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高压电器 2024年第3期60卷 179-185页

作者：周恩泽饶章权刘琦黄勇向谆王华清黄道春广东电网有限责任公司电力科学研究院广州510080 武汉大学电气与自动化学院武汉430072

为准确评估山火条件下架空输电线路的跳闸风险,提升电网安全运行水平,文中对南方电网典型高风险植被火条件下导线—板间隙击穿特性进行了研究。搭建模拟植被火燃烧特征试验平台和模拟山火间隙击穿试验平台,研究了云南松、水杉、速生桉... 详细信息

为准确评估山火条件下架空输电线路的跳闸风险,提升电网安全运行水平,文中对南方电网典型高风险植被火条件下导线—板间隙击穿特性进行了研究。搭建模拟植被火燃烧特征试验平台和模拟山火间隙击穿试验平台,研究了云南松、水杉、速生桉、灌木和茅草5种植被的火焰燃烧特征参数和间隙击穿特性,对不同植被的火焰温度、火焰高度、灰分含量和可燃物热值与导线—板间隙击穿特性的关系进行研究。研究结果表明上述因素与间隙平均击穿电压梯度近似呈线性关系,并拟合得到其多元线性回归公式。使用熵权法得到火焰温度在植被燃烧特征中所占权重最高,上述5种植被中云南松的山火跳闸风险最高。文章研究结果可为架空输电线路山火跳闸风险评估提供参考。

关键词：架空线路跳闸风险山火植被种类间隙击穿特性

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模拟高风险植被火焰条件下间隙击穿特性试验研究

模拟高风险植被火焰条件下间隙击穿特性试验研究

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作者：卢威武汉大学

学位级别：硕士

架空输电线路下方发生山火时,线路间隙绝缘强度明显下降,容易引发输电线路跳闸停运,且山火条件下跳闸线路重合闸成功率低,给电网的安全运行造成严重威胁。国内外已经开展大量试验研究山火对间隙放电的影响,但是没有考虑引发输电线路山... 详细信息

架空输电线路下方发生山火时,线路间隙绝缘强度明显下降,容易引发输电线路跳闸停运,且山火条件下跳闸线路重合闸成功率低,给电网的安全运行造成严重威胁。国内外已经开展大量试验研究山火对间隙放电的影响,但是没有考虑引发输电线路山火跳闸的典型植被类型,对影响植被火焰条件下间隙击穿特征的因素研究较少。本文根据实际线路跳闸统计数据,确定引发各地线路跳闸的典型草本木本植被类型;对典型木本植被(杉树、松树、桉树)和草本植被(灌木、茅草、秸秆)的组成成分进行介绍,并分析了典型植被燃烧特征对间隙绝缘及放电的影响。采用典型植被作为火源材料,采用45cm导线—板间隙模拟试验研究植被火焰条件下间隙的放电特性,获得植被在燃烧过程中的典型燃烧特征,得到不同植被火焰条件下间隙的放电电压,结果表明火焰条件下间隙绝缘强度大幅下降,木本植被中杉木火焰条件下间隙击穿电压最低,为31.5kV;相比于木本植被,草本植被火焰条件下间隙的击穿电压更低,秸秆火焰的存在使得间隙平均击穿电压梯度相比空气条件下降87.5%;草本植被特别是茅草燃烧产生的灰烬颗粒更易于进入间隙引发放电。本文根据不同植被的燃烧及火焰条件下间隙放电特性,确定因燃烧火焰引发输电线路跳闸的高风险木本植被(杉木)和草本植被(秸秆)以及因颗粒引发放电的高风险植被茅草。采用高风险植被作为试验植被,获得了高风险植被火焰条件下导线—板间隙击穿电压曲线,并分析了不同类型植被火焰条件下间隙泄漏电流与击穿电压的关系。试验结果表明:(1)在杉木垛火焰完全桥接间隙时,间隙放电曲线明显低于空气条件下放电曲线,秸秆火焰下,间隙放电电压受距离影响更低;(2)当间隙中存在火焰时,间隙电导率会出现明显增高,杉木火焰20cm高度处电导率约为30μs/cm,间隙的泄漏电流和击穿电压一样存在极性效应,正极性直流击穿电压要高于负极性击穿电压。开展高风险植被火焰条件下间隙击穿试验,分析了不同植被燃烧特征(灰烬颗粒、植被燃烧强度、火焰桥接间隙程度)对间隙击穿特性的影响。结果表明:(1)间隙中灰烬颗粒会明显畸变电场,触发放电,同时易于形成颗粒链对间隙产生桥接影响,间隙中存在颗粒时放电特性也有明显极性效应,负极性直流击穿电压要高于正极性击穿电压;(2)不同燃烧强度的火焰对间隙击穿电压影响明显,四垛火焰条件下间隙击穿电压仅为单垛火焰的67.9%,当间隙中火焰燃烧强度较大时,间隙在发生击穿前已经形成相对稳定泄漏电流,间隙绝缘强度大幅下降,间隙击穿电压受间隙距离的影响更小;(3)当间隙中火焰对间隙产生不同程度的桥接时,间隙绝缘强度有较大差异,秸秆火焰半桥接间隙时,间隙击穿电压增加3倍。

关键词：植被火焰燃烧特征间隙击穿特性高风险植被影响因素

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