[科普中国]-阀型避雷器

阀型避雷器是由空气间隙和一个非线性电阻串联并装在密封的瓷瓶中构成的。

概述阀式避雷器是用来保护发、变电设备的主要元件。在有较高幅值的雷电波侵入被保护装置时，避雷器中的间隙首先放电，限制了电气设备上的过电压幅值。在泄放雷电流的过程中，由于碳化硅阀片的非线性电阻值大大减小，又使避雷器上的残压限制在设备绝缘水平下。雷电波过后，放电间隙恢复碳化硅阀片非线性电阻值又大大增加，自动地将工频电流切断，保护了电气设备。

在正常电压下，非线性电阻阻值很大，而在过电压时，其阻值又很小，避雷器正是利用非线性电阻这一特性而防雷的：在雷电波侵入时，由于电压很高（即发生过电压），间隙被击穿，而非线性电阻阻值很小，雷电流便迅速进入大地，从而防止雷电波的侵入。当过电压消失之后，非线性电阻阻值很大，间隙又恢复为断路状态。随时准备阻止雷电波的入侵。

阀式避雷器分为碳化硅避雷器和金属氧化物避雷器（又称氧化锌避雷器）。管式避雷器主要用于变电所、发电厂的进线保护和线路绝缘弱点的保护。

碳化硅避雷器广泛应用于交、直流系统，保护发电、变电设备的绝缘。氧化锌避雷器由于保护性能优于碳化硅避雷器，正在逐步取代后者，广泛应用于交、直流系统，保护发电、变电设备的绝缘，尤其适用于中性点有效接地的110千伏及以上电网。

结构及原理阀型避雷器是电力系统变~配电装置防雷保护中常用的防雷保护装置，阀型避雷器由串联的火花间隙~串联的阀片电阻和1个瓷套以及上下端螺栓组成。火花间隙能在遇到过电压时被击穿放电，在正常运行的工频电压下起着将电源与阀型电阻相互隔断的作用。阀型电阻片是用特种碳化硅制成的饼状元件，其电阻随着通过电流的不同而在很大范围内变化，当承受工频电压时，它是一个高电阻，类似关闭的阀门，使工频电流很难通过；当受到高频电压冲击时，它又变成一个低值电阻，类似阀门开启，使冲击电流很容易通过；雷电流过去后，工频电流又使阀型电阻片呈现很高的电阻，类似阀门被关闭，此时，火花间隙迅速阻断电流。1

特性参数(1)额定电压。指避雷器正常工作的电网额定电压。而避雷器实际工作的电压，为电网的相电压。 (2)灭弧电压。在保证切断工频续流的条件下，允许加在避雷器上的最高工频电压。3～10kV的阀式避雷器，规定其灭弧电压为电网最高工作电压的110%。
(3)工频放电电压。指加在避雷器两端，使其放电的最小工频电压。工频放电电压有上限和下限之分。工频放电的电压上限不能太高，否则冲击放电电压也会相应升高，这就会影响避雷器的保护性能。工频放电电压下限不能过低，否则灭弧电压也会相应降低。
(4)冲击放电电压。指预放电时间为1.5～20μs的冲击放电电压。
(5)残压。即残余电压，指冲击雷电流流过避雷器所造成的电压降。高压避雷器的冲击电流取5kA为标准，波形10/20μs，低压避雷器以3kV的残压值为标准。
避雷器在制造设计时就考虑到使用时对被保护电气设备的绝缘配合问题，故只要能正确选择避雷器的型号，就可以不验算其参数和保护特性。

故障及处理对于阀型避雷器在运行中常发生的异常现象和故障，应进行细致的分析判断，并及时采取措施进行处理。

(1)天气晴好时发现避雷器绝缘套管有裂纹，应立即将故障相避雷器退出运行，更换合格的避雷器。雷雨中发现绝缘套管有裂纹，应维持其运行，待雷雨过后再进行处理。若因避雷器绝缘套管裂纹而造成闪络，但未引起系统接地时，在可能条件下应将故障相避雷器停用。

(2)避雷器内部异常或绝缘套管炸裂。这种现象可能会引起系统接地故障。处理时，检修人员不得靠近避雷器，可用断路器或人工接地转移的方法，断开故障避雷器。

(3)避雷器在运行中突然爆炸。这种情况下，若尚未造成系统永久性接地，可在雷雨过后，断开故障相的隔离开关将避雷器停用，并及时更换合格的避雷器。若爆炸后已引起系统永久性接地，则禁止使用操作隔离开关来停用故障的避雷器。

(4)避雷器动作指示器内部烧黑或烧毁，接地引下线连接点烧断，避雷器阀片电阻失效，火花间隙灭弧特性变坏。工频续流增大，若有以上这些异常现象，应及时对避雷器做电气试验或解体检查。2

巡视与检查(1)检查避雷器绝缘套管表面情况。在日常运行中，应检查避雷器的绝缘套管表面的污秽状况，因为当绝缘套管表面污秽严重时，将使电压分布很不均匀。在有并联分路电阻的避雷器中，当其中一个元件的电压分布增大时，通过其并联电阻中的电流将显著增大，则可能烧坏并联电阻而引起故障。此外，也可能影响阀型避雷器的灭弧性能，降低避雷器的保护特性。因此，当避雷器绝缘套管表面严重污秽时，必须及时清拭。

(2)检查避雷器的引线及接地引下线有无烧伤和断股现象以及放电记录器是否烧坏。通过这方面的检查，最容易发现避雷器的隐性缺陷。如避雷器内部阀片存在缺陷或不能灭弧时，则通过工频续流的幅值和时问都会增大，那么，接地引下线的连接点上会产生烧伤痕迹，或使放电记录器内部烧黑或烧坏。当发现上述情况时，应立即设法断开避雷器，进行详细的电气检查，以免发生事故。

(3)检查避雷器上端引线处峦封是否良好。避雷器密封不良会进水受潮，易引起事故，因而应检查绝缘套管与法兰连接处的水泥接合缝是否严密。对10kV阀型避雷器，上引线处可加装防水罩，以免雨水渗入。

(4)检查避雷器与被保护电气设备之间的电气距离是否符合要求。避雷器应尽量靠近被保护的电气设备。

(5)避雷器在雷雨后应检查放电记录器的动作情况，表面有无闪络放电痕迹，引线及接地引下线是否松动，避雷器本体是否有摆动等。

(6)检查泄漏电流，工频放电电压超出标准值时，应进行检修和试验；放电记录器动作次数过多时，应进行检修；绝缘套管及水泥接合处有裂纹，法兰盘或橡皮垫有脱落时，应进行检修。2

本词条内容贡献者为:

李雪梅 - 副教授 - 西南大学