氧化锌避雷器设备缺陷的带电检测有效性试验研究

摘要

氧化锌避雷器作为电力系统中限制过电压的主要设备之一，可以为重要的电气设备提供一定的保护水平和保护裕度，其性能的好坏直接关系到电力系统的安全运行，但由于氧化锌避雷器无串联间隙并长期工作在户外，受到运行电压、大气环境以及冲击过电压等的电热应力的综合作用[2]，电阻片及密封元件会随运行时间的增加而逐渐劣化，使其流过氧化锌避雷器电阻片的泄漏电流增大，泄漏电流中的阻性分量会导致电阻片温度上升，产生的有功损耗增大，严重时甚至将导致氧化锌避雷器爆炸，进而引发大面积的停电事故[3]。因此，通过带电检测手段来判断氧化锌避雷器在线运行状态对电力系统的安全稳定运行是非常有必要的。 为了能够有效监测氧化锌避雷器的运行状态，及时发现氧化锌避雷器的缺陷故障，避免重大事故的发生，本文以500kV瓷外套氧化锌避雷器为研究对象。对500kV瓷外套氧化锌避雷器进行了不同位置老化及受潮情况下的工频耐压试验，并在试验过程中利用阻性电流测试仪、红外成像仪、植入式光纤温度传感器以及光纤场强测试仪对氧化锌避雷器的各电气参数、内部温度分布、外部温度分布、场强分布及电压分配等特性进行了检测分析。 研究结果表明:日常生产所采用的全电流阻性电流、红外成像等带电检测方法能够在一定程度上反映避雷器老化及受潮缺陷;而植入温度传感器监测避雷器内部阀片温度和采用光纤/场强法检测避雷器沿面纵向场强的方法对超、特高压避雷器缺陷分析更灵敏，可在缺陷发生的早期及时发现避雷器缺陷状况，对评估避雷器运行状态，更高效灵敏地发现避雷器劣化程度提供了可靠的检测方法。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1研究的背景及意义

1．2国内外研究现状

1．3项目的理论和实践依据

1．4论文研究内容及技术路线

第二章氧化锌避雷器概述

2．1氧化锌避雷器的结构及其伏安特性

2．2氧化锌避雷器等值电路

2．3氧化锌避雷器损坏原因

2．3．1内部阀片与瓷外套之间的局部放电

2．3．2内部受潮

2．3．3热击穿

2．4在线监测方法

2．5本章小结

第三章避雷器受潮情况下电位分布研究

3．1试验概况

3．1．1检测原理

3．1．2试验布置

3．2正常条件下避雷器表面电场及电位分布

3．2．1单节避雷器特性分析

3．2．2避雷器整体特性分析

3．3受潮条件下避雷器表面电场及电位分布

3．3．1氧化锌避雷器电场分布特性

3．3．2氧化锌避雷器电位分布特性

3．3．3氧化锌避雷器电压检测方法

3．4变电站现场500kV避雷器场强及电压分配检测试验

3．4．1试验概况

3．4．2试验过程

3．4．3试验记录

3．4．4结果分析

3．5本章小结

第四章避雷器受潮缺陷下温度场及电气参量研究

4．1试验概况

4．1．1氧化锌避雷器受潮分析

4．1．2试验原理

4．1．3试验布置

4．2内部温度特性分析

4．3外部温度特性分析

4．4电气参量分析

4．4．1总泄漏电流

4．4．2阻性电流分量

4．4．3阻性电流三次谐波

4．4．4阻性电流五次谐波

4．4．5有功损耗

4．4．6相位角

4．5本章小结

第五章避雷器老化情况下温度场及电气参量研究

5．1试验原理及方法

5．2上节避雷器老化试验

5．3中节避雷器老化试验

5．4下节避雷器老化试验

5．5本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢

附录