阀型避雷器的间隙并联电阻和均压环

与保护间隙和管型避雷器相比，阀型避雷器间隙的特点是将多个电场较均匀的小间隙串联起来使用。这有两方面的好处。一方面，间隙个数多时，每个间隙距离很小(约为1mm)，电场比较均匀，而且由于云母的介电常数比空气的大很多，当外加电压尚未达到主间隙的击穿电压时，电极和云母垫圈间的空气间隙的电场就因场强过大而发生局部放电，并产生电晕，起到照射作用，从而产生足够的电子使主间隙开始放电，解决了小间隙放电分散性大的缺点，因此放电稳定，伏秒特性曲线比较平坦，易于与被保护设备的绝缘相配合。另一方面，避雷器动作后，工频续流电弧被多个串联间隙分割成许多短弧，易于熄灭。可见用多个串联小间隙对灭弧和放电特性都是有利的。当然，间隙数也不能太多，否则不但浪费材料，而且极间距离太小容易造成间隙短路。

间隙在击穿前可看作是一个电容量极小的电容，各个间隙的距离相同，则其等值电容是相等的，如果不考虑杂散电容的影响，各个间隙上的电压也相同。但由于间隙的电极对地、对周围物体存在着杂散电容，这就使得各间隙的电压分布变得不均匀，近高压端的间隙上的电压降最大。电压分布不均会使每个火花间隙的作用发挥不完全，承受电压较高的间隙容易被击穿，既而使其他间隙承担全部电压，最终全部间隙被击穿，从而降低避雷器的放电电压和灭弧电压，甚至使避雷器在承受不大的工频电压升高时就误动作。

为了提高电压分布的均匀程度，除用在配电系统的阀型避雷器外，一般要在间隙上并联分路电阻，如图所示。例如FZ型阀型避雷器就是每四个间隙组成一组，每组并联一个分路电阻，各分路电阻特性相同。在工频电压和恢复电压作用下，间隙电容的阻抗很大，而分路电阻阻值相对较小，故各间隙的电压分布主要取决于阻值相等的各分路电阻，因而比较均匀，提高了工频放电电压和灭弧电压。在冲击电压作用下，由于冲击电压的等值频率很高，间隙电容的阻抗将小于分路电阻，各间隙上的电压分布主要取决于电容，由于间隙对地和对瓷套等的杂散电容的存在，使间隙电压分布不均匀，避雷器冲击放电电压低于各间隙放电电压的总和，并联电阻对冲击放电电压影响较小。在一些高压和超高压磁吹阀型避雷器中，为了获得更理想的电压分布，往往将分路电阻和电容器并联。分路电阻一般为具有较大热容量的高温焙烧的非线性电阻。

图 间隙上并联分路电阻原理图

1-间隙等效电容；2-分路电阻；3-工作母线

当避雷器的额定电压高达110kV时，由于串联元件的增加，等效电容链较长，冲击电压在各元件上的分布很不均匀，使其放电电压降低，为此通常在避雷器顶端安装均压环。均压环增大了高压导线对避雷器上部间隙的杂散电容，均压环经这些杂散电容流入上部间隙的电容电流，部分补偿了这些间隙流经对地杂散电容的电容电流，使电压分布比较均匀。安装均压环不但可提高避雷器的工频放电电压，还可使冲击放电电压有一定的提高，从而避免避雷器在某些不损坏绝缘的过电压发生时误动作。