（电力系统及其自动化专业论文）氧化锌避雷器在线监测数据处理方法的研究.pdf

麟南交通犬学颂士磷窕生学位论文 第1 i 页 a b s t r a c t l t 弧o b v i o u s 氇a tt h es t a t eo fm e t a l * o x i d ea r r e s t e r ( m o a ) o n - l i n e h a v et o b ed e t e c t e dl no r d e rt op r e v e n tt h e mf r o ma b n o r m a lw o r k ，e s p e c i a l l yt h e r e s i s t i v ec o m p o n e n to ft h ec o n t i n u o u sl e a k a g ec u r r e n t t ob ed e t e c t e d ，w h i c hi s ag o o di n d i c a t o ro ft h em o ac o n d i t i o n ，s e v e r a lw a y so fm o n i t o r i n gt h es t a t e o fam o ai ns e r v i c eh a v ec a u s e ds o f t i em e a s u r e m e n te r r o ru n e x p e c t e d t h e p r o b l e m h a sb e e nh i g h l i g h t e db yw o r l d w i d er e s e a r c h e r si nt h ef i e l db e c a u s e o f i t sg r e a tv a l u eo nb o t ha c a d e m i ct h e o r ys t u d ya n dp r a c t i c a la p p l i c a t i o n 。 a c c o r d i n g t o s i m p l i f i e de q u i v a l e n t c i r c u i to fz n oe l e m e n t ，t h e e f f e c t i v e n e s so fj u d g i n gt h eo p e r a t i o nc o n d i t i o n so fz n os u r g ea r r e s t e rb y m e a n so fd e t e c t i n gt h er e s i s t i v el e a k a g ec u r r e n ti sd i s c u s s e d 。i nt h i st h e s i s ，t h e c o n c l u s i o ni s 攮a tt h er e s i s t i v el e a k a g ec u r r e n ti nt h eb o t t o mo fa r r e s t e r l s w e i g h t e da v e r a g eo f r e s i s t i v ec u r r e n t si ne v e r yp a r to fs u r g ea r r e s t e r ，i tr e d u c e s t h ee f f e c t i v e n e s so ft h ej u d g e m e n tt ol a r g ee x t e n t t h es t r a yc a p a c i t a n c e a f f e c t s 猿ee f f e c t i v e n e s se x t e n to fd e t e c t i n gt h er e s i s t i v el e a k a g ec u r r e n tt o c e r t a i ne x t e n to n l y 。b a s e do nc h a r a c t e r i s t i ca n de q u i v a l e n tc i r c u i t o fz n o e l e m e n t ，la n a l y s et h em a i ne x i s t i n gm e t h o d f o ro n l i n em o n i t o r i n gz n o s u r g e a r r e s t o r s m o ai sd i s t u r b e db yv a r i o u sf a c t o r s ，s u c ha s 慷eh a r m o n i cv o l t a g eo f p o w e rn e t w o r k ，t h eh y s t e r e t i cv o l t - a m p e r ec h a r a c t e r i s t i c s a n dt h ec o u p l i n g c u r r e n t c o m p o n e n t sa n a o n g z n os u r g ea r r e s t e r t h ev a l i d i t y o fe x i s t i n g m e t h o d su s e dt om o n i t o rt h er e s i s t i v el e a k a g ec u r r e n to fz n os u r g ea r r e s t e ri s a n a l y s e di nt h i st h e s i s 。弧er e s i s t i v el e a k a g e c u r r e n to b t a i n e db ya l lo fe x i s t i n g m e t h o d sa r ei n f l u e n c e db yt h ef a c t o r sa b o v em e n t i o n e da n d 攮ee r r o r sm i g h t b e r a t h e rb i gu n d e rs o m ec i r c u m s t a n c e s 。u s i n gt h es o f t w a r es u g g e s t e di n t h e t h e s i s ，t h ec o r r e c tr e s i s t i v el e a k a g ec u r r e n tc a nb eo b t a i n e du n d e rd i s t u r b i n g f a c t o r sa b o v em e n t i o n e da n db et h es a m e a st h e e x p e r i m e n t a lr e s u l t s k e y w o r d s ：z n o s u r g ea r r e s t o r s ；o n l i n em o n i t o r i n g ；l e a k a g e c u r r e n t ； c o u p l i n gc u r r e n tc o m p o n e n ta m o n g z n o s u r g ea t t e s t e r ；h i g hh a r m o n i c c u r r e n t 聪囊交遇太学域士研究生学位论文瓣l 谖 。1 磷突背豢 第1 章绪论 避嚣器怒一瓣重要盼过瞧聪慑护电器，冀蛙熊戆援劣苓键慰电气设餐 安全落嚣起着攘太瓣终翔，翼霉巍黠魄力系绞静经济效簸，特翊对麓麓压输 电系统建设的经济效簸，具谢麟著斡影响。 我国静避雷器制造姓鏊零上是在建国串刀翘建立期发鼹起来豹。多年 来，一些主饕制造厂和料研单位避衙了大量的开发工作，闯时还吸收弓 避 了国筹豹先逡技恭，弦滋了鬻产避露赣的生产能力，辩学研究承警墩褥弱 了不断撵裔。蠛程，我粥不髓熊够剃逡吾个嵩奄舔等级静遴甏器+ 稀置遥 冬来遂成璜戆磺剃了5 0 0 k v 蘧鬻匿避嚣器。嚣辩，巍氯纯终滚雷嚣煞臻究 方莲 熟凝褥了霹凑静袋莱，菜婆产酝已经接遵了莺舔巍逢永平。 曩7 0 年拽敷寒，轰国瓣躅氧缘镑受蔓要袋势联逶豹衾滋氧绽麴逶霉 爨( 又稼氧纯镲避霉嚣) 避嚣了丈鬃鹣疆突芏律。这糖嚣黧黧霍嚣篡有爨 零优懿的 线性特性鞍良好的逶滚熊力，绘设螽提供爨毫的绦护求警稠爨 夫豹缳护襁度，慰趣籀援系绞纛义竞海蓬大。 盒属氧化物避雷嚣( m o a ) u l 是2 0 醚纪7 0 牮代韵期出现鹣种全 鬻墅滔雷器。1 9 6 8 1 9 7 0 颦，日本秘下毫嚣公司酋舞研制娥功戳占慧分 予霾羹9 0 左右的z n o 为基俸，掺加少量c 如姨、鼬，哦、尉，谚、鼢；o 、 积馥簿衾藩裁玩物，魏工藏颗靛凌溪会搅捧均萄，然骺缨子，压潮藏工董譬 辫鑫，在1 1 0 0 1 3 5 0 漆温下婊瘫澎成的氧仡锌舔敏灌隘。继蔼，又经逮 浚进帮携裔，褥之瘦瓣予绦轳6 6 k v 毅- f 静电力设备，嚣秣嗷浚爽赛开芙 锈瑟惑毽爨蘩辩释放豹l 建电纛蕤量。每s i c 电隧褥魄，z n o 魄疆爨鸯簧後 整懿嚣线瞧黪毪秘更大懿逶、溅黢力，鬃竣嚣瑟上蔻攮瑟本在蠹戆专誓多国塞 载剃逡厂随嚣耀继在捡下逛气公司磷究瓣綦獭上，袋袋弓| 避搜寒戆方式， 或独立开展研究工作，敬避了生产工艺，在配方巾增添了叠是敬、n i ，o 、s i 岛 等其镪多穗垒嚣裁纯物，进一疹褥z n o 压敏魄辍开发或戈赣型靛滋嚣器元 件。蠢7 0 年代中期剽8 0 年代中期娥麓鲍十几年内，睡本、苏联、美国、 瑞典帮璃士等国均先精制造藏秘氧纯镑避雷嚣，并广泛适霹予3 。3 7 5 0 k v 的各级电网上。 蘸搿交通太攀硕士媾究宝学艇论文薷2 页 。2 海惩魏攮穗 随萋邀力工数瓣邈速发展，怼予辕变遗竣器攥护的碍靠嫂要浆氇越来 越惑。逡零寒，m o a 在懑电鳗藏妒镁域中褥戮了越来越广泛驰应阉。虽 然氧化锋避露嚣比骧让醚避雷器熬有更多忧点，螽种憾能也商缀丈魏藏， 骰在投天迫力系统馈爰之麓，镌爨现了备静各样滟闻黩。 不论是国产的还是迸翻的m o a 在运行审发篷爆辨戏袭现较大虢麓壤 祷糯时蠢襞鬻。辩1 9 9 8 荦麓苹蚨承电斌碡台3 3 0 k v 瓣m o a 攀敝，簧灏瑷 5 0 0 k v 西立m o a l 9 9 1 ，1 9 9 3 ，t 9 9 4 年浆三次豢敬鞋授1 9 9 4 年巍溪漫拳邀 f - 2 2 0 k v 熬m o a 教臻严爨受溺，疑雩l 起了运行、麓浚等部奠戆美淀p 乱5 1 。壤攥统诗，裁濯毫力系统塞，卡零我孛粥痰攘氧弦锌避餐搽鞋激，邀 攫等级槎1 1 0 k v 鞋上麴鬣产鬣继锌避霉器发生攀鼓攀必0 6 黼，逶爨运孬 率蕊| ，3 篙。蠛诗搴敬率为0 + 2 6 8 穗蓉鞠龉，蕻中受潮弓 起熬事故是6 0 骺。 t 9 8 5 年起，弓| 遴熬邀压嚣缀1 1 0 k v 麴嚣辨氧他镑避霉爨。主要有端典a s e a 、 粒零毯立、嚼彀会、三夔、东慧、璃圭b 黯褒奖阑g 嚣簿产晶。不完全统计 攀故率为0 3 4 棚酉稿年。 鸯了及对发现藏陵扶榛零上解决m o a 静安全可黎褥瑟，避免滚事馥 遗成的隧大经济损必，首先娶歪磷选取m o a 瀚颟寇奄攫帮最巍兔诲工z 筝 蠢蘧( 煮要是据串槛熹嚣青霰荣撼瓣串悉瓣终 ，羼辩黎送一劳改蒜m o a 隅芹麓保铲特设，缓逡m o a 蕊鬻鹫缝拣，舞麓灌遨嚣中爨整巍瑟溪试王 律，锻援接广m o a 黪穰游缝硬究诊瑟方法鞫蠢线楗溺方法。灵考试粪采 袈主邃港黧，m o a 靛囊全逶嚣才嶷磷嚣瀚爨涯。 ，3 研究瓣意义 麓陡止逡气诿备纛塞敲簿，传统麓骰法爨定麓对备设裔避行簿窀，遴 行联防褴测试，静电韵丽躐其窍缀大靛鼹羧往。溪耱整试验薅搽绥磐惫； 试骏奄嚣燕，试验溺麓长，试验竣备笨重，罨致经济臻必大、等绶蕊爨、 劳秘羧蕊稳、经常攀戆垂爨热强戮邂设镪存在戴藏簿。游秘这一缺陲熟途 径之一鬻爨实蘧憋缘坎蠢魏在线稔溺。毽鼗，绝缘程线爨溅具蠢专努爨饕 靛意义。 崔线蛰测凝在线诊联接术是凝邋二十零发髅越来粒一门裁的镓念摭 零，它霹以怼竣蛰菇秘参数浚霉疯葚寸骚溅，逶符入费爵戳禳掇糗灏酌数撼 嚣鬻嶷潦丈鬻矮士研究黛学靛谂突第3 蒙 及其变豫翡趋势骰蹬剿颧，霄计粼媳蜜撵设器豹缭黪，邋黪戆够犬摄节约 设器麴绦黪赞蕊，绦诿供魄豹霹纛缝，溅热凌露力设蠡靛鸯竣簿嚣孪箨邀， 造袋蠢大经济损失。为了及对获现逶褥嚣的受潮、老纯及英它潦惑，溺内 拜嚣凝了蔻麓德箨溅霉器滋行袭翁蕊瓣豁磺究二馋海辨。 黠簸讫姆溅雪糕，潞瓣片囊豫罨l 熬熟邂餐器键黪下辫，具鸯甏按蕊糕， 蠢黼片黉灏攀l 怒匏避饕爨黩酝下降，霹骧避葶亍去濑耪蹇嚣处蓬意黧耱莰逡。 菇逡疹较势礁确辩粼鞭m o a 避雷糕髓髓下醚鹣琢固辩状提，必须壤潜 瓣遐蟹牵静避辫器黻馁壤滚壤蕊黧鏊浚蠢效壤等避器在绫测爨。 。4 研究静理虢葛颡鼷 誉麓，黢渊m o a 王躐瓣方法童鬻鸯：嫠淫满魄滚法、糙搜电流三次 谤渡法、蘩渡滚轻鬻麓羚綮浚耻弼等。 憨渣灌惫瓣法怒鏊予憋渣灏激溅l x 躺瀵鞠鼹张一寇糕壤上炭姨冀隧 髓惫滚猃戆增繁繁漩，疆癫予l ，一般哭鑫靛1 0 一2 0 爱褰，是蟓签缝 魄流l 。袋瓤2 ，这辩方浚瑟敝震 | 慧。 疆谯魄溅三次谐波法建垒瞧激邋过豢遗滤波器羧溅趱三次谐波襁关 分蘩，撵瓣犍与隧燃毫滚滚毽甄数篾黎，鼹酝魏壤滤爆蕊。簇不满鹣m o a 篡荧系不赡一，又容嚣爨恕婀谐波影旗，潮囊溪整较大。如挪藏n a t i o n a lg r i l 公弱躲纛c m 鹫涟漾窀滚测试莰，窕翁溅试续荼蒸零慧l c d - 4 一滚。 基波滚楚搜金壤流通避一个俄通滤波器，去簿搿次谐波，炎豫黼蘩波 成努。方褥，凭谂谐波魄滚懿麓，鬻赣邀滚基渡麓帮怒一令宠鏊，嚣诧 瓣m o a 受溅剃辩鞍为鸯散，势必诗冀臻耗提簌了袋撂；另一方嚣，它瞧 去簿了容懿瞧滚谐波分蘩艇瓣冀魄疆淫鸯薅绫惩产雯懿菇次溪液矮努，霹 遽部势滗波禽羹魄懒菠蹩麟冀魄黻簿线鼗褥瞧好渐的其体褡瑷。戳藏它髯章 瓣抟老健豹潮鼙笨妻器测繁凄含饕亵浚谐滚袋分羽黻蠖魄滚幢德鸯艘e 锩攫 偿法楚溺致爨予p t 豹邀蕊镲擘采零 接蒸波嚣蠼电流势璧掰装 黎邋瞧毫滚，嚣燃褰，稳定愁姆，爨爨藏罄遮震豹方法。毽是没鸯考 纛辩邀辫恕逛瓣潜波成分麟鬻激褰黢魄流淫坡分量送抒完全替嫠邃邋 豢。霾魏我鞠藏翅较多鹣测试方法是麓蛰偿潼测麓阻褴濑灞魄流。其中日 零计灏嚣测遣鹰繇糊靛l c d 4 囊渣溅憩漩溺试枝燕蒸渡静旗法懿戴袭撵 l i 。 m o a r c d 辩馒毫溅瓣量谈，建象恕避秀试验酶炎拣努淡熟l 强j 。它槎 蹰精交通必学硬士研究生学位论文蘩4 页 滁理上漕加了对两边相相间耦含的补偿，通过测量两边相的泄漏电流基波 黪糨蹙羞，对逸辐进行攘健 搂，扶蕊雒够漤豫掇耀耩合戆澎蘸。溅量缝 菜优于l e d 4 的测量缩采，三稽的测撩结果蕊本相同。但电网谐波对阻性 电流峰值窍影响，弓i 起测量结鬃不稳定，这时熙能给嫩阻性电流基波值。 霉警在精确测量氧纯锌逮甏器疆缝灌漏奄流方谣楫些遴麓，但袋最终 解决这个问题仍然存在潜一定的困难，主要表现为以下三个方面：( 1 ) 在正 嚣工箨条髂下，鬣纯铎遴霉器蕊渣嚣避滚只寄几再簸安晁个毫安，丽疆 性泄漏电流则更小，其峰值的变化范围是几十微安几百微蜜，只占总泄 漏逸渡豹足+ 分之一。( 2 襞纯镑遵霉器隧蛙澄瀛逛滚舆毒辈线佳蒋拣，盈 易受温度和系统电压谐波成分的影响。阻性泄漏电流自身含村非常举富的 菇次谐波。f 3 ) 辍阂祺合堍容基索楚溅整误差黪熏要来源，显浚着毫疆等缀 的升高，测量误裁成倍增加。由于相问耦合电容是以分布参数形式存在的， 受周匿环境温度帮系统邀压变化的影魄，使褥摆闯糕念电容测量起寒毖较 酮难稽阀藕合电容静测量精庶对测量结果的影响也较大。 总之，当电网电压含膏谐波成分时，会有察性电溅谐波分量产生，薅 上述方法没有荦猿考虑箕翡灏羹结果辩彰璃，帮没有毙全补髅容牲电流谐 波分量，或者把容性电流谐波分量和有用的阻性电流谐波成分都去掉了。 羹三是嚣为程麓藕会亳謇翻系统毫莲诸技昭糖互交织在一莛，搜褥篱瑟非常 复杂。如何消除相阃耦台电容和系统电聪谐波对阻性电 j ；i 测量缡果的影响， 摄离灏量精褒，一毫是太弱关注戆焦点滴蘧。 从以上分析可以看出l c d 4 的原理是没肖考虑棚间耦台电容和电网 崴压谐波黪羲，邀是产生溅量落差数圭骚摄嚣。奉 嫠法、三次潼渡法褥基 波法都不熊排除谐波电腿对铡缴的影响，从而影响正确判断氧化锌避雷器 憋运孬i 况。剥髑数字处理技术必定是未来发鼹懿方囱，它霹戳绘爨阻性 电流波形及茯安特性捣鲶，并鼠辅以数据库鞠赢持，通可以根据各时间断 磁的变化曲线正确判断裁忧锌避露器的绝缘状掇，及时排除攀敞隐患，从 最终鏊发疆来看，一个综合绝缘程线自动簦测系统必是取代入工益涮手段， 而且这个鲧统也必将成为变电站综合自动化累统一个不可缺少的组成部 分。 本文雅过理论推导搬出一种用软件察现的信号处煺方法，对m o a 容 鹱邃滚戆备凌谐波努量分臻进行铃偻，势豫去糨瓣藕合趣流，鹾褒壤确褥 到反映m o a 运行工况的阻性电流分量。 躐南交逶大学硕士研究生学位论文捃5 燹 1 ，5 研究的主要内蜜 本文的主要任务越以氧化锌避臀器的阀片特性和阀片蒋值电路为基 懿，瘦搿数字臻号憝理疆论，瓣避雷嚣澄漏彀滚、毫疆僖号遂雩亍整理，在 存在高次谐波电流和棚间耦合电流的情况下得到比较正确的阻性泄漏电流 波形鹈露荚数掇。 本文的主要内容翔下： 第一章为绪论，简蒙食缁了氧化镲避雷器的研炎历史剿现状，措出7 凝有鹣程线薤溺方法存摩豹不怒之荛与急需解决的瓣耱。 第= 章介绍了氧化锌阀片的基本特性和镲值电路，给出了实验盛中确 定隧牲溲嚣逛流麓方法。势撰豢凄镥绞麓援嚣方法静届装拣释实藏在线蕊 测的重大意义。 筹三章主要簌瑾谚上臻突雄导戚帮捡蘸辍经淫滋遣浚变佳霹剃鼗氧 化锌避雷器运行状况方法的有效性。 第蹬搴善先提出了簸拖锌蘧霉器运行凝嚣懿努撂，然瑟分辑了潋往瓣 在线蓝测方法中存在的缺陷，指出了糕线监测氧化锌避雷器状况将嚣遇到 靛实际瞄题，最疆深入溅摄劳鼹仿真实验的方法证实了电容嚷滚於髅法存 程静闽越。 第五章是本文的重点所在。从理论上提出了除去撩性泄漏电澈鞠耀游 糕合毫藏躲吴蒋算法，并瘸款襻实现。通过辩实镄波形翡分析表鹗了该方 法的有效性。同时提出了软件对一些具体问题的处理方法。 蕊南交通犬学硕士职究生攀位论文粼6 页 第2 蠢氧化锌避雷器工作特性分擀 2 。 氢能锌瓣簿特性 2 + 1 1 氧化锌阉冀的基本特性 研究氧化锌黼雷器的性能，必须对熊关键冗件一一氧化钵阀片的特性 进行研究。本文涉及蛉主要是载德锌闽片对乡 都鳇电气特蛙。 氧纯锌阀片的一些鏊本特褴 珏3 如下； 鼗2 一l 裁傀露瓣篾等效壤路 目前，己为人们提出的氧化锌闽片的等值电路有多种，其中一个较全 瑟考虑载健锌瓣片工终程不霹激流等级下懿等蕊电路妇嚣2 掰示。 图中 c o ：戴忧锌阀片固舂电容 r p 、e p ：搐述氧佬锌溺片板佬过程电阻、电容 r v ：描述氧化镩阀片非线性电阻 l v ；攒述氧琵镑淹片魏蘧露奄滚渡赫靛度关蘩耱毫黪 r 卫：描述氧化镩阀片晶粒电阻，在冲击大电溅下起作用 在迸褥毫匿绺臻下，逶掌废蔫鹃篱纯锌瘸片，j 、电流蓬基痰戆等毽瞧跨 可简化为网2 2 。 鼹瘩交通大学硕士觏究生学位论文黎7 贾 母髋 u 豳2 2 氧化锌阀片简化游散电路 罄串： x 一戆瀣藕嘏流 i c 一密性泄漏电流 t r - - m 牲遥溅瞧滚 u - - 电网电愿 c 一瞧蓬电容 r 一日# 线性电阻，其阻值由于多种因素的影响而改变。 鬟识锌耀片翡茯安特性u l ( 戏e - j ) ，如嚣2 - 3 ，分菇疆令区域： u u b | f i i 嚏t 阁2 3 氯化锌阀片伏安特性 区域l ： 伏安特性近似于线性关系，称为线性区。 区域2 ； 伏安特毪为弱菲线能关系，称为预击穿区，其特性可以用u = c i 。袭示， a 为非线性系数，约蠹0 , t ，c 为嚣数，与氧化镑阂片特性及尺寸毒关。 ；t 西一 烈南交通犬学硕士研究生学位论文第8 页 区域3 ： 伏安特性呈极强非线性，a 值在0 0 2 一o 0 4 之间，称为畿穿区。 区域4 ： 伏安特性上翘，非线性减弱，a 值为0 1 。 区城i 和嚣域2 ，簸纯锌溺片星璃高电黼，在持续运行奄压作弼下流 过的电流很小，为小电流区；区域3 和区域4 ，氧化锌阀片照小电阻，在 魄压终蔫下漉遗缀大毫流，秀大毫流嚣。峦夸电流嚣避渡到大宅滚戮，氧 化锌阀片性质起了剧烈变化。襁电压变化很小的范围内，氧化锌阀片由呈 离电阻弱呈 毳电阻，这个过渡蘩敬一个参考电流，。，流遗氧能锌闽片丽其 土星瑷豹逛压终为参考龟压髫。，表示，一般参考毫滚定为l 豢安。 氧化锌阀片在小电流范围内的交流、直流伏安特性对比如图2 - 4 ，由 黼可觅，两特谯不同。糯中的横坐标为对数坐标，所戳，两伏安特憔钕乎 不经过零点。 e j a 交流睦舱分置 矗交潦窖瞧势量 图2 - 4 氧化锌阀片交直流伙安特性 在氧化锌润片的小电流区域，其饫安特稳显著遗篪温度影响，随温度 上升而右移，如图2 5 。 馘南交通大学硕士研究擞学位论文箔9 页 u ( k v ) 莲o 3 0 2 0 1 0 0 圈2 - 5 氧化锌阀片小电流区伏安特性与濑度关系 载亿锌闲片在持续逢匪撵餍下，将出瑗老证，葵特征必茯安特瞧患右 漂移，即相同电压作用下流过氧化锌阍片的电流增加，如图2 - 6 。 蕾 强2 - 6 袈诧镑凝片老偬蘸嚣挟蜜特毪妻孽交耽 其电流密度可用下式表示： 五= j o ( 趵( 1 h t )f 2 一1 ) 式中： 以( 嚣) ：电惶梯度e 下渡过戴诧镑阀片起始传导魄滚密度 山( 露) ：电位梯度e 下经过时间t 精流过筑化锌闽片传导电流密度 h ：氧化锌阀片老化率，与温度有关 一形 6 h o ( e ) e x p 音) ( 2 - 2 ) 杉一 嚣南交通犬学硕士研究生学位论文 第l o 页 。( 露) = 风e 1 ，一般h 。= 2 3 1 0 6 ，n 2 2 6 t ：时间 耽：老化激活能 k ：波尔菠曼常数 t ：绝对濑度( k ) 宙鼗可知：淹电嚣衽温度上舞，氧纯锌瘸片老耽潮籀。 通常将持续运行电服u 。与参考嗽压u 。，之比称为荷电搴k ： rr 丘= = 旦生( 2 3 ) u r , 荷电率越大，氧化锌阀片老化越快。 以上所列的氧化锌闽片在小电漉区域中的特性及影响因素对开展在 线篮铡截化锌避嚣器的工作有精重要钓意义。 2 。1 。2 氧化锌阀冀的隰性泄漏电流 由等效电路可知飘化锌避雷器的泄漏电流i x 为一合成电流，落由流 过阻性元传螅嫩性泄潺穰 蠢i r 鄹骞性泄漏电溅l c 组成。 莹线l ：憨壤滤 筒绒2 ：阻，徽世漏电流 曩2 7 瓴倦镑阙片总电流积瑕 堡泄漏瞧漉 判断氧化锌避雷器阀片是褥发生老化或受潮，通常以观察在正常运行 电压下淀过图2 。2 中嚣线性电壤上的隰性泄漏电流的变化，朝理察照性泄 磷南交遗大学硕姘究生学位论文第1l 页 漏电流是否增大作为判断依据。由于氧化锌阀片处在合适的荷电率状况下 懿，阻啦泄瀑奄滚仅占憨电流熬l o 一2 0 ，如瘸2 - 7 中联示。困魏， 仪仅以瓣察总电流的交化情况来确定载化锌润片阻骰泄漏电流的变化情况 是困难的，只有将非线性电阻支路中的隰性泄濑电流从总电溅中分离出来， 才麓清楚辘了解它静交纯情褫。 氧化锌避雷器泄漏呶流的阻性分擞主要包括：瓷套内外袭面的滑面泄 漏、舞冀漤蠹溪瀛及其本身戆嚣线毪辍往劳羹、夔缘支撵转鸹涟漏等。氧 化锌避雷器事故原因之一就是由于阻性分量增大，损糍剧增，弓f 起热崩溃。 扶疆论上讲，套绫整溺鬣晓锌避雷器豹疆往奄涟薅剡鼯其毪熊是舂散篷。 在现场测鬣时，尚系统禽有电雕谐波及外界电磁场的干扰时，阻性电流的 难礁测量强重要。据煮美资辩统计，瑟蓊氯诬锌避雷器事故绝大多数是匿 为受潮引起的，约占氧化锌避黼器总攀故的9 5 以上，其中密封不岚导致 受激蛉约为8 0 ，由于装配翦予爆不獭底丽g l 超耀片吸濑约占2 0 。还煮 约5 的事故是齑于蔺片老化等艨园造戚的。 2 ： ，3 实验室确定阻炼电漉的方法 在实骏室中确定阻性泄漏电流的方法 1 4 1 ，通常是利用电桥式电路的原 蠖，懿鼙2 8 所幂。电拼袋电路掳暴理怒裂霜毯容元斡c n 产垒静骞链瞧滚 对图2 2 所示韵氯化锌阀片简化等值电路中电容元件产生的昝性泄漏电流 进霉亍 偿，将氧化锌阕片或氧谯锌避嚣器鲍隧悭泄漏魄流扶总电淡中分离 出来。在电桥式电路中，为了减小补偿误差，需要选择以( t r ，r o i z ，l 巩n ( z x 兔戴诧锌瀚泞葱麓抗，稿为电源凳频率) ，按照黼2 2 搿示静裁亿锌 d 阀片蕊忧游僮电路，乏= 最毫，l z 0 = 1 娄掌e t a x l 十( o x z r ) 鼹2 - 8 电撬逛路原理圈 0 西南交通犬掌硕士研究生攀位论文繁1 2 溪 魄攒式壤爨分离隰靛淫溪魄凌靛嚣理越毽翔下； 设： 群。u 。s i n ( c a + q , ) f 2 4 ， 么= 乏ws i n ( r o t + 妒+ 鲁) 2 t 2 5 ) 1 0 ( ) 。( ) + i a ( ) 2 8 i n ( 雠+ 妒+ ) + ) 葵中：j 。、t 努剃为流楚亳容c n 、氧豫镑阂菏答值毫路 1 。 r ：下部阀片线陵毫隘 o ：上部润片等效瞧銮 g ：下部滔嚣等效瞧容 i o 底都总电流 舀，馥，哆：；蕊电疆，上罄电塍，下部憋压 列爨惠骧方摆： 巍+ 吱= 疗 j 扰；盔+ 塞；歹峨吼鲁 毛= 弦：+ 如 ( 3 - 1 ) ( 3 妨 ( 3 3 ) 蜘驴惫2 u a l e , 坦( 3 - 4 ) 吼= 驴随 r = 一魄 ( 3 - 4 ) 歹国犯l 十c 2 ) + 去+ 去 鞭南交邋犬学硕士磷究擞学位论文第1 8 贾 爿= 厍n ( 去 2 酸a r c t g t o c l r a 甜晒+ o 。妇 1 0 2 砚吗+ 3 涮z 馥一馥+ ( j a - c 2 + ：蕊鼍每嵋蝤吲+ 歹三潮妫吲+ 歹半1 ( 3 i 筇 在i o 中究爨宥多少隧性瀵潲电流，只寄选滋参考电压才熊确定，否则 笼意义。 蔽惑魄嚣为参考籀i t 斡黻橙澄漏电流，帮t o 在憨电压矢鼙上投影； 最：蠢硪掣一o c 2 s i n ( e l 一毪瓣( 3 - 6 ) 经推导交换，褥： ，。：一u 。盐氅堂竖鲤堡；( 3 - 7 )靠2 i + 面可可蕊西在膏 释一 诧嘏浚与慧电匿桑较得出动率： 哎= = 豢十警 + 磊= 嘉+ 嚣 ( 3 8 ) ( 3 一辫 由勉霹知，不诗杂散电容，滤都涮奄可强褥到与惑电聪袋同反浃整支 避雷器的平均确攀静隰往灌漏电流。 蓟避褥器努为n 羧，在不诗杂散电容辩，可敬舞l 麓薰乎衡公式撩每， 缮斑n 片溺冀器泞魂率总动攀荚系； 艺s u r = u z 嚣l + 彰2 j 妈+ u 。( 3 - 1 0 ) r f，rr r 如* 詈氏+ 詈+ ，+ 鲁k 3 ) 当n - - 2 ，i r 公式与式f 3 9 ) 箍簿结暴糖届。 土式说明；粒荣一片发生劣忧，掰底部限髓瀵漏电流将会增加，在意 辨 | l 巴 嚣辫交通犬学硕士研究生学位论文繁1 9 页 压分布均匀情况下，底部阻性 f ! 漏电流增加量为在这片上阻性电流增加量 蛇i n ，考虑电压分毒不均匀瞧蛙，戴钝锌避霉嚣每部分疆魏电滚农底部 得到的反映程度与其上电压占总电压的比例成正比。这说明溅( 3 9 ) 袭明了 威部检测 导到的阻性泄漏电流是各个郯分阻性电漉被电压加奴平均的结 粜，郧“加权平均阻性嘏流”，滚也是溅雷器部分阻性电流( 茏论上部还是 下部) 增加在底部得到反映的灵敏度被降低的主要原因。由此可知：巍避雷 嚣，j 、部分阁片醚住电流增船对，会由予上述平均效应便在底鄢检测褥甍韵 反映被大大降低，从而导致错误的判断。 在甏3 - 1 孛，籍庆颦慧毫藏至o ，奁下帮毫嚣矢量u 2 上投影，褥鞭避雷 器下部的阻性电 j i c ： 仁鲁( 3 - 1 2 ) 即：莲要使底部测爨得到下部的隰性电流，必须健底部总电流农下部 电压矢量上授影才能褥剿。 l e k 翻3 2 避雷器两节基波电压、嘏流矢羹关系 根据图3 2 表示的避雷器两节基波电压、电流矢巅关系进行分析可以 褥蓟更为清楚羽诀识。瓣避雷秣上、下节豹毫疆氇不阊，粥上、下繁电压 必有相位差。分别以上、下节电压做参考矢量时，测摄底部总电流会分别 褥列上、下节斡辍桎毫滚帮容瞧龟滚。毽黯慧逛压矢爨，主、下节牵韵阻 性电流和容性电流都成为阻容合成电流，这说明在以总电压为参考必量的 蓊捧下，检测避鬻器底罄奄滚般撂甭瓣下繁瞧疆上流过静电滚j 。，毽不 鼹最底部阎片一片的阻性电流，莳应包括避雷器各个部分的阻性电流成分。 鞭爨交邋大学硬士磷究熬学位i 龛文第2 0 瓒 3 ，2 考虑杂散毫鸯 盈3 - 3 表示考虑邂餐器主、下两部分与辩穗杂散魄容麴麓壬乏等效窀路 鹫。 l 甑 l 也 瑙3 - 3 考虑对漶杂散魄容的麓纯等效电鼹圈 凰中# c 一上、下部分阅片等效嘏容 e e 一杂散电容 a 一赛健系数，上都阕片劣豫辩，o a l 。 张一下部阕片等簸电滋 岛一逮甏器滤部慧奄滚 移，践，晚一憨邀嚣，上都耄壤，下鄂惫莲 囊爨奄路方程： 弘哦= u 3 1 3 ) ，国( c + 败+ 鲁= 歹撼践+ 彖 ( 3 i 均 o = ( j w c + 毒2 ( 3 - 1 5 ) 摆学褥窭 ；芝愁电援失曩巍参考稷爨熬痰帮黻蛙瀵澈邀滚： u 露+ l 瑟+ 拜矗积) 2 d ；+ 1 ) 】 氏可丙而磊磊丽 。 弛电流与电掇乘积磐羽珐拳： 尹。u 。：堕+ 堕+ 堡。a c e ( a ，i r ) 2 ( a c - c - c e ) 警阳7 ) 艘震r n 十2 + f 掰娃0 ：台+ 2 c ) 1 、 西南交通大学硕士 珊究生学位论文第2 1 页 ”蛊+ 裔+ 等两a c e 而( o 。g ) 2 丽( a c - 丽c - c e ) ( 3 _ 1 8 ) 式( 3 。1 8 ) 中的前两项即为由式( 3 9 ) 得到豹匈总电派共同及浃避雷器全 部功率的加权平均阻性电流为： 气。兰+ 斋( 3 - 1 9 ) a r uo 如。+ 商 讨谚： + a l ，下部劣化则： 铲嘉+ 熹警篇蔫器 p 2 2 ， 当 l a l + c e c ，氏 氏 这表明： l 。下郏劣毙涎，底部溅出鸵疆挂瀵漏电浚太子上郏目样劣证时测毖戆 阻性泄漏电流。 2 。下郝劣优到一定獠度，底部测出的理性溉漏电流大予避霉器加权乎 婚南交通大学硕士研究擞学位论文第2 2 页 均隧毪窀流，繇底部溺爱隧佳淹漏电流方法对下部隧往毫流交讫更麓敏感 但也要小于下部的阻性电流。 3 3 存在均压电容 图3 - 4 为同时考虑杂散电喾及均压电容的简化等效电路模型。 l 虹 l 证 图3 - 4 考虑杂散电容及均聪电容的简化等效电路模型 图中： c 一阀片等效电容 c r 均压电撵、杂散电容 a 一劣筵系数，上酃阁冀劣纯霹，o r a t i o l ，瑟商会遴辩均压嘏容瘊，杂散电容瓣影啭稳 存凝，傻影响糨瘦减小。 3 。2 篓簧避誉鼗t 藩；嚣 筠7 瓤断节数增擞鹾慰系数r a t i o 憋影睫，将戴讫镑瓣雷爨努麓三蕊， 枝考惑凝上嚣节发生劣化，分以下瓶辩情掇讨论底部捡溯阻性奄流变化 对魏繇畿纯铎谶臀器运行状凝黪露效犍。 3 + 2 ，1 考纛鸯杂数毫容，茺均瑟毫察 麓鼹等效瞧鼹鸯l l 爨3 - 5 。 l 激 i 娩 汹 圈3 5 鸯惑杂散瞧客豹甄健耱遥露嚣麓纯等煞邀路 蘩审 0 一镤冀等效憩容 e e 一袈教惫察，为祷像，设各楚杂散懿褰拣蘑 a 一劣豫系数，上熬润嚣劣纯辩，0 a l 。 r 一游冀等效电澄 西南交通大学硕士磷究生学位论文第2 4 页 l o 一避筲器底邵总电流 移，痧；，章：，也一惩宅垂，上部亳篷，孛帮毫莲，下帮魄珏 歹4 出电路方程： 识+ 舀2 + 移，= 移 3 2 9 ) 叭肛+ 寺一吣0 3 ) j o j c e - 0 2 ( ，挝+ 一 隆3 。， 0 2 u c o c + 去卜玩_ ，碱一吼( ，心+ 丽1 ) f 3 - 3 1 )