基于雷击能量估计方法的氧化锌避雷器在线失效预警装置设计

杨庆林

摘 要：本文提出了一种估计氧化锌避雷器所承受的雷击能量大小的方法，阐述了氧化锌避雷器的失效与其所承受的累积雷击能量之间的关系；设计了一种通过检测和累积避雷器的雷击能量预测避雷器失效的在线装置；设计了该在线预警装置的功能及实现该功能的技术手段。

关键词：雷击；预警装置；避雷器

1 概述

氧化锌避雷器是一种在电力系统中得到广泛应用的过电压保护器件。由于氧化锌避雷器长期工作于露天环境下的高压线路上，容易产生失效和误动作，从而威胁其它电气设备的安全运行。对氧化锌避雷器的定期检查和维护，是采用离线方式，操作专用的检测仪，判断氧化锌避雷器的性能好坏。这一方法不仅带来繁重的劳动量，而且依据安装使用时间的检查规则也不科学。

氧化性避雷器的失效与其经历的累积雷击能量的大小强相关[1]，与其安装使用的时间弱相关。本文设计了一种在线装置，通过检测和估算氧化锌避雷器经历的雷击能量，累积雷击能量并与先验获得的失效阈值相比较，当累积的雷击能量达到阈值时，即判定避雷器将要失效，预警装置发出预警信息，启动避雷器的更换和维护工作。

2 雷击能量估算

雷击脉冲的捕获和能量估计原理，可以用RC回路来比拟说明。当雷击发生时，假设互感器二次线圈测得的电流脉冲有能量E如式（1）所示，电容捕获雷击脉冲能量，以电压为U0的内电场形式存在如式（2）所示；……