避雷器起源 最原始的避雷器是羊角形间隙,出现于19世纪末期,用于架空输电线路,防止雷击损坏设备绝缘而造成停电,故称“避雷器”。20世纪20年代,出现了铝艾尔盾避雷器,氧化膜艾
尔盾避雷器和丸式艾尔 盾避雷器。30年代出现了管式艾尔盾避雷器。50年代出现了碳化硅艾尔盾避雷器。70年代又出现了金属氧化物艾尔盾避雷器。现代高压艾尔盾避雷器,不仅用于限制电力系统中因雷电引起的过电压,也用于限制因系统操作产生的过电压。
避雷器是变电站保护设备免遭雷电冲击波袭击的设备。当沿线路传入变电站的雷电冲击波超过避雷器保护水平时,避雷器首先放电,并将雷电流经过良导体安全的引入大地,利用接地装置使雷电压幅值限制在被保护设备雷电冲击水平以下,使电气设备受到保护。
避雷器
避雷器按其发展的先后可分为:保护间隙——是最简单形式的避雷器;管型避雷器——也是一个保护间隙,但它能在放电后自行灭弧;阀型避雷器——是将单个放电间隙分成许多短的串联间隙,同时增加了非线性电阻,提高了保护性能;磁吹避雷器——利用了磁吹式火花间隙,提高了灭弧能力,同时还具有限制内部过电压能力;氧化锌避雷器——利用了氧化锌阀片理想的伏安特性(非线性极高,即在大电流时呈低电阻特性,限制了避雷器上的电压,在正常工频电压下呈高电阻特性),具有无间隙、无续流残压低等优点,也能限制内部过电压,被广泛使用。
避雷器有高压和低压避雷器之分,本节介绍的是低压配电系统中的避雷器(电涌保护器SPD)
1. 电涌保护器的种类名目繁多,在中国的市场上已经超过了上百种,如何对不同品牌、不同型号的避雷器进行分类也许就摆在我们面前。
从组合结构分;现在市场上的避雷器有几下几种:
1)间隙类————开放式间隙、密闭式间隙
2)放电管类———开放式放电管密封式放电管
3)压敏电阻类——单片、多片
4)抑制二极管类
5)压敏电阻/气体放电管组合类----简单组合、复杂组合
6)碳化硅类
按照其保护性质有可以分为:开路式避雷器、短路式避雷器或开关型、限压型
按照工作状态(安装形式)又可分为:并联避雷器和串联式避雷器。
2. 避雷器的结构及特性
2.1.1开放式间隙避雷器
间隙避雷器的工作原理:基于电弧放电技术,当电极间的电压达到一定程度时,击穿空气电弧在电极上进行放电。
优点:放电能力强,通流量大(可以达到100KA)漏电流小
热稳定性好
缺点:残压高,反映时间慢,存在续流
工艺特点:由于金属电极在放电时承受较大电流,所以容易造成金属的升华,使放电腔内形成金属镀膜影响避雷器的启动和正常使用。放电电极的生产主要还是集中在国外一些避雷器生产企业,,电极的主要成分是钨金属的合金。
工程应用:该种结构的避雷器主要应用在电源系统做B级避雷器使用。但由于避雷器自身的原因容易引起火灾,避雷器动作后(飞出)脱离配电盘等事故。根据型号的不同适合与各种配电制式。
工程安装时一定要考虑安装距离,避免引起不必要的损失和事故。
2.1.2密闭式间隙避雷器
现在国内市场有一种多层石墨间隙避雷器,这种避雷器主要利用的是多层间隙连续放电,每层放电间隙相互绝缘,这种叠层技术不仅解决了续流问题而且是逐层放电,无形中增大了产品自身的通流能力。
优点:放电电流大 测试最大50KA(实际测量值)漏电流小
无续流 无电弧外泻 热稳定性好
缺点:残压高,反映时间慢
工艺特点:石墨为主要材料,产品内采用全铜包被解决了避雷器在放电时的散热问题,不存在后续电流问题,最大的特点是没有电弧的产生,且残压与开放式间隙避雷器比较要低很多。
工程应用:该种避雷器应用在各种B、C类场合,与开放式间隙比较不用考虑电弧问题。根据型号的不同该种产品适合与各种配电制式。
2.2放电管类避雷器
2.2.1开放式放电管避雷器
开放式放电管避雷器,实质与开放式间隙避雷器是一样的产品,都属于空气放电器。但是与间隙放电器比较它的通流能力就降了一个等级。
优点:体积小 通流能力强(10-15KA) 漏电流小 无电弧喷泻
缺点:残压较高 有续流 产品一致性差(启动电压、残压)反映时间慢
2.2.2密闭式气体放电管
密闭式气体放电管也叫惰性气体放电管,主要是内部充盈了惰性气体,放电方式是气体放电,靠击穿气体来起到一次性泻放电流的目的。一般有2极和3极两种结构。外型与上图相似。
优点:体积小(气体管可以很小)通流量大 无电弧
缺点:产品一致性差(启动电压、残压)有续流残压较高
工艺特点:空气放电管还是属于开放式产品,在工作时不保证绝对没有点火花从排压孔喷出,气体放电管是密封结构,一般有2极和3极良种结构形式,一般3极有热保护装置(短路装置),在放电管工作时温度超过了一定范围,短路装置启动使放电管整体导通。防止温度过高造成放电管内气压生高器件爆裂。
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