沈阳工业大学张铭洋、高有华等：1000kV GIS中燃弧电阻模型对快速瞬态过电压的影响

来源：anbo104.com 发布时间：2024-11-12 11:28:14 人气：1 次

气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）中阻隔开关因开断功能差在动作时会发生上升时间极短的快速瞬态过电压（VFTO），快速瞬态过电压上升时间短、幅值高的特性会对电气设备绝缘导致非常严峻损害。沈阳工业大学电气工程学院的张铭洋、高有华、李茜、杨帆、闫茂伟，在2023年第12期《电气技能》上撰文，使用仿真研讨定值燃弧电阻模型、指数燃弧电阻模型、双曲线燃弧电阻模型、Mayr燃弧电阻模型和重燃弧电阻模型，得到各燃弧模型下快速瞬态过电压的幅值和频谱图，并剖析各燃弧模型下快速瞬态过电压波形的衰减、振动与上升时间。经过比照各模型仿真效果得出，重燃弧电阻模型更契合实践电弧模型，使用该模型得到的快速瞬态过电压幅值、振动与上升时间能更好地描绘其波形。

气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）主要是由断路器、阻隔开关、接地开关、母线、套管等关键设备封装组合在一起，再充以SF6气体作为相间和对地绝缘。GIS因占地面积小、检修便利、绝缘功能好、可靠性高而被大范围的应用于电力体系中。

可是，GIS中一些常用开关（如阻隔开关、断路器）的操作，以及单相接地毛病的发生都会在其内部发生快速瞬态过电压（VFTO）。尤其是阻隔开关的操作，当阻隔开关翻开或封闭空母线时，触头空隙会发生屡次电弧重燃，此现状导致行波在线路中屡次反射，各行波相互堆叠引起高频振动，构成上升时间极短的快速瞬态过电压。

此外，燃弧还会在阻隔开关和母线上发生剩余电荷，剩余电荷随电弧的平息与重燃而在母线上堆集，并且剩余电荷放电会与行曲折反射相互叠加发生更严峻的快速瞬态过电压。快速瞬态过电压自身就具有发生快速、频率高、幅值高级特征，会对GIS绝缘形成很大损害，因而有必要按捺快速瞬态过电压的幅值与频率，以确保电力体系的安全运转。

沈阳工业大学电气工程学院的研讨者，经过电磁暂态程序（EMTP）对实践GIS树立仿真模型，剖析快速瞬态过电压的发生及其波形幅频特征。阻隔开关的燃弧模型会影响快速瞬态过电压的仿真核算，现在主要是结合实践燃弧状况等效树立燃弧模型，不同模型对快速瞬态过电压的影响不同，因而合理挑选燃弧模型对快速瞬态过电压的仿真核算非常重要。

根据某1000kV GIS线路阻隔开关合闸操作发生的快速瞬态过电压，他们使用电磁暂态程序中的MODE模块树立定值燃弧电阻模型、指数燃弧电阻模型、双曲线燃弧电阻模型、Mayr燃弧电阻模型和重燃弧电阻模型，求得不同燃弧电阻模型下快速瞬态过电压的幅频特性，剖析各模型下快速瞬态过电压波形的上升时间、幅值、谐波重量等特性并进行比照。