不同工况下断路器过电压仿真及防护措施

冯瑞发，蔡汉生，廖民传，马御棠, 贾磊，屈路，刘刚，胡上茂

(1. 直流输电技术国家重点实验室(南方电网科学研究院)，广州 510663; 2. 云南电网有限责任公司电力科学研究院，昆明 650217)

0 引言

南方地区雷电活动频繁，输电线路雷击跳闸率占线路跳闸总数的60%以上[1 - 2]。近年来南网范围内发生多起敞开式变电站内断路器设备因雷击导致断口爆炸的案例[3 - 4]，严重威胁系统的安全稳定运行。一般是雷云对地放电时，雷云中存在多个电荷中心，在首个电荷中心发生对地放电后，后续电荷中心继续沿着前面的放电通道放电，一般放电次数为2—3次，最多监测到的达42次，每次放电间隔时间一般在0.6～800 ms[5]。文献[6]通过对南方电网范围内75条输电线路沿线的12 763次落雷开展统计，发现近30%的落雷雷击频次主要集中在2～6次，幅值多为5～50 kA，连续落雷易导致断路器故障。目前一般仅定性分析断路器雷击损坏的原因，部分断路器虽然灭弧室干弧距离、爬距、触头开距等参数满足要求，但绝缘裕度很难估计，断路器在雷击下的绝缘耐受能力也无法确定[7]，如何通过较准确的仿真计算来分析断路器雷击损坏原因，并提出针对性防护措施对保障系统安全稳定运行，提高供电可靠性具有重要意义。

本文通过仿真计算对比分析了某500 kV变电站断路器在合闸和分闸两种不同运行工况下的雷电过电压特性，基于仿真结果分析了断路器雷击损坏的原因，仿真对比了两种不同措施的防护效果，并提出了雷击下断路器有效防护措施。……