普通阀型避雷器和磁吹阀型避雷器

阀型避雷器分为普通阀型避雷器和磁吹阀型避雷器两种。

普通阀型避雷器的火花间隙形状简单，由多个很小的平板间隙串联而成，每个平板间隙由黄铜电极和两个电极间的云母垫圈组成，如图1所示，电场比较均匀。采用黄铜电极是因为它具有良好的散热性以及在间隙放电后具有较高的电气恢复强度。普通阀型避雷器的电阻阀片是由碳化硅加结合剂（如方解石粉、硅酸钠等）经过混料、成型、干燥、上绝缘釉，然后在300～360℃的温度下烧结而成。普通阀型避雷器完全依靠间隙的自然熄弧能力来灭弧，没有采取强迫熄弧的措施，而且其阀片的热容量有限，不能承受持续时间较长的内部过电压下的冲击电流的作用，所以不能用来限制内部过电压．常用于220kV及以下系统来限制雷电过电压。

图1 普通阀型避雷器的单个火花间隙

1-黄铜电极；2-云母垫圈

普通阀型避雷器分为间隙有并联电阻的FZ型和间隙无并联电阻的FS型两种，FS型适用于保护配电线路和配电变压器等配电系统，FZ型则用于发电厂和变电站的电气设备防雷保护。由于FS型间隙无并联电阻，所以其性能不如FZ型，例如同一电压等级的FS型残压比FZ型高，但FS型结构比FZ型简单，体积也较小。虽然FS型和FZ型都采用低温阀片，但FZ型避雷器的阀片直径比FS型大，因此其允许通过的电流比FS型大。FZ型避雷器已经形成了一些结构和性能标准化了的单件，这些单件分别适用于3、6、10、15、20和30kV，35kV及以上电压等级的FZ型避雷器一般都是由这些标准件组合而成，例如适用于110kV中性点接地系统的FZ-110J型避雷器就是由四个F2-30串联而成。

磁吹阀型避雷器技术的改进主要有两方面。一方面是采用了灭弧能力更强的磁吹式火花间隙。这种火花间隙利用流过避雷器自身的电流在间隙磁场中形成的电动力，迫使间隙中的电弧加快运动、旋转或延伸，使间隙的去游离作用增强，因此其单个间隙的熄弧能力较强，能在较高的恢复电压下切断较大的工频续流，故串联的间隙和阀片的数目都较少，从而降低了冲击放电电压和残压，保护性能比普通阀型避雷器优越。另一方面是采用了通流能力强的阀片。磁吹阀型避雷器的电阻阀片是由碳化硅和结合剂（如粘土、长石、石英、滑石等）经过混料、成型、干燥、上绝缘层、预烧，最后在氢气炉中以1000℃以上的高温焙烧而成，它比低温焙烧阀片的通流能力强，能够承受持续时间较长的内部过电压下的冲击电流的作用。由于磁吹阀型避雷器性能优越，它除了可用来限制雷电过电压外，还可用来限制内部过电压。

磁吹间隙按电弧运动的方式分为两种：，一种是旋转电弧型磁吹间隙，电弧在磁场力的作用下沿电极间的圆形弧道旋转，使去游离作用加强而熄灭电弧；另一种是拉长电弧型磁吹间隙，电弧在磁场力的作用下被拉长并进入去游离作用很强的灭弧盒内而很快熄灭。灭弧盒采用耐电弧并有一定机械强度的材料制成，如云母玻璃、氧化铝多孔陶瓷等。电弧被拉长后电阻增大，可以起到限流的作用，所以这种间隙又称为限流式间隙。磁吹间隙中的磁场可以用永久磁铁或磁吹线圈产生，磁吹线圈由高强度漆包导线绕制且外部用电工布带包扎。为了避免冲击电流在磁吹线圈上产生的电压降使避雷器的残压增大，通常给磁吹线圈并联一个辅助间隙，如图2所示。在等值频率很高的冲击电流作用下，线圈上电压较大，辅助间隙被击穿，将线圈短路，使避雷器的残压不会增大；而当工频续流通过时，线圈上电压较小，辅助间隙熄弧，续流通过线圈产生磁场，产生磁吹作用，使电弧熄灭。为了降低磁吹阀型避雷器的高度，可以将几个磁吹间隙放在一个灭弧盒中，组成一个单元间隙。

磁吹阀型避雷器主要有FCZ电站型和FCD旋转电机型两种。FCZ型避雷器用来保护变电站的高压电气设备，其额定电压为110～330kV。FCD型避雷器用来保护旋转电机，其额定电压为3～15kV，由于旋转电机的绝缘比较薄弱，对FCD型避雷器的保护性能要求更高，其冲击放电电压和残压均低于同级电压的其他避雷器。国产的磁吹阀型避雷器常装设有压力释放装置，在避雷器内部故障或遇到无法承受的负荷而不能灭弧时，释放电弧燃烧产生的高压气体，防止避雷器爆炸，保证周围设备和人员的安全。

图2 磁吹阀型避雷器的原理接线

1-主间隙；2-辅助间隙；3-磁吹线圈；4-电阻阀片；5-工作母线