基于集膚效應(yīng)的氧化鋅避雷器故障分析.pdf

1、由于我國(guó)幅員遼闊、地形復(fù)雜,遠(yuǎn)距離輸電線路的組廊必將經(jīng)過(guò)復(fù)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(yùn)行條件必定相當(dāng)惡劣,比如冰雪、暴雨、臺(tái)風(fēng)等,更加嚴(yán)重的危害是雷擊。因?yàn)檫h(yuǎn)距離輸電線路經(jīng)過(guò)了了復(fù)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(shè)的輸電線路都很容易遭受雷擊,所以對(duì)輸電線路的雷擊保護(hù)顯得日趨重要。作為當(dāng)今已經(jīng)公認(rèn)為是最先進(jìn)的防雷技術(shù)產(chǎn)品——氧化鋅避雷器(以下簡(jiǎn)稱避雷器),也必將廣泛

2、應(yīng)用于遠(yuǎn)距離的輸電線路系統(tǒng)中。
　　雖然避雷器是如今公認(rèn)的最先進(jìn)的防雷產(chǎn)品,但是避雷器的制造受限于科技技術(shù)水平還遠(yuǎn)未達(dá)到防雷所要求的技術(shù)水準(zhǔn),不少已經(jīng)投入運(yùn)行的避雷器都或多或少出現(xiàn)了一些故障問(wèn)題。避雷器在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用必將帶來(lái)避雷器的眾多故障問(wèn)題,國(guó)內(nèi)外的知名學(xué)者與高校主要集中精力研究已公認(rèn)的故障原因——老化和受潮,但仍有相當(dāng)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(yīng)是避雷器故障的原因之一:無(wú)論是雷電還

3、是操作過(guò)電壓引起的電流通過(guò)避雷器向大地泄放電流時(shí)都存在比較嚴(yán)重的集膚效應(yīng),這必將導(dǎo)致避雷器在正常工作時(shí)出現(xiàn)邊緣局部多次擊穿的問(wèn)題,長(zhǎng)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(dǎo)致安裝避雷器的被保護(hù)設(shè)備更容易發(fā)生接地故障。
　　本論文通過(guò)理論分析、實(shí)驗(yàn)論證了集膚效應(yīng)是避雷器故障原因之一這一觀點(diǎn)的正確性。首先介紹氧化鋅避雷器閥片的微觀結(jié)構(gòu)、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(xué)函數(shù)模型都與頻率有著密切的關(guān)系,簡(jiǎn)要介紹了集膚效應(yīng)產(chǎn)生的機(jī)理得知集膚效應(yīng)也與頻率存在固定的函數(shù)關(guān)系,證明避雷器在正常工作時(shí)集膚效應(yīng)的存在性,通過(guò)模擬沖擊電壓實(shí)驗(yàn)證明氧化鋅非線性電阻閥片存在集膚效應(yīng),并會(huì)出現(xiàn)邊緣局部多次擊穿現(xiàn)象,分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、現(xiàn)象及擊穿點(diǎn)的位置得出閥片會(huì)因?yàn)檫吘壘植繐舸?dǎo)致非線性伏安特性變差的結(jié)論;最后通過(guò)成品避雷器的模擬擊穿實(shí)驗(yàn),對(duì)擊穿后的避雷器進(jìn)行解體分析