高海拔地区±800kv直流i串和v串绝缘子冲击闪络特性的研究

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1、硕士学位论文高海拔地区±800kV直流I串和V串绝缘子冲击闪络特性的研究作者姓名唐力学科专业高电压与绝缘技术指导教师李立浧教授韩永霞讲师所在学院电力学院论文提交日期2015年6月TheResearchontheImpulseFlashoverCharacteristicsof±800kVDCI-stringandV-stringatHighAltitudeADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiTangSupervisor：Prof.LichengLiSouthCh

2、inaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TM863学校代号：10561学号：201220110986华南理工大学硕士学位论文高海拔地区±800kV直流I串和V串绝缘子冲击闪络特性的研究作者姓名：唐力指导教师姓名、职称：李立浧教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：高电压与绝缘技术研究方向：过电压及其防护论文提交日期：2015年6月1日论文答辩日期：2015年6月5日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：张福增委员：邓红雷、牛海清、牛海清、韩永霞摘要雷击输电

3、线路导致的跳闸仍然是我国输电线路故障的主要原因。开展输电线路防雷措施、雷电过电压精确计算和雷击跳闸的正确评估等方面的研究，从而提高输电线路的耐雷性能，对系统的安全稳定运行有着十分重要的意义。其中，输电线路绝缘子的雷电冲击闪络特性是计算线路雷电过电压和线路雷击跳闸率的基础，闪络判据的精确与否对输电线路过电压计算和雷击跳闸率评估的准确性影响很大。我国多条特高压直流输电线路途经高海拔地区，而海拔高度影响绝缘子的外绝缘特性。另外，V串绝缘子悬挂方式被大量使用，但其与I串方式的冲击闪络特性差异尚不明确。因此对于高海拔地区不同悬挂方式下的绝缘子

4、的冲击闪络特性的研究具有重要的工程应用价值和科学意义。本文在特高压工程技术（昆明）国家工程实验室开展了V串和I串悬挂方式的±800kV复合绝缘子在雷电冲击和操作冲击作用下的放电试验研究。在CIGRE推荐的先导发展模型基础上，结合长空气间隙放电的物理机理分析和试验数据，提出了适合高海拔地区的先导发展法作为I串和V串绝缘子的闪络判据，并验证了模型的适用性。利用修正后的先导发展模型，基于PSCAD/EMTDC程序计算典型±800kV直流线路的耐雷水平，分析闪络判据对耐雷水平计算的影响。最后基于有限元仿真了两种悬挂方式下复合绝缘子的电场分布

5、。试验表明：有效绝缘距离相同时，正极性冲击电压下V串复合绝缘子50%冲击放电电压U50%比I串低，而负极性冲击电压下V串复合绝缘子U50%比I串高。基于先导发展的基本物理过程分析，提出了在先导发展法中考虑先导通道场强、相对空气密度和最终跃变。改进的先导发展法能真实反应海拔高度对耐雷水平计算的影响，较CIGRE推荐的先导发展模型系数和IEEE推荐的伏秒特性曲线更适合作为高海拔地区长间隙的闪络判据。试验研究和电场分布仿真表明：V串和I串绝缘子间冲击闪络特性的差异是由极性效应的强弱的差异引起的，有效绝缘距离相同时，V串绝缘子的极性效应比I

6、串更强。关键词：闪络判据；闪络特性；耐雷水平；绝缘子悬挂方式；±800kV特高压直流IAbstractThelightingoutagerateaccountsforalargeproportionofthetotaloutagerateoftransmissionlines.Itissignificanttoimprovethelightningprotectionperformanceforthesafeandstableoperationofthepowergrid.Theflashovercriteriaoftheinsul

7、ators/gapsareanimportantpartofthelightningprotectionanalysismethods.Itisobviousthatthelightningflashovercriterionoftheinsulator/gaphasgreatinfluenceonsimulationresultsofthelightningwithstandinglevel.InChinaseveralUHVDCpowertransmissionlinesacrosshighaltituderegionswhil

8、ethealtitudeaffecttheexternalinsulationcharacteristicofinsulator.Ontheotherhand,V-stringinsulatorsarewidelyusedintran