直流避雷器应用及试验技术分析

('直流避雷器应用及试验技术分析摘要：避雷器又被称为电压限制器，是电力应用系统中重要的保护装置之一。基于避雷器的特性，可将其分为保护特性和运行特性。避雷器的保护特性主要是利用相关操作系统的协调作用适当改进其当前的运行状态，从而降低绝缘水平。随着电压层级的不断提升，为了系统地规范其使用情况，特将提升避雷器的运行能力作为当前实践的重点。关键词：直流；避雷器；试验技术1直流避雷器结构特点换流站内不同的位置直流避雷器承受的电压波形均不同，对氧化锌电阻片的电气性能要求也有较大的差异。为满足换流站对避雷器高吸收能量的要求以及降低被保护设备的绝缘水平，很多直流避雷器设计成电阻片内并联、外并联及内外并联多柱结构，但该结构必须满足各个氧化锌电阻片柱中冲击电流均匀分布。多柱并联式避雷器具有低残压、大容量的优点，在特高压交流输电系统和串联电容补偿装置中都得到广泛应用。虽然多柱并联式避雷器吸收的能量更大，但其电位分布也更加不均匀，电阻片更易老化。2直流避雷器运行特点直流避雷器的运行条件与交流避雷器有较大差别，交流避雷器可利用电流自然过零点来切断续流，而直流避雷器没有电流过零点可利用，灭弧较为困难；直流输电系统中电容元件远比交流系统多，而且正常运行时处于全充电状态，一旦有某一只避雷器动作，它们将通过这一只避雷器进行放电，所以换流站避雷器的通流容量要比常规交流避雷器大得多；正常运行时直流避雷器的发热较严重；某些直流避雷器的两端均不接地且直流避雷器外绝缘要求高。换流站内设备较多，站内直流避雷器包括换流阀避雷器、桥中点避雷器、直流母线雷器、中性母线避雷器、直流滤波器避雷器及平波电抗器避雷器等换流站内直流避雷器的典型布置。保护这些设备的避雷器所承受的电压在直流、直流谐波、换相过冲等各种因素共同作用下，各点电压波形已经不是一个简单的正弦波形或其他规则波形，而是一个畸变波形。当电压上叠加有过冲时，避雷器功耗增加，避雷器的持续运行电压需高于所安装处的系统最高运行电压峰值，并考虑严酷工况下叠加的谐波和高频暂态运行电压，避免出现吸收能量过大，电阻片老化加速，避雷器可靠性降低。对于直流极线避雷器和中性母线避雷器，承受的电压基本是一个纯直流电压波形，极线避雷器的持续运行电压等于系统最大持续运行电压，中性母线的持续运行电压为最大持续运行直流电流和谐波电流共同作用下在线路上产生的压降。换流阀避雷器承受的电压波形取决于阀的导通角，过冲的幅值取决于阀阻尼回路的电阻和电容及换流变压器的漏抗。3雷电对输电线路的影响评价在运行工作中，如果输电线路遭遇雷电灾害，将对电网的安全、稳定运行产生不良影响。当输电杆塔受到雷电时，会有一部分雷电通过输电杆塔，将电流传递给相邻的输电杆塔，严重影响其稳定性；而另一部分雷电会通过杆塔进入地下，使得输电杆塔的接地电阻具有了暂态电阻的特征。当输电线路受到雷击时，如果输电杆塔顶部的电位值与导线上的感应值之间的差值超过绝缘子串放电电压值的50%，这时就会非常容易损坏输电线路，从而严重影响电网的安全性和稳定性。4特高压避雷器的性能参数特高压避雷器安装在变电站主要电气设备附近，用来限制雷电和操作过电压，以起到保护特高压变电站电气设备的作用。避雷器的保护特性直接影响着变电站设备冲击绝缘水平和空气间隙距离的选取，是变电站绝缘配合的基础。钧和电子为您分享，特高压避雷器的性能参数，以便项目选型适配。特高压避雷器的性能参数取决于特高压工程的系统条件和避雷器的制造技术，主要包括额定电压、保护特性、吸收能量和工频耐受特性等。额定电压。额定电压是表征避雷器特性的一个重要参数，并通过动作负载试验的验证。通常，避雷器的额定电压取安装处的工频暂时过电压。对于1000kV特高压工程，为了进一步降低系统过电压水平，采用断路器联动方式，使线路侧工频暂时过电压的持续时间缩短到0.2s，同时鉴于特高压避雷器具有良好的工频耐受特性，因此在1000kV特高压工程中避雷器额定电压的选取突破了传统的选择原则，线路侧避雷器的额定电压选用与母线侧避雷器相同的值。吸收能量。避雷器是过电压限制器，在操作和雷电过电压下需要吸收一定的能量，并保证不损坏。避雷器吸收能量与系统参数、过电压类型、过电压幅值、波形和持续时间有关，需要通过仿真计算确定。以特高压交流试验示范工程为例，操作过电压仿真结果表明，在大多数操作过电压下避雷器吸收能量较小，只有当系统发生震荡解列时，避雷器吸收的能量较大，最大吸收能量为27MJ。保护特性。避雷器的保护特性是限制过电压水平的关键，保护水平越低，限压效果越好。但避雷器的参考电压值限制了避雷器的保护特性不能过低，因此，需要进一步降低电阻片的压比。为此，1000kV特高压避雷器采用大直径电阻片和四柱并联结构，与单柱结构相比，压比降低约9%。工频耐受特性。为了进一步降低特高压输电线路的绝缘水平，要求避雷器能够耐受一定时间和一定幅值的工频暂时过电压，以满足变电站线路侧避雷器的额定电压选择与母线侧相同，即828kV。为此，要求避雷器至少能够达到耐受1.1倍避雷器额定电压值的工频暂时过电压的时间不少于1s。5对避雷器带电检测准确度的提升策略为了对避雷器进行更加准确的带电测试，需要在避雷器中将屏蔽环添加到接近底座周边的表面上，以此来避免受到避雷器表面泄漏所带来的影响，同时测试天气需要选择晴朗或湿度相对较小的天气情况。如果多相避雷器在相同变电站中有着相同的运行方式，根据在线检测器对某一相避雷器数值的解读能够得知，其与其他相以及正常值相比更高，一般来说该项某节已经存在故障，因此，需要对其予以重视。此时，测量阶段通过对红外测温仪的采用，或是对电流阻性的测量，能够为其进一步判断提供依据。带电检测在避雷器中的应用，通过对二次电压法的采用，能够对引入角度进行校正，能够作为依据，对运行阶段的避雷器状况进行更加有效的判断，以此来使氧化锌避雷器的状况能够得到正确的判断。6结束语直流避雷器的运行条件与交流避雷器有较大差别，交流避雷器可利用电流自然过零点来切断续流，而直流避雷器没有电流过零点可利用，灭弧较为困难。在对避雷器进行带电测试的过程中，由于空间电磁、外部环境都会对其造成影响，因此很容易对其进行误判断，所以，在对避雷器进行综合试验的过程中，要减少其他因素的影响，这样才能能够做到对其运行工况的真实反映。参考文献：[1]唐铁英.带电检测在氧化锌避雷器故障诊断中的应用[J].浙江电力,2012(04):40-42.',)