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氧化锌避雷器带电测试实验 课程名称：电气设备故障诊断技术 实验组员；张笑庆（信电09-8） 丁慧慧（信电09-8） 王喜乐（信电09-8） 朱星奎（信电09-8） 目录 实验目的………………………………………………………………… 3 实验内容………………………………………………………………… 3 实验原理………………………………………………………………… 3 四、实验方法………………………………………………………………… 4 五、主要实验仪器设备……………………………………………………… 4 六、数据采集与分析步骤…………………………………………………… 5 1、数据采集………………………………………………………………5 2、符号意义………………………………………………………………5 3、波形采集………………………………………………………………6 4、波形还原………………………………………………………………7 5、分析……………………………………………………………………9 6、小波分形………………………………………………………………10 七、实验总结………………………………………………………………… 14 一、实验目的 1、初步了解氧化锌避雷器的内部构造； 2、通过实验了解判定氧化锌避雷器性能优劣的方法； 3、通过实验掌握氧化锌避雷器的故障特征和相应的故障诊断方法。 二、实验内容 分别对三只氧化锌避雷器进行上电加压实验，利用电流基波与电压基波的相位差φ来判断氧化锌避雷器故障状态。 三、实验原理 避雷器是一种过电压保护装置，当电网电压升高到避雷器规定的动作电压时，避雷器动作，释放过电压电荷，将电网电压升高的幅值限制在一定的水平之下，从而保护设备绝缘不受损坏。 避雷器按结构分为保护间隙和管式避雷器、阀式避雷器、磁吹式避雷器和金属氧化物避雷器。金属氧化物避雷器（MON）又称氧化锌避雷器，是一种与传统避雷器概念有很大不同的新型避雷器，区别在于：传统的避雷器其内部空气间隙起着十分重要的作用，在正常运行时，靠间隙将阀片与电源隔开，出现过电压，间隙才被击穿，阀片放点泄流。而氧化锌避雷器是用氧化锌阀片叠装而成，可以完全取消间隙，这解决了因间隙放电时的限及放电稳定性所引起的各种问题。由于氧化锌阀片具有非线性特性好的特点，从而是避雷器的特性和结构发生了重大改变。 氧化锌避雷器是以氧化锌为主，并掺入Sb、Bi、Mn、Cr等金属氧化物烧制而成。氧化锌的电阻率为1-10Ω/cm，晶界层的电阻率是1013-1014Ω/cm，当施加较低电压时，晶界层近似绝缘状态，电压几乎都加在晶界层，流过避雷器的电流只有微安级；电压升高时，晶界层由高阻变低阻，流过的电流急剧增大。 在交流电压下，避雷器的总泄漏电流（全电流）包含阻性分量（有功分量）和容性分量（无功分量），在正常的运行情况下，流过避雷器的主要为容性分量，阻性电流只占很小的一部分，约为百分之十到百分之二十，但当阀片老化时，避雷器受潮，内部绝缘部件受损以及表面严重污秽时，容性电流变化不多，而阻性电流大大增加。阻性电流的变化对阀片初期；老化的反映较为灵敏。在运行电压下，测试全电流，阻性电流也可以在一定的程度上反映氧化锌避雷器的运行状态。 当电流基波与电压基波的相位差φ值小于75°时，表明氧化锌避雷器（MON）已经劣化，性能很差，应停电实验，测量1mA下直流参考电压及0.75倍直流参考电压下的泄露电流。根据停电实验结果来决定是否替换避雷器。当φ值大于75°时，认为其正常，可继续运行。 四、实验方法 按照实验接线原理图进行接线，并认真检查，取下接地棒。通过操作控制箱输入电源，转动器手轮，在避雷器上施加一个较小的电压，用来调节示波器。待示波器调试完成后，继续升压，同时观察示波器的波形变化，保证波形不失真。完成后，将电压降至零，然后用接地棒对避雷器进行充分的放电，更换避雷器，重复上述步骤。 五、主要实验仪器设备 操作控制箱TY 高压实验变压器B：TQSB（JZC）—6/50型，输入0~200V，输出0~50kV，6kVA 穿芯式电流互感器CT：LMZJ1—0.5型 氧化锌避雷器：YH5WS—17/50型 HYBL氧化锌避雷器测试仪 六、数据采集与分析步骤 1、数据采集 氧化锌避雷器的实验数据为拍照所得，以下为拍照所得数据： 2、符号意义： U0：实验电压有效值，只含1、3、5、7次谐波 I0：总泄露电流有效值。 IP：总泄露电流峰值 I3：总泄露电流3次谐波峰值。 Irip：阻性电流峰值 Icip:容性电流峰值 Φ1：基波电流超前基波电压相位差。 P1：MOA基本功耗 3、波形采集 氧化锌