王德榮 (1908~1982)

[拼音]:bileiqi

[英文]:surge arrester

一種能釋放雷電或兼能釋放電力系統操作過電壓能量,保護電工裝置免受瞬時過電壓危害,又能截斷續流,不致引起系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,與被保護裝置並聯。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,限制過電壓幅值,保護裝置絕緣;當電壓值正常後,避雷器又迅速恢復原狀,以保證系統正常供電。

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,防止雷擊損壞裝置絕緣而造成停電,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,不僅用於限制電力系統中因雷電引起的過電壓,也用於限制因系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,保護效能較差。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。

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,滅弧效能好。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)限制放電電流通過自身的壓降(稱殘壓)和限制續流幅值,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效能,從而具有更好的保護效能。碳化矽避雷器保護效能好,廣泛用於交、直流系統,保護髮電、變電裝置的絕緣。

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,新增少量的 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洩漏電流,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、耐汙穢效能好等優點。由於金屬氧化鋅避雷器保護效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、直流系統,保護髮電、變電裝置的絕緣,尤其適合於中性點有效接地(見電力系統中性點接地方式)的110千伏及以上電網。

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