877371063  2012-03-10 21:45 

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避雷器介紹　　又稱：surge arrester，能釋放雷電或兼能釋放電力系統(tǒng)操作過(guò)電壓能量，保護(hù)電工設(shè)備免受瞬時(shí)過(guò)電壓危害，又能截?cái)嗬m(xù)流，不致引起系統(tǒng)接地短路的電器裝置。避雷器通常接于帶電導(dǎo)線與地之間，與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)。當(dāng)過(guò)電壓值達(dá)到規(guī)定的動(dòng)作電壓時(shí)，避雷器立即動(dòng)作，流過(guò)電荷，限制過(guò)電壓幅值，保護(hù)設(shè)備絕緣；電壓值正常后，避雷器又迅速恢復(fù)原狀，以保證系統(tǒng)正常供電。

 
避雷器起源

　　最原始的避雷器是羊角形間隙，出現(xiàn)于19世紀(jì)末期，用于架空輸電線路，防止雷擊損壞設(shè)備絕緣而造成停電，故稱“避雷器”。20世紀(jì)20年代,出現(xiàn)了鋁避雷器,氧化膜避雷器和丸式避雷器。30年代出現(xiàn)了管式避雷器。50年代出現(xiàn)了碳化硅避雷器。70年代又出現(xiàn)了金屬氧化物避雷器。現(xiàn)代高壓避雷器，不僅用于限制電力系統(tǒng)中因雷電引起的過(guò)電壓，也用于限制因系統(tǒng)操作產(chǎn)生的過(guò)電壓。

 
避雷器原理

　　避雷器是變電站保護(hù)設(shè)備免遭雷電沖擊波襲擊的設(shè)備。當(dāng)沿線路傳入變電站的雷電沖擊波超過(guò)避雷器保護(hù)水平時(shí)，避雷器首先放電，并將雷電流經(jīng)過(guò)良導(dǎo)體安全的引入大地，利用接地裝置使雷電壓幅值限制在被保護(hù)設(shè)備雷電沖擊水平以下，使電氣設(shè)備受到保護(hù)。

　　避雷器按其發(fā)展的先后可分為：保護(hù)間隙——是最簡(jiǎn)單形式的避雷器；管型避雷器——也是一個(gè)保護(hù)間隙，但它能在放電后自行滅��；閥型避雷器——是將單個(gè)放電間隙分成許多短的串聯(lián)間隙，同時(shí)增加了非線性電阻，提高了保護(hù)性能；磁吹避雷器——利用了磁吹式火花間隙，提高了滅弧能力，同時(shí)還具有限制內(nèi)部過(guò)電壓能力；氧化鋅避雷器——利用了氧化鋅閥片理想的伏安特性（非線性極高，即在大電流時(shí)呈低電阻特性，限制了避雷器上的電壓，在正常工頻電壓下呈高電阻特性），具有無(wú)間隙、無(wú)續(xù)流殘壓低等優(yōu)點(diǎn)，也能限制內(nèi)部過(guò)電壓，被廣泛使用。

 
避雷器分類

　　避雷器有高壓和低壓避雷器之分，本節(jié)介紹的是低壓配電系統(tǒng)中的避雷器（電涌保護(hù)器SPD）

　　1. 電涌保護(hù)器器的種類名目繁多的避雷器在我國(guó)的市場(chǎng)上已經(jīng)超過(guò)了上百種，如何對(duì)不同品牌、不同型號(hào)的避雷器進(jìn)行分類也許就擺在我們面前。

　　從組合結(jié)構(gòu)分；現(xiàn)在市場(chǎng)上的避雷器有幾下幾種：

　　1） 間隙類————開放式間隙、密閉式間隙

　　2） 放電管類———開放式放電管密封式放電管

　　3） 壓敏電阻類——單片、多片

　　4） 抑制二極管類

　　5） 壓敏電阻/氣體放電管組合類----簡(jiǎn)單組合、復(fù)雜組合

　　6） 碳化硅類

　　按照其保護(hù)性質(zhì)有可以分為：開路式避雷器、短路式避雷器或開關(guān)型、限壓型；

　　按照工作狀態(tài)（安裝形式）又可分為：并聯(lián)避雷器和串聯(lián)式避雷器。

　　2避雷器的結(jié)構(gòu)及特性

　　2.1.1開放式間隙避雷器

　　間隙避雷器的工作原理：基于電弧放電技術(shù)，當(dāng)電極間的電壓達(dá)到一定程度時(shí)，擊穿空氣電弧在電極上進(jìn)行爬電。

　　優(yōu)點(diǎn)：放電能力強(qiáng)，通流量大（可以達(dá)到100KA）漏電流小

　　熱穩(wěn)定性好

　　缺點(diǎn)：殘壓高，反映時(shí)間慢，存在續(xù)流

　　工藝特點(diǎn)：由于金屬電極在放電時(shí)承受較大電流，所以容易造成金屬的升華，使放電腔內(nèi)形成金屬鍍膜影響避雷器的啟動(dòng)和正常使用。放電電極的生產(chǎn)主要還是集中在國(guó)外一些避雷器生產(chǎn)企業(yè)，，電極的主要成分是鎢金屬的合金。

　　工程應(yīng)用：該種結(jié)構(gòu)的避雷器主要應(yīng)用在電源系統(tǒng)做B級(jí)避雷器使用。但由于避雷器自身的原因容易引起火災(zāi)，避雷器動(dòng)作后（飛出）脫離配電盤等事故。根據(jù)型號(hào)的不同適合與各種配電制式。

　　工程安裝時(shí)一定要考慮安裝距離，避免引起不必要的損失和事故。

　　2.1.2 密閉式間隙避雷器

　　現(xiàn)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)有一種多層石墨間隙避雷器，這種避雷器主要利用的是多層間隙連續(xù)放電，每層放電間隙相互絕緣，這種疊層技術(shù)不僅解決了續(xù)流問(wèn)題而且是逐層放電，無(wú)形中增大了產(chǎn)品自身的通流能力。

　　優(yōu)點(diǎn)：放電電流大 測(cè)試最大50KA（實(shí)際測(cè)量值）漏電流小

　　無(wú)續(xù)流 無(wú)電弧外瀉 熱穩(wěn)定性好

　　缺點(diǎn)：殘壓高，反映時(shí)間慢

　　工藝特點(diǎn)：石墨為主要材料，產(chǎn)品內(nèi)采用全銅包被解決了避雷器在放電時(shí)的散熱問(wèn)題，不存在后續(xù)電流問(wèn)題，最大的特點(diǎn)是沒(méi)有電弧的產(chǎn)生，且殘壓與開放式間隙避雷器比較要低很多。

　　工程應(yīng)用：該種避雷器應(yīng)用在各種B、C類場(chǎng)合，與開放式間隙比較不用考慮電弧問(wèn)題。根據(jù)型號(hào)的不同該種產(chǎn)品適合與各種配電制式。

　　2.2放電管類避雷器

　　2.2.1開放式放電管避雷器

　　開放式放電管避雷器，實(shí)質(zhì)與開放式間隙避雷器是一樣的產(chǎn)品，都屬于空氣放電器。但是與間隙放電器比較它的通流能力就降了一個(gè)等級(jí)。

　　優(yōu)點(diǎn)：體積小 通流能力強(qiáng)（10-15KA） 漏電流小 無(wú)電弧噴瀉

　　缺點(diǎn)：殘壓較高 有續(xù)流 產(chǎn)品一致性差（啟動(dòng)電壓、殘壓）反映時(shí)間慢

　　2.2.2密閉式氣體放電管

　　密閉式氣體放電管也叫惰性氣體放電管，主要是內(nèi)部充盈了惰性氣體，放電方式是氣體放電，靠擊穿氣體來(lái)起到一次性瀉放電流的目的。一般有2極和3極兩種結(jié)構(gòu)。外型與上圖相似。

　　優(yōu)點(diǎn)：體積�。�氣體管可以很�。┩�流量大 無(wú)電弧

　　缺點(diǎn)：產(chǎn)品一致性差（啟動(dòng)電壓、殘壓）有續(xù)流殘壓較高

　　工藝特點(diǎn)：空氣放電管還是屬于開放式產(chǎn)品，在工作時(shí)不保證絕對(duì)沒(méi)有點(diǎn)火花從排壓孔噴出，氣體放電管是密封結(jié)構(gòu)，一般有2極和3極良種結(jié)構(gòu)形式，一般3極有熱保護(hù)裝置（短路裝置），在放電管工作時(shí)溫度超過(guò)了一定范圍，短路裝置啟動(dòng)使放電管整體導(dǎo)通。防止溫度過(guò)高造成放電管內(nèi)氣壓生高器件爆裂。

　　工程應(yīng)用：一般空氣放電管現(xiàn)在很少應(yīng)用，而氣體放電管現(xiàn)在被廣泛的應(yīng)用在信號(hào)防雷器上。型號(hào)的不同也有在電源避雷器上使用。

　　2.3氧化鋅電阻類避雷器

　　2.3.1單片壓敏電阻避雷器

　　單片壓敏電阻避雷器是80年代有日本最先發(fā)明使用。直到現(xiàn)在，單片敏電阻的使用率也是避雷器中最高的。壓敏電阻避雷器的工作原理是利用了壓敏電阻的非線性特點(diǎn)。當(dāng)電壓沒(méi)有波動(dòng)時(shí)氧化鋅呈高阻態(tài)，當(dāng)電壓出現(xiàn)波動(dòng)達(dá)到壓敏電阻的啟動(dòng)電壓時(shí)壓敏電阻迅速呈現(xiàn)低阻態(tài)，將電壓限制在一定范圍內(nèi)。

　　2.3.2多片壓敏電阻避雷器

　　由于單片壓敏電阻的通流量一直不夠理想（一般單片壓敏電阻最大放電電流在20KA\8/20uS）,在這種前提下多片組合壓敏電阻避雷器產(chǎn)生，多片壓敏電阻組合避雷器主要是解決了單片壓敏電阻的通流量較小，不能滿足B級(jí)場(chǎng)合的使用。多片壓敏電阻的產(chǎn)生從根本上解決了壓敏電阻通流量的問(wèn)題。

　　優(yōu)點(diǎn)：通流容量大，殘壓較低，反應(yīng)時(shí)間較快（≤25ns），

　　無(wú)跟隨電流（續(xù)流）

　　缺點(diǎn)：漏電流較大，老化速度快。熱穩(wěn)定一般

　　工藝特點(diǎn)：多數(shù)采用積木結(jié)構(gòu)。

　　工程應(yīng)用：根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，壓敏電阻避雷器廣泛的應(yīng)用在B、C、D級(jí)以及信號(hào)避雷器。但是應(yīng)解決的問(wèn)題是工程中有個(gè)別產(chǎn)品存在燃燒現(xiàn)象，所以在產(chǎn)品選型時(shí)應(yīng)注意廠家使用的外殼材料。

　　2.4 抑制二極管類防雷器

　　抑制二極管類防雷產(chǎn)品主要是網(wǎng)絡(luò)等信號(hào)避雷產(chǎn)品中大量的應(yīng)用，主要采用的器件有P*KE（雪崩管）等系列等產(chǎn)品。工作原理是基于PN結(jié)反向擊穿保護(hù)。

　　優(yōu)點(diǎn)：殘壓低 動(dòng)作精度高 反應(yīng)時(shí)間快無(wú)續(xù)流 體積小

　　缺點(diǎn)：通流量小

　　2. 5壓敏電阻/氣體放電管組合類

　　2.5.1簡(jiǎn)單組合避雷器

　　組合式避雷器典型結(jié)構(gòu)是N-PE結(jié)構(gòu)形式，這種避雷器與單一結(jié)構(gòu)的避雷器相比，綜合了兩種不同產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，而減少了單一器件的缺點(diǎn)。

　　優(yōu)點(diǎn)：通流量大 反應(yīng)時(shí)間快

　　缺點(diǎn)：殘壓相對(duì)較高

　　工程應(yīng)用：僅在N-PE制式使用的避雷器，適合電壓波動(dòng)率較大地區(qū)使用。

　　2.5.2復(fù)雜型組合式避雷器

　　這種避雷器充分發(fā)揮各種元器件的優(yōu)點(diǎn)，再結(jié)構(gòu)上一般使用數(shù)量較多的壓敏電阻和氣體放電管。這種結(jié)構(gòu)的避雷器一般具有較高的通流能力，且殘壓較低。行業(yè)內(nèi)也稱這種結(jié)構(gòu)的避雷器為一體化避雷器。

　　優(yōu)點(diǎn)：通流量大 反映時(shí)間快 殘壓低無(wú)續(xù)流 熱穩(wěn)定性好

　　缺點(diǎn)：無(wú)聲音報(bào)警 無(wú)計(jì)數(shù)器

　　工藝特點(diǎn)：一體化避雷器的電路結(jié)構(gòu)緊湊，充分發(fā)揮了氧化鋅電阻反映時(shí)間快的特點(diǎn)，有結(jié)合了氣體放電管具有較高通流能力的優(yōu)點(diǎn)。在電路上避雷器使用了較多的氧化鋅電阻來(lái)提高整體避雷器的通流能力，用氣體放電管作為備用放電通道。基于這種完善的電路結(jié)構(gòu)使避雷器的使用壽命大大提高。

　　工程應(yīng)用：

　　一體化避雷器根據(jù)型號(hào)的不同廣泛應(yīng)用與B、C、D各種安裝環(huán)境。由于是一體化設(shè)計(jì)，所以更適合在不具備安裝距離的場(chǎng)合使用。（IEC規(guī)定B、C、D模塊化避雷器三級(jí)間的最短距離在10M以上）

　　3. 6碳化硅避雷器（閥式避雷器）

　　碳化硅避雷器主要應(yīng)用于高壓電力防雷，目前仍是電力系統(tǒng)使用率較高的電力防雷產(chǎn)品。^[1]

 
避雷器的作用及特點(diǎn)

　　避雷器的作用是用來(lái)保護(hù)電力系統(tǒng)中各種電器設(shè)備免受雷電過(guò)電壓、操作過(guò)電壓、工頻暫態(tài)過(guò)電壓沖擊而損壞的一個(gè)電器。避雷器的類型主要有保護(hù)間隙、閥型避雷器和氧化鋅避雷器。保護(hù)間隙主要用于限制大氣過(guò)電壓，一般用于配電系統(tǒng)、線路和變電所進(jìn)線段保護(hù)。閥型避雷器與氧化鋅避雷器用于變電所和發(fā)電廠的保護(hù)，在500KV及以下系統(tǒng)主要用于限制大氣過(guò)電壓，在超高壓系統(tǒng)中還將用來(lái)限制內(nèi)過(guò)電壓或作內(nèi)過(guò)電壓的后備保護(hù)。

 
避雷器的主要參數(shù)

　　1、標(biāo)稱電壓Un：被保護(hù)系統(tǒng)的額定電壓相符，在信息技術(shù)系統(tǒng)中此參數(shù)表明了應(yīng)該選用的保護(hù)器的類型，它標(biāo)出交流或直流電壓的有效值。

　　2、額定電壓Uc：能長(zhǎng)久施加在保護(hù)器的指定端，而不引起保護(hù)器特性變化和激活保護(hù)元件的最大電壓有效值。

　　3、額定放電電流Isn：給保護(hù)器施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊10次時(shí)，保護(hù)器所耐受的最大沖擊電流峰值。

　　4、最大放電電流Imax：給保護(hù)器施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊1次時(shí)，保護(hù)器所耐受的最大沖擊電流峰值。

　　5、電壓保護(hù)級(jí)別Up：保護(hù)器在下列測(cè)試中的最大值：1KV/μs斜率的跳火電壓；額定放電電流的殘壓。

　　6、響應(yīng)時(shí)間tA：主要反應(yīng)在保護(hù)器里的特殊保護(hù)元件的動(dòng)作靈敏度、擊穿時(shí)間，在一定時(shí)間內(nèi)變化取決于du/dt或di/dt的斜率。

　　7、數(shù)據(jù)傳輸速率Vs：表示在一秒內(nèi)傳輸多少比特值，單位：bps；是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中正確選用防雷器的參考值，防雷保護(hù)器的數(shù)據(jù)傳輸速率取決于系統(tǒng)的傳輸方式。

　　8、插入損耗Ae：在給定頻率下保護(hù)器插入前和插入后的電壓比率。

　　9、回波損耗Ar：表示前沿波在保護(hù)設(shè)備（反射點(diǎn)）被反射的比例，是直接衡量保護(hù)設(shè)備同系統(tǒng)阻抗是否兼容的參數(shù)。

　　10、最大縱向放電電流：指每線對(duì)地施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊1次時(shí)，保護(hù)器所耐受的最大沖擊電流峰值。

　　11、最大橫向放電電流：指線與線之間施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊1次時(shí)，保護(hù)器所耐受的最大沖擊電流峰值。

　　12、在線阻抗：指在標(biāo)稱電壓Un下流經(jīng)保護(hù)器的回路阻抗和感抗的和。通常稱為“系統(tǒng)阻抗”。

　　13、峰值放電電流：分兩種：額定放電電流Isn和最大放電電流Imax。

　　14、漏電流：指在75或80標(biāo)稱電壓Un下流經(jīng)保護(hù)器的直流電流。

 
避雷器相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

　　避雷器^[1]的常見(jiàn)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)（各國(guó)要求不一樣）：IEC61643-1 、GB18802.1-2002、UL1283Filter 、UL1449.2nd.Edition、GB11032-2000、IEC60099-4、IEEE.C62.11

　　我國(guó)現(xiàn)在避雷系統(tǒng)現(xiàn)在實(shí)施的是中華人民共和國(guó)建設(shè)部2004年3月1日制定的：GB50343—2004《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》和中華人民共和國(guó)建設(shè)部2000年10月1號(hào)制定的：GB50057—94《建筑物設(shè)計(jì)防雷規(guī)范》。

 
知名避雷品牌

　　目前市面上比較常見(jiàn)的避雷器有：中光品牌避雷器，成都雷安防雷避雷器，四川威創(chuàng)品牌避雷器，法國(guó)Soule避雷器，英國(guó)ESP furse避雷器，德國(guó)OBO防雷器，DEHN避雷器，美國(guó)PANAMAX避雷器，INNOVATIVE避雷器，美國(guó)POLYPHASER天饋避雷器。

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“避雷器”在漢英詞典中的解釋(來(lái)源：百度詞典)：

a lightning arrester; a lightning protector

  2010-03-01 19:57 

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