避雷器的在线监测与故障诊断课件

避雷器在线监测与故障诊断1目录避雷器的保护原理与分类01避雷器的故障特点与诊断内容02补偿法测量阻性电流03谐波法测量、分析监测阻性电流042避雷器实质上是一种放电器，并联连接在被保护设备附近。避雷器保护作用原理如图所示。避雷器的击穿电压要比被保护设备的低。当过电压波沿线路入侵并超过避雷器的放电电压时，避雷器首先放电把入侵波导入大地，限制了作用于设备上的过电压数值，从而保护了设备绝缘免遭击穿破坏。当入侵波消失后，避雷器应能自行恢复绝缘能力，以免造成工频接地短路事故。过电压波

避雷器

被保护设备

1.1避雷器的保护原理避雷器的保护作用原理示意图对避雷器一般有如下几个基本要求：具有较强的绝缘自恢复能力具有平直的伏秒特性曲线具有一定通流容量31.2避雷器的分类避雷器传统避雷器金属氧化物避雷器(MOA)管型避雷器阀型避雷器单片压敏电阻避雷器多片压敏电阻避雷器42.1避雷器的故障特点阀片长期承受工频电压作用而产生劣化或者避雷器结构不良、密封不严等原因引起避雷器电阻特性的变化及泄漏电流的增加(特别是阻性电流的急剧增加),致使阀片温度上升而发生热崩溃,造成避雷器爆炸事故。所以,应将MOA的监测问题提升到很重要的位置。由于避雷器对地杂散电容的影响，串接的电阻片电压分布不均匀，靠近高压端的电阻片承受较高电压。若无均压措施，会使高压端阀片老化，进而影响避雷器的正常工作。52.2诊断内容电力部门普遍采用监测氧化锌避雷器阻性电流的方法来诊断其绝缘状况。由于氧化锌阀片具有很高的介电常数，所以工作电压下流过阀片的主要是容性电流。故我们在线监测的要解决的关键技术就是如何从容性电流中分离出微弱的阻性电流。63.1基本原理与相间影响基本原理：用电流传感器耦合经过避雷器的电流（阻性和容性电流之和），使用同相的电压信号来剔除容性分量。同相的电压信号进行移相（90度）和放大之后与容性电流相等。相间影响：1、相邻电压的耦合作用，会使容性电流的相位不再和相电压相差九十度，因此移相器不再是90度，而是要在90度基础上再后移一个角度。2、实际统计资料分析一般A、C相的电流相比较单独运行时会后移和前移3～5度，使阻性电流读数出现增大和减小。B相基本不变。消除相间干扰的办法：不再移相90度，可能小于或者大于其3～5度。可通过停电情况下，外施电压下记录下移相条件73.2自然向量补偿法原理与LCD-4相近：均为对容性电阻进行补偿。本法利用容性电流分量必然和另外两相的线电压同相或反相的原理进行检测。与LCD-4比较：本法与前述补偿法原理相同，相间干扰问题均未能彻底解决（需加入移相器）。但由于本法是以补偿信号作为装置工作电源，故本系统不需另接工作电源。83.3对补偿法的改进补偿法的局限性：容性电流补偿法测量阻性电流原理清楚、方法简便，为实际所应用。但是该方法在外加电压为谐波的情况下不能去除谐波容性电流这样就对阻性电流的测量产生影响。对补偿法的改进：对外加电压和全电流进行快速傅里叶变换（FFT变换），通过对原始计算公式进行改进，由此求出改进补偿系数，可将基波与谐波容性电流分量去除。参考文献：《高压电器》第41卷第3期《金属氧化物避雷器在线检测的改进补偿法研究》94.1零序电流法基本原理：电阻的非线性从而电流非线性，存在谐波分量。实现方法：监测三相总接地线上的总电流（即三次谐波分量），然后求出总的阻性电流。缺点：系统本身的谐波会干扰检测精度，无法判断哪一相发生故障；当电源本身含有谐波时测量结果会偏大。104.2三次谐波法与谐波分析法三次谐波法基本原理：电阻的非线性从而电流非线性，存在谐波分量，且三次谐波与总值之间有一定比例关系。实现方法：测量每相避雷器接地线的总电流、三次谐波分量。缺点：相间干扰会使A，C偏大；系统谐波会产生干扰。谐