[实用新型]一种特高压直流输电线路雷电屏蔽模拟试验平台

说明书

本实用新型公开了一种特高压直流输电线路雷电屏蔽模拟试验平台，包括直流电源、试验主回路和观测系统；试验主回路包括冲击电压发生器、高压引线、高压棒电极、杆塔模型、避雷线、输电导线、绝缘子串和接地铁网观测系统包括分压器、示波器和摄像机；分压器与冲击电压发生器并联，并联的输入端与接地铁网相连，并联的输出端通过同轴电缆与示波器相连；冲击电压发生器通过高压引线与高压棒电极相连；摄像机置于试验主回路侧方且对准输电导线。本装置能够揭示特高压线路遭受雷击的放电过程，准确评估特高压输电线路雷电屏蔽性能，通过开展特高压直流输电线路雷电屏蔽模拟试验，为研究提升特高压直流输电线路雷电防护能力提供理论和数据支撑。

技术领域

本实用新型涉及高压电领域，尤其涉及一种特高压直流输电线路雷电屏蔽模拟试验平台。

背景技术

特高压直流输电因具有线路损耗校，工程造价低，调节速度快，运行更加可靠，适用于跨海输电、大区域电网互联、风力发电等非工频系统与工频系统的联网等优点而得到大力发展。特高压直流输电线路多经过山区等复杂地形，线路遭受雷击的概率较高。据国家电网公司历年的雷击跳闹统计数据，我国高压输电线路中由直击雷引起的跳闹次数约占总数的60％，特别是在电压等级高、地形越复杂的输电走廊地区，雷击故障率更高，严重威胁到电网的安全稳定运行。

对于输电线路雷击的研究，目前广泛采用ATP-EMTP、PSCAD等电磁暂态仿真软件进行工程计算。随着我国线路运行电压等级不断提高，依据经验、低电压等级运行条件下得出的公式和仿真计算得到的结论已无法完全适用于现行的运行工况。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种特高压直流输电线路雷电屏蔽模拟试验平台。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：一种特高压直流输电线路雷电屏蔽模拟试验平台，包括直流电源、试验主回路和观测系统；所述试验主回路包括冲击电压发生器、高压引线、高压棒电极、杆塔模型、避雷线、输电导线、绝缘子串和接地铁网；所述避雷线与所述绝缘子串设置在所述杆塔模型上，所述杆塔模型通过所述接地铁网接地，所述输电导线通过所述绝缘子串挂点相连在所述杆塔模型上；所述观测系统包括分压器、示波器和摄像机；所述分压器与所述冲击电压发生器并联，并联的输入端与所述接地铁网相连，并联的输出端通过同轴电缆与所述示波器相连；所述冲击电压发生器通过所述高压引线与所述高压棒电极相连；所述摄像机置于所述试验主回路侧方且对准所述输电导线；所述直流电源与所述输电导线连接；所述高压棒电极通过绝缘绳靠近但不接触所述输电导线。

示波器用于测量并记录冲击电压波形，摄像机置于试验主回路侧方，用于观测并保存放电路径；高压棒电极可用于模拟自然界雷击放电时最后跃变前的下行先导。

所述直流电源包括依次连接的空气开关、隔离变压器、调压器、升压变压器，所述直流电源还包括硅堆、前限流保护电阻、高压滤波电容、后限流保护电阻；所述硅堆包括用于对所述输电导线提供正极工作电压的第一硅堆、以及用于对所述输电导线提供负极工作电压的第二硅堆；所述前限流保护电阻包括第一前限流保护电阻和第二前限流保护电阻；所述高压滤波电容包括第一高压滤波电容和第二高压滤波电容；所述后限流保护电阻包括第一后限流保护电阻和第二后限流保护电阻；所述第一硅堆、第一前限流保护电阻、第一后限流保护电阻顺次连接形成第一电路，所述第一高压滤波电容的一端连接在所述第一前限流保护电阻与所述第一后限流保护电阻之间，其另一端接地；所述第二硅堆、第二前限流保护电阻、第二后限流保护电阻顺次连接形成第二电路，所述第二高压滤波电容的一端连接在所述第二前限流保护电阻与所述第二后限流保护电阻之间，其另一端接地；所述调压器、升压变压器并列接入所述第二后限流保护电阻的接地一端的电路；所述输电导线设置有两根，所述第一后限流保护电阻通过控制开关与其中一根所述输电导线相连，所述第二后限流保护电阻通过控制开关与另一根所述输电导线相连。