[发明专利]一种可控避雷器控制回路的设计方法

说明书

本发明公开一种可控避雷器控制回路的设计方法，包括：确定每级球间隙的工作电压满足的不等式条件；进行多次击穿试验，确定球间隙的工作电压与球间隙的间隙距离的第一对应关系等式；预设球间隙的级数，根据不等式条件，计算得到预设球间隙的级数对应的球间隙的工作电压的范围；根据球间隙的工作电压的范围，通过第一对应关系等式，计算得到球间隙的间隙距离的范围；若球间隙的间隙距离的范围位于球间隙的间隙距离的预设范围内，则确定当前的预设球间隙的级数为触发型真空多级串联球间隙的级数。本发明完成对避雷器可控部分的有效开断控制，实现降低避雷器正常工作时荷电率、过电压出现时操作过电压水平的功能。

技术领域

本发明涉及避雷器技术领域，尤其涉及一种可控避雷器控制回路的设计方法。

背景技术

过电压是电力系统防护最为关键的问题之一，它的产生会对电气设备的绝缘造成严重损害，给国民经济造成巨大损失，因此过电压保护是整个电力系统安全运行的重要保障。避雷器作为过电压保护装置是电力系统保护当中最为重要的装置，其中氧化锌避雷器因为拥有优良的保护特性和优异的能量吸收能力等优点已经逐渐取代其它避雷器，作为限制雷电过电压与操作过电压的主要设备。但当电压等级升高时，过电压对电气设备绝缘水平的影响更大，而在特高压电力系统中，操作过电压是决定电力设备绝缘水平的关键因素，需要深度降低操作过电压水平来有利于系统绝缘配合和降低输变电设备制造难度。虽然氧化锌避雷器在防止过电压方面效果良好，但就经济性和可靠性而言，仍然存在着一些不足之处。国家的特高压输电系统中，避雷器最好满足低残压的要求，但这会使避雷器的运行荷电率升高，另外，由于避雷器的高度较高，会影响电网对地的杂散电容，进一步增加电阻电压分布不均的问题，从而增加了电阻的工作荷电率，降低了氧化锌避雷器的可靠性。国家目前在1000KV线路等级采用的最多的降低操作过电压倍数的措施，是采用金属氧化物避雷器配合带合闸电阻的断路器，但这种方法在经济性和安全性存在诸多不足，加装带合闸电阻的断路器，造价非常高昂，还会增加结构和控制的复杂性，带有合闸电阻的断路器爆炸现象也时有发生。因此，传统的降低操作过电压的方法，已经无法满足目前国家特高压电压等级关于限制操作过电压的需求，故而对现有避雷器技术进行改造和升级，对特高压输电系统的安全运行有着至关重要的意义。

操作过电压柔性限制法中的特高压可控避雷器技术为限制操作过电压提供了新的思路。特高压可控避雷器是一种不同于传统避雷器的新型装置，它可以通过动态改变金属氧化物避雷器的伏安特性来限制过电压。目前，可控避雷器技术路线有：间隙型可控避雷器，其以密闭或非密闭气体间隙作为控制元件，间隙一般采用强制触发型间隙，通过注入等离子体实现触发导通，其响应速度快，为微秒量级，可用于限制系统中出现的各种操作过电压。间隙型开关的动作特性非常容易受气候条件的影响，导致开关的动作不稳定，当间隙暴露在大气条件下，空气中的杂质以及飞禽等容易导致间隙的异常击穿。此外，大气条件下球隙开关的灭弧能力很弱，这将会导致间隙击穿以后的工频续流电流无法消除，这将导致在操作过电压、雷电过电压过后，可控避雷器的状态无法自动恢复到正常态，结果有可能严重降低可控避雷器固定部分的实际使用寿命。因此，现有技术缺少设计合理的间隙结构。

发明内容

本发明实施例提供一种可控避雷器控制回路的设计方法，以解决现有技术缺少设计合理的间隙结构的问题。

本发明实施例包括如下的技术方案：

一种可控避雷器控制回路的设计方法，所述串联球间隙为触发型真空多级串联球间隙，并连接在可控避雷器触发回路中，所述方法包括：

根据避雷器的额定电压，预设大小的直流对应的所述避雷器的参考电压，以及，所述避雷器可控部分的额定电压与所述避雷器可控部分和固定部分的额定电压之和的比值，确定每级球间隙的工作电压满足的不等式条件；

对所述触发型真空多级串联球间隙进行多次击穿试验，确定所述球间隙的工作电压与所述球间隙的间隙距离的第一对应关系等式；

按照从小到大的顺序，依次预设球间隙的级数，根据所述不等式条件，计算得到所述预设球间隙的级数对应的所述球间隙的工作电压的范围；