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金属氧化物避雷器(MOA)是非线性介质,其工频交流响应较为复杂,通过分析交变电场与阀片介质的内在联系,建立MOA阀片交流响应仿真分析模型,基于matlab仿真得到交流作用下阀片响应电流组成,验证了MOA阀片小电流区简化电路模型的可行性。MOA在正常工作状态下,其泄漏电流阻性分量中由基波电压产生的基波分量及三次谐波分量能够准确反应MOA受潮及老化劣化程度。研究发现,现有算法没有充分考虑谐波干扰、相间干扰及电网频率波动对特征参数检测的影响,导致计算结果不够精确。针对谐波干扰幅值及相位的不确定性,直接测量总阻性电流存在较大误判可能,因此本文提出两种改进算法,谐波阻性电流补偿算法和软件分析算法。谐波阻性电流补偿算法除了补偿容性电流,还进一步补偿由谐波电压作用的阻性电流,使精度得到进一步提高；软件分析算法利用三角函数的正交性推导了基波作用下的阻性电流基波分量以及三次谐波分量的计算公式。利用matlab仿真对比了两种算法,结果后者在谐波相位为0。或180。时具有更好的精度,在其他相位精度相当,且软件分析算法不需要繁杂的硬件。两种算法分别与电容法和多次改进的容性电流补偿法相比,精度得到进一步提升。进一步利用软件分析算法推导了同时考虑相间干扰和谐波干扰的计算公式,仿真结果表明改进后算法精度与只考虑谐波干扰相比没有变化；通过硬件同步采样跟踪信号,对比分析了几种窗函数优劣改进FFT算法,有效抑制了频谱泄露和栅栏效应,降低了电网频率波动的影响,仿真分析表明算法精度得到进一步提升。最后分析了外在温湿度环境以及电网过电压对监测参数的影响,确定MOA故障模糊评价指标,利用多层模糊综合法构建MOA故障综合评价模型,仿真试验表明该模型能够较好的排除外在干扰,分辨故障类别,验证了模型的可行性。