基于集膚效應的氧化鋅避雷器故障分析.pdf

1、由于我國幅員遼闊、地形復雜,遠距離輸電線路的組廊必將經(jīng)過復雜的地形地貌,加之氣候條件存在顯著的差異,輸電線路的運行條件必定相當惡劣,比如冰雪、暴雨、臺風等,更加嚴重的危害是雷擊。因為遠距離輸電線路經(jīng)過了了復雜的地形,比如山川、河流、高原、濕地等,而陡峭的山坡、河流的大跨距等惡劣地形上架設的輸電線路都很容易遭受雷擊,所以對輸電線路的雷擊保護顯得日趨重要。作為當今已經(jīng)公認為是最先進的防雷技術產(chǎn)品——氧化鋅避雷器(以下簡稱避雷器),也必將廣泛

2、應用于遠距離的輸電線路系統(tǒng)中。
　　雖然避雷器是如今公認的最先進的防雷產(chǎn)品,但是避雷器的制造受限于科技技術水平還遠未達到防雷所要求的技術水準,不少已經(jīng)投入運行的避雷器都或多或少出現(xiàn)了一些故障問題。避雷器在電力系統(tǒng)中的廣泛應用必將帶來避雷器的眾多故障問題,國內(nèi)外的知名學者與高校主要集中精力研究已公認的故障原因——老化和受潮,但仍有相當一部分避雷器的故障原因并未查明。因此,本論文提出并探討了集膚效應是避雷器故障的原因之一:無論是雷電還

3、是操作過電壓引起的電流通過避雷器向大地泄放電流時都存在比較嚴重的集膚效應,這必將導致避雷器在正常工作時出現(xiàn)邊緣局部多次擊穿的問題,長此以往被經(jīng)常擊穿的局部區(qū)域的非線性伏安特性將變得不再優(yōu)良,更容易發(fā)生故障甚至爆炸;更有甚者起到相反的作用,導致安裝避雷器的被保護設備更容易發(fā)生接地故障。
　　本論文通過理論分析、實驗論證了集膚效應是避雷器故障原因之一這一觀點的正確性。首先介紹氧化鋅避雷器閥片的微觀結構、非線性伏安特性的產(chǎn)生原理,避雷器

4、的工作原理及其故障的一些原因;然后用傅立葉分解雷電流,三種數(shù)學函數(shù)模型都與頻率有著密切的關系,簡要介紹了集膚效應產(chǎn)生的機理得知集膚效應也與頻率存在固定的函數(shù)關系,證明避雷器在正常工作時集膚效應的存在性,通過模擬沖擊電壓實驗證明氧化鋅非線性電阻閥片存在集膚效應,并會出現(xiàn)邊緣局部多次擊穿現(xiàn)象,分析實驗數(shù)據(jù)、現(xiàn)象及擊穿點的位置得出閥片會因為邊緣局部擊穿導致非線性伏安特性變差的結論;最后通過成品避雷器的模擬擊穿實驗,對擊穿后的避雷器進行解體分析