避雷器的结构
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1.管式避雷器 最简单的避雷器是管式避雷器，它的结构如图所示。避雷器的工频续流借助于内间隙 s1 产生电弧的高温，使产气管 1内的产气材料变成气体，在管内形成很大压力，起到使气体从环形电极的开口喷出的纵吹作用，从而使电弧电流过零时熄灭，因此不用切断电路。
管式避雷器在结构方面存在以下缺点。 ② 熄弧下限电流与电弧接触管壁的紧密程度有关。由于避雷器多次动作、材料气化、内径增大、管壁变薄，不能达到铭牌规定的切断数值，内径增至原值的 120% ～ 125% 时便不 ③ 熄弧能力受开断电流的影响。续流太小时，产生的气体太少，不能灭弧；续流太大时，又会使管子爆炸破裂，因此管式避雷器熄灭电弧续流的能力有一定的范围。 由于这些问题，在使用安装管式避雷器时应注意防止管腔积水，防止炽热气体形成相间短路，将无喷火端作为接地端，以使额定电压较低的管式避雷器允许外间隙水平布置等。另外管式避雷器动作后产生截波危及变压器绝缘，变压器在冲击电压波作用下呈现的电容和连接线的电容，在避雷器放电前充至某一电压 ue，当避雷器放电后，该电容与线路电感经避雷器放电。放电过程一般呈震荡性，因而作用至变压器上的电压可能达到 2ue 冲击陡波，称之为截波，危及变压器匝间，甚至相间绝缘。
图2 FS型阀式 避雷器结构 为了消除震荡所引起的过电压，可在避雷器放电回路串联电阻，电阻越大，引起震荡的可能性越小。但是这样一来，雷电电流通过电阻及间隙又会产生很高的电压，叫做残压。显然，如果残压大于被保护设备的绝缘强度，就会使该设备被击穿损坏。 由于管式避雷器存在上述缺点，所以它只用来保护线路的个别绝缘弱点和发、变电所（站） 的进线段。应当指出，无续流管式避雷器比纤维管式避雷器性能好，它是利用雷电流在纤维狭缝中产生气体而吹熄冲击电弧的，此时工频短路电流可基本上不流过，所以避雷器的烧损小、寿 2.阀式避雷器 它是性能较好的一种避雷器，基本元件是装在密封瓷套中的火花间隙和非线性电阻，图2所示为 FS型阀式避雷器结构。非线性电阻又称阀片，它是用特殊碳化硅制成的饼状元件，其颗粒相互接触，但其接触面不大于颗粒表面的 1/10。它的电阻随着通过电流的不同而在很大范围内变化。当承受工频 电压时，它是一个高值电阻，类似关闭的阀门，使工频电流很难通过；当受到高频电压冲击时，它又变成一个低值电阻，类似阀门开启，使冲击电流很容易通过；雷电流过去后，工频电
图3 单个平板型火花间隙 1—上电极；2—云母片； 3—下电极；4—空气间隙 流又使阀性电阻片呈现很高的电阻，类似阀门被关闭，此时，火花间隙迅速阻断电流。单个平板型火花间隙是由两个黄铜电极及一个云母垫圈组成，如图3所示。普通阀式避雷器根据额定电压的不同，由数个或数十个单个的火花间隙构成。由于电极间距离小，所以电场比较均匀，从而改善了间隙的伏秒特性。碳化硅（SiC） 避雷器系列的结构特点见表1。 金属氧化物避雷器，又称氧化锌避雷器、压敏避雷器，它是以微粒状金属氧化锌晶体为基体，在其间充填氧化铋和其他掺杂物。这种非线性电阻有很好的伏安特性，工频电压下呈现极大的电阻，因此续流很小，不用间隙燃灭工频电流所产生的电弧；压敏电阻的通流容量很大，直径 20mm 的圆型电阻就可以通过 5kA 的冲击电流，所以压敏电阻体积很小。 金属氧化物避雷器与其他型式避雷器相比，具有通流容量大、残压低、对大气过电压和操作过电压都起保护作用、结构简单、可靠性高、维护简便、寿命长等优点，但其缺点是造价高。 |
