避雷器的作用當(dāng)雷電過(guò)電壓沿架空線路侵入變配電所或其他建筑物內(nèi)時(shí)，將發(fā)生閃絡(luò)，甚至將電氣設(shè)備的絕緣擊穿。因此，假如在電氣設(shè)備的電源進(jìn)線端并聯(lián)一種保護(hù)設(shè)備即避雷器，如圖1，當(dāng)過(guò)電壓值達(dá)到規(guī)定的動(dòng)作電壓時(shí)，避雷器立即動(dòng)作，流過(guò)電荷，限制過(guò)電壓幅值，保護(hù)設(shè)備絕緣;電壓值正常后，避雷器又迅速恢復(fù)原狀，以保證系統(tǒng)正常供電。
避雷器的保護(hù)作用基于三個(gè)前提:
1、伏秒特性與被保護(hù)絕緣的伏秒特性有良好的配合
2、保證其殘壓低于被保護(hù)絕緣的沖擊電氣強(qiáng)度
3、被保護(hù)絕緣必須處于該避雷器的保護(hù)距離之內(nèi)避雷器的要求:
1、正常運(yùn)行時(shí)不放電，過(guò)電壓時(shí)放電正確動(dòng)作
2、放電后要有自恢復(fù)功能
避雷器的相關(guān)參數(shù)：
1、持續(xù)運(yùn)行電壓:即允許長(zhǎng)期工作電壓。它應(yīng)等于或大于系統(tǒng)的最高相電壓。
2、額定電壓(kV) :即允許短時(shí)最大工頻電壓(滅弧電壓)。避雷器能在此工頻電壓下動(dòng)作放電并熄弧，但不能在此電壓下長(zhǎng)期運(yùn)行。它是避雷器特性和結(jié)構(gòu)的基本參數(shù)，也是設(shè)計(jì)的依據(jù)。
3、工頻耐受伏秒特性:表明氧化鋅避雷器在規(guī)定條件下，耐受過(guò)電壓的能力。
4、標(biāo)稱放電電流(kA):用于劃分避雷器等級(jí)的放電電流峰值。220 kV及以下系統(tǒng)不應(yīng)超過(guò)5 kA殘壓:是指避雷器在沖擊電流作用下，避雷器兩端所產(chǎn)生的電壓也可以理解為避雷器兩端所能承受的最高電壓值。
避雷器的分類及結(jié)構(gòu)常用避雷器的形式有閥式、管式、保護(hù)間隙不金屬氧化物等。
(1) 閥式避雷器閥式避雷器主要分為普通閥式避雷器和磁吹閥式避雷器兩大類。普通閥式避雷器有FS和FZ兩種系列;磁吹閥式避雷器有FCD和FCZ兩種系列。
閥式避雷器型號(hào)中的符號(hào)含義如下:
F-閥式避雷器; S- -配(變)電作用; Z-電站用; Y-線路用; D- 旋轉(zhuǎn)電機(jī)用; C具有磁吹放電間隙。
閥式避雷器主要由平板火花間隙與碳化硅電阻片(閥片)串聯(lián)而成，裝在密封的瓷管內(nèi)，外殼有接線螺栓供安裝用。避雷器中的碳化硅電阻具有非線性特性,在正常電壓時(shí)其阻值很大，過(guò)電壓時(shí)其阻值隨之變小。
閥式避雷器在正常的工頻電壓作用下火花間隙不被擊穿，但在雷電波過(guò)電壓下，避雷器的火花間隙被擊穿;碳化硅電阻的阻值隨之變得很小，雷電波巨大的雷電流順利地通過(guò)電阻流入大地中，電阻閥片對(duì)尾隨雷電流而來(lái)的工頻電壓呈現(xiàn)了很大的電阻，從而工頻電流被火花間隙阻斷，線路恢復(fù)正常運(yùn)行。由此可見，電阻閥片和火花間隙的密切配合使避雷器很像一個(gè)閥i ]，對(duì)于雷電流“閥門”打開，對(duì)于工頻電流“閥門” 則關(guān)閉，故稱之為閥式避雷器。
FS系列閥式避雷器的結(jié)構(gòu)如圖2，此系列避雷器閥片直徑較小，通流容量較低，一般用于保護(hù)變配電設(shè)備和線路。FZ系列閥式避雷器的結(jié)構(gòu)如圖2 (b)示，此系列避雷器閥片直徑較大，且火花間隙并聯(lián)了具有非線性的碳化硅電阻，通流容量較大，一般用于保護(hù)35kV及以上大、中型工廠中總降壓變電所的電氣設(shè)備。
磁吹閥式避雷器(FCD型)的內(nèi)部附有磁裝置來(lái)加速火花間隙中電弧的熄滅，專門用來(lái)保護(hù)重要的或絕緣較為薄弱的設(shè)備，如高壓電動(dòng)機(jī)等。
(2)保護(hù)間隙和管球避雷器保護(hù)間隙是最簡(jiǎn)單的防雷設(shè)備，其原理結(jié)構(gòu)圖3所示。保護(hù)間隙一般用鍍鋅圓鋼制成，由主間隙和輔助間隙兩部分組成。主間隙做成角形的，水平安裝，以便滅弧。為了防止主間隙被外來(lái)的物體短路而引起誤動(dòng)作，在主間隙的下方串聯(lián)有輔助間隙。因?yàn)楸Ｗo(hù)間隙滅弧能力弱，一般要求與自動(dòng)重合閘裝置配合使用，以提高供電的可靠性。
管式避雷器的基本元件是安裝在產(chǎn)氣管內(nèi)的火花間隙，間隙由棒型和環(huán)型電極構(gòu)成，如圖4所示。管式避雷器由滅弧管內(nèi)間隙和外間隙組成。滅弧管般用纖維膠木等能在高溫下產(chǎn)生氣體的材料制成。當(dāng)雷電波過(guò)電壓來(lái)臨時(shí)，管式避雷器的內(nèi)、外間隙被擊穿，雷電流通過(guò)接地線泄入大地。接踵而來(lái)的工頻電流產(chǎn)生強(qiáng)烈的電弧，電弧燃燒管壁并產(chǎn)生大量氣體從管口噴出，很快地吹滅電弧。同時(shí)外部間隙恢復(fù)絕緣，使滅弧管或避雷器與系統(tǒng)隔開，系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。
因管式避雷器是靠工頻電流產(chǎn)生氣體而滅弧的，如果開斷的短路電流過(guò)大，產(chǎn)氣過(guò)多超出滅弧管的機(jī)械強(qiáng)度時(shí)，會(huì)使其開裂或爆炸，因此管式避雷器通常用于戶外。
(3) 2吊 氧化物避雷器1)無(wú)間隙金屬氧化物避雷器(亦稱壓敏避雷器)是20世紀(jì)70年代開始出現(xiàn)的一種新型避雷器。與傳統(tǒng)的碳化硅閥式避雷器相比，無(wú)間隙金屬氧化物避雷器沒有火花間隙，且用氧化鋅(ZnO)代替碳化硅(SiC)， 在結(jié)構(gòu).上采用壓敏電阻制成的閥片疊裝而成，該閥片具有優(yōu)異的非線性伏安特性:工頻電壓下，它呈現(xiàn)極大的電阻，有效地抑制工頻電流;而在雷電波過(guò)電壓下，它又呈現(xiàn)極小的電阻，能很好地泄放雷電流。 |
