12m,三相氧化锌避雷器均匀布置,即彼此之间及边相与塔柱间的距离均等于3m。为简便计算,还把原本三维的边界条件按等值原则简化成二维轴对称场进行计算,其中对接地的杆塔塔柱和横梁的处理是将塔柱等值为一以HY5WX-51/134避雷器阀片柱轴线为中心的圆柱面,将横梁等值为阀片柱上的一圆盘,柱面和圆盘的半径分别按此2个面与阀片柱间的电容与原先阀片柱与塔柱及横梁间的电容保持相等的原则确定。高压导线也用位于阀片柱下方的等值圆盘代替,其大小也根据与氧化锌避雷器阀片柱间的电容等值原则确定。这样处理后,计算场域化成了以氧化锌避雷器为中心的轴对称二维场,易于剖分求解。该方法对于仅主要分析位于轴线处的阀片电压分布的问题可以保证有足够的精度。
1. HY5WX-51/134
线路避雷器的电压分布
计算的氧化锌避雷器悬挂在变电站的门型构架上,上端接零电位,下端接高压,此避雷器的电压分布不均匀系数*大允许值为1.085)。阀片编号从下方高压侧向上依次为170,阀片的相对介电常数εr900,复合外套的εr35。当构架高为15mHY5WX-51/134线路避雷器离地13m高时。当不加均压环时,阀片电压承担率分布曲线为曲线1,高压端附近的高压承担率高达1.27,电压分布很不均匀,明显不能满足运行的要求。当安装有均压环,其ФD500mmФd40mm,提升高度h150mm时,分布曲线为曲线2,电压分布明显改善。更好的方案是安装ФD500mmФd40mm的均压环,提升高度h200mm,这时阀片电压承担率分布曲线为曲线3,阀片电压承担率*高为1.05,已能很好地满足运行要求。但如果沿用座式氧化锌避雷器安装时的均压环尺寸,其ФD800mmФd60mmh400mm,阀片电压承担率分布曲线为曲线4,明显可以看到均压环起到了过补偿的作用,究其原因,是因为座式氧化锌避雷器安装点离地较近,故对大地的杂散电容大,要补偿这部分杂散电容,改善电压分布,需要安装补偿作用大的均压环。而对于HY5WX-51/134线路避雷器,因安装点离地面较远,与大地的杂散电容已较小,如果再沿用为座式氧化锌避雷器设计的同样尺寸的均压环,显然已不合理。

悬挂高度对氧化锌避雷器电压分布的影响

由于氧化锌避雷器与大地间杂散电容的大小与避雷器的离地高度有关,所以离地高度对避雷器的电场分布会有影响。本文对HY5WX-51/134避雷器安装有ФD500mmh150mm的均压环,高压端距地高度分别从5m13m时的电场分布进行了计算。当离地高度大于9m时,安装此均压环均能满足运行要求,而小于9m时,就不能满足要求,应重新调整均压环的尺寸。

2结论
(1)
应用HY5WX-51/134线路避雷器比座式氧化锌避雷器有许多优越性。
(2) HY5WX-51/134
线路避雷器直接悬挂在变电站的构架或线路杆塔上,与座式氧化锌避雷器相比,因其与地面的距离大,电压分布不均匀情况好于座式安装,均压环的尺寸也可相应减校离地高度到一定程度上即影响线路避雷器的电场分布,因此在设计HY5WX-51/134线路避雷器的均压环时,应考虑其实际情况,对避雷器的电压分布进行计算后,合理设计均压环的尺寸和提升高度,使均压环能有效地发挥改善电压分布的效果。

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