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關(guān)鍵詞：避雷器  結(jié)構(gòu)  特點(diǎn)分類(lèi)
防雷器、避雷器在我國(guó)電力系統(tǒng)中已經(jīng)存在并且實(shí)踐了幾十年了，已經(jīng)不是什么新產(chǎn)品新技術(shù)了，但是目前行業(yè)里仍有人把80年代的產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單包裝就變成了進(jìn)口的新產(chǎn)品新技術(shù)。不知道是什么原因。本文從早期的避雷間隙到現(xiàn)代的避雷器，從發(fā)展上對(duì)避雷器進(jìn)行詳細(xì)的產(chǎn)品描述。
1 避雷器的種類(lèi)
避雷器從早期到現(xiàn)在從結(jié)構(gòu)上并沒(méi)有什么大的變化。按照結(jié)構(gòu)可以分為以下幾種類(lèi)型：
 
1）  保護(hù)間隙
2）  管式避雷器
3）  閥式避雷器
4）  磁吹避雷器
5）  氧化鋅避雷器
 
按照保護(hù)形式可以分為：開(kāi)關(guān)式、限壓式，并聯(lián)式、串聯(lián)式；
按照結(jié)構(gòu)又可以分為：間隙避雷器、無(wú)間隙避雷器，其中閥式避雷器有分為：普通閥式避雷器和磁吹閥式避雷器。
 
2.避雷器的特點(diǎn)
2.1.1保護(hù)間隙
            
圖1 保護(hù)間隙
  保護(hù)間隙是最早應(yīng)用在電力系統(tǒng)中作為避雷器是用的裝置。3、6、10KV電網(wǎng)中的使用率較高。他有兩個(gè)放電極組成，分別接在被保護(hù)設(shè)備的兩端；一般保護(hù)間隙的間距為5、10、10mm。圖中2是主放電間隙，3是輔助放電間隙，輔助間隙的作用是防止住保護(hù)間隙誤動(dòng)作。保護(hù)間隙被擊穿后形成共頻續(xù)流，電弧在電動(dòng)力及熱氣流作用下在電極上下移動(dòng)，當(dāng)電弧的間距達(dá)到電極頂端時(shí)，由于電弧直徑變長(zhǎng)（電流能量減弱），冷卻所以可能自動(dòng)熄弧。
 
特點(diǎn)：
由于保護(hù)間隙的自動(dòng)熄弧能力不強(qiáng)所以一般配合自動(dòng)重合閘裝置共同使用。目前，國(guó)內(nèi)的部分地區(qū)還在使用保護(hù)間隙作為電網(wǎng)防雷保護(hù)裝置，大多數(shù)地區(qū)已經(jīng)淘汰不用。
2.1.2 新型材料間隙避雷器
 
圖2間隙避雷器      
   新型間隙避雷器的工作原理與保護(hù)間隙一樣：基于電弧放電技術(shù)，當(dāng)電極間的電壓達(dá)到一定程度時(shí)，擊穿空氣電弧在電極上進(jìn)行爬電。
優(yōu)點(diǎn)：放電能力強(qiáng)，通流量大（可以達(dá)到100KA）漏電流小
熱穩(wěn)定性好
缺點(diǎn)：殘壓高，反映時(shí)間慢，存在續(xù)流
 
工藝特點(diǎn)：由于金屬電極在放電時(shí)承受較大電流，所以容易造成金屬的升華，使放電腔內(nèi)形成金屬鍍膜影響避雷器的啟動(dòng)和正常使用。放電電極的生產(chǎn)主要還是集中在國(guó)外一些避雷器生產(chǎn)企業(yè)，，電極的主要成分是鎢金屬的合金。
工程應(yīng)用：該種結(jié)構(gòu)的避雷器主要應(yīng)用在電源系統(tǒng)做B級(jí)避雷器使用。但由于避雷器自身的原因容易引起火災(zāi)，避雷器動(dòng)作后（飛出）脫離配電盤(pán)等事故。根據(jù)型號(hào)的不同適合與各種配電制式。工程安裝時(shí)一定要考慮安裝距離，避免引起不必要的損失和事故。
 
圖3開(kāi)放間隙避雷器安裝
2.1.3 密閉式間隙避雷器
現(xiàn)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)有一種多層石墨間隙避雷器，這種避雷器主要利用的是多層間隙連續(xù)放電，每層放電間隙相互絕緣，這種疊層技術(shù)不僅解決了續(xù)流問(wèn)題而且是逐層放電，無(wú)形中增大了產(chǎn)品自身的通流能力。   

圖4 新型石墨多層避雷器
優(yōu)點(diǎn)：放電電流大 測(cè)試最大50KA（實(shí)際測(cè)量值）漏電流小
無(wú)續(xù)流 無(wú)電弧外瀉  熱穩(wěn)定性好
缺點(diǎn)：殘壓高，反應(yīng)時(shí)間慢
工藝特點(diǎn)：石墨為主要材料，不存在后續(xù)電流問(wèn)題，最大的特點(diǎn)是沒(méi)有電弧的產(chǎn)生，且殘壓與開(kāi)放式間隙避雷器比較要低很多。
工程應(yīng)用：該種避雷器應(yīng)用在各種B、C類(lèi)場(chǎng)合，與開(kāi)放式間隙比較不用考慮電弧問(wèn)題。根據(jù)型號(hào)的不同該種產(chǎn)品適合與各種配電制式。
2.1.4開(kāi)放式放電管避雷器

圖5 開(kāi)放式放電管避雷器
   開(kāi)放式放電管避雷器，實(shí)質(zhì)與開(kāi)放式間隙避雷器是一樣的產(chǎn)品，都屬于空氣放電器。但是與間隙放電器比較它的通流能力就降了一個(gè)等級(jí)。
優(yōu)點(diǎn)：體積小 通流能力強(qiáng)（10-15KA）漏電流小 無(wú)電弧噴瀉
缺點(diǎn)：殘壓較高  有續(xù)流產(chǎn)品一致性差（啟動(dòng)電壓、殘壓）反映時(shí)間慢
2.1.5密閉式氣體放電管
   密閉式氣體放電管也叫惰性氣體放電管，主要是內(nèi)部充盈了惰性氣體，放電方式是氣體放電，靠擊穿氣體來(lái)起到一次性瀉放電流的目的。一般有2極和3極兩種結(jié)構(gòu)。外型與上圖相似。
優(yōu)點(diǎn)：體積�。�氣體管可以很�。� 通流量大 無(wú)電弧
缺點(diǎn)：產(chǎn)品一致性差（啟動(dòng)電壓、殘壓）有續(xù)流 殘壓較高
工藝特點(diǎn)：空氣放電管還是屬于開(kāi)放式產(chǎn)品，在工作時(shí)不保證絕對(duì)沒(méi)有點(diǎn)火花從排壓孔噴出，氣體放電管是密封結(jié)構(gòu)，一般有2極和3極良種結(jié)構(gòu)形式，一般3極有熱保護(hù)裝置（短路裝置），在放電管工作時(shí)溫度超過(guò)了一定范圍，短路裝置啟動(dòng)使放電管整體導(dǎo)通。防止溫度過(guò)高造成放電管內(nèi)氣壓生高器件爆裂。

圖6 氣體放電管3極結(jié)構(gòu)
工程應(yīng)用：一般空氣放電管現(xiàn)在很少應(yīng)用，而氣體放電管現(xiàn)在被廣泛的應(yīng)用在信號(hào)防雷器上。型號(hào)的不同也有在電源避雷器上使用。
2.2管式避雷器
管式避雷器是具有較強(qiáng)熄弧能力的保護(hù)間隙，工作原理是：避雷器內(nèi)部使用了產(chǎn)氣材料，當(dāng)避雷器內(nèi)村漏電流時(shí)，產(chǎn)氣材料產(chǎn)生氣體使避雷器開(kāi)始工作，但是由于這種結(jié)構(gòu)，所以官式避雷器不能夠長(zhǎng)時(shí)間處于正常工作電壓上，所以需要另一個(gè)保護(hù)間隙S2進(jìn)行隔離保護(hù)。當(dāng)避雷器擊穿后，管內(nèi)的氣壓增高，當(dāng)管內(nèi)壓力大于外界壓力時(shí)，通過(guò)排氣孔向外噴氣，形成氣吹熄弧，所以管式避雷器也稱(chēng)做排氣避雷器。


圖7 管式避雷器
管式避雷器的特點(diǎn)是具有一定的動(dòng)作上下限，這是因?yàn)楣軆?nèi)氣壓過(guò)小不能吹滅電弧，氣壓過(guò)大有容易使管子破裂。
特點(diǎn)：產(chǎn)品一致性差，不能夠和被保護(hù)產(chǎn)品合理的進(jìn)行絕緣配合；產(chǎn)品動(dòng)作后會(huì)產(chǎn)生較高幅值的截波，對(duì)變壓器的縱絕緣有較大影響。合適做直流電機(jī)的限流器使用。
2.3閥式避雷器
2.3.1普通閥式避雷器
閥式避雷器是由密封的瓷瓶中的放電間隙和閥片組成的。主要原理是當(dāng)沖擊電壓達(dá)到間隙的沖擊電壓時(shí)間隙擊穿，脈沖被截?cái)啵�這時(shí)避雷器整體呈現(xiàn)低電阻狀態(tài)，由于間隙存在續(xù)流，所以當(dāng)共頻續(xù)流產(chǎn)生時(shí)閥片的電阻迅速增大，使續(xù)流逐漸減小達(dá)到熄弧的目的。
閥式避雷器目前有FZ、FS兩種，F(xiàn)Z是保護(hù)中等大容量變電所使用的，F(xiàn)S是用于保護(hù)小容量變壓器使用的。
特點(diǎn)：閥式避雷器的應(yīng)用參數(shù)中Kb一項(xiàng)是比較重要的參數(shù)，Kb是避雷器的殘壓與額定電壓之比。保護(hù)比越小說(shuō)明產(chǎn)品的熄弧能力越強(qiáng)。
2.3.2磁吹閥式避雷器
磁吹避雷器是在間隙避雷器的基礎(chǔ)上發(fā)展出來(lái)的，主要是為了提高避雷器的熄弧能力。采用佃戶(hù)運(yùn)動(dòng)的間隙，利用磁場(chǎng)使電弧來(lái)回運(yùn)動(dòng)（削弱電弧能量）。
磁吹間隙主要有電弧旋轉(zhuǎn)和電弧拉廠兩種形式。我國(guó)生產(chǎn)的主要是電弧拉長(zhǎng)式磁吹間隙。磁吹間隙主要分FCZ和FCD兩種，F(xiàn)CZ主要應(yīng)用于35KV及以上電壓邊變電所中，F(xiàn)CD型部分間隙帶有并聯(lián)電容，主要用于保護(hù)電機(jī)系統(tǒng)。
2.4氧化鋅避雷器
2.4.1單片壓敏電阻避雷器
單片壓敏電阻避雷器是80年代有日本最先發(fā)明使用。直到現(xiàn)在，單片敏電阻的使用率也是避雷器中最高的。壓敏電阻避雷器的工作原理是利用了壓敏電阻的非線性特點(diǎn)。當(dāng)電壓沒(méi)有波動(dòng)時(shí)氧化鋅呈高阻態(tài)，當(dāng)電壓出現(xiàn)波動(dòng)達(dá)到壓敏電阻的啟動(dòng)電壓時(shí)壓敏電阻迅速呈現(xiàn)低阻態(tài)，將電壓限制在一定范圍內(nèi)。

2.4.2多片壓敏電阻避雷器
由于單片壓敏電阻的通流量一直不夠理想（一般單片壓敏電阻最大放電電流在20KA\8/20uS）,在這種前提下多片組合壓敏電阻避雷器產(chǎn)生，多片壓敏電阻組合避雷器主要是解決了單片壓敏電阻的通流量較小，不能滿足B級(jí)場(chǎng)合的使用。多片壓敏電阻的產(chǎn)生從根本上解決了壓敏電阻通流量的問(wèn)題。

圖8 并聯(lián)壓敏電阻
優(yōu)點(diǎn)：通流容量大，殘壓較低，反應(yīng)時(shí)間較快（≤25ns），
無(wú)跟隨電流（續(xù)流）
缺點(diǎn)：漏電流較大，老化速度快。熱穩(wěn)定一般
工藝特點(diǎn)：多數(shù)采用積木結(jié)構(gòu)。
工程應(yīng)用：根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，壓敏電阻避雷器廣泛的應(yīng)用在B、C、D級(jí)以及信號(hào)避雷器。但是應(yīng)解決的問(wèn)題是工程中有個(gè)別產(chǎn)品存在燃燒現(xiàn)象，所以在產(chǎn)品選型時(shí)應(yīng)注意廠家使用的外殼材料。
2.4.3 抑制二極管類(lèi)防雷器
抑制二極管類(lèi)防雷產(chǎn)品主要是網(wǎng)絡(luò)等信號(hào)避雷產(chǎn)品中大量的應(yīng)用，主要采用的器件有P*KE（雪崩管）等系列等產(chǎn)品。工作原理是基于PN結(jié)反向擊穿保護(hù)。
優(yōu)點(diǎn)：殘壓低 動(dòng)作精度高 反應(yīng)時(shí)間快 無(wú)續(xù)流 體積小
缺點(diǎn)：通流量小
2.4.4壓敏電阻/氣體放電管組合類(lèi)
2.4.5簡(jiǎn)單組合避雷器
組合式避雷器典型結(jié)構(gòu)是N-PE結(jié)構(gòu)形式，這種避雷器與單一結(jié)構(gòu)的避雷器相比，綜合了兩種不同產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，而減少了單一器件的缺點(diǎn)。

圖9 組合式避雷器
優(yōu)點(diǎn)：通流量大 反應(yīng)時(shí)間快
缺點(diǎn)：殘壓相對(duì)較高
工程應(yīng)用：僅在N-PE制式使用的避雷器，適合電壓波動(dòng)率較大地區(qū)使用。
2.4.6復(fù)雜型組合式避雷器
這種避雷器充分發(fā)揮各種元器件的優(yōu)點(diǎn)，再結(jié)構(gòu)上一般使用數(shù)量較多的壓敏電阻和氣體放電管。這種結(jié)構(gòu)的避雷器一般具有較高的通流能力，且殘壓較低。行業(yè)內(nèi)也稱(chēng)這種結(jié)構(gòu)的避雷器為一體化避雷器。
優(yōu)點(diǎn)：通流量大 反映時(shí)間快殘壓低 無(wú)續(xù)流 熱穩(wěn)定性好
缺點(diǎn)：無(wú)聲音報(bào)警 無(wú)計(jì)數(shù)器
工藝特點(diǎn)：一體化避雷器的電路結(jié)構(gòu)緊湊，充分發(fā)揮了氧化鋅電阻反映時(shí)間快的特點(diǎn)，有結(jié)合了氣體放電管具有較高通流能力的優(yōu)點(diǎn)。在電路上避雷器使用了較多的氧化鋅電阻來(lái)提高整體避雷器的通流能力，用氣體放電管作為備用放電通道�；�于這種完善的電路結(jié)構(gòu)使避雷器的使用壽命大大提高。
工程應(yīng)用：
一體化避雷器根據(jù)型號(hào)的不同廣泛應(yīng)用與B、C、D各種安裝環(huán)境。由于是一體化設(shè)計(jì)，所以更適合在不具備安裝距離的場(chǎng)合使用。（IEC規(guī)定B、C、D模塊化避雷器三級(jí)間的最短距離在10M以上）

2.5 高壓氧化鋅避雷器的使用
目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)開(kāi)始使用氧化鋅避雷器做高壓防雷保護(hù)，主要應(yīng)用于110KV-500KV系統(tǒng)中。
3 結(jié)束語(yǔ)
   避雷器的發(fā)展是隨著材料產(chǎn)品的發(fā)展而發(fā)展的，80年代的材料工藝和現(xiàn)在比必然存在差異，但是新型避雷器的原理與構(gòu)造和原有技術(shù)相比，并沒(méi)有什么質(zhì)的改變，僅僅是產(chǎn)品整體性的有了改變和提高。所以那我國(guó)原有的技術(shù)改頭換面說(shuō)成是進(jìn)口產(chǎn)品實(shí)際是沒(méi)有意義的。