基于冲击特性分析和漏电流综合评价的避雷器监测系统.pptx

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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;监控平台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、泄漏一、泄漏电电流流评评价的基本原理价的基本原理二、冲二、冲击电击电流流评评价的基本原理价的基本原理三、冲三、冲击击波形波形评评价的基本原理价的基本原理四、四、环环境境对对避雷器寿命的影响避雷器寿命的影响五、避雷器劣化失效的五、避雷器劣化失效的计计算算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MOA1、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、影响因素1一般一般认为认为，阻性，阻性电电流的增加是引起氧化流的增加是引起氧化锌锌避雷器劣化的主要因素；避雷器劣化的主要因素；2湿度入侵或是氧化湿度入侵或是氧化锌阀锌阀片的老化。

片的老化。

3老化：

改老化：

改变变伏安特性，高次伏安特性，高次谐谐波增大，基波增加波增大，基波增加较较小。

小。

4受潮：

基波增大，高次受潮：

基波增大，高次谐谐波增加波增加较较小。

小。

5对对避雷器避雷器进进行行监测时监测时，仅仅阻性阻性电电流或高次流或高次谐谐波都不能作波都不能作为为直接判据。

直接判据。

6二、冲击电流评价的基本原理1氧化氧化锌阀锌阀片一般只能通片一般只能通过过20kA以下的雷以下的雷电电流，流，绝绝大多数只能通大多数只能通过过5kA；2据据统计统计，在我国，在我国60以上的雷以上的雷电电流超流超过过20kA，80以上的雷以上的雷电电流流超超过过10kA，所以必所以必须须采取采取办办法把法把电电流限制在流限制在20kA或或10kA甚至甚至5kA以下以下；1、阀阀片情况片情况72、冲、冲击电击电流流检测检测的必要性的必要性

（1）国国标标GBll032交流无交流无间间隙金属氧化物避雷器中隙金属氧化物避雷器中规规定：

定：

应应能耐受能耐受20次峰次峰值值等于等于标标称称电电流的雷流的雷电电冲冲击电击电流流试验试验，不，不闪络闪络、不、不损损坏。

坏。

（2）避雷器的放）避雷器的放电电电电流峰流峰值值及大于及大于标标放放电电流的次数，流的次数，对对于于评评价避雷器的运价避雷器的运行状行状态态，特，特别别是是针对针对有有间间隙的避雷器具有重要的价隙的避雷器具有重要的价值值和参考意和参考意义义。

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电电阻片的冲阻片的冲击击老化特性老化特性1在大冲在大冲击电击电流作用下，冲流作用下，冲击电击电流波流波头时间头时间越短，越短，ZnO电电阻片上残阻片上残压压越越高。

高。

2冲冲击击老化的机理主要是老化的机理主要是热热老化。

老化。

冲冲击电击电流作用下，流作用下，短短时间时间内将有内将有大量大量的能量流入的能量流入ZnO电电阻片。

如果不考阻片。

如果不考虑虑散散热热，升温，升温过过程可近似看作程可近似看作绝热绝热温升。

会温升。

会对对ZnO电电阻片阻片带带来来较较大的大的损损坏，多次冲坏，多次冲击对击对ZnO电电阻片阻片老化老化存在累存在累积积效效应应。

某种某种ZnO电电阻片在阻片在4/10s波形波形的的100kA冲冲击击电电流流作用后直流作用后直流1mA电压电压（U1mA）下的功耗可增加下的功耗可增加20%。

3冲冲击电击电流作用下，流作用下，老化与冲老化与冲击电击电流幅流幅值值、波形、波形、冲冲击击次数、次数、相相邻邻冲冲击间击间隔隔时间时间和施加冲和施加冲击时击时ZnO电电阻片的温度有关。

阻片的温度有关。

2、大、大电电流冲流冲击击的老化情况的老化情况三、冲击波形评价的基本原理图图1两种波形两种波形、不同不同电电流幅流幅值值冲冲击击次数的情况次数的情况

（1）8/20s波形波形、30kA的雷的雷电电流冲流冲击击5次后次后，ZnO电电阻片的降得很快，阻片的降得很快，接接近近20%，40kA的雷的雷电电流大流大约约冲冲击击4次后次后，ZnO电电阻片的阻片的U1mA急速下降。

急速下降。

（2）相比之下，相比之下，幅幅值值大的大的长长波波头头冲冲击电击电流以流以较较少次冲少次冲击击ZnO电电阻片，阻片，电电阻片阻片性能明性能明显显下降，下降，说说明明ZnO电电阻片老化迅速。

阻片老化迅速。

9三、冲击波形评价的基本原理图图2两种波形两种波形、不同不同电电流幅流幅值值冲冲击击下的功率情况下的功率情况1冲冲击电击电流幅流幅值值越大，功率越大，功率损损耗越大。

耗越大。

4/10s，40kA的的电电流冲流冲击击大大约约需要需要5次次，30kA冲冲击击大大约约6次。

次。

4/10s,20kA的老化比的老化比较轻较轻微。

微。

2幅幅值值大的冲大的冲击电击电流多次冲流多次冲击击ZnO电电阻片后，即使得阻片后，即使得ZnO电电阻片功率阻片功率损损耗耗增加，增加，产产生老化。

生老化。

10三、冲击波形评价的基本原理3、理、理论论波形与运行波形的差波形与运行波形的差别别四、环境对避雷器寿命的影响1、现场现场数据数据1.41.210.80.60.40.20厦厦门门金半二金半二路路16#避雷器运行数据避雷器运行数据系列1系列2系列31运行数据最小运行数据最小0.71mA，最大，最大1.27mA，数据，数据时间时间不超不超过过24小小时时反复。

按照反复。

按照试验规试验规程，程，避雷器已避雷器已经经劣化。

劣化。

2一般一般认为认为：

阻性：

阻性电电流的增加是引起氧化流的增加是引起氧化锌锌避雷器劣化的主要因素，主要包括瓷套表避雷器劣化的主要因素，主要包括瓷套表面的面的沿面泄漏沿面泄漏（Iw），），阀阀片内部泄露全片内部泄露全电电流流（Ix），），及其本身的非及其本身的非线线性性电电阻分量阻分量（Ir）。

所以从。

所以从总总泄漏泄漏电电流流（Ia）中准确提取其阻性中准确提取其阻性电电流是判断避雷器运行状况的关流是判断避雷器运行状况的关键键：

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

（1）无无论论是哪种波形，是哪种波形，ZnO电电阻片在阻片在60时时的功耗要比的功耗要比30时时的大。

的大。

（2）同同样样在在60时时，8/20s比比4/10s波形下的功率波形下的功率损损耗大。

耗大。

（a）4/10s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）8/20s波形五、避雷器劣化失效的计算表面表面污秽污秽下下MOA泄漏泄漏电电流的流的误误差差相相对对湿度湿度对对MOA的影响的影响五、避雷器劣化失效的计算17电压电压波波动动下下MOA阻性阻性电电流的流的误误差差五、避雷器劣化失效的计算18五、避雷器劣化失效的计算因因此此，准准确确的的测测量量出出避避雷雷器器阻阻性性电电流流、各各次次谐谐波波分分量量及及变变化化、以以及及环环境境温温湿湿度度的的比比较较和和综综合合判判断断，才才能能实实现现对对避避雷雷器器运运行行状状态态的的准准确确监监测测和和有有效效评评估及避雷器的寿命估及避雷器的寿命计计算。

算。