基于冲击特性分析和漏电流综合评价的避雷器监测系统

1、基于冲击特性分析和漏电流评价的避雷器监测系统2项目概述主题：对在线监测的避雷器缺陷判据的讨论，实现设备故障的提前预警；内容：环境、工况及电网运行等影响因素和特征量的采集，为评估提供基础数据；目的：通过相关数据分析，能够对避雷器失效劣化做以判断，实现避雷器寿命的评估;数据中心无线数据终 端避雷器在线监测变压器在线监测无线数据终 端避雷器在线监测变压器在线监测一、泄漏电流评价的基本原理二、冲击电流评价的基本原理三、冲击波形评价的基本原理 四、环境对避雷器寿命的影响五、避雷器劣化失效的计算4一、泄漏电流评价的基本原理持续电网电压受潮、过热等阻性电流、 谐波增大温升、加速 老化损坏、失效污闪、爆炸MO

2、A1、由于金属氧化物有良好的非线性电阻特性，所以氧化锌避雷器内部没有放电间隙。5一、状态检修的必要性2、影响因素一般认为，阻性电流的增加是引起氧化锌避雷器劣化的主要因素；湿度入侵或是氧化锌阀片的老化。老化：改变伏安特性，高次谐波增大，基波增加较小。受潮：基波增大，高次谐波增加较小。对避雷器进行监测时，仅阻性电流或高次谐波都不能作为直接判据。6二、冲击电流评价的基本原理（2）据统计，在我国60以上的雷电流超过20kA， 80以上的雷电流超过10 kA，所以必须采取办法把电流限制在20kA或10kA甚至5kA以下；1、阀片情况（1）氧化锌阀片一般只能通过20kA以下的雷电流，绝大多数只能通过5 k

3、A；72、冲击电流检测的必要性（1）国标GBll032交流无间隙金属氧化物避雷器中规定：应能耐受20次峰值等于标称电流的雷电冲击电流试验，不闪络、不损坏。（2）避雷器的放电电流峰值及大于标放电流的次数，对于评价避雷器的运行状态，特别是针对有间隙的避雷器具有重要的价值和参考意义。二、冲击电流评价的基本原理8三、冲击波形评价的基本原理1、ZnO 电阻片的冲击老化特性（1）在大冲击电流作用下，冲击电流波头时间越短， ZnO 电阻片上残压越高。冲击老化的机理主要是热老化。 冲击电流作用下， 短时间内将 有大量的能量流入ZnO 电阻片。如果不考虑散热，升温过程可近似看作 绝热温升。会对ZnO电阻片带来较

4、大的损坏，多次冲击对 ZnO 电阻片老 化存在累积效应。 某种 ZnO 电阻片在 4 /10s 波形的100kA冲击电 流作用后直流 1mA 电压（U1mA）下的功耗可增加20%。冲击电流作用下， 老化与冲击电流幅值、 波形、 冲击次数、相邻冲击间隔时间和施加冲击时ZnO 电阻片的温度有关。2、大电流冲击的老化情况三、冲击波形评价的基本原理图1两种波形、 不同电流幅值冲击次数的情况（1）8/20s波形、30kA的雷电流冲击5次后，ZnO电阻片的降得很快， 接近20%，40kA的雷电流大约冲击4次后，ZnO电阻片的U1mA急速下降。（2）相比之下， 幅值大的长波头冲击电流以较少次冲击ZnO电阻片

5、，电阻片 性能明显下降， 说明 ZnO 电阻片老化迅速。9三、冲击波形评价的基本原理图2两种波形、 不同电流幅值冲击下的功率情况冲击电流幅值越大，功率损耗越大。4/10s，40 kA的电流冲击大约 需要5次，30 kA冲击大约6 次。4/10s,20 kA的老化比较轻微。幅值大的冲击电流多次冲击 ZnO 电阻片后，即使得 ZnO 电阻片功率损耗增加，产生老化。103、理论波形与运行波形的差别三、冲击波形评价的基本原理四、环境对避雷器寿命的影响1、现场数据1.41.210.80.60.40.20厦门金半二路16#避雷器运行数据系列1系列2系列3运行数据最小0.71mA，最大1.27mA，数据时间

6、不超过24小时反复。按照试验规程，避雷器已经劣化。一般认为：阻性电流的增加是引起氧化锌避雷器劣化的主要因素，主要包括瓷套 表面的沿面泄漏（Iw），阀片内部泄露全电流（Ix），及其本身的非线性电阻分量（Ir）。所以从总泄漏电流（Ia）中准确提取其阻性电流是判断避雷器运行状况的关 键：Ia=Iw+Ix，Ix=Ic+Ir四、环境对避雷器寿命的影响五、避雷器劣化失效的计算无论是哪种波形， ZnO 电阻片在60时的功耗要比30时的大。同样在60时， 8/20s比4/10s波形下的功率损耗大。(a) 4 /10 s 波形图3两种波形、不同幅值、不同温度下冲击次数与 功率损耗的关系(b) 8 /20 s 波形五、避雷器劣化失效的计算表面污秽下MOA泄漏电流的误差相对湿度对MOA的影响五、避雷器劣化失效的计算17电压波动下MOA阻性电流的误差五、避雷器劣化失效的计算18五、避