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過(guò)電壓保護(hù)器,也稱(chēng)為避雷器、浪涌保護(hù)器和防雷器等。由于沿線(xiàn)路侵入電氣設(shè)備的過(guò)電壓波會(huì)對(duì)設(shè)備的絕緣造成極大的危害。因此,必須使它們限制在安全的、設(shè)備能夠承受的范圍內(nèi),為了釋放過(guò)電壓的能量,需要在導(dǎo)線(xiàn)與大地之間接上過(guò)電壓保護(hù)器-避雷器(浪涌保護(hù)器/防雷器)。今天鈞和電子就避雷器的工作原理做如下詳細(xì)介紹:
一、造成線(xiàn)路中過(guò)電壓波的原因
過(guò)電壓波可能是輸電線(xiàn)附近雷電活動(dòng)引起的感應(yīng)過(guò)電壓,也可能是由于系統(tǒng)運(yùn)行方式改變、設(shè)備投入或退出運(yùn)行等操作引起的操作過(guò)電壓,還可能是雷電擊中進(jìn)行段以外的導(dǎo)線(xiàn)引起的過(guò)電壓。
二、避雷器的作用
1.正常情況下,它處于截止?fàn)顟B(tài);
2.在超過(guò)避雷器保護(hù)水平的過(guò)電壓波到達(dá)時(shí),避雷器立即導(dǎo)通,限制了過(guò)電壓的幅值;
3.雷電流泄入大地后,還要切斷在雷電流通過(guò)火花間隙時(shí)形成的通道中導(dǎo)線(xiàn)流向大地的工頻電流;
4.避雷器又恢復(fù)了絕緣狀態(tài)。
三、避雷器的工作原理
避雷器的工作原理可概括分為三個(gè)步驟:限壓、熄弧和恢復(fù)。
1.避雷器的限壓作用首先由間隙來(lái)實(shí)現(xiàn)。
管型避雷器動(dòng)作時(shí)電壓是一個(gè)截波,然后持續(xù)幾十毫秒存在著高頻振蕩電壓;閥式避雷器在間隙擊穿后,它的端電壓不降為零,而是具有一定數(shù)值的電壓降,該電壓降是雷電流流過(guò)非線(xiàn)性電阻時(shí)產(chǎn)生的,稱(chēng)為殘壓,它決定避雷器的保護(hù)水平。
2.不同類(lèi)型避雷器熄弧裝置的構(gòu)造是不同的。
管型避雷器內(nèi)部裝有產(chǎn)氣材料,能夠在雷電流通過(guò)時(shí)產(chǎn)生大量的高壓氣體,借此將電弧吹斷。閥式避雷器的間隙則必須依靠與其串聯(lián)的非線(xiàn)性電阻片的配合把續(xù)流限制在一定的數(shù)值下,才能將之遮斷。普通閥式避雷器的Φ52和Φ56間隙都是由上、下兩片電極構(gòu)成,低溫?zé)频奶蓟桦娮杵蚱湎蘖髯饔每烧跀?0A和70A的工頻峰值電流。磁吹閥式避雷器的間隙有同心圓旋轉(zhuǎn)電弧型和拉長(zhǎng)電弧的限流型兩種結(jié)構(gòu),配用高溫?zé)频奶蓟桦娮杵?,能夠遮?00~700A甚至近千安的工頻峰值電流。
3.避雷器的恢復(fù)過(guò)程就是指它的間隙中去游離的過(guò)程。
在這一過(guò)程中,充滿(mǎn)在間隙氣體中的離子和自由電子迅速消失,絕緣強(qiáng)度在幾毫秒內(nèi)得到恢復(fù),這時(shí)間隙再度處于絕緣狀態(tài),保證了電網(wǎng)的正常運(yùn)行。
無(wú)間隙氧化鋅避雷器的限壓作用是靠氧化鋅電阻片來(lái)實(shí)現(xiàn)的。氧化鋅電阻片的伏安特性曲線(xiàn)非常優(yōu)異,在工作電壓下,泄漏電流只有毫安數(shù)量級(jí),而且基本上是容性分散,接近絕緣狀態(tài)。過(guò)電壓發(fā)生時(shí),電阻變得極小,便于釋放能量。能量釋放之后,電阻片又自行恢復(fù)到最初的高阻狀態(tài)。由此可見(jiàn),氧化鋅避雷器在工作中是不產(chǎn)生電弧的,它工作的全過(guò)程只包括限壓和恢復(fù)兩個(gè)步驟。