避雷器基礎(chǔ)介紹

避雷器，也稱為過(guò)電壓保護(hù)器或過(guò)電壓限制器，是一種用于保護(hù)電氣設(shè)備免受雷擊時(shí)高瞬態(tài)過(guò)電壓危害的電器設(shè)備。它能夠限制續(xù)流時(shí)間，并常限制續(xù)流幅值，從而保護(hù)電氣設(shè)備免受損害。避雷器廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，是確保電氣設(shè)備安全運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備之一。

避雷器的工作原理

避雷器的工作原理基于并聯(lián)放電間隙或非線性電阻的作用。在正常工作電壓下，避雷器與地是絕緣的，不會(huì)對(duì)電路產(chǎn)生影響。然而，當(dāng)雷電過(guò)電壓或操作過(guò)電壓侵入時(shí)，避雷器會(huì)立即動(dòng)作，將過(guò)電壓或雷電流引入大地，從而限制電壓或電流的幅值，保護(hù)電氣設(shè)備免受損害。當(dāng)過(guò)電壓消失后，避雷器會(huì)迅速恢復(fù)原狀，準(zhǔn)備再次起保護(hù)作用。

避雷器的性能與優(yōu)點(diǎn)

避雷器具有多種優(yōu)異的性能，這些性能使其成為電力系統(tǒng)中不可或缺的保護(hù)設(shè)備。以下是一些主要的性能和優(yōu)點(diǎn)：

• 非線性伏安特性：避雷器，特別是氧化鋅避雷器，具有優(yōu)異的非線性伏安特性。在正常工作電壓下，避雷器呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)，僅有幾百微安的電流通過(guò)；而在過(guò)電壓下，避雷器迅速呈現(xiàn)低電阻狀態(tài)，有效地限制過(guò)電壓幅值。
• 通流能力強(qiáng)：避雷器能夠吸收各種雷電過(guò)電壓、工頻暫態(tài)過(guò)電壓和操作過(guò)電壓，通流容量大，能夠確保電氣設(shè)備在過(guò)電壓下的安全運(yùn)行。
• 殘壓低：避雷器在動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的殘壓較低，能夠保護(hù)電氣設(shè)備免受過(guò)電壓的損害。
• 響應(yīng)特性好：避雷器具有快速的響應(yīng)特性，能夠在過(guò)電壓發(fā)生時(shí)迅速動(dòng)作，將過(guò)電壓引入大地。
• 耐污穢、抗老化：避雷器采用優(yōu)質(zhì)復(fù)合外套，具有良好的耐污穢和抗老化性能，能夠在惡劣環(huán)境下長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
• 無(wú)續(xù)流、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單：避雷器在動(dòng)作后無(wú)續(xù)流，能夠快速恢復(fù)原狀；同時(shí)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，維護(hù)成本低。

避雷器的缺點(diǎn)

盡管避雷器具有許多優(yōu)點(diǎn)，但也存在一些缺點(diǎn)。以下是一些主要的缺點(diǎn)：

• 管子容易受潮：管型避雷器由于存在外間隙，容易受潮，導(dǎo)致避雷器誤動(dòng)作。
• 熄弧能力有限：管型避雷器的熄弧能力與工頻續(xù)流的大小有關(guān)，續(xù)流過(guò)大或過(guò)小都會(huì)影響其熄弧能力。
• 伏秒特性曲線較陡：管型避雷器和保護(hù)間隙的伏秒特性曲線較陡，放電分散性大，不易與被保護(hù)設(shè)備實(shí)現(xiàn)合理的絕緣配合。
• 可能產(chǎn)生截波：管型避雷器動(dòng)作后可能產(chǎn)生截波，危及變壓器等有線圈設(shè)備的絕緣。

避雷器的發(fā)展歷史

避雷器的發(fā)展歷史可以追溯到18世紀(jì)。以下是避雷器發(fā)展歷程中的一些重要里程碑：

• 1688年：法國(guó)人卡勃里歐列·戴馬甘蘭在《中國(guó)新事》中記載了中國(guó)的屋宇上安裝的防雷裝置，這是人類最早在建筑工程上應(yīng)用防雷措施的記錄。
• 1753年：美國(guó)人富蘭克林發(fā)明了避雷針，這是人類歷史上最重要的防雷發(fā)明之一。
• 1852年：避雷器（arrester）這個(gè)名詞開(kāi)始用于描述電報(bào)線的防雷保護(hù)。
• 1887年：美國(guó)工程師E. A. Sperry發(fā)明了最早的輸電線用避雷器。
• 1926年：美國(guó)工程師McFarlin發(fā)明了碳化硅避雷器，這是避雷器技術(shù)的重要進(jìn)展。
• 1975年：日本明電舍公司開(kāi)始生產(chǎn)氧化鋅避雷器，開(kāi)創(chuàng)了現(xiàn)代避雷器技術(shù)的先河。
• 20世紀(jì)80年代初：國(guó)際上主要避雷器生產(chǎn)廠都已完成了用氧化鋅技術(shù)替代碳化硅技術(shù)的更新?lián)Q代。
• 1985年：中國(guó)西安電瓷研究所聯(lián)合西安電瓷廠和撫順電瓷廠引進(jìn)日本日立公司“氧化鋅避雷器制造技術(shù)”，并于1987年建成投產(chǎn)。
• 2004年：西門(mén)子在中國(guó)成立西門(mén)子避雷器（無(wú)錫）有限公司（2022年更名為西門(mén)子能源避雷器（無(wú)錫）有限公司），進(jìn)一步推動(dòng)了避雷器技術(shù)的發(fā)展。

避雷器的應(yīng)用場(chǎng)景

避雷器廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，特別是在以下場(chǎng)景中：

• 輸變電設(shè)備保護(hù)：避雷器用于保護(hù)交流輸變電設(shè)備的絕緣，免受雷電過(guò)電壓和操作過(guò)電壓的損害。適用于變壓器、輸電線路、配電屏、開(kāi)關(guān)柜、電力計(jì)量箱、真空開(kāi)關(guān)、并聯(lián)補(bǔ)償電容器、旋轉(zhuǎn)電機(jī)及半導(dǎo)體器件等過(guò)電壓保護(hù)。
• 建筑物防雷：避雷器也用于建筑物的防雷保護(hù)，確保建筑物內(nèi)的電氣設(shè)備免受雷電過(guò)電壓的損害。
• 信號(hào)防雷：在通信系統(tǒng)中，避雷器用于保護(hù)信號(hào)線路免受雷擊和過(guò)電壓的損害。
• 工業(yè)設(shè)備保護(hù)：在工業(yè)生產(chǎn)中，避雷器用于保護(hù)各種工業(yè)設(shè)備免受雷電和操作過(guò)電壓的損害。

避雷器的選購(gòu)技巧

選購(gòu)避雷器時(shí)，需要考慮以下因素以確保選購(gòu)到合適的產(chǎn)品：

• 額定電壓和持續(xù)運(yùn)行電壓：避雷器的額定電壓應(yīng)等于或大于系統(tǒng)的最高相電壓，持續(xù)運(yùn)行電壓應(yīng)等于或大于系統(tǒng)的最高工作電壓。
• 通流能力和殘壓：根據(jù)被保護(hù)設(shè)備的類型和規(guī)格，選擇具有足夠通流能力和低殘壓的避雷器。
• 響應(yīng)特性：選擇具有快速響應(yīng)特性的避雷器，以確保在過(guò)電壓發(fā)生時(shí)能夠迅速動(dòng)作。
• 耐污穢和抗老化性能：根據(jù)使用環(huán)境的惡劣程度，選擇具有良好耐污穢和抗老化性能的避雷器。
• 品牌和售后服務(wù)：選擇知名品牌的避雷器，并確保有良好的售后服務(wù)和技術(shù)支持。

避雷器在自動(dòng)化系統(tǒng)（非網(wǎng)絡(luò)IP）廣播配套設(shè)備系統(tǒng)中的應(yīng)用

在自動(dòng)化系統(tǒng)（非網(wǎng)絡(luò)IP）廣播配套設(shè)備系統(tǒng)中，避雷器作為過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。以下是一些具體的應(yīng)用場(chǎng)景：

• 保護(hù)廣播設(shè)備：避雷器可以并聯(lián)在廣播設(shè)備的電源進(jìn)線端，當(dāng)雷電過(guò)電壓或操作過(guò)電壓侵入時(shí)，避雷器會(huì)立即動(dòng)作，將過(guò)電壓引入大地，從而保護(hù)廣播設(shè)備免受損害。
• 保護(hù)信號(hào)線路：在廣播系統(tǒng)中，信號(hào)線路也容易受到雷擊和過(guò)電壓的損害。避雷器可以并聯(lián)在信號(hào)線路的進(jìn)線端，確保信號(hào)線路在過(guò)電壓下的安全運(yùn)行。
• 提高系統(tǒng)可靠性：避雷器的使用可以提高廣播配套設(shè)備系統(tǒng)的整體可靠性，減少因過(guò)電壓引起的設(shè)備故障和停機(jī)時(shí)間。
• 符合安全標(biāo)準(zhǔn)：在設(shè)計(jì)和安裝廣播配套設(shè)備系統(tǒng)時(shí)，避雷器的使用也是符合相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)的要求。

避雷器的安裝與維護(hù)

避雷器的正確安裝和維護(hù)對(duì)于確保其正常運(yùn)行和延長(zhǎng)使用壽命至關(guān)重要。以下是一些關(guān)于避雷器安裝與維護(hù)的建議：

• 正確安裝位置：避雷器應(yīng)安裝在靠近被保護(hù)設(shè)備的位置，以減小引線阻抗和降低引線壓降。
• 良好接地：避雷器的接地線應(yīng)直接與配電變壓器外殼連接，然后外殼再與大地連接。接地線應(yīng)盡可能縮短，以降低殘壓。
• 定期檢查

  定期對(duì)避雷器進(jìn)行檢查和測(cè)試是確保其正常運(yùn)行的重要措施。以下是一些主要的檢查項(xiàng)目：

  • 外觀檢查：檢查避雷器的瓷套表面是否有裂紋、污穢或損傷。
  • 絕緣電阻測(cè)量：使用兆歐表測(cè)量避雷器的絕緣電阻，確保其值