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文檔簡介

21/22金屬氧化物避雷器性能評估技術第一部分金屬氧化物避雷器概述 2第二部分避雷器性能評估的重要性 3第三部分避雷器的工作原理和結構 5第四部分避雷器的常見故障類型 7第五部分避雷器的電氣參數(shù)測試 9第六部分避雷器的熱老化評估方法 12第七部分避雷器的機械強度檢測技術 13第八部分避雷器的局部放電檢測技術 16第九部分基于狀態(tài)監(jiān)測的避雷器性能評估 18第十部分避雷器性能評估的發(fā)展趨勢 21

第一部分金屬氧化物避雷器概述金屬氧化物避雷器是一種廣泛應用在電力系統(tǒng)中的重要保護設備,它主要用于限制過電壓、抑制電弧放電和吸收電網(wǎng)中的諧波。本文將從金屬氧化物避雷器的基本結構、工作原理以及其性能特點等方面進行概述。

一、基本結構

金屬氧化物避雷器主要由以下幾個部分組成:金屬導體、氧化物電阻片、密封殼體和接線端子等。其中,氧化物電阻片是避雷器的核心部分,其材料通常選用氧化鋅或氧化鎂等高電阻率的金屬氧化物。

二、工作原理

當電網(wǎng)中出現(xiàn)過電壓時,避雷器內部的氧化物電阻片會發(fā)生非線性變化,即電阻值隨著電壓的增大而減小,從而起到限制過電壓的作用。同時,由于氧化物電阻片具有較高的功率容量,可以有效地吸收電網(wǎng)中的諧波電流,并將其轉換為熱量散發(fā)出去,以防止電網(wǎng)發(fā)生諧振。

三、性能特點

1.高可靠性:金屬氧化物避雷器具有良好的穩(wěn)定性和耐久性,在正常運行條件下,其壽命可長達30年以上。

2.寬泛的工作范圍:金屬氧化物避雷器適用于各種不同的電壓等級和頻率,能夠有效地抑制過電壓和諧波電流,提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3.低能耗:與傳統(tǒng)的碳化硅避雷器相比,金屬氧化物避雷器的能耗更低,更加環(huán)保。

4.簡單的維護:金屬氧化物避雷器無需定期更換元件,只需定期檢查其外觀和絕緣性能即可。

綜上所述,金屬氧化物避雷器作為一種高效可靠的電力保護設備,不僅能夠有效抑制過電壓和諧波電流,提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性,而且具有廣泛的應用領域和長期的使用壽命,具有很高的實用價值。第二部分避雷器性能評估的重要性金屬氧化物避雷器是電力系統(tǒng)中廣泛使用的一種過電壓保護設備,其主要功能是在系統(tǒng)出現(xiàn)過電壓時吸收過電壓能量,保護電氣設備免受過電壓的損害。由于金屬氧化物避雷器在運行過程中可能會受到各種因素的影響而導致性能下降或失效,因此對金屬氧化物避雷器進行性能評估顯得尤為重要。

首先,金屬氧化物避雷器的性能評估能夠確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。金屬氧化物避雷器作為電力系統(tǒng)中的重要組成部分,其性能好壞直接影響到整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。通過定期進行性能評估,可以及時發(fā)現(xiàn)金屬氧化物避雷器存在的問題和隱患,及時采取措施排除故障,避免因金屬氧化物避雷器故障導致的電力系統(tǒng)事故的發(fā)生。

其次,金屬氧化物避雷器的性能評估能夠提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟效益。如果金屬氧化物避雷器在運行過程中出現(xiàn)問題或者故障,會導致電力系統(tǒng)中斷供電或者降低供電質量,影響到電力用戶的生產(chǎn)和生活,從而給電力公司帶來經(jīng)濟損失。通過對金屬氧化物避雷器進行性能評估,可以提前發(fā)現(xiàn)并解決可能出現(xiàn)的問題和故障,保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,提高電力公司的經(jīng)濟效益。

此外,金屬氧化物避雷器的性能評估還能夠延長設備使用壽命,減少維修費用。通過對金屬氧化物避雷器進行定期的性能評估,可以及時發(fā)現(xiàn)設備的磨損和老化情況,并根據(jù)評估結果制定相應的維護保養(yǎng)計劃,延長設備的使用壽命。同時,通過對設備進行定期的維護保養(yǎng),可以有效預防設備故障的發(fā)生,減少維修費用,降低設備的運營成本。

綜上所述,金屬氧化物避雷器的性能評估對于保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行、提高經(jīng)濟效益和延長設備使用壽命等方面具有重要的意義。因此,應重視金屬氧化物避雷器的性能評估工作,定期進行性能評估,以保證金屬氧化物避雷器的良好運行狀態(tài),為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提供有力的支持。第三部分避雷器的工作原理和結構金屬氧化物避雷器是一種廣泛應用于電力系統(tǒng)中的過電壓保護設備,其主要功能是在過電壓出現(xiàn)時吸收多余的能量并將其釋放到地面,從而保護電力設備免受損害。本文將介紹金屬氧化物避雷器的工作原理和結構。

一、工作原理

金屬氧化物避雷器的工作原理基于氣體放電現(xiàn)象。當過電壓作用于避雷器兩端時,避雷器內部的金屬氧化物電阻會降低,形成一個低阻抗通道,使電流迅速通過避雷器流向地面,同時產(chǎn)生的熱量使避雷器內部的氣體發(fā)生電離,產(chǎn)生氣體放電。隨著電流的增加,避雷器內部的氣壓也會增大,導致電阻值進一步減小,從而使電流更加穩(wěn)定地流過避雷器。當過電壓消失后,避雷器內部的電阻恢復原狀,電路恢復正常狀態(tài)。

二、結構組成

金屬氧化物避雷器通常由以下幾個部分組成:

1.瓷質或復合絕緣子:用于支持避雷器,并起到隔絕高壓的作用。

2.導電部件:包括連接瓷質或復合絕緣子的上、下導電部件和中間的引弧觸頭。

3.避雷器芯體:是避雷器的主要組成部分,由一系列金屬氧化物片層堆疊而成。每個片層之間都有一層絕緣介質,以確保良好的絕緣性能。

4.放電間隙:位于避雷器芯體與外部導電部件之間,用于限制通過避雷器的電流大小。

5.接地端子:安裝在避雷器底部,用于將避雷器內的電流引入地下。

三、核心部件——避雷器芯體

避雷器芯體是由一系列金屬氧化物片層堆疊而成,其中最常用的金屬氧化物材料為氧化鋅(ZnO)。避雷器芯體的工作原理如下:

在正常狀態(tài)下,避雷器芯體的電阻很高,幾乎不導電。但是,在過電壓作用下,避雷器芯體的電阻會顯著降低,形成一個低阻抗通道,使得電流能夠迅速通過避雷器流向地面。避雷器芯體具有較高的能量吸收能力,可以有效地消除電網(wǎng)中過電壓的影響,從而保護電力設備的安全。

此外,避雷器芯體還具有自愈性,即當避雷器內部出現(xiàn)局部故障時,可以通過自我修復的方式重新恢復正常工作狀態(tài)。這是因為氧化鋅等金屬氧化物具有很好的電化學穩(wěn)定性,即使在高電壓作用下也不會發(fā)生劇烈反應,因此可以在一定程度上抵抗局部故障的發(fā)生。

四、性能評估技術

金屬氧化第四部分避雷器的常見故障類型金屬氧化物避雷器作為電力系統(tǒng)中重要的過電壓保護設備,其性能的穩(wěn)定性和可靠性對于整個電力系統(tǒng)的安全運行至關重要。然而,在實際運行過程中,由于各種原因,避雷器可能會出現(xiàn)一些故障,影響其正常工作。

一、機械故障

避雷器在運行過程中,可能會受到外部環(huán)境和內部因素的影響而產(chǎn)生機械故障。常見的機械故障有以下幾種:

1.避雷器本體破裂或炸裂:避雷器本體破裂或炸裂可能是由于制造質量問題、運輸過程中的沖擊振動或安裝不當?shù)仍蛟斐傻?。這種故障會導致避雷器喪失防護功能,對電力系統(tǒng)造成嚴重影響。

2.傘裙破損或脫落:傘裙是避雷器的一部分,主要用于增加表面泄漏電流,降低放電電壓。如果傘裙發(fā)生破損或脫落,會影響避雷器的絕緣性能,導致過電壓擊穿。

3.導線斷裂或松動:避雷器導線斷裂或松動可能導致避雷器無法正常工作。斷裂可能是因為制造質量不佳或長期使用后疲勞斷裂;松動則可能是因為緊固件松動或安裝不牢固。

二、電氣故障

電氣故障是指避雷器在運行過程中發(fā)生的與電流、電壓等電氣參數(shù)有關的故障。常見的電氣故障有以下幾種:

1.過電壓放電:避雷器的主要作用是限制過電壓,當過電壓超過避雷器的額定值時,避雷器應能夠通過泄放過量電流來保護電力系統(tǒng)。但是,如果避雷器內部元件損壞或老化,可能會導致過電壓放電,從而引起嚴重的安全事故。

2.泄漏電流異常:泄漏電流是指通過避雷器內部電阻的電流,它是判斷避雷器狀態(tài)的重要指標之一。如果泄漏電流過大或過小,都可能表明避雷器存在潛在問題。

3.絕緣性能下降:避雷器的工作原理是利用其內部電阻對過電壓進行限幅,因此其絕緣性能至關重要。如果避雷器的絕緣性能下降,可能導致其不能正常工作,甚至發(fā)生放電事故。

三、熱故障

避雷器在運行過程中會發(fā)熱,如果熱量無法有效地散發(fā)出去,就會導致溫度升高,進而引發(fā)熱故障。常見的熱故障有以下幾種:

1.溫度過高:避雷器在正常運行時會有一定的溫升,但如果溫第五部分避雷器的電氣參數(shù)測試避雷器的電氣參數(shù)測試是評估其性能的重要環(huán)節(jié)。金屬氧化物避雷器作為一種廣泛應用的過電壓保護設備,它的電氣參數(shù)直接影響到設備的安全運行和使用壽命。本文將對避雷器的電氣參數(shù)測試進行詳細介紹。

一、避雷器的基本概念及作用

避雷器是一種用于限制過電壓的電器元件,當電網(wǎng)中出現(xiàn)過電壓時,避雷器能夠迅速動作,限制過電壓幅值,從而保護電力設備免受損害。金屬氧化物避雷器的主要構成部分為金屬氧化物閥片,它具有高電阻率、非線性伏安特性等優(yōu)點,能夠有效地抑制過電壓的影響。

二、電氣參數(shù)測試的重要性

電氣參數(shù)是衡量避雷器性能的關鍵指標,包括額定電壓、最大持續(xù)工作電壓、短路電流容量、工頻放電電壓、沖擊放電電壓、泄漏電流等。通過對這些參數(shù)的精確測量和分析,可以確定避雷器的工作狀態(tài)是否正常,并及時發(fā)現(xiàn)潛在的故障隱患。

三、電氣參數(shù)測試方法與流程

1.額定電壓測試:額定電壓是指避雷器在正常使用條件下所能承受的最大電壓。通常采用交流電源進行測試,通過測量電壓波形來判斷避雷器是否滿足額定電壓要求。

2.最大持續(xù)工作電壓測試:最大持續(xù)工作電壓是指避雷器在長期工作狀態(tài)下所能承受的最高電壓。測試方法同額定電壓測試,但需在較長時間內保持恒定電壓水平,以確保結果準確。

3.短路電流容量測試:短路電流容量是指避雷器在發(fā)生短路時能夠承受的最大電流。測試過程中需要模擬實際短路情況下的電流波形,并通過電流表讀數(shù)來獲取短路電流容量數(shù)據(jù)。

4.工頻放電電壓測試:工頻放電電壓是指避雷器在工頻電壓作用下開始放電的電壓值。測試過程中需要逐步升高工頻電壓,直到觀察到放電信號為止。

5.沖擊放電電壓測試:沖擊放電電壓是指避雷器在沖擊電壓作用下開始放電的電壓值。測試過程中需要使用沖擊電壓發(fā)生器產(chǎn)生一系列不同等級的沖擊電壓,記錄每次沖擊試驗后的放電電壓。

6.泄漏電流測試:泄漏電流是指避雷器在無外部激勵源的情況下產(chǎn)生的電流。泄漏電流大小反映了避雷器內部材料的質量狀況和老化程度。測試過程中需要在避雷器兩端施加一定的直流電壓,通過電流表讀數(shù)獲得泄漏電流數(shù)據(jù)。

四、電氣參數(shù)測試標準與規(guī)程

為了保證電氣參數(shù)測試的準確性,我國已經(jīng)制定了一系列的標準和規(guī)程。例如GB/T11032-2010《高壓交流金屬氧化物避雷器》、DL/T971-2005《高壓金屬氧化物避雷器試驗導則》等。這些標準規(guī)定了具體的測試方法、條件和評價標準,對整個測試過程進行了嚴格規(guī)范。

五、電氣參數(shù)測試中的注意事項

1.測試前應對避雷器進行外觀檢查,確認無明顯的機械損傷或缺陷。

2.在測試過程中應嚴格按照規(guī)程操作,避免引入干擾因素影響測試結果。

3.對于不合格的避雷器應及時更換,以防止故障的發(fā)生。

綜上所述,避雷器的電氣參數(shù)測試對于保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行具有重要意義。在實際應用中,應充分掌握相關知識和技術,嚴格執(zhí)行測試標準,確保避雷器處于良好的工作狀態(tài)。第六部分避雷器的熱老化評估方法避雷器是一種用于保護電力系統(tǒng)免受雷電和其他過電壓影響的重要設備。在長時間運行過程中,由于熱老化、氧化等因素的影響,金屬氧化物避雷器的性能會逐漸降低。因此,對避雷器進行熱老化評估是非常重要的。

熱老化是導致避雷器性能下降的主要原因之一。熱老化過程中的主要現(xiàn)象包括氧化、降解和結構變化等。這些現(xiàn)象會導致避雷器的電氣性能和機械性能降低,從而影響其使用壽命和安全性。因此,對避雷器進行熱老化評估可以及時發(fā)現(xiàn)和預防潛在的安全問題。

熱老化評估方法有很多種。其中,最常用的方法之一是通過測量避雷器內部的溫度來評估其熱老化的程度。這是因為避雷器在運行過程中會產(chǎn)生熱量,而這些熱量會導致避雷器內部的溫度升高。如果避雷器內部的溫度過高,就可能導致避雷器性能下降或出現(xiàn)故障。

為了評估避雷器的熱老化程度,可以通過以下幾種方式來測量避雷器內部的溫度:

1.安裝溫度傳感器:可以在避雷器內部安裝溫度傳感器來直接測量溫度。這種方法的優(yōu)點是可以準確地測量到避雷器內部的溫度,但缺點是需要在避雷器內部安裝傳感器,可能會對避雷器造成一定的破壞。

2.使用紅外成像技術:使用紅外成像技術可以從外部對避雷器進行無損檢測,從而獲取避雷器表面的溫度分布情況。這種方法的優(yōu)點是非接觸式的,不會對避雷器造成任何損壞,但缺點是只能從表面獲取溫度信息,無法了解避雷器內部的溫度情況。

3.通過電流分析法:避雷器在工作時會消耗電能并產(chǎn)生熱量。通過對避雷器工作電流的變化情況進行分析,可以間接地評估避雷器的熱老化程度。這種方法的優(yōu)點是比較簡單易行,但缺點是受到多種因素的影響,結果可能存在一定的誤差。

除了以上方法外,還可以采用其他方式來評估避雷器的熱老化程度,如通過化學成分分析、電阻率測試等方法。這些方法都有各自的優(yōu)缺點,可以根據(jù)具體情況選擇合適的方法進行評估。

總之,對避雷器進行熱老化評估是非常重要的。只有通過定期的評估和維護,才能確保避雷器的正常運行和安全可靠性。第七部分避雷器的機械強度檢測技術金屬氧化物避雷器的機械強度檢測技術是評估其性能的重要方面。避雷器在運行過程中會受到各種力的作用,如風壓、地震、溫度變化以及安裝和檢修過程中的操作力等,這些力可能導致避雷器元件損壞或結構變形,影響其電氣性能。因此,在避雷器的設計和制造階段就需對機械強度進行充分考慮,并通過專門的試驗方法進行驗證。

一般來說,避雷器的機械強度主要取決于以下幾個因素:

1.基座材料:基座是支撐避雷器內部元件的重要部分,它的材質和結構直接影響到避雷器的承載能力。常用的基座材料有陶瓷、硅橡膠等,它們具有良好的絕緣性能和抗壓強度。

2.元件固定方式:避雷器內部元件的固定方式對其機械強度有很大影響。常見的固定方式有螺紋連接、焊接、膠粘等,其中螺紋連接方式最常用,因為它可以實現(xiàn)元件的可靠定位和緊固,而且拆裝方便。

3.結構設計:避雷器的結構設計要考慮到承受各種力的影響。例如,避雷器的外筒應有足夠的厚度和強度,以防止因受力過大而破裂;內筒則需要具備一定的柔韌性,以便于適應溫度變化引起的熱膨脹和冷縮。

為了確保避雷器能夠滿足機械強度要求,通常需要對其進行以下幾種試驗:

1.拉伸試驗:拉伸試驗用于測量避雷器元件的斷裂強度和延伸率。試驗中,將元件固定在一個夾具上,并逐漸施加拉力,直到元件斷裂。通過測量斷裂時的力值和元件的延伸量,可以得出其斷裂強度和延伸率。

2.彎曲試驗:彎曲試驗用于測試避雷器元件的撓度和抗彎強度。試驗中,將元件放在一個支座上,并在中間位置施加彎曲力,使其產(chǎn)生彎曲變形。通過測量彎曲時的最大撓度和斷裂時的力值,可以得出其撓度和抗彎強度。

3.軸向壓縮試驗:軸向壓縮試驗用于測試避雷器元件的抗壓強度。試驗中,將元件固定在一個夾具上,并逐漸施加軸向壓力,直到元件破壞。通過測量破壞時的壓力值,可以得出其抗壓強度。

4.扭轉試驗:扭轉試驗用于測試避雷器元件的抗扭強度。試驗中,將元件固定在一個夾具上,并逐漸施加扭矩,使其產(chǎn)生扭曲變形。通過測量扭曲時的最大角度和斷裂時的扭矩值,可以得出其抗扭強度。

5.高溫高壓水壓試驗:高溫高壓水壓試驗用于檢驗避雷器的整體密封性和耐壓性。試驗中,將避雷器放入高壓容器中,注入一定壓力的熱水,并維持一段時間。通過檢查是否有滲漏現(xiàn)象和壓力下降情況,可以判斷避雷器的整體密封性和耐壓性是否合格。

6.真空泄漏試驗:真空泄漏試驗用于檢驗避雷器的內部密封性。試驗中,將避雷器放入真空室中,并抽真空至一定真空度,然后保持一定時間。通過監(jiān)測真空室內氣壓的變化,可以判斷避雷器內部是否存在泄漏。

總之,避雷器的機械強度檢測技術是保證其安全可靠運行的關鍵環(huán)節(jié)。通過對避雷器的結構設計、元件選型、試驗方法等方面進行嚴格控制和管理,可以有效提高避雷器的機械強度,從而保證其在復雜工況下的穩(wěn)定運行。第八部分避雷器的局部放電檢測技術局部放電檢測技術是金屬氧化物避雷器性能評估的重要手段之一。本文將對避雷器的局部放電檢測技術進行詳細介紹。

1.局部放電的基本概念

局部放電是指在電力設備中,由于電壓的作用,在絕緣介質內部或其表面產(chǎn)生的短暫的、低能量的電流脈沖現(xiàn)象。這種放電的能量很小,不足以造成絕緣材料的顯著損傷,但是長期存在會對絕緣材料產(chǎn)生累積效應,導致絕緣性能逐漸下降。

2.避雷器局部放電的原因及影響

避雷器局部放電的主要原因是內部氣隙的存在。在高壓作用下,這些氣隙可能會發(fā)生局部放電,從而導致避雷器性能降低。此外,避雷器運行環(huán)境中的濕度、溫度等因素也會影響局部放電的發(fā)生。

避雷器局部放電會導致以下幾個方面的影響:

(1)導致避雷器發(fā)熱:局部放電會產(chǎn)生熱量,如果熱量不能及時散發(fā)出去,會導致避雷器過熱,甚至燒毀。

(2)影響避雷器的壽命:局部放電會加速絕緣材料的老化過程,從而影響避雷器的使用壽命。

(3)引發(fā)安全事故:嚴重的局部放電可能導致避雷器短路,引發(fā)安全事故。

因此,定期對避雷器進行局部放電檢測是非常必要的。

3.避雷器局部放電的檢測方法

(1)聲發(fā)射法:聲發(fā)射法是一種非破壞性的檢測方法,它通過測量避雷器內部發(fā)生的局部放電所引起的聲波信號來判斷避雷器的健康狀況。該方法具有靈敏度高、響應速度快等優(yōu)點,但需要專門的聲發(fā)射傳感器和處理系統(tǒng)。

(2)超聲波法:超聲波法也是一種非破壞性的檢測方法,它通過測量避雷器內部發(fā)生的局部放電所引起的超聲波信號來判斷避雷器的健康狀況。與聲發(fā)射法相比,超聲波法的優(yōu)點是不受電磁干擾,但在噪聲環(huán)境下可能存在一定的誤報率。

(3)電流脈沖法:電流脈沖法是一種有損檢測方法,它通過測量避雷器內部發(fā)生的局部放電所產(chǎn)生的電流脈沖信號來判斷避雷器的健康狀況。該方法的優(yōu)點是操作簡單、準確性較高,但需要對避雷器進行開路試驗,存在一定的風險。

4.結論

局部放電檢測技術對于評價避雷器的性能非常重要。目前常用的局部放電檢測方法包括聲發(fā)射法、超聲波法和電流脈沖法等。在實際應用中,應根據(jù)具體情況選擇合適的檢測方法,并結合其他檢測手段,以提高檢測結果的準確性和可靠性。第九部分基于狀態(tài)監(jiān)測的避雷器性能評估《基于狀態(tài)監(jiān)測的避雷器性能評估》

在電力系統(tǒng)中,金屬氧化物避雷器是一種非常重要的保護設備。它能夠有效地防止過電壓對電力設備造成損壞,并且對于保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行具有重要意義。然而,由于各種因素的影響,避雷器可能會出現(xiàn)性能下降甚至失效的情況。因此,定期進行避雷器的性能評估就顯得尤為重要。

目前,傳統(tǒng)的避雷器性能評估方法主要包括電阻測量法、泄漏電流測量法和紅外熱像檢測法等。這些方法雖然可以獲取一定的信息,但往往需要停電操作,耗費人力和時間,并且難以準確反映避雷器的實際工作狀態(tài)。

近年來,隨著狀態(tài)監(jiān)測技術的發(fā)展,基于狀態(tài)監(jiān)測的避雷器性能評估已經(jīng)成為一種新的研究方向。這種方法通過安裝在線監(jiān)測裝置,實時監(jiān)測避雷器的工作狀態(tài),及時發(fā)現(xiàn)并預測避雷器可能出現(xiàn)的問題,從而提高了避雷器維護的效率和準確性。

狀態(tài)監(jiān)測通常包括電氣參數(shù)監(jiān)測、機械參數(shù)監(jiān)測和環(huán)境參數(shù)監(jiān)測三個方面。

1.電氣參數(shù)監(jiān)測:主要監(jiān)測避雷器的泄漏電流、阻性電流和全電流等參數(shù)。通過分析這些參數(shù)的變化趨勢,可以判斷避雷器是否存在內部缺陷或者老化情況。

2.機械參數(shù)監(jiān)測:主要監(jiān)測避雷器的機械應力、振動和位移等參數(shù)。通過這些參數(shù),可以了解避雷器的機械穩(wěn)定性,預防因機械故障導致的事故。

3.環(huán)境參數(shù)監(jiān)測:主要監(jiān)測避雷器周圍的溫度、濕度、氣體濃度等參數(shù)。這些參數(shù)會影響避雷器的工作性能,通過監(jiān)測可以提前預警可能的異常情況。

基于狀態(tài)監(jiān)測的避雷器性能評估不僅可以提供實時、全面的信息,還可以通過對數(shù)據(jù)的深入分析,實現(xiàn)對避雷器的智能診斷和預測。例如,通過對泄漏電流和

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