能释放雷电或兼能释放电力系统操作过电压能量, 保护电工设备免受瞬时过 电压危害,又能截断续流,不致引起系统接地短路的电器装置。避雷器通常接于 带电导线与地之间,与被保护设备并联。当过电压值达到规定的动作电压时,避 雷器立即动作,流过电荷,限制过电压幅值,保护设备绝缘;电压值正常后,避 雷器又迅速恢复原状,以保证系统正常供电。 避雷器有管式和阀式两大类。 管式:管式避雷器主要用于变电所、发电厂的进线保护和线路绝缘弱点的保 管式 护 管式避雷器:其结构原理见图。内间隙(又称灭弧间隙)置于产气材料制成 管式避雷器 的灭弧管内,外间隙将管子与电网隔开。雷电过电压使内外间隙放电,内间隙电 弧高温使产气材料产生气体,管内气压迅速增加,高压气体从喷口喷出灭弧。管 式避雷器具有较大的冲击通流能力,可用在雷电流幅值很大的地方。但管式避雷 器放电电压较高且分散性大, 动作时产生截波, 保护性能较差。 主要用于变电所、 发电厂的进线保护和线路绝缘弱点的保护。 阀式:阀式避雷器分为碳化硅避雷器和金属氧化物避雷器(又称氧化锌避雷 阀式 器) 1、 碳化硅避雷器 其基本工作元件是叠装于密封瓷套内的火花间隙和碳化 硅阀片 (电压等级高的避雷器产品具有多节瓷套) 火花间隙的主要作用 。 是平时将阀片与带电导体隔离, 在过电压时放电和切断电源供给的续流。 碳化硅避雷器的火花间隙由许多间隙串联组成,放电分散性小,伏秒特 性平坦,灭弧性能好。碳化硅阀片是以电工碳化硅为主体,与结合剂混 合后,经压形、烧结而成的非线性电阻体,呈圆饼状。碳化硅阀片的主 要作用是吸收过电压能量,利用其电阻的非线性(高电压大电流下电阻 值大幅度下降)限制放电电流通过自身的压降(称残压)和限制续流幅 值,与火花间隙协同作用熄灭续流电弧。碳化硅避雷器按结构不同,又 分为普通阀式和磁吹阀式两类。 后者利用磁场驱动电弧来提高灭弧性能, 从而具有更好的保护性能。碳化硅避雷器保护性能好,广泛用于交、直 流系统,保护发电、变电设备的绝缘。 2、金属氧化物避雷器 其基本工作元件是密封在瓷套内的氧化锌阀片。 、 氧化 锌阀片是以 ZnO 为基体,添加少量的 Bi2O3、MnO2、Sb2O3、Co3O3、 Cr2O3 等制成的非线性电阻体,具有比碳化硅好得多的非线性伏安特 性,在持续工作电压下仅流过微安级的泄漏电流,动作后无续流。因此 金属氧化锌避雷器不需要火花间隙,从而使结构简化,并具有动作响应 快、耐多重雷电过电压或操作过电压作用、能量吸收能力大、耐污秽性 能好等优点。由于金属氧化锌避雷器保护性能优于碳化硅避雷器,已在 逐步取代碳化硅避雷器,广泛用于交、直流系统,保护发电、变电设备 的绝缘, 尤其适合于中性点有效接地(见电力系统中性点接地方式)的 110 千伏及以上电网。 发展历程 最原始的避雷器是羊角形间隙,出现于 19 世纪末期,用于架空输电线路, 防止雷击损坏设备绝缘而造成停电,故称“避雷器” 。 20 世纪 20 年代,出现了铝避雷器,氧化膜避雷器和丸式避雷器。 年代出现 30 了管式避雷器。 50 年代出现了碳化硅避雷器。 70 年代又出现了金属氧化物避雷器。现代高压避雷器,不仅用于限制电力 系统中因雷电引起的过电压,也用于限制因系统操作产生的过电压。
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