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避雷器的原理是什麽

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避雷器的原理是什麽

發布日期:2018-07-19 作者: 點擊:

避雷器的原理是什麽



一種能釋放雷電或兼能釋放電力係統操作過電壓能量,保護電工設備免受瞬時過電壓危害,又能截斷續流,不致引起係統接地短路的電器裝置(見圖)。避雷器通常接於帶電導線和地之間,與被保護設備並聯。當過電壓值達到規定的動作電壓時,避雷器立即動作,流過電荷,限製過電壓幅值,保護設備絕緣;當電壓值正常後,避雷器又迅速恢複原狀,以保證係統正常供電。


避雷器廠家最原始的避雷器是羊角形間隙,出現於19世紀末期,用於架空輸電線路,防止雷擊損壞設備絕緣而造成停電,故稱“避雷器”。20世紀20年代,出現了鋁避雷器,氧化膜避雷器和丸式避雷器。30年代出現了管式避雷器。50年代出現了碳化矽避雷器。70年代又出現了金屬氧化物避雷器。現代高壓避雷器,不僅用於限製電力係統中因雷電引起的過電壓,也用於限製因係統操作產生的過電壓。


避雷器有管式和閥式兩大類。閥式避雷器分為碳化矽閥式避雷器和金屬氧化物避雷器(又稱氧化鋅避雷器)。


管式避雷器 其結構原理見圖。內間隙(又稱滅弧間隙)置於產氣材料製成的滅弧管內,外間隙將管子與電網隔開。雷電過電壓使內外間隙放電,內間隙電弧高溫使產氣材料產生氣體,管內氣壓迅速增加,高壓氣體從噴口噴出滅弧。管式避雷器具有較大的衝擊通流能力,可用在雷電流幅值很大的地方。但管式避雷器放電電壓較高且分散性大,動作時產生截波,保護性能較差。主要用於變電所、發電廠的進線保護和線路絕緣弱點的保護。

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碳化矽避雷器其基本工作元件是疊裝於密封瓷套內的火花間隙和碳化矽閥片(電壓等級高的避雷器產品具有多節瓷套)。火花間隙的主要作用是平時將閥片與帶電導體隔離,在過電壓時放電和切斷電源供給的續流。碳化矽避雷器的火花間隙由許多間隙串聯組成,放電分散性小,伏秒特性平坦,滅弧性能好。碳化矽閥片是以電工碳化矽為主體,與結合劑混合後,經壓形、燒結而成的非線性電阻體,呈圓餅狀。碳化矽閥片的主要作用是吸收過電壓能量,利用其電阻的非線性(高電壓大電流下電阻值大幅度下降)限製放電電流通過自身的壓降(稱殘壓)和限製續流幅值,與火花間隙協同作用熄滅續流電弧。碳化矽避雷器按結構不同,又分為普通閥式和磁吹閥式兩類。後者利用磁場驅動電弧來提高滅弧性能,從而具有更好的保護性能。碳化矽避雷器保護性能好,廣泛用於交、直流係統,保護發電、變電設備的絕緣。


金屬氧化物避雷器 其基本工作元件是密封在瓷套內的氧化鋅閥片。氧化鋅閥片是以ZnO為基體,添加少量的 Bi2O3、MnO2、Sb2O3、Co3O3、Cr2O3等製成的非線性電阻體,具有比碳化矽好得多的非線性伏安特性,在持續工作電壓下僅流過微安級的泄漏電流,動作後無續流。因此金屬氧化鋅避雷器不需要火花間隙,從而使結構簡化,並具有動作響應快、耐多重雷電過電壓或操作過電壓作用、能量吸收能力大、耐汙穢性能好等優點。由於金屬氧化鋅避雷器保護性能優於碳化矽避雷器,已在逐步取代碳化矽避雷器,廣泛用於交、直流係統,保護發電、變電設備的絕緣,尤其適合於中性點有效接地(見電力係統中性點接地方式)的110千伏及以上電網。



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