避雷器原理

避雷器原理 避雷器种类及其原理 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。30年代出现了管式避雷器。 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。