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一、定義與必要性
避雷器并非如字面所示“避免雷擊”。實(shí)際上，它是一種保護(hù)裝置，通常并聯(lián)于電力設(shè)備（例如變壓器）與大地之間，能在電路中發(fā)揮重要的防護(hù)作用。當(dāng)線路上出現(xiàn)會(huì)危及設(shè)備絕緣的過(guò)高電壓，也就是我們常說(shuō)的過(guò)電壓時(shí)，它能立刻動(dòng)作，把過(guò)電壓的電荷泄放到大地，將電壓控制在安全范圍里；等過(guò)電壓消失，它又能快速恢復(fù)絕緣狀態(tài)，保證電力系統(tǒng)正常供電。
于電力系統(tǒng)里，過(guò)電壓大體可劃分為兩類(lèi)。此乃電力領(lǐng)域中不容忽視的現(xiàn)象，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行有著重要影響。一類(lèi)是雷電過(guò)電壓，由直擊雷或者感應(yīng)雷引發(fā)，它幅值高，持續(xù)時(shí)間卻極短，只有微秒級(jí)，危害特別大。另一類(lèi)是操作過(guò)電壓，由斷路器分合閘、負(fù)荷突變等系統(tǒng)內(nèi)部操作誘發(fā)。與其他過(guò)電壓相比，它幅值略低，不過(guò)發(fā)生頻率更高，在電力系統(tǒng)運(yùn)行中需予以關(guān)注。
若無(wú)避雷器庇佑，此類(lèi)過(guò)電壓極有概率擊穿電氣設(shè)備絕緣，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備損毀、大面積停電等嚴(yán)重事故，給生產(chǎn)生活帶來(lái)諸多不便與巨大損失。
二、核心工作原理：非線性伏安特性
現(xiàn)代避雷器的關(guān)鍵核心技術(shù)，隱匿于其采用的金屬氧化物電阻片（Metal Oxide Varistor，簡(jiǎn)稱(chēng) MOV）之中。此電阻片以氧化鋅（ZnO）為主料，摻入多種金屬氧化物添加劑。其非線性伏安特性極為出色，在相關(guān)應(yīng)用中能展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，有效提升整體性能。
系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，電壓維持在額定相電壓水平。這時(shí)候加在電阻片上的電壓不高，它就呈現(xiàn)出極高的電阻，能達(dá)到兆歐級(jí)。流過(guò)它的電流——我們叫它“泄漏電流”——特別小，只有微安級(jí)，相當(dāng)于處于開(kāi)路狀態(tài)，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行沒(méi)任何影響。
一旦發(fā)生過(guò)電壓，雷電波或者操作過(guò)電壓波涌來(lái)，加在電阻片上的電壓超過(guò)它的動(dòng)作電壓（也就是啟動(dòng)電壓），電阻片的阻值會(huì)立刻下降，變得只剩幾歐姆，瞬間進(jìn)入低阻導(dǎo)通狀態(tài)。這樣就形成了泄流通道，把巨大的過(guò)電壓能量快速導(dǎo)入大地，從而將被保護(hù)設(shè)備兩端的電壓“鉗制”在允許范圍內(nèi)。
等過(guò)電壓消失，沖擊電流泄放完畢，系統(tǒng)電壓恢復(fù)到正常工頻電壓，電阻片又會(huì)自動(dòng)變回高阻狀態(tài)，迅速切斷后續(xù)的工頻續(xù)流，系統(tǒng)也就恢復(fù)正常運(yùn)行了。這一整套“高阻-低阻-高阻”的自動(dòng)切換，都在微秒到毫秒級(jí)內(nèi)完成，響應(yīng)速度特別快。
三、主要技術(shù)參數(shù)
額定電壓，指的是避雷器能短暫承受的最大工頻電壓。這是我們選擇避雷器時(shí)最核心的依據(jù)，必須和系統(tǒng)運(yùn)行電壓匹配。
持續(xù)運(yùn)行電壓則是允許長(zhǎng)期加在避雷器兩端的最大工頻電壓，是衡量其長(zhǎng)期工作能力的關(guān)鍵。
標(biāo)稱(chēng)放電電流是劃分避雷器等級(jí)的重要指標(biāo)，采用的是8/20μs波形的雷電流峰值，常見(jiàn)的有5kA、10kA這些規(guī)格，它直接代表了避雷器的泄流能力。
殘壓的意義也很關(guān)鍵，當(dāng)標(biāo)稱(chēng)放電電流通過(guò)避雷器時(shí)，它兩端產(chǎn)生的電壓降就是殘壓。這是判斷避雷器保護(hù)水平的核心，殘壓越低，保護(hù)效果就越好。而且設(shè)備的絕緣水平，必須高于避雷器的殘壓才行。
就直流參考電壓來(lái)說(shuō)，它是在直流1mA參考電流下測(cè)得的避雷器兩端電壓，這個(gè)參數(shù)常被我們用來(lái)在現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)電阻片有沒(méi)有老化。
四、主要分類(lèi)
根據(jù)結(jié)構(gòu)與使用環(huán)境，避雷器主要分兩類(lèi)。無(wú)間隙金屬氧化物避雷器是目前的主流，它完全靠MOV的非線性特性工作，沒(méi)有串聯(lián)間隙，響應(yīng)速度快，保護(hù)性能也穩(wěn)定，從低壓到特高壓的各個(gè)電壓等級(jí)都能用。
另一類(lèi)是有間隙金屬氧化物避雷器，它會(huì)在MOV前串聯(lián)一個(gè)或多個(gè)空氣間隙。正常運(yùn)行時(shí)，由間隙隔離工頻電壓；過(guò)電壓出現(xiàn)時(shí)，間隙擊穿，MOV再開(kāi)始動(dòng)作。它的優(yōu)點(diǎn)是幾乎沒(méi)有泄漏電流，但響應(yīng)速度稍慢，而且間隙動(dòng)作還會(huì)受環(huán)境影響。
結(jié)論
恩彼邁避雷器就像電力系統(tǒng)的“安全衛(wèi)士”，靠著核心元件金屬氧化物電阻片的非線性特性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)過(guò)電壓的智能抑制與隔離。正確選擇并且應(yīng)用避雷器，對(duì)保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、延長(zhǎng)電氣設(shè)備壽命，都有著至關(guān)重要的意義。隨著新材料與新技術(shù)的發(fā)展，避雷器正朝著殘壓更低、通流容量更高、監(jiān)測(cè)更智能的方向不斷進(jìn)步。
