基于频域介电谱曲线分解的氧化锌避雷器老化状态评估.pdf

2024年2月电工技术学报Vol.39No.3

第39卷第3期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYFeb.2024

DOI:10.19595/ki.1000-6753.tces.231244

基于频域介电谱曲线分解的氧化锌避雷器

老化状态评估

1,21,32244

马御棠束洪春钱国超周仿荣黄林魏仁伟

（1.昆明理工大学国土资源工程学院昆明650093

2.云南电网有限责任公司电力科学研究院昆明650217

3.昆明理工大学电力工程学院昆明6505004.西南交通大学电气工程学院成都611756）

摘要氧化锌避雷器是电力系统的重要组成设备，其老化状态直接关系到对过电压的防护效

果，开展氧化锌避雷器的老化状态评估具有重要意义。该文针对氧化锌避雷器内部不均匀老化分

布，提出一种基于频域介电谱曲线分解的氧化锌避雷器老化状态评估方法。首先，通过构建氧化

锌避雷器介电响应等效电路，研究了氧化锌避雷器频域介电谱分解方法，根据整支避雷器频域介

电谱分解可以得到避雷器内部各区域氧化锌阀片的频域介电曲线；其次，利用Havriliak-Negami

方程对氧化锌阀片频域介电谱特征参数进行了提取，基于极限学习机建立了氧化锌阀片老化状态

评估模型，提出氧化锌避雷器老化评估方法流程；最后，通过多重雷击模拟实验，制备了不同老

化状态的氧化锌阀片与避雷器实物样本，对所提老化评估方法进行了分析与验证。结果表明，整

支避雷器频域介电谱分解与测试结果的平均误差小于3%，所提方法能够有效地对避雷器频域介

电谱进行分解并获取各区域的频域介电谱；针对整支避雷器，该文所提方法对各区域老化状态的

评估准确率为93.3%，能够有效地对避雷器进行老化评估。

关键词：氧化锌避雷器老化状态评估频域介电谱曲线分解极限学习机

中图分类号：TM862

0引言差[9-12]，因此离线检测是氧化锌避雷器常规检修必

须执行的操作，与在线监测结果互相补充。针对氧

氧化锌避雷器是电力系统的重要组成设备，可

保护电气设备免受雷击或操作引起的过电压[1-2]。避化锌避雷器的离线检测主要包括工频电压试验、雷

电冲击试验、耐短路电流试验、耐重复冲击试验和

雷器服役过程中，在长期雷击、操作等过电压的作

耐湿热试验。其中，在直流电压激励下测量氧化锌

用下逐渐老化，导致通流能力下降，影响其对过电

[13]

避雷器的泄漏电流是一种广泛采用的检测方法，

压的防护效果。因此，对避雷器的老化状态进行有

标准IEC60099-4指出，避雷器直流泄漏电流需小

效评估具有重要意义，能够指导避雷器的检修和更

于50µA。然而，在现场对避雷器开展离线检测时，

换，从而确保电力系统安全稳定工作。

大多需要高压设备，设备体积较大、携带不便，且

目前，针对氧化锌避雷器的老化状态评估，主