电力设备绝缘在线监测实验论文-金属氧化物避雷器的在线监测和绝缘诊断

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1、电力设备绝缘在线监测实验论文西安交通大学高电压技术教研室电力设备绝缘在线监测实验论文金属氧化物避雷器的在线监测和绝缘诊断姓名：班级：电气89学号：2011/12/0313电力设备绝缘在线监测实验论文金属氧化物避雷器的在线监测和绝缘诊断摘要金属氧化物避雷器（MOA）已广泛应用于变电站、GIS等各个领域，成为世界上避雷器发展的主要方向。但是，由于目前采用的金属氧化物避雷器大多不带有任何间隙,这样氧化锌阀片长期直接承受工频电压,运行期间总有电流流过阀片,另外再加上冲击电压及内部受潮等因素的作用，会引起避雷器阀片老化、阻性泄漏电流增加和功耗加剧,导

2、致避雷器阀片温度升高直至发生热崩溃,从而引发电力系统事故。因此，对金属氧化物避雷器的绝缘状况进行长期的在线监测是保证其安全运行的重要手段，目前电力部门主要通过监测MOA阻性泄露电流来判断其绝缘状况。本文详细介绍了氧化锌阀片（MOV）的特性以及金属氧化物避雷器的工作机理，对MOA的故障特点和诊断内容加以分析，提出了几种监测其阻性泄露电流的方法，最后对实验室提供的金属氧化物避雷器依照“电力设备预防性试验规程”进行了绝缘诊断。关键词：金属氧化物避雷器，MOV，绝缘诊断，在线监测0引言20世纪70年代至80年代间，一种新型的、无间隙的以氧化锌为阀片

3、原料的金属氧化物避雷器（MOA）问世。与由放电间隙和碳化硅发片电阻构成的传统避雷器相比，MOA具有优越的保护性能，如无续流、动作负载轻、耐重复动作能力强、通流容量大等；并且性能稳定、抗老化能力强、、能适应严重污染和高海拔地区以及GIS等多种特殊需要；适于大批量生产，成本低。金属氧化物避雷器（MOA）已广泛应用于变电站、GIS等各个领域，成为世界上避雷器发展的主要方向。但是，经过现场的运行表明：由于目前采用的金属氧化物避雷器大多不带有任何间隙,这样氧化锌阀片长期直接承受工频电压,运行期间总有电流流过阀片,另外再加上冲击电压及内部受潮等因素的作

4、用，会引起避雷器阀片老化、阻性泄漏电流增加和功耗加剧,导致避雷器阀片温度升高直至发生热崩溃,从而引发电力系统事故。因此，对金属氧化物避雷器的绝缘状况进行长期的在线监测是保证其安全运行的重要手段，目前电力部门主要通过监测MOA阻性泄露电流来判断其绝缘状况，本文主要研究内容即是MOA阻性泄露电流的监测。1MOA电阻片13电力设备绝缘在线监测实验论文1.1MOV的微观结构贴片压敏电阻片（MOV）是金属氧化物避雷器（MOA）的主要工作部件。由于其具有非线性伏安特性，在过电压时呈低电阻，从而限制避雷器端子间的电压，而在正常工频电压下呈现高电阻，使得金

5、属氧化物避雷器（MOA）具有优越的保护性能。20世纪70年代末，国内、外专家、学者借鉴了压敏电阻在其他领域的应用，对氧化锌及添加剂材料、ZnO电阻片制造工艺进行了潜心分析、研究，制成了以氧化锌为主要原料添加少量的三氧化二铋、氧化钴、三氧化二铬、二氧化锰、三氧化二锑等多种微量金属氧化物添加剂,经过混料、造粒、含水、沉浮、成型，并按严格的温度曲线排胶、烧结、热处理和涂布、烧结、涂刷侧面高阻层釉等十几道复杂工艺流程过程的贴片压敏电阻（MOV）。MOA阀片的主要成分是ZnO，还掺有Bi2O3、Co2O3、MnO2、Sb2O3等其它金属氧化物，MOA

6、的非线性特性主要是由晶界层形成的，在低电场强度下其电阻率为,而当电场强度达到时，其电阻率骤然下降进入低电阻状态。这种阀片具有极好的非线性保护特性。晶界层的相对介电常数可达500～2000，使阀片具有相当大的电容量，因而在运行中流过阀片的电流主要是电容电流。图1—1MOA阀片的微观结构1-ZnO晶粒2-晶界层3-尖晶石晶粒1.2MOV的物理模型MOV在低电压下具有很强的电介质特性，而在高电压下具有极强的导体特性，属于半导体陶瓷性电阻。它的物理模型是一个复杂的非线性电阻、电容、电感元件的混联电路，并且这些元件参数值均与作用电压、电流、波形、温度

7、等多种因素有关，准确地反映这一物理模型目前仍是一个艰巨的理论课题。近几年的研究表明：在极陡的电流波作用下，MOV的V-A特性曲线上会出现幅值为5%～15%、持续时间为几纳秒～几十纳秒的残压过冲，过冲幅值和持续时间与作用电流的陡度、幅值、时间有关。这一现象说明了MOV在快速的陡波头电流冲击下具有明显的电感效应。通常柱式避雷器电感量约为1μH/m,GIS罐式避雷器电感量约为0.33μH/m。IEEE工作组提出了适用于冲击电流波头时间在0.5μs～45μs范围的ZnO电阻片模型电路，经验证，这种模型电路与实际测试结果比较吻合，产生的最大误差<4.

8、5%。①MOV传统宏观的物理模型13电力设备绝缘在线监测实验论文该模型适用于波头较缓的冲击电流波作用下图1—2MOV的传统物理模型R1—晶粒呈现的弱非线性电阻R2—结晶界层呈现的