避雷器bì léi qì

保护电气设备或无线电收音机等避免雷击的一种装置。1946年《电世界》第一卷第五期：“本篇由闪电如何发生和发生后的作用讲起，到如何避免闪电的袭击及各式避雷器的原理。”1948年《水工名词》：“lightning arrestor，避电器，避雷器。”

避雷器lightning arrester

保护电气设备免受雷电波过电压危害的一种装置。它与被保护设备并联连接，当过电压值达到规定的动作电压时，避雷器立即动作释放雷电波能量，限制过电压幅值，保护设备绝缘不受损害，使电网正常供电。有的避雷器还能限制续流(雷电流通过后，由于电源的作用而通过避雷器的电流)的持续时间和幅值。避雷器分为排气式避雷器、阀式避雷器和保护间隙三类。后者由主放电间隙与辅助放电间隙串联而成，不能限制续流的持续时间和幅值，已很少采用。
排气式避雷器 由安装在产气管内的灭弧（内）间隙与隔离（外）间隙串联构成，亦称管式避雷器(图1)。灭弧间隙由环形电极和棒形电极构成，产气管可由纤维、塑料或橡胶等材料制成。当雷电波电压上升到一定值时，间隙放电之后形成电力系统接地短路，在电弧高温作用下，产气材料被气化，使管内气压升高，气体由产气管开口端喷出，气流吹动电弧，使之冷却，于1～3周后，当工频电流过零时电弧熄灭，消除短路，系统恢复正常状态。这种避雷器不能限制续流的幅值，但可限制其持续时间。动作后产生截断波对于有绕组的设备如发电机、变压器等不利，且这种避雷器运行维护不便，仅用于送、配电线路的防雷保护。

图1 排气式避雷器结构
S_1.灭弧（内）间隙；S_2.隔离（外）间隙

排气式避雷器应按下列条件选择：❶避雷器的额定电压与线路的额定电压相符；
❷避雷器安装点的最大短路电流有效值（含非周期分量）不大于避雷器额定断流上限；
❸避雷器安装点的最小短路电流有效值（不含非周期分量）不小于避雷器额定断流下限。
避雷器多次动作后，管壁变薄，当内径增加到原值的120%～125%时，不能继续使用。
阀式避雷器非线性电阻阀片的避雷器分为普通阀式避雷器、磁吹阀式避雷器和金属氧化物避雷器等三种。

图2 FS3-10型避雷器结构

普通阀式避雷器 由串联放电间隙与非线性电阻阀片串联装在密封瓷套管内构成(图2)。阀式避雷器的放电间隙是由彼此隔开的平行板状电极构成，将由多个这样放电间隙组成的串联放电间隙，分为若干组，每组四个间隙为标准组合间隙组(图3)。在平行板状电极间形成放电，不但放电电场均匀，且放电电压分散性小。有的避雷器，为提高工频放电电压，间隙装有并联电阻，相对地降低冲击击穿放电电压，改善避雷器特性。串联放电间隙利用近极效应可熄灭小于工频80安（幅值）的电弧。保证熄灭电弧，间隙所能承受的最大工频电压有效值称为灭弧电压。间隙工频放电电压与灭弧电压之比称为切断比。串联放电间隙的切断比约为1.8。

图3 标准组合间隙组（带分路电阻）

阀片是由碳化硅（金刚砂）与水玻璃等结合剂在低温(300～350℃)或高温(1350～1390℃)下烧结而成的圆饼形非线性电阻片，直径55～105毫米，厚度20～30毫米，上下表面喷涂铝粉，侧面涂有机绝缘材料。阀片的伏安特性以方程U=CIα表示，式中U为阀片端电压（千伏）;I为通过阀片的电流（千安）;C为阀片通过1安电流时的压降，是与阀片材料、尺寸有关的常数；α为非线性系数，低温烧结的金刚砂阀片α≈0.2，高温烧结的阀片α≈0.24。避雷器动作后，雷电流通过阀片时的压降称为残压。残压值受阀片的非线性特性限制，使电器设备得到保护。避雷器标称放电电流下的残压与灭弧电压幅值之比称为保护比。保护比小，保护性能好。雷电流通过后，阀片将工频续流限制到80安（幅值）以下，使串联放电间隙在续流第一次过零时可靠地熄灭电弧，避雷器恢复正常状态。阀片允许通过规定冲击波及工频半波各20次的电流幅值，称为阀片的通流容量。低温烧结阀片的通流容量为20/40微秒的冲击波5千安，工频半波幅值100安各20次。高温烧结阀片的通流容量为20/40微秒冲击波10千安、2000微秒方波800～1000安各20次。
普通阀式避雷器的电气特性有：❶避雷器的额定电压；
❷避雷器的灭弧电压；
❸避雷器工频击穿放电电压；
❹避雷器标准雷电冲击击穿放电电压(标准雷电冲击全波电压施加到避雷器时，能使其放电的最低预期峰值);
❺在标称放电电流下避雷器的残压。
磁吹阀式避雷器 由磁吹放电间隙与阀片串联装在密封瓷套管内构成。磁吹放电间隙利用电磁力使电弧熄灭，有电弧旋转式磁吹间隙与限流式磁吹间隙两种。❶电弧旋转式磁吹间隙(图4)。电弧在永久磁场中受电磁力作用，使之沿圆环形间隙旋转，因冷却和去游离作用而熄灭，可切断工频续流300安（幅值），切断比降到1.3左右，是用于保护旋转电机的一种避雷器。
❷限流式磁吹间隙(图5)。工频续流通过线圈产生轴向磁场，续流电弧在电磁力作用下被拉进灭弧盒的狭缝而加长， 发生强烈的去游离而熄灭。电弧被拉长后压降达数百伏， 由于电弧电阻的限流作用，可减少10%的阀片， 降低避雷器的残压。限流间隙可切断450安（幅值）的续流，切断比约为1.4。

图4 电弧旋转式磁吹间隙

磁吹阀式避雷器采用通流容量大的高温烧结阀片。由于阀片数量减少，避雷器的保护比小，性能好。用于发电厂及变电站的防雷保护。
金属氧化物避雷器 以氧化锌(ZnO)基压敏电阻阀片组成的无间隙或有间隙阀式避雷器，亦称氧化锌避雷器。阀片的非线性系数α=0.01～0.04。当雷电流高达10千安时，α也不超过0.1。在正常工作电压下，金属氧化物阀片近似于绝缘体，无需用串联间隙将它与电源隔开。110千伏及以下的金属氧化物避雷器大部分不用间隙。金属氧化物阀片在电流超过3千安时，电压有上翘特点。超高压避雷器，或需要降低大电流时的残压并减小正常运行时通过阀片的电流时，可采用并联和串联间隙。

图5 限流式磁吹间隙

金属氧化物避雷器的主要优点： ❶无间隙，结构简单，陡波下的响应特性好；
❷无续流，只需吸收过电压能量，通过阀片能量大大减少，可承受多重雷击，延长使用寿命；
❸通流容量大，避雷器动作负荷能力大大提高，可以保护内部过电压；
❹避雷器在整个过电压过程中都有电流流过，降低了电气设备承受的过电压幅值；
❺易于制成直流避雷器；
❻造价低。由于它具有上述优点，将逐步取代碳化硅阀式避雷器。
阀式避雷器按额定电压选择。避雷器的额定电压应等于安装点电网的额定电压。普通阀式及磁吹阀式避雷器还应根据保护对象选择对应的型号。非标准普通阀式、磁吹阀式避雷器根据电气特性(灭弧电压、冲击击穿放电电压或伏秒特性、工频击穿放电电压、标称放电电流下的残压等)进行选择。

避雷器

限制电气设备或线路上过电压的主要保护装置。接在被保护装置附近，当被保护装置上的电压超过避雷器放电电压时，则对地放电，保护设备安全。

避雷器

用来防护雷电产生的过电压被沿线路侵入变配电所或其他建筑物内，以免危及被保护设备的绝缘。避雷器应与被保护设备并联，在被保护设备的电源侧。其主要形式有阀式和排气式。阀式避雷由火花间隙和阀片组成，装在密封的瓷套管内。阀式避雷器在线路上出现过电压时，其火花间隙击穿，阀片能使雷电流顺利地向大地泄放。当过电压消失后，线路上恢复工频电压时，阀片呈现很大的电阻，使火花间隙绝缘迅速恢复而切断工频续流，从而保证线路恢复正常。排气式避雷器统称管型避雷器，由产气管、内部间隙和外部间隙组成。排气式避雷器通常具有残压小的突出优点，且简单经济，但动作时有气体吹出，因而只用于室外线路，变配电所一般采用阀式避雷器。

避雷器

surge diverter;lightning arrester(Am.)

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避雷器

electric lightning arrester