超高压GIS中快速暂态过电压产生机理及其防治

1快速暂态过电压及形成机理
1.1VFTO 的产生
在GIS 断路器的作用是用于合闸即正常的合闸以及自动重合闸。

在合闸空载线路时,就会产生VFTO 中,由于在重合闸以前线路上已经存在残余电荷,因此重合闸的VFTO 是合闸过电压中较严重的情况。

过电压的倍数会受到残余电荷的影响。

在隔离开关进行操作时所产生的VFTO 以及其在GIS 母线上往返折射和反射所形成的VFTO 具有幅值高和上升对间极短的特点。

一般情况下,其幅值为1.5-2.0pu。

最高则可以达到2.5pu;上升时间为2-20ns;基本振荡频率在5-10MHz 之间,但其高频分量则可以达到100MHz。

这种形式的过电压是VFTO 最为主要的形式同时造成的危害也最大。

1.2VFTO 的分类
VFTO 按照传播路径可以分为内部暂态和外部暂态两种类型。

其中内部暂态是在GIS 内部传播.于GIS 内部所形成的暂态过程,其过电压作用于GIS 的壳体和内部导体之间,对GIS 内部绝缘造成极大威胁,主要包括断路器操作时所引起的瞬态恢复过电压隔离开关操作产生的快速暂态过电压,外部暂态是在GIS 外部传播和辐射,由GIS 内部暂态过电压波传递到GIS 外部所引起的,主要包括了对于GIS 外一次设备造成威胁的暂态过电压、使得GIS 壳体电位升高的,外壳暂态过电压以及对敏感的二次设备造成损害的向外辐射的电磁波等。

在超高压网架方面,高压电缆长度、断路器断口的均压电容、SF6母线的长度及奇波阻抗、套管等效电容变压器入口电容等都会对VFTO 的特性造成影响。

其中,高压电缆长度对于GIS 外部暂态VFTO 的幅值影响最大其衰减过程在长电缆线路中会得到加速,陡度也会受到限制,传递到主变处的振荡频谱也会随之降低。

相比之下,VFTO 幅值收到套管等效电容的影响则不大。

在电容值增大的过程中VFTO 的幅值变化不大只是略有上升。

而在高压电缆长度以及母线残余电荷等不变的条件下,主变端部的VFTOTO 幅值会随着电压等级的提高以及主变端口等效电容的增大而略有下降,但GIS 内部其他节点的过电压幅值则基本不受影响。

1.3VFTO 的产生机理
1)GIS 中的绝缘介质SF6气体的电子雪崩临界值是空气的3.7倍,为89×104kV /(m.MPa)。

当电压上升的速率大于或等于SF6气体的电子雪崩临界值时就会出现预击穿或者重击穿,一般GIS 中的SF6气体的压力在0.3-0.4MPa 之间,因此其绝缘恢复强度要比常压下空气高出几十倍,而且有很高的幅值。

2)在稍不均匀的电场下工作是GIS 中所有电器元件的前提,在这个不均匀电场中形成的冲击波,其上升时间T r 可以用式(1)表示。

其中,K t =50kVns/cm,为Toepkler 火花常数;△u 是击穿之前的电压(kV);s 为火花长度(cm)。

T r =
13.3K t
(△u/s)
(1)2快速暂态过电压的危害
实践证明,超高压及特高压GIS 的隔离开关或断路器操作所引起的VFTO 将会造成GIS 内部的击穿和外接设备的事故严重时会对电力系统造成极大的损失。

2.1VFTO 带来的壳体暂态电位(TEV)和暂态地电位升高(TGPR)
国外曾有调查表明,有半数以上的超高压GIS 发生过TGPR 引起的事故。

虽然TGPR 衰减的速度很快,但在不进行限制的情况下仍然会产生火花放电,严重时甚至会把GIS 的外壳击穿进而威胁到运行人员的人身安全。

此外,TEV 和TGPR 还会对那些与GIS 相连的保护、控制以及信号等二次回路造成干扰损坏。

2.2VFTO 对二次回路的影响一般是通过两种途径,其一是经过电流
和电压互感器内部的杂散电容传入到与其相连的二次电缆,进而影响到一次回路内的设备;其二是经过接地网从而进入到二次电缆的屏蔽层,进而影响到电缆芯线。

由此可见,VFTO 会使得GIS 的二次电缆处于严重的电磁干扰环境中,极易对GIS 的控制与保护设备的正常运行造成影响。

而随着微机化、数字化以及智能化设备在二次回路中的应用,其受到电磁于扰影响的概率大为提高,出现事故的可能性也大大增加了。

2.3变压器受到VFTO 的影响是最大的,在VFTO 以行波方式经过母线传播到套管时,其中一部分将耦台到架空进线上并沿线继续传播,从而对外接设备的绝缘造成威胁。

VFTO 陡波的波头将会造成变压器绕组上的极不均匀的匝间电压分布,有根大的危害。

其所含的谐波会引起谐振从而产生很高幅值的高频谐振过电压,对匝间以及铁芯与绕组的绝缘造成破坏。

例如我国某核电站的超高压500kVGIS 曾两次发生VFTO 造成主变压器线饼烧损和绝缘损坏的严重事故,危害极大。

3VFTO 的防治
对于超高压以及特高压GIS 中的快速暂态过电压主要的防治技术有:
3.1采用快速动作的隔离开关
从上文分析的VFTO 产生机理可以看出,缩短隔离开关的切合时间能够有效地减小重击穿的次数、缩短燃弧时间,从而降低VFTO 出现的几率。

此外,还能使最高过电压的倍数在一定程度上得到降低。

3.2并联合闸电阻
目前抑制操作过电压比较有敢的办法就是在隔离开关断口上并联合闸电阻(约几百欧)。

通过并联电阻的阻尼作用可以使行波幅值降低、上升时间减缓。

此外,并联电阻还可以对电磁振荡的能量进行消耗。

以超高压500kVGIS 为例,在隔离开关并联200欧姆的合闸电阻能够将过电压的幅值降低至1.5以下;当井联1000欧姆闸电阻时,幅值降低到1.25左石。

3.3改变运行的操作流程以及简化系统接线
通过改变运行的操作流程以及简化系统接线也能够对VFTO 有一定的抑制效果。

因此可以考虑在超高压及特高压GIS 的设计和运行过程中有改变操作流程和简化系统接线的相应措施。

3.4采用氧化锌避雷器来进行保护
也可以通过采用无间隙氧化锌避雷器来对VFTO 陡波电压进行限制但需要注意的是,单个避雷器的保护范围是有限的,因此需要通过计算以及仿真分析来确定避雷器的安装个数以及安装地点,以保护整个GIS 设备。

3.5适当增加触头间的不对称度
适当增加触头间的不对称度可以有效降低残余电荷,残余电荷的降低方面可减少绝缘体表面所分布的不均匀自由导电粒子对绝缘强度的减弱;另一方面可减少重燃过程从而降低过电压幅值。

3.6其他防治方法
l)有研究表明,接地开关动作可以有效将VFTO 的峰值限制在20pu 左右,因此采用接地开关泄放残余电荷也是防治VFTO 的措施之一。

2)采用在GIS 装设电抗器的方式来防治VFTO。

3)为减小VFTO 对二次设备的损害,可以采用屏蔽措施,或者在二次设备的入口处加装高频滤波器。

4结论
超高压及特高压GIS 中的VFTO 对于GIS 设备的母线支撑件、套管以及相连的二次回路,特别是主变压器都能造成极大危害,会引起内部的击穿事故或外接设备的损坏。

而目前针对VFTO 的防治措施主要有采用快速动作的隔离开关、并联合闸电阻、改变(下转第281页)
超高压GIS 中快速暂态过电压产生机理及其防治
李亚
(辽宁大唐国际锦州热电有限责任公司,辽宁锦州121000)
【摘要】本文首先从VFTO 产生及其产生机理等两个方面介绍了超高压GIS 中的快速暂态过电压,随后对快速暂态过电压的危害进行了归纳与总结。

进而提出了VFTO 抑制措施,对于超高压GIS 中的快速暂态过电压抑制有很好的指导意义。

【关键词】超高压;GIS ;快速暂态过电压;抑制
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(上接第315页)运行的操作流程、简化系统接线以及加装氧化锌避雷器等。

这些防治措施能够有效减缓VFTO 波头的上升速度,降低
[1]高有华,孙形,申力.GIS 中快速暂态过电压的研究[J].沈阳工程学院学报:自然科学版,2008,4(1).
[责任编辑:杨玉洁]
作文是学生语文素质的综合体现,是语文教学的重要内容,也是语文教学的难点,它是一个长期的循序渐进的过程。

在小学语文新课程标准中对作文教学提出了总目标:“能具体明确、文从字顺地表述自己的意思。

能根据日常生活需要,运用常见的表达方式写作。

”然而实际情况并不乐观,现在的写作教学和学生的实际表现都还存在着不少的弊端。

1目前写作教学存在的问题
1.1把作文看成是一种任务
把作文看成是每周2节作文课的事,只要完成每学期8篇作文的教学任务就行。

在写作教学的方法上一般注重讲怎样选材组材及开头结尾的布局等,然后讲必须有几个自然段,有多少字数。

这好像成了硬性指标。

至于学生写什么内容,怎样写的,是不是自己写的,并不注意。

或者说知道不是自己写的,也一样给很好的评语。

只要作文本上有一篇就行了。

有的老师甚至鼓励学生抄袭。

对教学对学生极不负责任。

1.2只讲自己对作文的构思
上写作课,都是自己在讲,讲自己对作文的构思,对中心意思的理解。

讲完后就让学生写,可以说是仿写。

有的学生记性好,把老师说的大概都写下来,有的记不住,就借别人的。

这样的作文课,学生成了听众,然后又成了记事员。

能把老师说的写下来的,就成了优秀,写不下来,就得个不及格。

一方面,没有让学生成为作文课的主体,让他们说说自己想写什么;另一方面,说明教师在作文课上怕麻烦,学生说的五花八门,看作文写评语麻烦,自己一讲,大部分学生都这样写,好看,能提高看作业速度。

在作文课上也让学生自己讲想写谁,写什么事。

但觉得学生说的材料不生动,不具体等,总觉得和例文差距大了,就不是好材料,就不能往作文本上写。

老师忽视了学生自己的体验,学生的真情实感。

轻视了学生个性化的思想。

写人物就离不开“深夜送发烧的自己去医院”,写景就必须有很多形容词等。

这显示出老师辅导水平不高,而且评价模式呆板,似乎一成不变。

1.3学生都会抄作文
由于学生的生活空间小,认知水平低,对外面世界的事物了解不多。

自己没有什么对生活的是非评价或者什么有用的材料。

一旦作文题目自己陌生(比如家乡的美景,记一次有意义的活动),学生就不会写了。

有的老师就照着例文上的一讲,让学生改动一下再抄。

学生觉得老师让抄了,就三下两下抄完了,有的连地名和人名也不改了,这样对于老师和学生来说,这一星期的作文任务就完成了。

学生一次一次抄作文,时间一长,觉得作文课就是把该单元的相关内容按照作文书上一抄就好了。

自己学习的语言没有得到运用,自己的真情也没有得以倾诉。

作文课跟生活脱了轨。

这样教学造成的后果是一旦学生参加考试,就不会写作文,而老师采取的对策是让学生提前背作文,碰运气。

1.4写评语不认真
写评语时,老师往往三言两句就完了,一般“中心明确,内容具体”或“中心不明确,内容不具体”用得最多。

至于好在哪里也没在文章中标出;不好在哪里,也没写出具体怎样改。

评语没有指导性。

即使有的学生看后想改,老师也不再看了。

好像一写评语这一篇作文就到此结束了。

这评语不是让学生看的,而是让上级检查时看的。

2教师指导学生作文的措施
在我自己的教学生涯中,我也教过好几年写作课,我深切体会到
传统写作模式束缚了学生的思维发展,抑制了学生的写作兴趣,教师包括我自己把写作看成是教学的任务,而忽视了教学内容与客观世界的联系,忽视了学生的生活实际和认知水平。

现在语文正在进行新课改,作文教学也在改变以往的模式。

结合我这几年学习本科的知识,和在课堂上进行的一些改革,我认为写作教学改革应该包括这几方面内容:
2.1时代要求,教师学习相关理论知识
大家都知道:要给学生一杯水,老师得有一桶水。

现代的知识更新很快,老师必须不断学习新知识,充实自己,用新知识武装自己的头脑,用新知识指导自己的教学。

只要教师能认识到自己知识的不足,时时学习新理论,才能真正在课堂上实施有效地写作教学改革。

学习相关理论知识是实施写作教学改革的第一步。

我认为要学习的理论有:中央有关文件精神,心理学,德育理论,创新理论,新课标要求,语文教学大纲等。

有了理论作指导,就有了进行写作教学改革的目标和方向。

有些教师把领到的继续教育书籍随便一放,根本不看一眼,到考试时不会论述,就等别人的抄。

这样的教师自己都不学习,有怎么能把新知识传授给学生呢!只有把知识真正学到自己头脑中,才能有能力实施写作教学改革。

2.2要及时转变观念,更新观念
我们要转变以前旧的观念,教师一言堂或满堂灌,忽视了学生是个活生生的人,是有思想有创造性的。

我们要把课堂的主体换成学生,教师只起到主导作用就行。

可是大多数教师还是不放心学生的能力,依然在课堂上大讲特讲,滔滔不绝,反复强调。

这样下来,学生的基础知识可能很牢固,但发散思维没有得到锻炼,学生的能力没有得到提高。

学生想说的,想写的都被埋没了,学生的个性也被抹杀了。

在听一位同事的写作课时,他要学生介绍自己的父母,这位同学站起来好一会儿,才说起自己的父母干什么的,老师引导学生再说说父母对自己的爱,学生又想了一会儿,才说父母给自己买衣服,买书,带自己去玩等。

再提问别的同学,回答也大同小异。

这至少说明了一个问题,平时老师让学生说的机会不多,学生很少说过自己的真实的父母,学生作文中的“父母”都是别人的。

也可能是学生紧张。

说自己的父母都想半天,可想而知,要让学生说自己并不熟悉的名胜古迹或没有制作过的手工制作,学生该怎么说,只好先看一下作文书了。

借鉴看似是学生的小聪明,实际上是教育的悲哀。

2.3同事互听课,相互借鉴,共同提高
有句话说的好:你有一种思想,我有一种思想,交流一下,你我就有了两种思想。

我们教师平时很少去听课,即使去听课,有的老师也是只报喜不报忧,不愿说出对同事讲课的意见。

这种情况只能算是听课的形式,并没有达到相互借鉴,共同提高的目的。

所以作为改革的一点建议,我觉得同事听课要心态放正,客观的看待同事的讲课,客观的提出自己的建议,授课者也要虚心接受同事提出的改正意见。

这样才能在改革中不断改进,不断进步
,有效地实施改革。

而且听课这种形式要坚持,每学期学校都要组织教师听课,同年级互听,不同年级互听,相互借鉴,共同提高,共同为语文的写作教学改革献出一分光和热。

曾经有一位同行来到我们学校,他让我帮他提点建议。

我听他介绍完后,说出了自己对教学内容的看法和建议。

所以我觉得在听课时,同事都能把自己听课的真实看法说出来,我们才能真正提高,写作教学才有成效。

[责任编辑:汤静]
浅议教师应如何指导学生写好作文
尚春光
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