高压输电线路爆炸灭弧防雷机理与试验研究

摘要

工程运行经验表明,随着输电线路运行电压的提高,雷击跳闸率呈上升趋势,电力系统雷电灾害层出不穷,传统的防雷措施虽发挥了一定的防雷作用,但防雷效果与电力系统的安全可靠运行要求差距较大.本文提出一种爆炸灭弧型的防雷措施,为电力系统防雷带来了新思路;主要研究在半封闭空间下运用爆炸过程产生的冲击波作用于电极附近的电弧等离子体,从爆炸力学角度研究电弧热等离子体在爆炸条件下的应力、应变变化及应力应变间的关系.基于流体弹塑性理论,简历了电弧热等离子体在爆炸激波作用下二维轴对称方程组,结合经典爆炸力学理论分析电弧热等离子体的受力,推导出爆炸重载下热等离子体状态的变化方程.运用电弧重燃理论,分析了爆炸重载下电弧的熄灭特性.通过流体网格法计算,获取爆炸流场下电弧等离子体状态变化模型,讨论分析电弧在爆炸重载下的熄灭时间特性.然后通过爆炸灭弧试验,验证所建灭弧模型的正确.最后,通过爆炸灭弧防雷技术在输电线路上的实际应用,取得运行数据,与往年的数据进行比较,表明爆炸灭弧防雷技术可靠、有效,具有工程应用前景.