基金项目：国家工程实验室开放基金资助项目（ＮＥＬ201６0４）。Foundation item ：ＳｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＬａｂｏｒａｔｏｒｙＯｐｅｎＦｕｎｄ（ＮＥＬ201６0４）．文章编号：1６7４-0６2９（2017）08-00４９-0６ 中图分类号：ＴＭ15４.1 文献标志码：ＡＤＯＩ：10.1３６４8／ｊ.ｃｎｋｉ.ｉｓｓｎ1６7４-0６2９.2017.08.007陡波下500kV GIS 隔离开关室的暂态电场特性杨瑞，贺恒鑫，何俊佳（强电磁工程与新技术国家重点实验室（华中科技大学电气与电子工程学院），武汉４３007４）摘要：为准确指导500ｋＶ隔离开关室的绝缘设计，必须研究同时考虑隔离开关室结构引起的电场畸变和不同电压波形下的电场动态分布特性。基于时域有限差分法对500ｋＶ隔离开关室在特快速暂态过电压（ＶＦＴＯ）下和雷电波下的暂态电场特性进行了研究。计算结果表明：隔离开关在合闸和分闸时，在ＶＦＴＯ作用下，各节点电场存在高频振荡，不同时刻的电场分布不断变化；在电压波头时间为４ｎｓ和20ｎｓ时，各节点电场均存在高幅值的振荡，严重威胁到设备的绝缘，尤其在施加４ｎｓ斜角波电压时，电场最大值约为稳态值的４～5倍，振荡频率比母线的更高，因此必须计算其暂态电场以便校核绝缘设计；雷电波下，各节点电场几乎无折反射，因而可用静电场计算结果进行校核。关键词：隔离开关室；暂态电场；雷电波；特快速暂态过电压；时域有限差分法Transient Electric Field Characteristics for Disconnector Room of 500kV GISUnder Steep WaveＹＡＮＧＲｕｉ，ＨＥＨｅｎｇｘｉｎ，ＨＥＪｕｎｊｉａ（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ４３007４，Ｃｈｉｎａ）Abstract ：Ｔｏａｃｃｕｒａｔｅｌｙｇｕｉｄｅｔｈｅｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎｏｆ500ｋＶｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｏｒｒｏｏｍｏｆＧＩＳ，ｉｔｉｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｄｉｓｔｒｉｂｕ-ｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄｃａｕｓｅｄｂｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｖｏｌｔａｇｅｗａｖｅｆｏｒｍ．Ｔｈｅｔｒａｎｓｉｅｎｔｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆ500ｋＶｄｉｓ-ｃｏｎｎｅｃｔｏｒｒｏｏｍｕｎｄｅｒｖｅｒｙｆａｓｔｔｒａｎｓｉｅｎｔｏｖｅｒｖｏｌｔａｇｅ（ＶＦＴＯ）ａｎｄｌｉｇｈｔｎｉｎｇｗａｖｅａｒｅｓｔｕｄｉｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｉｍｅｄｏｍａｉｎｆｉｎｉｔｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｍｅｔｈｏｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｎｏｍａｔｔｅｒｔｈｅｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｏｒｉｓｃｌｏｓｅｄｏｒｏｐｅｎｅｄ，ｈｉｇｈｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｓｗｉｌｌｏｃｃｕｒｉｎｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄｏｆｅａｃｈｎｏｄｅ，ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｗｉｌｌｃｈａｎｇｅｃｏｎｓｔａｎｔｌｙｕｎｄｅｒＶＦＴＯ．Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｓｈａｖｅａｈｉｇｈａｍｐｌｉｔｕｄｅｕｎｄｅｒ４ｎｓａｎｄ20ｎｓｗａｖｅｆｒｏｎｔｖｏｌｔａｇｅｔｉｍｅ，ｗｈｉｃｈｍａｙｓｅｒｉｏｕｓｌｙｔｈｒｅａｔｅｎｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ．Ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ，ｗｈｅｎｔｈｅ４ｎｓｒａｍｐｗａｖｅｖｏｌｔａｇｅｉｓａｐｐｌｉｅｄ，ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｖａｌｕｅｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄｉｓａｂｏｕｔｆｏｕｒ～ｆｉｖｅｔｉｍｅｓｏｆｔｈｅｓｔｅａｄｙ-ｓｔａｔｅｖａｌｕｅａｎｄｔｈｅｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｆｒｅｑｕｅｎｃｙｉｓｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｃｏａｘｉａｌｂｕｓｄｕｃｔ．Ｓｏｔｒａｎｓｉｅｎｔｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄｍｕｓｔｂｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｔｏｃｈｅｃｋｔｈｅｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎ．Ｕｎｄｅｒｌｉｇｈｔｎｉｎｇｗａｖｅ，ｅｌｅｃ-ｔｒｉｃｆｉｅｌｄｏｆｅａｃｈｎｏｄｅｉｎｔｈｅｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｏｒｉｓａｌｍｏｓｔｎｏｎ-ｒｅｆｌｅｘ，ａｎｄｃａｎｂｅｖｅｒｉｆｉｅｄｂｙｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｏｆｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｆｉｅｌｄ．Key words ：ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｏｒｒｏｏｍ；ｔｒａｎｓｉｅｎｔｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄ；ｌｉｇｈｔｎｉｎｇｗａｖｅ；ｖｅｒｙｆａｓｔｔｒａｎｓｉｅｎｔｏｖｅｒｖｏｌｔａｇｅ（ＶＦＴＯ）；ｔｉｍｅｄｏｍａｉｎｆｉｎｉｔｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｍｅｔｈｏｄ0 引言由于ＧＩＳ设备结构紧凑，所遭受的过电压幅值大、频率高［12］，ＧＩＳ内ＳＦ６的绝缘特性不仅取决于绝缘结构中电场的不均匀程度，还与所施加的电压的陡度密切相关［３］。因此，为准确指导ＧＩＳ设备的绝缘设计，研究ＧＩＳ设备在雷电波和特快速暂态过电压（ｖｅｒｙｆａｓｔｔｒａｎｓｉｅｎｔｏｖｅｒｖｏｌｔａｇｅ，ＶＦＴＯ）等陡波下的暂态电场特性十分必要［４］，而现有研究中鲜有考虑ＧＩＳ设备的电场动态分布特性［5６］。ＧＩＳ变电站主要由同轴母线管道和各种ＧＩＳ设备组成［7］。文献［8］针对同轴母线管道中的暂态电场进行了研究，研究发现ＧＩＳ母线中电场的动态分布不仅取决于电压的波头陡度，还与母线管道的结构密切相关。而相比母线管道，隔离开关室的结构更为复杂，可能造成更为剧烈的折反射过程，对暂态电场的分布和幅值均会产生影响。目前对于隔离开关室暂态电场与静电场的差异有多大，陡波下的第11卷第8期南方电网技术Vｏｌ.11，Nｏ.82017年8月SOUTHERN POWER SYSTEM TECHNOLOGY Ａｕｇ.2017万方数据
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