高压输变电工程有关长空气间隙放电研究综述.docx
3页1、长空气间隙放电研究综述 摘 要: 长间隙放电研究是高压输变电工程的外绝缘设计和雷电屏蔽问题研究的基础。为此,从长间隙放电特性试验,长间隙放电机理和长间隙放电过程仿真模型等个方面,概述了国内外工作者在长间隙放电研究上取得的成果。最后指出,在未来的相关研究中,应重视长间隙放电基础研究,深入开展长间隙放电观测技术和放电参数测量研究,获得流注空间电荷分布,流注先导转换临界温度和先导通道电场与温度等关键特征参数,指导建立和完善长间隙放电仿真模型,以准确预测长间隙放电特性,最终实现输变电工程外绝缘精细化设计,同时为雷电屏蔽理论和模型的完善提供参考。关键词:长间隙放电;放电特性试验;放电机理;流注0引言长空气间隙(以下简称长间隙)放电是高电压工程领域长期关注的基础问题之一。长间隙放电研究包括放电特性试验、放电机理探索与建模仿真3方面内容,可为高压输变电工程的外绝缘设计提供依据,也是雷电屏蔽问题研究的重要基础。随着我国电网的快速发展和电压等级的逐步提高,输变电工程在满足安全运行的前提下,需要具有良好的经济性,所以对输变电外绝缘设计的要求也越来越高。特高压等级线路杆塔间隙长、电极结构大,过电压波前时间长
2、,对放电特性具有较大影响,且为了获得安全、经济的绝缘间隙配置,需要选择合理的海拔修正方法。而由于棒棒、棒板等典型间隙结构与输变电工程电极结构存在较大差异,所以单位长度的放电电压和不同电压波形下的变化特性也存在较大差异。因此国外以典型电极为主的研究成果只能作为我国特高压外绝缘设计的参考,实际工程的绝缘设计还需要采用仿真或真型试品的试验数据。近年来我国电力科研单位在输变电长空气间隙方面开展了大量的试验和理论分析工作,支持了多项特高压工程的设计。我国从世纪年代起,为了满足超特、高压输电技术研究的需要,也开展了大量的长间隙放电特性研究,更侧重于输变电工程间隙放电特性的试验,在放电机理方面研究较少。进入世纪后国内学者也开始研究建立长间隙放电的观测系统,开展长间隙放电参数的测量和放电机理的研究,并取得了一定的进展。目前,我国正加快实施特高压输变电工程建设。全面掌握特高压输变电工程间隙的放电特性和优化线路的雷电屏蔽性能是进一步提升特高压输电系统安全性和经济性所面临的技术挑战。为此国内学者在国家计划的支持下,深入开展长间隙放电机理研究,目的在于获取关键放电物理参数,建立和完善长间隙放电数学仿真模型,以
3、实现对特高压工程间隙放电特性的预测和分析,并促进特高压输电线路雷电屏蔽技术的发展。本文综述国内外在长间隙放电特性试验研究、长间隙放电物理过程和长间隙放电仿真方法研究个方面所取得的进展,分析现阶段所存在的问题,展望今后长间隙放电研究的发展方向。1 典型空气间隙的放电特性棒板和棒棒电极作为种典型电极,即极不对称电场电极和对称电场电极,对于研究长间隙的放电特性具有普遍意义。无论交流和冲击电压,在同一电压情况下任何电极结构的放电特性均介于这种电极的放电特性之间。文献1给出了棒板和棒棒电极下的工频放电特性试验曲线,可以看出棒板电极下幅值大于1.5MV,每增加1m间隙,放电电压的绝对递增不是短间隙下的,而仅仅只有甚至更低,这就是通常意义下的“饱和”特性。虽然棒板长间隙下放电电压出现严重的“饱和”现象,但工程上要求的工频电压值一般较低且杆塔间隙比棒板间隙放电电压要高,远远没有达到电压严重饱和的程度。所以发展特高压输电的制约因素不在于外绝缘间隙的工频电压特性。国际上针对棒板和棒棒间隙的操作冲击特性开展的研究工作主要集中在波前时间几十微秒到微秒的操作冲击电压。由于该波前范围的放电特性对电极结构的变化更加
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