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關鍵詞：避雷器  結構  特點分類
防雷器、避雷器在我國電力系統中已經存在并且實踐了幾十年了，已經不是什么新產品新技術了，但是目前行業(yè)里仍有人把80年代的產品技術經過簡單包裝就變成了進口的新產品新技術。不知道是什么原因。本文從早期的避雷間隙到現代的避雷器，從發(fā)展上對避雷器進行詳細的產品描述。
1 避雷器的種類
避雷器從早期到現在從結構上并沒有什么大的變化。按照結構可以分為以下幾種類型：
 
1）  保護間隙
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
 
按照保護形式可以分為：開關式、限壓式，并聯式、串聯式；
按照結構又可以分為：間隙避雷器、無間隙避雷器，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
2.1.1保護間隙
            
圖1 保護間隙
  保護間隙是最早應用在電力系統中作為避雷器是用的裝置。3、6、10KV電網中的使用率較高。他有兩個放電極組成，分別接在被保護設備的兩端；一般保護間隙的間距為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間隙誤動作。保護間隙被擊穿后形成共頻續(xù)流，電弧在電動力及熱氣流作用下在電極上下移動，當電弧的間距達到電極頂端時，由于電弧直徑變長（電流能量減弱），冷卻所以可能自動熄弧。
 
特點：
由于保護間隙的自動熄弧能力不強所以一般配合自動重合閘裝置共同使用。目前，國內的部分地區(qū)還在使用保護間隙作為電網防雷保護裝置，大多數地區(qū)已經淘汰不用。
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間隙一樣：基于電弧放電技術，當電極間的電壓達到一定程度時，擊穿空氣電弧在電極上進行爬電。
優(yōu)點：放電能力強，通流量大（可以達到100KA）漏電流小
熱穩(wěn)定性好
缺點：殘壓高，反映時間慢，存在續(xù)流
 
工藝特點：由于金屬電極在放電時承受較大電流，所以容易造成金屬的升華，使放電腔內形成金屬鍍膜影響避雷器的啟動和正常使用。放電電極的生產主要還是集中在國外一些避雷器生產企業(yè)，，電極的主要成分是鎢金屬的合金。
工程應用：該種結構的避雷器主要應用在電源系統做B級避雷器使用。但由于避雷器自身的原因容易引起火災，避雷器動作后（飛出）脫離配電盤等事故。根據型號的不同適合與各種配電制式。工程安裝時一定要考慮安裝距離，避免引起不必要的損失和事故。
 
圖3開放間隙避雷器安裝
2.1.3 密閉式間隙避雷器
現在國內市場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，這種疊層技術不僅解決了續(xù)流問題而且是逐層放電，無形中增大了產品自身的通流能力。   

圖4 新型石墨多層避雷器
優(yōu)點：放電電流大 測試最大50KA（實際測量值）漏電流小
無續(xù)流 無電弧外瀉  熱穩(wěn)定性好
缺點：殘壓高，反應時間慢
工藝特點：石墨為主要材料，不存在后續(xù)電流問題，最大的特點是沒有電弧的產生，且殘壓與開放式間隙避雷器比較要低很多。
工程應用：該種避雷器應用在各種B、C類場合，與開放式間隙比較不用考慮電弧問題。根據型號的不同該種產品適合與各種配電制式。
2.1.4開放式放電管避雷器

圖5 開放式放電管避雷器
   開放式放電管避雷器，實質與開放式間隙避雷器是一樣的產品，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等級。
優(yōu)點：體積小 通流能力強（10-15KA）漏電流小 無電弧噴瀉
缺點：殘壓較高  有續(xù)流產品一致性差（啟動電壓、殘壓）反映時間慢
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，主要是內部充盈了惰性氣體，放電方式是氣體放電，靠擊穿氣體來起到一次性瀉放電流的目的。一般有2極和3極兩種結構。外型與上圖相似。
優(yōu)點：體積小（氣體管可以很�。� 通流量大 無電弧
缺點：產品一致性差（啟動電壓、殘壓）有續(xù)流 殘壓較高
工藝特點：空氣放電管還是屬于開放式產品，在工作時不保證絕對沒有點火花從排壓孔噴出，氣體放電管是密封結構，一般有2極和3極良種結構形式，一般3極有熱保護裝置（短路裝置），在放電管工作時溫度超過了一定范圍，短路裝置啟動使放電管整體導通。防止溫度過高造成放電管內氣壓生高器件爆裂。

圖6 氣體放電管3極結構
工程應用：一般空氣放電管現在很少應用，而氣體放電管現在被廣泛的應用在信號防雷器上。型號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熄弧能力的保護間隙，工作原理是：避雷器內部使用了產氣材料，當避雷器內村漏電流時，產氣材料產生氣體使避雷器開始工作，但是由于這種結構，所以官式避雷器不能夠長時間處于正常工作電壓上，所以需要另一個保護間隙S2進行隔離保護。當避雷器擊穿后，管內的氣壓增高，當管內壓力大于外界壓力時，通過排氣孔向外噴氣，形成氣吹熄弧，所以管式避雷器也稱做排氣避雷器。


圖7 管式避雷器
管式避雷器的特點是具有一定的動作上下限，這是因為管內氣壓過小不能吹滅電弧，氣壓過大有容易使管子破裂。
特點：產品一致性差，不能夠和被保護產品合理的進行絕緣配合；產品動作后會產生較高幅值的截波，對變壓器的縱絕緣有較大影響。合適做直流電機的限流器使用。
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。主要原理是當沖擊電壓達到間隙的沖擊電壓時間隙擊穿，脈沖被截斷，這時避雷器整體呈現低電阻狀態(tài)，由于間隙存在續(xù)流，所以當共頻續(xù)流產生時閥片的電阻迅速增大，使續(xù)流逐漸減小達到熄弧的目的。
閥式避雷器目前有FZ、FS兩種，FZ是保護中等大容量變電所使用的，FS是用于保護小容量變壓器使用的。
特點：閥式避雷器的應用參數中Kb一項是比較重要的參數，Kb是避雷器的殘壓與額定電壓之比。保護比越小說明產品的熄弧能力越強。
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上發(fā)展出來的，主要是為了提高避雷器的熄弧能力。采用佃戶運動的間隙，利用磁場使電弧來回運動（削弱電弧能量）。
磁吹間隙主要有電弧旋轉和電弧拉廠兩種形式。我國生產的主要是電弧拉長式磁吹間隙。磁吹間隙主要分FCZ和FCD兩種，FCZ主要應用于35KV及以上電壓邊變電所中，FCD型部分間隙帶有并聯電容，主要用于保護電機系統。
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。當電壓沒有波動時氧化鋅呈高阻態(tài)，當電壓出現波動達到壓敏電阻的啟動電壓時壓敏電阻迅速呈現低阻態(tài)，將電壓限制在一定范圍內。

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級場合的使用。多片壓敏電阻的產生從根本上解決了壓敏電阻通流量的問題。

圖8 并聯壓敏電阻
優(yōu)點：通流容量大，殘壓較低，反應時間較快（≤25ns），
無跟隨電流（續(xù)流）
缺點：漏電流較大，老化速度快。熱穩(wěn)定一般
工藝特點：多數采用積木結構。
工程應用：根據結構不同，壓敏電阻避雷器廣泛的應用在B、C、D級以及信號避雷器。但是應解決的問題是工程中有個別產品存在燃燒現象，所以在產品選型時應注意廠家使用的外殼材料。
2.4.3 抑制二極管類防雷器
抑制二極管類防雷產品主要是網絡等信號避雷產品中大量的應用，主要采用的器件有P*KE（雪崩管）等系列等產品。工作原理是基于PN結反向擊穿保護。
優(yōu)點：殘壓低 動作精度高 反應時間快 無續(xù)流 體積小
缺點：通流量小
2.4.4壓敏電阻/氣體放電管組合類
2.4.5簡單組合避雷器
組合式避雷器典型結構是N-PE結構形式，這種避雷器與單一結構的避雷器相比，綜合了兩種不同產品的優(yōu)點，而減少了單一器件的缺點。

圖9 組合式避雷器
優(yōu)點：通流量大 反應時間快
缺點：殘壓相對較高
工程應用：僅在N-PE制式使用的避雷器，適合電壓波動率較大地區(qū)使用。
2.4.6復雜型組合式避雷器
這種避雷器充分發(fā)揮各種元器件的優(yōu)點，再結構上一般使用數量較多的壓敏電阻和氣體放電管。這種結構的避雷器一般具有較高的通流能力，且殘壓較低。行業(yè)內也稱這種結構的避雷器為一體化避雷器。
優(yōu)點：通流量大 反映時間快殘壓低 無續(xù)流 熱穩(wěn)定性好
缺點：無聲音報警 無計數器
工藝特點：一體化避雷器的電路結構緊湊，充分發(fā)揮了氧化鋅電阻反映時間快的特點，有結合了氣體放電管具有較高通流能力的優(yōu)點。在電路上避雷器使用了較多的氧化鋅電阻來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構使避雷器的使用壽命大大提高。
工程應用：
一體化避雷器根據型號的不同廣泛應用與B、C、D各種安裝環(huán)境。由于是一體化設計，所以更適合在不具備安裝距離的場合使用。（IEC規(guī)定B、C、D模塊化避雷器三級間的最短距離在10M以上）

2.5 高壓氧化鋅避雷器的使用
目前，國內已經開始使用氧化鋅避雷器做高壓防雷保護，主要應用于110KV-500KV系統中。
3 結束語
   避雷器的發(fā)展是隨著材料產品的發(fā)展而發(fā)展的，80年代的材料工藝和現在比必然存在差異，但是新型避雷器的原理與構造和原有技術相比，并沒有什么質的改變，僅僅是產品整體性的有了改變和提高。所以那我國原有的技術改頭換面說成是進口產品實際是沒有意義的。