超、特高压变电站用氧化锌避雷器作为一种过电压保护设备,是变电站绝缘配合的基础,其性能的好坏直接影响着整个电力系统的安全稳定。由于环境因素导致的污秽、受潮以及长期运行下的电压分布不均匀使避雷器内部阀片出现老化等,严重影响了整个电网的运行安全。论文通过采用ANSYS Workbench15.0有限元软件中的电磁场及热分析模块,仿真计算氧化锌避雷器在正常工况、阀片老化及受潮三种情况下峰值时刻的电位、场强及温度分布。首先对上述三种状态下,避雷器表面和周围的电位、电场、距地面2m高度水平沿线场强及能量分布进行了计算,把氧化锌阀片柱上产生的功率损耗作为避雷器的热源,研究不同绝缘劣化状态下氧化锌避雷器的内外温升变化规律。最后通过试验观察测量电阻片发生绝缘劣化时MOA的电位、场强及温度大小。仿真及试验结果显示,避雷器在正常工况下的表面电位分布较为均匀,各节场强大小并无显著差异。但当避雷器绝缘发生劣化时,避雷器表面的电场强度会显著上升,可能发生放电现象,应格外注意。由于老化和受潮两种状态下避雷器的分压及电场强度均呈现出绝缘劣化节分压较少,表面及周围场强比其他节低的分布规律,因而仅通过对电位和场强变化规律进行测量分析无法准确判断避雷器发生何种绝缘故障。鉴于上述情况,本文又对MOA的内外温度进行监测,结果显示,老化节的温升明显低于其他节,受潮节则显示高于其他节的温升,两种不同的绝缘劣化情况,其对应的温度变化规律也有所不同,因而通过对温度进行监测可判别绝缘故障类型。其中内部温升是其外表面的7～9倍,且受潮时外表面温度仅升高2.174℃、较正常工况下的1.644℃温差小于1℃,变化并不显著,故通过在内部植入温度传感器对其进行监测较红外检测更为灵敏。试验结果与仿真计算结果相一致,论文研究表明,可以通过综合分析氧化锌避雷器电位、场强及内外温度分布,可准确判别避雷器的绝缘状态。为今后避雷器故障的及时发现和判别提供依据。