[发明专利]一种确定氧化锌避雷器最大允许阻性泄漏电流的方法

说明书

技术领域

本发明属于高压电器技术领域，具体涉及一种确定氧化锌避雷器最大允许阻性泄漏电流的方法。

背景技术

避雷器在电力系统中主要用于限制由线路传来的雷电过电压或操作引起的内部过电压，保证系统的正常运行。氧化锌避雷器由于具有优良的非线性特性，保护特性好、通流容量大、结构简单，提供更好的保护水平和更大的保护裕度，得到了广泛的运用。尽管氧化锌避雷器材料生产水平不断提高，但由于长期承受工频电压、过电压及受潮等因素影响，阀片会逐渐老化，泄漏电流增加并导致温度升高，最终引发电网事故。

引发氧化锌避雷器出现故障的因素主要有受潮、短路等，受潮事故占氧化锌避雷器总事故率的60％以上。氧化锌避雷器运行状态的变化直接反映在其阻性泄漏电流的变化上，阻性泄漏电流的增大和突变是导致避雷器故障的主要原因，因此，阻性泄漏电流的监测是检验氧化锌避雷器故障的有效手段。

根据辽宁省防雷技术服务中心的相关规定，将泄漏电流的数值变动超过10％的压敏电阻判定为失效的压敏电阻。通过氧化锌避雷器阻性泄漏电流变动率来反应其受潮程度，考虑氧化锌避雷器的稳定运行及电力系统的安全裕量，得到阻性泄漏电流变化情况与氧化锌避雷器受潮状态的关系，得到氧化锌避雷器的最大允许阻性电流。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种确定氧化锌避雷器最大允许阻性泄漏电流的方法，以达到方便、直观地得到氧化锌避雷器中各个氧化锌电阻片的受潮程度，较好地对氧化锌避雷器的故障进行预警的目的。

本发明的技术方案如下：

一种确定氧化锌避雷器最大允许阻性泄漏电流的方法，包括以下步骤：

步骤1、建立氧化锌避雷器的三维实体模型；

步骤2、对建立的氧化锌避雷器的三维实体模型的非金属部件进行划分网格；

步骤3、设定网格属性和氧化锌避雷器三维实体模型的边界条件，加载氧化锌避雷器实际的工作电压；

步骤4、对氧化锌避雷器在实际的工作电压下实际运行情况的电位进行计算，获取氧化锌避雷器各氧化锌电阻片的电位值，根据氧化锌电阻片两端的电位差和氧化锌电阻片的电容值获得氧化锌电阻片的容性泄漏电流值；

步骤5、根据氧化锌电阻片的结构、尺寸以及氧化锌电阻片上下两个面的电位降，计算不同电阻率下流过氧化锌电阻片的阻性泄漏电流；

步骤6、根据氧化锌电阻片的容性泄漏电流值与阻性泄漏电流值，计算氧化锌避雷器的阻性泄漏电流变动率，得到阻性泄漏电流变化情况与氧化锌电阻片电阻率的关系；

步骤7、氧化锌电阻片的阻性泄漏电流变动率超过阈值时的压敏电阻判定为失效的压敏电阻，计算氧化锌避雷器阻性泄漏电流变动率达到阈值时的阻性泄漏电流，即为最大允许阻性泄漏电流；

步骤8、根据实时监测到的氧化锌避雷器的阻性泄漏电流值大小，判断氧化锌避雷器的受潮程度，阻性泄漏电流值越大，氧化锌避雷器受潮越严重。

所述步骤3，包括：

步骤3-1、设定网格属性为氧化锌避雷器各元件的相对介电常数；

步骤3-2、对氧化锌避雷器电位的计算通过电位控制方程来进行；

步骤3-3、设定氧化锌避雷器三维实体模型的边界条件；

步骤3-4、加载氧化锌避雷器实际的工作电压。

采用自由划分网格的方法对建立的氧化锌避雷器的三维实体模型的非金属部件进行划分网格，对氧化锌避雷器三维实体模型的各个元件按照从内到外的顺序依次进行网格划分，同一类型的元件一起划分。

所述步骤4中，氧化锌电阻片的容性泄漏电流值的计算公式如下：

I_i＝U_i×C_i×2πf(1)

其中，I_i表示流过第i片氧化锌电阻片的容性泄漏电流值，U_i表示第i片氧化锌电阻片两端的电位差；C_i表示第i片氧化锌电阻片的电容值；f表示工频。

所述步骤6中，氧化锌电阻片的阻性泄漏电流变动率的计算公式如下：

有益效果：

本发明提出一种确定氧化锌避雷器最大允许阻性泄漏电流的方法，该方法使人们较为直观、方便地得到氧化锌避雷器中各个氧化锌电阻片的受潮情况，并通过对氧化锌避雷器阻性泄漏电流变动率的计算来判断氧化锌避雷器的受潮程度，可以较好的对氧化锌避雷器的故障情况进行评估，从而对氧化锌避雷器进行有效的预警；该方法具有简单直观、计算精确度高、数据分析清晰等明显特点。

附图说明