氧化锌避雷器的工作原理

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论氧化锌避雷器

作者：王凯练

来源：《中国科技纵横》2012年第21期

摘要：电力系统正常运行状态时，电气设备处于电网的额定电压下。但由于雷击，故障，操作等原因，有可能造成过电压，装设氧化锌避雷器可以保护电气设备。氧化锌避雷器一般接于导线与地之间，与被保护设备并联，当过电压值达到所设定的动作电压时，氧化锌避雷器立即动作，流过电流，限制过电压的幅值，保护电气设备的绝缘。而且能够截断续流，不会导致引起系统接地短路。

关键词：氧化锌避雷器 过电压 保护

1、避雷器的发展

避雷器按照其发展次序，首先是保护间隙，这是形式很简单的避雷器。接着是管型避雷器，它也是保护间隙，但是它能在放电后自行灭弧。接下来发展到阀型避雷器，它是把单个放电间隙分成许多短的串联间隙，同时增加了非线性电阻，提高了保护性能。随着技术的不断发展，磁吹避雷器利用了磁吹式火花间隙，不但它能提高了灭弧能力，而且还具备有限制内部过电压能力。而到了氧化锌避雷器，它利用了氧化锌阀片理想的伏安特性，非线性极高，即在大电流时呈低电阻特性，限制了避雷器上的电压，而在正常工频电压下则呈高电阻特性。具有无间隙、无续流、残压低等优点，也能限制内部过电压，从而被广泛使用。

2、氧化锌避雷器的结构及原理

氧化锌避雷器由主体元件，接线盖板，绝缘底座等组成，而220kV等级及以上还配备有均压环，改善电位的分布。避雷器内部采用氧化锌电阻片为主要元件。如果系统出现大气过电压或操作过电压时，氧化锌避雷器呈现低阻值，使残压被限制在允许值以下，从而可靠地对电力设备进行保护，而避雷器在系统正常运行电压下，它呈高阻值，从而使避雷器只流过很小的电流，现在一般氧化锌避雷器都装有泄露电流监视器。

氧化锌避雷器能释放雷电和释放电力系统操作过电压能量，从而保护电工设备避免受瞬时过电压危害，而且能够截断续流，不导致引起系统接地短路。氧化锌避雷器通常接于带电导线与地之间，与被保护设备进行并联。当过电压值达到规定的动作电压值时，氧化锌避雷器立即动作，流过电流，限制过电压幅值，保护设备绝缘。电压值正常后，它又迅速恢复原状，从而使系统能够正常供电。

避雷器的工作原理

避雷器是一种用于保护建筑物、设备和人员免受雷击损害的电气设备。它通过将雷电的电荷导向地面，以减少或消除雷击对被保护物的影响。下面将详细介绍避雷器的工作原理。

1. 避雷器的分类

避雷器根据其工作原理和结构可以分为气体避雷器和氧化锌避雷器两种类型。气体避雷器主要用于高压输电线路的保护，而氧化锌避雷器则广泛应用于低压电力系统和建筑物等地方。

2. 气体避雷器的工作原理

气体避雷器是由一个或多个气体放电管组成的，其中最常见的是气体放电管。当雷电冲击波通过气体避雷器时，放电管内的气体会发生放电，形成一个低阻抗通路，将雷电的电荷引导到地下。这样，避雷器就起到了保护被保护物的作用。

3. 氧化锌避雷器的工作原理

氧化锌避雷器是由氧化锌片组成的，其工作原理基于氧化锌的非线性电阻特性。当电压低于氧化锌避雷器的额定电压时，氧化锌片处于高电阻状态，不会导通电流。但当电压超过额定电压时，氧化锌片会迅速变为低电阻状态，形成一个通路，将雷电的电荷引导到地下。这样，避雷器就能有效地保护被保护物。

4. 避雷器的安装位置

避雷器的安装位置非常重要，通常应选择在电力系统的进出线处、变压器旁边或设备的外壳上安装避雷器。这样可以最大限度地保护设备和人员免受雷击损害。

5. 避雷器的性能指标 避雷器的性能指标包括额定电压、额定放电电流、额定冲击电流和保护电压。额定电压指的是避雷器能够承受的最大电压，额定放电电流指的是避雷器在额定电压下能够承受的最大放电电流，额定冲击电流指的是避雷器能够承受的瞬时雷电冲击电流，保护电压指的是避雷器开始放电的电压。

6. 避雷器的故障检测和维护

为了确保避雷器的正常工作，定期进行故障检测和维护非常重要。常见的故障检测方法包括使用高压测试仪检测避雷器的绝缘电阻和放电电流，以及使用红外热像仪检测避雷器的温度。如果发现故障或异常，应及时更换或修理避雷器。

总结：

避雷器是一种用于保护建筑物、设备和人员免受雷击损害的电气设备。它通过将雷电的电荷导向地面，以减少或消除雷击对被保护物的影响。气体避雷器和氧化锌避雷器是常见的两种避雷器类型，它们通过不同的工作原理实现雷电保护。避雷器的安装位置、性能指标以及故障检测和维护都对其正常工作起着重要作用。只有正确安装和维护避雷器，才能确保其有效地保护被保护物。

专业文档供参考，如有帮助请下载。 1、氧化锌避雷器原理

氧化锌避雷器中的氧化物电阻片相当于一个电阻和电容组成的混联电路。氧化物避雷器通常由多个氧化物电阻片串联而成（根据通流容量的要求也可选择多柱并联），并通过一定的连接方式使它固定在避雷器的瓷套中。在正常运行电压下，通过避雷器的电流很小，只有几十至数百微安，这个电流称做运行电压下的交流泄漏电流。它大致可分为三部分：1通过固定电阻片的绝缘材料的电流；2通过氧化物电阻片的电流；3通过避雷器瓷套的电流。当避雷器正常状态时，通过电阻片的电流是泄漏电流的主要成分，也可以认为通过电阻片的电流就是避雷器的总泄漏电流（全电流）。氧化物避雷器的总泄漏电流（全电流）中包含着阻性电流（有功分量）和容性电流（无功分量）。在正常运行情况下，通过避雷器的电流主要是容性电流，而阻性电流占很小一部分，约为10%～20%左右。

2、测量运行中的MOA

被测量的MOA的总电流信号是取自该相MOA的放电计数器。

2.1从电压互感器（PT、CVT）取信号

测量接线见图1

图1

2.2测量运行中避雷器（MOA）的阻性电流的基本原理，是取被测相MOA的总泄露电流（全电流）信号，再取一个与被测相MOA两端电压同相的电压信号；总电流Ix基波矢量I1在电压基波矢量U1上的投影，即为MOA阻性电流IR1（如图2）。总电流Ix测量由电缆的两个探专业文档供参考，如有帮助请下载。 头分别与放电计数器两端连接即可；电压信号取自PT端子箱电压互感器（PT或CVT）二次绕组。

举例说明，测量B相MOA的阻性电流，取B相MOA的总电流Ix、B相PT二次的相电压U，送入测量仪器。仪器会显示电压基波值U1，总电流Ix，并按公式：

图2

IR1p=I1×√2×cos（φu-I+φ0）

计算出阻性电流基波峰值IR1p，此时校正角φ0=0，仪器显示IR1p、φu-I及I1。

依据长治站MOA各设备厂家给出判断在持续电流PT取电压下测量其阻性电流标准要求（标准如下），视为运行正常，不必加强监视采集密度，不做MOA劣化判断。

避雷器的工作原理及作用

一、工作原理：

避雷器是一种用于保护电力设备和电力系统的重要装置，其主要工作原理是通过引导和放电来保护设备免受雷击或过电压的影响。当电力系统中出现过电压时，避雷器能够迅速引导过电压，将其导向地面，以保护设备和系统的安全稳定运行。

避雷器的核心部件是氧化锌压敏电阻器（MOA），它由数百个氧化锌颗粒组成。当系统电压正常时，MOA的电阻非常高，只有微弱的漏电流通过。但当系统电压突然升高到预定的过电压值时，MOA的电阻会迅速降低，形成一条低阻抗通路，使过电压能够通过避雷器引导到地。

在避雷器的工作过程中，当过电压通过后，避雷器会自动恢复到高阻抗状态，以保护设备不受过电压的影响。如果过电压持续时间较长，避雷器会自动断开电路，以避免过电压对设备造成损害。

二、作用：

1. 防止雷击：避雷器能够迅速引导和放电雷电产生的过电压，保护设备和系统免受雷击的影响。它能够吸收和消散雷电能量，将其导向地面，从而保护电力设备和系统的安全运行。

2. 保护设备：电力设备在运行过程中，可能会受到来自电网的过电压冲击，这些过电压会对设备产生损害。避雷器能够迅速引导和放电这些过电压，保护设备免受损坏，延长设备的使用寿命。

3. 维护电网稳定：过电压可能会导致电力系统的不稳定，甚至引发系统的故障。避雷器能够及时引导和放电过电压，维护电网的稳定运行，防止过电压扩散和蔓延，保障电力系统的正常供电。 4. 提高电力系统的可靠性：避雷器作为电力系统的重要组成部分，能够有效地保护设备和系统免受过电压的影响，提高电力系统的可靠性和稳定性。它能够减少设备的故障率，降低维修成本，提高供电质量，保障用户的用电需求。

5. 降低维护成本：避雷器能够及时引导和放电过电压，避免设备的损坏，减少维修和更换设备的频率，降低了电力系统的维护成本。

总之，避雷器的工作原理是通过引导和放电来保护设备和系统免受雷击或过电压的影响。它能够迅速引导和放电过电压，保护设备和系统的安全稳定运行，提高电力系统的可靠性和稳定性，降低维护成本，保障用户的用电需求。在现代电力系统中，避雷器是不可或缺的重要设备之一。