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氧化锌避雷器泄漏电流:原理、影响与监测

氧化锌避雷器(MOA)是现代电力系统里负责过电压保护的核心设备,它的运行状态直接影响电网安全。其中,泄漏电流是判断它内部健康状况最关键的技术参数。我们深入理解泄漏电流的构成、变化及其意义,对避雷器的状态评估与故障预警至关重要。

泄漏电流的产生与构成​

正常运行时,氧化锌避雷器直接承受系统的运行相电压。它的核心元件是氧化锌电阻片,这种电阻片有优异的非线性伏安特性,在工频电压下会表现出极高的电阻,但不是无穷大。所以,会有一股极微弱的电流持续流过避雷器,这股电流就是全泄漏电流(Total Leakage Current)。
全泄漏电流能拆成两个主要部分。容性电流(Ic)是其中之一,它由氧化锌电阻片自身的杂散电容以及阀片间的均压电容产生。这股电流的相位比施加电压领先约 90°,它的大小主要由避雷器的结构设计与系统电压决定,受电阻片老化的影响比较小,属于泄漏电流里的 “无功能量” 部分。
另一部分是阻性电流(Ir),这是评估避雷器老化与劣化的核心指标。施加电压作用在电阻片的晶界层上,就会产生这股电流,它和施加电压同相位。阻性电流代表了电阻片运行时的能量损耗,它的大小直接能反映出电阻片非线性特性的好坏。
所以,全泄漏电流的矢量关系为:It = Ic + Ir

泄漏电流变化的工程意义​

健康状态下的避雷器,全泄漏电流并且阻性电流都非常小(通常全电流在数百微安级,阻性电流在数十至一百微安级)。只要出现异常变化,就说明内部可能有隐患。
阻性电流增大是避雷器老化的主要征兆。从机理来看,氧化锌电阻片如果长期承受运行电压、遭遇瞬时过电压冲击或者受潮,它的晶界层会慢慢劣化,非线性特性也会减弱。这就导致在相同的运行电压下,流过电阻片的阻性电流分量会明显增加。从后果来说,阻性电流增大意味着电阻片的功率损耗(也就是发热)会增加。这会形成一个正反馈:损耗增加→温度升高→电阻进一步下降→电流更大。这样循环下去,最终可能导致热崩溃,也就是避雷器没办法散发积累的热量,进而彻底损坏,严重时还会发生爆炸。
总电流增大通常和避雷器受潮或者套管表面严重污秽有关。如果避雷器密封失效,导致内部受潮,它外绝缘套管的表面电导或者内部沿面爬电会增加,这会让容性电流与阻性电流都明显增大。另外,要是套管表面有严重污秽,并且处于潮湿环境中,也会导致表面泄漏电流大幅增加,可能引发局部过热或者闪络。
(HY)YH10W-33-防污型氧化锌避雷器-恩彼迈

泄漏电流的监测方法​

监测运行中避雷器的泄漏电流,是开展状态检修的基础。常用的监测方法有两种。
一种是带电检测,我们要使用专用的避雷器阻性电流测试仪,通常会采用 “补偿法” 从总泄漏电流里分离出微小的阻性电流分量。我们可以定期(就雷雨季节前后来说)进行测量,并且做横向(三相之间)与纵向(和历史数据)比较,这样就能有效判断避雷器的劣化趋势。如果某一相的阻性电流或者三相不平衡率明显增大,就需要重点关注。
另一种是在线监测,在重要的变电站或者线路上,我们安装在线监测系统,让系统实时采集避雷器的全电流或阻性电流数据。我们可以给系统设定报警阈值,一旦电流出现异常,系统会立即发出预警,这样就能实现故障的早期发现。

结论​

恩彼迈氧化锌避雷器的泄漏电流,尤其是其中的阻性电流分量,就像它运行状态的 “晴雨表”。我们通过精确监测并且分析泄漏电流的变化趋势,能有效诊断出避雷器早期的绝缘劣化与受潮故障,把事故处理从 “事后维修” 转变为 “事前预警”,这对保障电力设备安全稳定运行有着不可替代的价值。
(HY)YH10W-27-防污型氧化锌避雷器-恩彼迈

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