在電力系統里,避雷器是關鍵裝置。它的作用是保護電氣設備,避免設備遭受雷電過電壓以及操作過電壓的損害。它會限制電壓幅值,并且把沖擊電流導入大地,這樣就能確保設備絕緣安全。?
一、工作原理?
避雷器的核心工作原理,是基于非線性電阻特性。當系統正常運行時,避雷器處于高阻狀態,此時通過它的電流只有微安級或者毫安級,對系統幾乎沒有影響。?
當雷電過電壓或者操作過電壓侵入時,避雷器內部電阻會急劇下降。就氧化鋅閥片來說,它的電阻會呈低阻狀態,這樣就形成了低阻抗通路。這個通路能把過電壓能量泄放到大地,并且將殘壓限制在設備絕緣水平以下。等過電壓消失后,避雷器會迅速恢復高阻狀態,保證系統正常運行。?
閥式避雷器(包含碳化硅避雷器以及氧化鋅避雷器)會利用火花間隙與閥片電阻的協同作用,來實現上述保護過程。其中,氧化鋅避雷器(MOA)因為沒有放電間隙、響應速度快、性能穩定,已經逐步取代碳化硅避雷器,成為主流選擇。
二、主要類型?
其一為管式避雷器,它由產氣管道與內外間隙構成。它通過電弧產生氣體,再借助氣體噴吹來熄滅電弧。管式避雷器的通流能力強,但保護性能較差,主要用于線路絕緣弱點的保護。?
其二是閥式避雷器,它又分為兩種類型。一種是碳化硅避雷器,由火花間隙與碳化硅閥片組成,在傳統場景中應用廣泛。另一種是氧化鋅避雷器,以氧化鋅壓敏電阻為核心,采用無間隙設計,擁有優異的非線性特性,響應速度快,保護性能更優。?
還有金屬氧化物避雷器(MOA),它其實就是氧化鋅避雷器,是現代電力系統中的標準配置。

三、應用場景?
避雷器的應用場景十分廣泛,具體如下:?
就發電廠與變電站來說,避雷器能保護變壓器、斷路器、互感器等關鍵設備的絕緣。?
就輸電線路來說,工作人員會把避雷器安裝在桿塔、電纜終端的位置,防止雷電波侵入線路。?
就配電系統來說,避雷器可用于配電屏、開關柜、電力計量箱等設備,防護操作過電壓對這些設備的損害。?
在一些特殊設施中,避雷器也有著重要作用。拿通信基站、雷達站來說,工作人員會采用玻璃鋼避雷針與避雷器組合的方式,這種組合不僅防腐蝕,而且重量輕。就風力發電場來說,在海上高鹽霧環境中,會選用耐腐蝕的避雷器。拿石油化工、機場這類場所來說,因為屬于易爆環境,所以需要使用防爆型避雷器。
四、選型與維護?
我們在選型時,需要考慮系統電壓、殘壓水平、通流能力(就 220kV 系統來說,恩彼邁避雷器的通流能力需≥200kA)以及環境條件。
日常維護工作包含以下內容:工作人員要檢查連接引線、接地線以及底座是否存在銹蝕情況;要監測泄漏電流以及動作計數器的狀態;要定期檢測接地電阻(就 110kV 線路來說,接地電阻需≤10Ω;就 220kV 線路來說,接地電阻需≤5Ω)。
避雷器通過 “攔截 - 泄流 - 抑制” 的機制發揮作用,是電力系統防雷保護中不可或缺的設備。我們對它進行正確選型與應用,對保障電網安全至關重要。
