氧化锌避雷器在线监测与故障分析 图文 民熔

氧化锌避雷器

氧化锌避雷器是电网中不可或缺的过电压防护设备,其工作状态和安全运行受到了越来越多的重视,其重点用来限制雷击过电压以及操作过电压,保证系统的正常稳定运行。氧化锌避雷器具备可靠的非线性特性,同时防护性能高、通流容量大、设备简单,被广泛应用到高电压领域中,保护更多的电气设备。

氧化锌避雷器设备介绍 氧化锌产品介绍 民熔 氧化锌避雷器 HY5WS-17/50氧化锌避雷器 10KV高压配电型 A级复合避雷器

产品型号: HY5WS- 17/50 额定电压: 17KV 产品名称:氧化锌避雷器 直流参考电压: 25KV 持续运行电压: 13.6KV 方波通流容量: 100A

防波冲击电流: 57.5KV(下残压) 大电流冲击耐受: 65KA 操作冲击电流: 38.5KV(下残压)

注:高压危险!进行任何工作都必须先切断电流，严重遵守操作规程执行各种既定的制度慎防触电与火灾事故。

使用环境:

a.海拔高度不超过2000米;

b.环境温度:最高不高于+40C- -40C;

C.周围环境相对湿度:平均值不大于85%; d.地震强度不超过8级;

e.安装场所:无火灾、易燃、易爆、严重污秽、化学腐蚀及剧烈震动场所。

体积小、重量轻， 耐碰撞运输无碰损失，

安装灵活特别适合在开关柜内使用

民熔 HY5WZ-17/45高压氧化锌避雷器 10KV电站型 金属氧化锌避雷

尽管氧化锌避雷器的主要组成部件的制造水准持续得到精炼,但是基于长期承受工频电压、间歇性承担过电压以及内部受潮等各种不良因素,阀片的性能会逐渐劣化,泄漏电流不断增加,从而导致温度持续升高,最终造成电网事故。

因此,鉴于氧化锌避雷器事故率呈现逐年上升的趋势,为了减少和避免事故的发生,维持系统正常工作,研究可靠的对氧化锌避雷器进行在线监测与故障预警的手段迫在眉睫。

首先搭建了氧化锌避雷器正常工况下的仿真模型,计算分析了其电位分布情况与氧化锌阀片的泄漏电流,并经由带电试验对比了仿真计算的可靠性和准确性,之后分析了氧化锌避雷器的均压环安装高度、氧化锌阀片的相对介电常数大小对氧化锌避雷器电位分布的影响,提出优化方案。

然后根据光纤电流传感器的结构及运行机理,结合使用光纤电流法进行在线监测的手段及原理,进行了氧化锌避雷器不同故障情况下的通电实验,使用光纤电流传感器对氧化锌避雷器故障时的阻性泄漏电流进行了观测与采集,分析了不同故障时阻性泄漏电流的变化情况。

结合对氧化锌避雷器的在线监测,提出了一种基于测量阻性泄漏电流的故障预警方法。使用光纤电流传感器,对各节氧化锌避雷器不同位置处氧化锌阀片的阻性泄漏电流进行测量;根据氧化锌避雷器故障状态与阻性泄漏电流的特征关系,分析监测到的阻性泄漏电流是否达到了会使其出现事故的值,若是,则对氧化锌避雷器进行更换、维修工作

由于我国幅员辽阔、地形复杂,远距离输电线路的组廊必将经过复杂的地形地貌,加之气候条件存在显著的差异,输电线路的运行条件必定相当恶劣,比如冰雪、暴雨、台风等,更加严重的危害是雷击。

因为远距离输电线路经过了了复杂的地形,比如山川、河流、高原、湿地等,而陡峭的山坡、河流的大跨距等恶劣地形上架设的输电线路都很容易遭受雷击,所以对输电线路的雷击保护显得日趋重要。作为当今已经公认为是最先进的防雷技术产品——氧化锌避雷器(以下简称避雷器),也必将广泛应用于远距离的输电线路系统中。

虽然避雷器是如今公认的最先进的防雷产品,但是避雷器的制造受限于科技技术水平还远未达到防雷所要求的技术水准,不少已经投入运行的避雷器都或多或少出现了一些故障问题。

避雷器在电力系统中的广泛应用必将带来避雷器的众多故障问题,国内外的知名学者与高校主要集中精力研究已公认的故障原因——老化和受潮,但仍有相当一部分避雷器的故障原因并未查明。

因此,本论文提出并探讨了集肤效应是避雷器故障的原因之一：无论是雷电还是操作过电压引起的电流通过避雷器向大地泄放电流时都存在比较严重的集肤效应,这必将导致避雷器在正常工作时出现边缘局部多次击穿的问题,长此以往被经常击穿的局部区域的非线性伏安特性将变得不再优良,更容易发生故障甚至爆炸；更有甚者起到相反的作用,导致安装避雷器的被保护设备更容易发生接地故障。

首先介绍氧化锌避雷器阀片的微观结构、非线性伏安特性的产生原理,避雷器的工作原理及其故障的一些原因；

然后用傅立叶分解雷电流,三种数学函数模型都与频率有着密切的关系,通过模拟冲击电压实验证明氧化锌非线性电阻阀片存在集肤效应,并会出现边缘局部多次击穿现象,分析实验数据、现象及击穿点的位置得出阀片会因为边缘局部击穿导致非线性伏安特性变差的结论；最后通过成品避雷器的模拟击穿实验,对击穿后的避雷器进行解体分析,发现成品避雷器同样出现了边缘局部击穿的现象,更进一步地证明避雷器在正常