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2014年3月6日 星期四

避雷器的原理是什麽?爲什麽能避雷呢?它是怎樣工作的?


能釋放雷電或兼能釋放電力系統操作過電壓能量,保護電工設備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。避雷器通常接于帶電導線與地之間,與被保護設備並聯。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,保護設備絕緣;電壓值正常後,避雷器又迅速恢複原狀,以保證系統正常供電。
  避雷器有管式和閥式兩大類。閥式避雷器分爲碳化矽避雷器和金屬氧化物避雷器(又稱氧化鋅避雷器)。管式避雷器主要用于變電所、發電廠的進線保護和線路絕緣弱點的保護。碳化矽避雷器廣泛應用于交、直流系統,保護發電、變電設備的絕緣。氧化鋅避雷器由于保護性能優于碳化矽避雷器,正在逐步取代後者,廣泛應用于交、直流系統,保護發電、變電設備的絕緣,尤其適用于中性點有效接地的 110千伏及以上電網。
  避雷器
  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,保護電工設備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)。避雷器通常接于帶電導線和地之間,與被保護設備並聯。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,保護設備絕緣;當電壓值正常後,避雷器又迅速恢複原狀,以保證系統正常供電。
   最原始的避雷器是羊角形間隙,出現于19世紀末期,用于架空輸電線路,防止雷擊損壞設備絕緣而造成停電,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,不僅用于限制電力系統中因雷電引起的過電壓,也用于限制因系統操作産生的過電壓。
   避雷器有管式和閥式兩大類。閥式避雷器分爲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)置于産氣材料制成的滅弧管內,外間隙將管子與電網隔開。雷電過電壓使內外間隙放電,內間隙電弧高溫使産氣材料産生氣體,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沖擊通流能力,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,動作時産生截波,保護性能較差。主要用于變電所、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于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産品具有多節瓷套)。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,滅弧性能好。碳化矽閥片是以電工碳化矽爲主體,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,又分爲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性能,從而具有更好的保護性能。碳化矽避雷器保護性能好,廣泛用于交、直流系統,保護發電、變電設備的絕緣。
   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爲基體,添加少量的 Bi2O3、MnO2、Sb2O3、Co3O3、Cr2O3等制成的非線性電阻體,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泄漏電流,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、耐汙穢性能好等優點。由于金屬氧化鋅避雷器保護性能優于碳化矽避雷器,已在逐步取代碳化矽避雷器,廣泛用于交、直流系統,保護發電、變電設備的絕緣,尤其適合于中性點有效接地(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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  避雷器 (surge arrester)
  能釋放雷電或兼能釋放電力系統操作過電壓能量,保護電工設備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。避雷器通常接于帶電導線與地之間,與被保護設備並聯。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,保護設備絕緣;電壓值正常後,避雷器又迅速恢複原狀,以保證系統正常供電。(王朝網路 wangchao.net.cn)

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