雷电波侵入xlpe电缆绕组的暂态特性 transient character of xlpe cable winding under thunder surge.pdfVIP

第27卷第1期 电工电能新技术 V01．27，No．1 2008年1月 Advanced ofElectrical and Jan．2008 TeehnologY EngineeringEnergy 雷电波侵入XLPE电缆绕组的暂态特性 雷 琅，吕 亮，孟峥峥，袁健华，李彦明 (西安交通大学电气工程学院，陕西西安710049) 摘要：利用雷电波侵入XLPE电缆绕组的外端口特性得出其暂态等值电路，并进行分析求解。发现 避雷器的放电电压和残压越高，电缆绕组上的电压越高；但是侵入波越陡、入17电容越大，反而可 能使得电缆绕组上不会出现高于避雷器残压的过电压，有利于电缆绕组的保护。这与传统变压器 绕组出现具有余弦振荡性质的过电压有很大不同。对绕组输入模拟雷电波进行实验并使用 EMTDC仿真，对比表明电缆绕组在雷电冲击电压作用时外端口特性可用R、c串联支路来近似等 效。为这种新型变压器的设计、保护技术提供了参考依据。 关键词：雷电波；XLPE电缆绕组；暂态过程 中图分类号：TM401 文献标识码：A 文章编号：1003—3076(2008)01—0051—04 设备的绝缘水平bJ，因此必须采用防护措施，削弱来 1 引言 自线路的雷电侵入波的幅值和陡度，限制变电所内 电缆绕组变压器n23的XLPE电缆为同轴圆柱的过电压水平，才能避免电气设备发生雷害事故。 结构，图1为其剖面图，和一般电力电缆不同，它没 发、变电站主要采用避雷器来防护侵入的过电 有外金属屏蔽及护套，只有一层外半导电层。 压，以可靠保护相应电力设备。如果将避雷器直接 装设在变压器端，即将两者直接并联，那么只要避雷 外半导电层 内半导电层 器的冲击放电电压及残压低于变压器的冲击耐压水 电缆线芯 平，变压器就可以得到可靠保护。但由于布线的困 XLPE 难，且一组避雷器通常要保护多组设备，所以避雷器 图1绕组用电缆剖面图 到被保护设备之间总有一段长度不等的距离。此时 Cross cable 被保护设备上的电压不可能完全等于避雷器上的电 Fig．1 sectionofwinding’s 压。从来波的方向来看，避雷器既可能处在设备之 绕组工作时，外半导电层在若干处以一定规律 前，也可能处在设备之后。传统变压器绕组可用一 作金属性接地，以保证外半导电层的电位在稳态工 个入口电容来等效，文[3]、[4]已经对其过电压的水 作时尽量接近地电位。电缆绕组变压器的使用电压 平作了相关的研究。电缆绕组上的过电压水平究竟 很高，因此在冲击电压作用下其暂态特性具有重要 与哪些因素有关需进一步讨论。 意义。 通过对传统变压器绕组和XLPE电缆变压器绕 组暂态外部端口特性的试验分析和对比研究，发现： 2雷电波侵入变压器绕组 XLPE电缆变压器绕组的暂态外端口特性和频率有