避雷器基礎介紹

避雷器，也稱為過電壓保護器或過電壓限制器，是一種用于保護電氣設備免受雷擊時高瞬態過電壓危害的電器設備。它能夠限制續流時間，并常限制續流幅值，從而保護電氣設備免受損害。避雷器廣泛應用于電力系統中，是確保電氣設備安全運行的關鍵設備之一。

避雷器的工作原理

避雷器的工作原理基于并聯放電間隙或非線性電阻的作用。在正常工作電壓下，避雷器與地是絕緣的，不會對電路產生影響。然而，當雷電過電壓或操作過電壓侵入時，避雷器會立即動作，將過電壓或雷電流引入大地，從而限制電壓或電流的幅值，保護電氣設備免受損害。當過電壓消失后，避雷器會迅速恢復原狀，準備再次起保護作用。

避雷器的性能與優點

避雷器具有多種優異的性能，這些性能使其成為電力系統中不可或缺的保護設備。以下是一些主要的性能和優點：

• 非線性伏安特性：避雷器，特別是氧化鋅避雷器，具有優異的非線性伏安特性。在正常工作電壓下，避雷器呈現高電阻狀態，僅有幾百微安的電流通過；而在過電壓下，避雷器迅速呈現低電阻狀態，有效地限制過電壓幅值。
• 通流能力強：避雷器能夠吸收各種雷電過電壓、工頻暫態過電壓和操作過電壓，通流容量大，能夠確保電氣設備在過電壓下的安全運行。
• 殘壓低：避雷器在動作時產生的殘壓較低，能夠保護電氣設備免受過電壓的損害。
• 響應特性好：避雷器具有快速的響應特性，能夠在過電壓發生時迅速動作，將過電壓引入大地。
• 耐污穢、抗老化：避雷器采用優質復合外套，具有良好的耐污穢和抗老化性能，能夠在惡劣環境下長期穩定運行。
• 無續流、結構簡單：避雷器在動作后無續流，能夠快速恢復原狀；同時，其結構簡單，安裝方便，維護成本低。

避雷器的缺點

盡管避雷器具有許多優點，但也存在一些缺點。以下是一些主要的缺點：

• 管子容易受潮：管型避雷器由于存在外間隙，容易受潮，導致避雷器誤動作。
• 熄弧能力有限：管型避雷器的熄弧能力與工頻續流的大小有關，續流過大或過小都會影響其熄弧能力。
• 伏秒特性曲線較陡：管型避雷器和保護間隙的伏秒特性曲線較陡，放電分散性大，不易與被保護設備實現合理的絕緣配合。
• 可能產生截波：管型避雷器動作后可能產生截波，危及變壓器等有線圈設備的絕緣。

避雷器的發展歷史

避雷器的發展歷史可以追溯到18世紀。以下是避雷器發展歷程中的一些重要里程碑：

• 1688年：法國人卡勃里歐列·戴馬甘蘭在《中國新事》中記載了中國的屋宇上安裝的防雷裝置，這是人類最早在建筑工程上應用防雷措施的記錄。
• 1753年：美國人富蘭克林發明了避雷針，這是人類歷史上最重要的防雷發明之一。
• 1852年：避雷器（arrester）這個名詞開始用于描述電報線的防雷保護。
• 1887年：美國工程師E. A. Sperry發明了最早的輸電線用避雷器。
• 1926年：美國工程師McFarlin發明了碳化硅避雷器，這是避雷器技術的重要進展。
• 1975年：日本明電舍公司開始生產氧化鋅避雷器，開創了現代避雷器技術的先河。
• 20世紀80年代初：國際上主要避雷器生產廠都已完成了用氧化鋅技術替代碳化硅技術的更新換代。
• 1985年：中國西安電瓷研究所聯合西安電瓷廠和撫順電瓷廠引進日本日立公司“氧化鋅避雷器制造技術”，并于1987年建成投產。
• 2004年：西門子在中國成立西門子避雷器（無錫）有限公司（2022年更名為西門子能源避雷器（無錫）有限公司），進一步推動了避雷器技術的發展。

避雷器的應用場景

避雷器廣泛應用于電力系統中，特別是在以下場景中：

• 輸變電設備保護：避雷器用于保護交流輸變電設備的絕緣，免受雷電過電壓和操作過電壓的損害。適用于變壓器、輸電線路、配電屏、開關柜、電力計量箱、真空開關、并聯補償電容器、旋轉電機及半導體器件等過電壓保護。
• 建筑物防雷：避雷器也用于建筑物的防雷保護，確保建筑物內的電氣設備免受雷電過電壓的損害。
• 信號防雷：在通信系統中，避雷器用于保護信號線路免受雷擊和過電壓的損害。
• 工業設備保護：在工業生產中，避雷器用于保護各種工業設備免受雷電和操作過電壓的損害。

避雷器的選購技巧

選購避雷器時，需要考慮以下因素以確保選購到合適的產品：

• 額定電壓和持續運行電壓：避雷器的額定電壓應等于或大于系統的最高相電壓，持續運行電壓應等于或大于系統的最高工作電壓。
• 通流能力和殘壓：根據被保護設備的類型和規格，選擇具有足夠通流能力和低殘壓的避雷器。
• 響應特性：選擇具有快速響應特性的避雷器，以確保在過電壓發生時能夠迅速動作。
• 耐污穢和抗老化性能：根據使用環境的惡劣程度，選擇具有良好耐污穢和抗老化性能的避雷器。
• 品牌和售后服務：選擇知名品牌的避雷器，并確保有良好的售后服務和技術支持。

避雷器在自動化系統（非網絡IP）廣播配套設備系統中的應用

在自動化系統（非網絡IP）廣播配套設備系統中，避雷器作為過電壓保護設備，發揮著至關重要的作用。以下是一些具體的應用場景：

• 保護廣播設備：避雷器可以并聯在廣播設備的電源進線端，當雷電過電壓或操作過電壓侵入時，避雷器會立即動作，將過電壓引入大地，從而保護廣播設備免受損害。
• 保護信號線路：在廣播系統中，信號線路也容易受到雷擊和過電壓的損害。避雷器可以并聯在信號線路的進線端，確保信號線路在過電壓下的安全運行。
• 提高系統可靠性：避雷器的使用可以提高廣播配套設備系統的整體可靠性，減少因過電壓引起的設備故障和停機時間。
• 符合安全標準：在設計和安裝廣播配套設備系統時，避雷器的使用也是符合相關安全標準的要求。

避雷器的安裝與維護

避雷器的正確安裝和維護對于確保其正常運行和延長使用壽命至關重要。以下是一些關于避雷器安裝與維護的建議：

• 正確安裝位置：避雷器應安裝在靠近被保護設備的位置，以減小引線阻抗和降低引線壓降。
• 良好接地：避雷器的接地線應直接與配電變壓器外殼連接，然后外殼再與大地連接。接地線應盡可能縮短，以降低殘壓。
• 定期檢查

  定期對避雷器進行檢查和測試是確保其正常運行的重要措施。以下是一些主要的檢查項目：

  • 外觀檢查：檢查避雷器的瓷套表面是否有裂紋、污穢或損傷。
  • 絕緣電阻測量：使用兆歐表測量避雷器的絕緣電阻，確保其值