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氧化锌避雷器特性的仿真分析

文章来源:www.szsqdy.com   作者:冠博编辑   发布时间:2019-02-16 15:27   浏览次数:

具有良好保护性能的氧化锌避雷器在电力系统中被广泛使用,因此研究的重要问题是氧化锌避雷器中电阻片的老化。为了了解氧化锌避雷器电阻片在不同电流与温度条件下的电流和电容的关系,使用MATLAB对氧化锌电阻片进行泄漏电流的仿真分析。仿真分析的结果表明,氧化锌电阻片的V-I曲线和仿真分析所得出不同温度下氧化锌的泄漏电流波形结果一致。

避雷器广泛应用于配电和输电网络,以防止大气过电压,以及由于开关或其他机械操作导致的过电压。通常,这些保护装置的使用寿命从20年到25年不等,但是不同的环境条件对使用寿命有较大影响。在配电网中,使用聚合物封装的避雷器的过电压保护措施获得了了广泛的应用。聚合物封装的避雷器主要部件为氧化锌(ZnO)电阻片,由于受到环境和施加电压的影响,导致氧化锌电阻片的电气性能老化,使得避雷器的使用寿命缩短。

从改进避雷器设计和提高避雷器制造工艺的角度来看,避雷器的老化是一个须考虑的问题,因此需要了解其老化的原因和机理。研究表明,造成避雷器老化的主要原因是热老化,当避雷器的温度上升时,就会发生热老化。引起避雷器温度上升的原因是避雷器泄漏电流增加,从而导致温度升高。由于泄漏电流的增加引起避雷器长度的电压分布变化以及避雷器电阻元件中的3次谐波分量增加,这是导致避雷器热老化主要机理。

笔者提出了一种对ZnO的热老化分析的仿真方法。利用其电气参数对避雷器进行电涌仿真,建立了其包括电阻和电容的等效电路模型,并对其泄漏电流波形进行了分析。通过仿真获得的总电流的V-I特性和谐波分量的变化,可对相关实验结果进行验证。

笔者使用Matlab软件来对ZnO块进行仿真测试,并开发了一种算法来模拟由非线性参数组成的ZnO块的等效电路模型,对基于该电路模型的ZnO块V-I曲线和泄漏电流波形进行讨论和分析。

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