Details

Данная работа посвящена разработке мультикамерного разрядника для защиты воздушных линий электропередач напряжением 35–110 кВ от обратных перекрытий с опоры на провод, определению и проведению программы испытаний разрядника, а также оценке его эффективности от установки на линию. В рамках проведенного исследования осуществлен комплексный анализ научных публикаций и технической литературы по вопросам защиты объектов электроэнергетики от грозовых перенапряжений. На основании проведенного анализа разработана инновационная конструкция мультикамерного разрядника, которая прошла серию исследовательских испытаний. Конструктивной особенностью разработанного разрядника стало применение газогенерирующего материала Ф-4 (фторопласт) в сочетании с напорной камерой. Испытания продемонстрировали, что такое техническое решение обеспечивает значительное улучшение характеристик гашения дуги. Для оценки эффективности разработанного устройства применен комплексный подход, сочетающий методы математического моделирования в программной среде ATP-EMTP с традиционными эмпирическими расчетами. Такой подход позволил получить достоверные данные о защитных характеристиках разрядника. Экспериментальная часть работы подтвердила возможность точного моделирования на установке ГИН 300К импульсов тока молнии с заданными параметрами амплитуды, длительности и крутизны фронта.

This work is devoted to the development of a multi-chamber arrester for protecting overhead power lines with a voltage of 35 - 110 kV from reverse flashovers from a support to a wire, defining and conducting a program for testing the arrester, as well as assessing its effectiveness from installation on the line. As part of the study, a comprehensive analysis of scientific publications and technical literature on the protection of electric power facilities from lightning overvoltage’s was carried out. Based on the analysis, an innovative design of a multichamber arrester was developed, which passed a series of research tests. The design feature of the developed arrester was the use of gas-generating material F-4 (fluoroplastic) in combination with a pressure chamber. Tests have demonstrated that such a technical solution provides a significant improvement in arc quenching characteristics. To assess the effectiveness of the developed device, an integrated approach was used, combining mathematical modeling methods in the ATP-EMTP software environment with traditional empirical calculations. This approach made it possible to obtain reliable data on the protective characteristics of the arrester. The experimental part of the work confirmed the possibility of accurate modeling of lightning current pulses with specified parameters of amplitude, duration and front steepness on the GIN 300K installation.

• Введение
• 1. Перенапряжения, причины возникновения и защита
• 2. Устройства защиты от перенапряжений
  • 2.1 Наиболее распространённые устройства
  • 2.2 Искровой промежуток
  • 2.3 Трубчатый разрядник
  • 2.4 Вентильный разрядник
  • 2.5 Нелинейные ограничители перенапряжения (ОПН)
  • 2.6 Длинно – искровые разрядники
  • 2.7 Мультиэлектродные разрядники
  • 2.8 Мультикамерные разрядники
  • 2.9 Гашение дуги
  • 2.9.1 Гашение дуги в нуле
  • 2.9.2 Гашение в импульсе
  • 2.9.3 Негашение электрической дуги
• 3. Разработка и моделирование
  • 3.1 Разработка и модернизация
• 4. Моделирование сети и ручной расчет
  • 4.1 Математическое моделирование линии 110 кВ
  • 4.2 Оценка числа грозовых отключений
  • 4.3 Оценка воздействий на защитные устройства
  • 4.4 Число отключений линии при обратных перекрытиях с опоры на провод
  • 4.4.1 Число ПУМ в линию
  • 4.4.2 Вероятность попадания молнии в трос
  • 4.4.3 Вероятность возникновения силовой дуги
  • 4.4.4 Вероятность появления критического тока молнии
  • 4.4.5 Количество отключений линии при обратном перекрытии с опоры на провод
• 5. Испытательная установка и испытания
  • 5.1 Разрядный режим ГИН
  • 5.2 Зарядный режим ГИН
  • 5.3 Моделирование переходного процесса разряда ГИН в программе Qucs
  • 5.4 Моделирование переходного процесса с длительностью 1/50
  • 5.5 Моделирование переходного процесса с длительностью 8/20
  • 5.6 Результаты испытаний
• Заключение
• Список литературы