避雷器的工作原理

装设避雷针和避雷线可防止雷直击电气设备，但由于各种原因（如绕击、反击或受条件限制未装避雷针和避雷线）电气设备仍有被雷击的可能。此外当雷击线路或线路附近的大地时，在输电线路上会产生过电压，它们将以波的形式，沿线路传到变电站内，危及变电站内绝缘较弱的设备。因此，为了保护电气设备还必须装设另一种过电压保护装置，这就是避雷器。
除了雷电过电压，电力系统还存在内部过电压，而且其大小与系统最大工作相电压有关。在电力工业发展的早期，系统的额定电压较低，电气设备的绝缘水平足以承受内部过电压的作用，雷电过电压构成的威胁比系统中的内部过电压大得多。避雷器最初的功能就是限制雷电过电压。随着电力工业的发展，电压等级越来越高，超高压、特高压系统陆续出现，操作过电压的幅值也越来越高，而且其持续时间比雷电过电压长，给电气设备安全运行带来严重威胁，因此，必须要用避雷器来限制内部过电压。现代的避雷器在运行中担负着限制雷电过电压和内部过电压的双重任务，所以有些国家将之改称为限压器或波限制器。我国按习惯仍称之为避雷器。
避雷器是一种释放过电压能量、限制设备绝缘上承受的过电压幅值的保护设备，通常接于导线和地之间，与被保护设备并联。
避雷器的工作原理与避雷针和避雷线不同。正常情况下，避雷器处于截止状态，当作用在避雷器上的电压超过其保护值时，避雷器导通，电阻下降，将电流泄入大地，从而使过电压的幅值限制在设备绝缘允许值之内，避免了高幅值的过电压对设备绝缘的损害，保护了与之并联的电气设备。避雷器一旦在冲击电压作用下放电，就造成对地短路，瞬间的过电压消失后，工频电压继续作用在避雷器上，避雷器中将流过工频短路电流，称为工频续流。避雷器要及时自行切断此工频续流，重新恢复其绝缘状态，使电力系统不至于跳闸停电，能够继续正常工作。可见，避雷器的工作过程包括限压、熄弧和恢复三个过程。
电气设备的冲击绝缘强度用其伏秒特性曲线表示。为了使避雷器能达到预期的保护效果，避雷器与被保护设备的绝缘强度要合理配合，要求避雷器的伏秒特性曲线比较平坦，其不但要低于被保护设备的伏秒特性曲线，同时要高于被保护设备上可能出现的最高工频电压以免避雷器误动作。
避雷器有多种分类方法，按其所在电网的电压种类可分为交流避雷器与直流避雷器，直流避雷器由于在换流站中保护的对象不同，又分为直流侧保护用避雷器、交流侧保护用避雷器、保护平波电抗器用避雷器、保护桥阀用避雷器等；按其用途可分为电站型避雷器、配电型避雷器和特殊用途避雷器（例如补偿电容器组用避雷器等）；按其工作条件可分为正常使用条件型避雷器、高原型避雷器、耐污秽型避雷器、热带型避雷器等；按其外壳材料可分为瓷壳避雷器、有机壳避雷器和铁壳避雷器等；按其工作原理可分为保护间隙、管型避雷器（又称排气式避雷器）、阀型避雷器（包括普通阀型避雷器和磁吹阀型避雷器）和金属氧化物避雷器（即氧化锌避雷器）。保护间隙和管型避雷器主要用来限制雷电过电压，一般用于配电系统以及变电站的进线段保护。阀型避雷器和氧化锌避雷器可用于发电厂、变电站的过电压保护，其中普通阀型避雷器主要用来限制雷电过电压，磁吹阀型避雷器和氧化锌避雷器既可用来限制雷电过电压，又可用来限制内部过电压。