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更高,阀片抗老化性能更好,第3代阀片被誉为高性能阀片。第4代ZnO阀片在90年代实现了产业化,它在第3代阀片技术的基础上通过添加新的成分,将单位高度的参考电压提高了2～3倍,达到了400V/mm和600V/mm,即在同等参考电压下将阀片高度减至原来的1/2以下,第4代阀片被称为高梯度阀片。
2.3.2 MOA的工作原理
在正常运行情况下,MOA内部电流主要是容性电流,其内部阀片的等效电路如图1.1所示。其中晶界电容C的大小在工程上可以视为恒定值,而非线性电阻R随加在阀片上的电压大小的变化而变化。当作用于ZnO阀片上的电压小于参考电压时, ZnO阀片呈现很大的电阻,相当于绝缘体,其值变化不大。当作用于ZnO阀片上的电压幅值接近甚至是超过参考电压时,其非线性电阻值减小很快,阻性电流分量迅速增加,因此它可以不用火花间隙来隔离工作电压与阀片。当作用在金属MOA上的电压超过定值(起动电压)时,阀片“导通”,将大电流通过阀片泄入地中,此时其残压不会超过被保护的耐压,达到了保护目的。此后,当作用电压降到定值(起动电压)以下时, 阀片自动终止“导通”状态,恢复高阻(可以看做绝缘)状态,因此,整个过程不存在电弧燃烧与熄灭问题。
ic C ileak R iR
图2.1 MOA正常工作的等效电路
R——非线性电阻；C——晶界电容；ileak——泄漏全电流；
iC——容性电流；iR——阻性电流
由现场总结的经验来看,MOA的受潮情况同电网基波电压产生的阻性泄漏电流密切相关。所以一般在线监测都把阻性电流值作为重要指标来衡量MOA的工作情况。
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湖北水利水电职业技术学院毕业设计（论文）
2.4 氧化锌避雷器对操作过电压的限制
2.4.1 500kV紧凑型系统MOA限制合闸过电压
在EHV常规型线路中，可以取消合闸电阻,并在其相—地间接入MOA限制合闸过电压,但对于紧凑型线路,除了在相—地间接入MOA限制合闸过电压外,还须在相—相间接入MOA以降低合闸产生的相间过电压。
以“波古查依—克恩斯克”500kV紧凑型输电线路为例,线路长420km,两端装有补偿电抗器,导线排列如图2.2所示。
1、无MOA时不同操作合闸方式下的最大过电压(p. u)如表2.1所示。 从表2.1可见,合闸方式不同,过电压大小也不同。由于500kV电压等级系统暂不采用三相重合闸操作方式,因此只须限制三相合闸过电压。
6 5 4 3 2 1 A
1 6 2
3 4 5 4 3 2 1 C 6 5 B
图2.2 两端装补偿电抗器的导线排列
表2.1 无MOA时的操作过电压
操作方式 三相合闸 单相重合闸 三相重合闸 最大过电压/p.u 相-地间 3.06 2.88 3.37
6
相-相间 4.28 3.71 4.74
2、沿线接入MOA限制三相合闸过电压的数据如表2.2所示。
表2.2 接入MOA时的操作过电压
最大合闸过电压 相-地 相-相
1.60 2.83 1.67 3.00 1.76 3.02 1.80 3.11 1.90 3.25 2.00 3.26 由表2.2可见,沿线接入一定组合的MOA,可将合闸过电压大大降低。
2.4.2 断路器取消合闸电阻而以装设MOA来限制操作过电压
某330kV电网线路装设MOA来限制操作过电压,其结线如图2.3所示。
a) 1993年接线图
（50） （3×24） （2×15） （2×15） （2×15） （2×24） （2×24） （2×15） （128） （160） b） 2000年接线图
图2.3 1993年和2000年的330kV系统接线图
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1、取消合闸电阻后过电压沿线分布曲线如图2.4所示。
2.40 U/p.u U/p.u 1.4 1、90km 2、96km 3、130km 1.0 0 40 线长％ 图2.4 合闸过电压沿线分布曲线
80
2.12 1.84 1.56 1.28 1.0 1、90km 2、76km 3、12km 0 40 线长％ 3 1.8 1 2 80
1 3 2 可见, 仅首端有MOA,合闸过电压沿着首端至末端逐渐升高,末端过电压最高。本文取沿线过电压最高处的2%过电压作为该线路的2%过电压。当线路两端均有MOA时,合闸过电压中间偏高,末端过电压受MOA限制,低于线路中部。通过对合闸过电压幅值分布概率统计研究表明: 对于首末端都有MOA的操作线路,首端过电压幅值低,MOA没有动作(因为所有操作线路的母线上均有多回出线),线路中部的过电压受MOA作用较小,幅值近似正态分布；线路末端受MOA作用较大,幅值近似极值分布；因此按正态分布计算2%统计过电压不一定合适。
2、相地过电压和相间过电压的计算
对各运行方式下计算线路相地过电压表明,当线路两端都有MOA时,沿线最大
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