输电线路避雷器的基本原理与技术要求(20120215)
避雷器的工作原理及设计原理
避雷器的工作原理及设计原理一、避雷器的工作原理避雷器是一种用于保护电力设备和电力系统的重要设备，其主要作用是在雷电冲击或过电压情况下，将过电压引入地线，保护设备和系统不受损坏。
避雷器的工作原理可以简单分为两个方面：放电原理和吸收能量原理。
1. 放电原理：当电力系统或设备遭受雷电冲击或过电压时，避雷器通过其特殊的结构和材料，将电压引入地线，以防止过电压对系统和设备造成损害。
避雷器内部通常包含一个或多个放电电极，当电压超过设定值时，放电电极会迅速放电，形成低阻抗通路，将过电压引入地线，使系统电压恢复正常。
2. 吸收能量原理：避雷器的另一个重要原理是通过吸收过电压的能量来保护系统和设备。
避雷器内部通常包含一个或多个金属氧化物压敏电阻器（MOV），当电压超过设定值时，MOV会迅速变为低阻抗状态，吸收过电压的能量，阻止其继续传导到设备或系统中。
二、避雷器的设计原理1. 选择合适的避雷器类型：根据电力系统或设备的特点和需求，选择合适的避雷器类型非常重要。
常见的避雷器类型包括耐压型避雷器、气体放电避雷器和金属氧化物避雷器等。
不同类型的避雷器适用于不同的电压等级和工作环境，因此在设计中需要根据实际情况进行选择。
2. 确定避雷器的耐压等级：避雷器的耐压等级是指避雷器能够承受的最大电压。
在设计中，需要根据电力系统或设备的额定电压和过电压等级，选择合适的避雷器耐压等级。
通常情况下，避雷器的耐压等级应大于或等于系统或设备的额定电压，以确保其正常工作。
3. 确定避雷器的击穿电压和放电电流：避雷器的击穿电压是指避雷器开始放电的电压值，而放电电流是指避雷器放电时的电流大小。
在设计中，需要根据电力系统或设备的过电压等级和保护要求，确定避雷器的击穿电压和放电电流。
一般来说，避雷器的击穿电压应略高于系统或设备的过电压等级，而放电电流应足够大，以确保有效地将过电压引入地线。
4. 确定避雷器的接地方式：避雷器的接地方式对其工作效果有着重要影响。
避雷器的工作原理及设计原理
避雷器的工作原理及设计原理一、避雷器的工作原理避雷器是一种用于保护电气设备免受雷击伤害的重要装置。
它的主要工作原理是通过将雷电的电荷引导到地面，从而降低或者消除雷电对设备的影响。
下面将详细介绍避雷器的工作原理。
1.1 避雷器的基本结构避雷器通常由金属氧化物压敏电阻器（MOV）和导电材料组成。
MOV是避雷器的核心部件，它由锌氧化物、铝氧化物等材料制成，并具有非线性电阻特性。
导电材料则用于将雷电电荷引导到地面。
1.2 避雷器的工作过程当雷电接近或者击中设备时，避雷器会迅速感应到雷电的高电压。
此时，MOV会自动变为低电阻状态，将雷电电荷引导到地面，从而保护设备不受雷击伤害。
具体来说，当雷电电压低于避雷器的额定电压时，避雷器处于高电阻状态，不会对电气设备产生影响。
但当雷电电压超过额定电压时，MOV会迅速变为低电阻状态，将雷电电荷引导到地面，使设备的电压得以保持在安全范围内。
1.3 避雷器的保护作用避雷器的主要作用是保护电气设备免受雷击伤害。
当雷电击中设备时，避雷器能够迅速引导雷电电荷到地，防止雷电通过设备产生过高的电压，从而保护设备的正常运行。
此外，避雷器还具有稳定电压的作用。
在正常情况下，避雷器处于高电阻状态，不会对设备产生影响。
惟独在雷电击中设备时，避雷器才会起到保护作用，保持设备的电压在安全范围内。
二、避雷器的设计原理避雷器的设计原理是为了能够有效地保护电气设备免受雷击伤害。
下面将介绍避雷器的设计原理。
2.1 额定电压的选择避雷器的额定电压是指避雷器能够正常工作的最高电压。
在设计避雷器时，需要根据设备的额定电压选择合适的避雷器额定电压。
额定电压过低会导致避雷器频繁触发，影响设备的正常运行；额定电压过高则无法有效保护设备。
2.2 防雷能力的考虑设计避雷器时，需要考虑设备所处的雷电环境以及设备的重要性。
在雷电频繁的地区或者对设备保护要求较高的情况下，需要选择具有较高防雷能力的避雷器。
2.3 阻抗匹配的设计避雷器的设计还需要考虑设备的阻抗特性。
避雷器的工作原理及设计原理
避雷器的工作原理及设计原理一、避雷器的工作原理避雷器是一种用于保护电力系统、通信系统以及各类电气设备免受雷击侵害的重要装置。
它能够将雷电过电压引入地下，保护设备和系统免受雷击的破坏。
避雷器的工作原理主要基于电压分配和电荷分离的原理。
当雷电过电压作用于避雷器时，避雷器内部的气体或者介质会发生击穿，形成导电通路。
这样，雷电过电压就能够通过避雷器引入地下，从而保护设备和系统。
具体来说，避雷器的工作原理包括以下几个方面：1. 电压分配：避雷器内部通常由多个金属氧化物压敏电阻组成，这些电阻具有不同的电压等级。
当雷电过电压作用于避雷器时，电阻中的金属氧化物会发生击穿，将过电压引入地下。
不同电阻的击穿电压分布不同，能够实现电压的分配。
2. 电荷分离：当雷电过电压作用于避雷器时，避雷器内部的金属氧化物会吸收电荷，形成电荷分离。
这种电荷分离可以使得避雷器内部的电压分布更加均匀，提高避雷器的工作效果。
3. 导电通路：避雷器内部的气体或者介质在雷电过电压作用下会发生击穿，形成导电通路。
这个导电通路能够将雷电过电压引入地下，避免设备和系统受到雷击的破坏。
二、避雷器的设计原理避雷器的设计原理主要涉及到以下几个方面：1. 电压等级的选择：避雷器的电压等级应根据所要保护的设备和系统的额定电压来选择。
普通来说，避雷器的电压等级应高于设备和系统的额定电压，以确保在雷电过电压作用下能够正常工作。
2. 电阻的选择：避雷器内部的金属氧化物压敏电阻是避雷器工作的核心组件。
电阻的选择应根据设备和系统的特点以及雷电过电压的特点来确定。
电阻的击穿电压应低于雷电过电压的峰值，以确保能够及时引导过电压。
3. 导电通路的设计：避雷器内部的导电通路应具有良好的导电性能，以确保雷电过电压能够顺利引入地下。
导电通路的设计应考虑避雷器的结构和材料的选择，以及导电路径的布局等因素。
4. 绝缘保护：避雷器在正常工作时，除了能够引导雷电过电压外，还需要保证对系统的正常运行没有影响。
避雷器的工作原理及设计原理
避雷器的工作原理及设计原理引言概述：避雷器是一种用于保护电力设备和建筑物免受雷击损害的重要装置。
它的工作原理是通过将雷电能量引导到地面，从而保护被保护设备和建筑物不受雷击伤害。
本文将详细介绍避雷器的工作原理及设计原理。
正文内容：1. 避雷器的基本原理1.1 避雷器的基本构成避雷器通常由瞬态电阻器和放电电极组成。
瞬态电阻器是避雷器的核心部件，它能够在雷电冲击下快速响应并吸收电能。
放电电极则用于将吸收的电能引导到地面。
1.2 瞬态电阻器的工作原理瞬态电阻器由金属氧化物层和电极组成。
当遭受雷击时，金属氧化物层会迅速变成导电状态，形成一个低阻抗通路，将雷电能量引导到地面。
一旦雷电能量被引导到地面，被保护设备和建筑物就不会受到损害。
1.3 放电电极的工作原理放电电极通常由导体材料制成，它与瞬态电阻器相连，将吸收的电能引导到地面。
放电电极的设计需要考虑导电性能和结构强度，以确保电能能够顺利地引导到地面。
2. 避雷器的分类及特点2.1 分类根据使用场景和工作原理，避雷器可以分为耐雷避雷器和耐压避雷器。
耐雷避雷器主要用于防止雷击损害，而耐压避雷器主要用于防止电力设备受到过电压的损害。
2.2 特点避雷器具有响应速度快、吸能能力强、寿命长等特点。
响应速度快可以在雷击发生时迅速吸收电能，保护设备和建筑物。
吸能能力强可以吸收大量的电能，避免过电压对设备的损害。
寿命长可以保证避雷器的持续工作能力。
3. 避雷器的设计原理3.1 避雷器的选型避雷器的选型需要考虑电力设备的额定电压、工作电流和环境条件等因素。
根据这些参数，选择合适的避雷器型号和规格。
3.2 避雷器的安装位置避雷器的安装位置应该根据电力设备的布置和雷电分布情况来确定。
通常情况下，避雷器应该安装在电力设备的进出线路上，以最大限度地保护设备免受雷击损害。
3.3 避雷器的接地设计避雷器的接地设计是确保电能能够顺利引导到地面的关键。
接地电阻应该尽量小，接地系统应该具有良好的导电性能，以确保避雷器的正常工作。
避雷器的工作原理及参数
避雷器的工作原理及参数避雷器是一种广泛应用于电力系统、通信系统等领域的电气设备，用于保护设备免受雷击或过电压的损害。
其工作原理是通过在设备前后加入一种可控电阻元件，以分流、吸收和释放过电压的能量，保护所连接的设备。
本文将详细介绍。
一、避雷器的工作原理1.1 避雷器的基本构造避雷器通常由两部分组成：电极部分和可控电阻部分。
电极部分包含一个或多个金属电极，负责引导过电压流动；可控电阻部分负责限制电流且能够自动恢复。
1.2 过电压保护原理避雷器的主要功能是吸收和分散过电压，避免其传递到其他设备上。
当外部有过电压作用于避雷器上时，其电极部分会迅速放电，将过电压引导到地下。
在过电压过去后，可控电阻部分会自动恢复，以保证正常工作。
1.3 过电压保护阈值避雷器能够保护设备免受过电压损害的主要依据是其保护阈值，即避雷器在何种电压下开始起作用。
通常，避雷器的保护阈值是根据所连接设备的额定电压和重要性来确定的。
较低的保护阈值意味着避雷器在较低电压下就能起作用，进而更好地保护设备，但也会增加避雷器的成本。
1.4 避雷器的响应时间避雷器的响应时间是指避雷器在检测到过电压时开始起作用的时间。
响应时间越短，避雷器就能更早地开始工作，从而更好地保护设备。
避雷器的响应时间通常是以微秒（μs）级别来计算的。
1.5 避雷器的容量避雷器的容量是指其能够处理的电能量，并反映了避雷器的耐受能力。
较大的容量表示避雷器能够处理更大的电能量，更好地保护设备免受过电压的损害。
容量通常以千伏安（kVA）为单位表示。
二、不同类型避雷器的工作原理及参数2.1 氧化锌避雷器氧化锌避雷器是最常用的避雷器之一。
它由一个可控电阻元件和多个氧化锌电极组成。
当正常工作时，可控电阻处于高阻态，只有在过电压作用下才会改变状态。
当避雷器感应到过电压时，可控电阻将在微秒内转变为低阻态，从而向地下引导过电压。
氧化锌避雷器的保护阈值通常能够调节，以适应不同设备的保护需要。
2.2 复合避雷器复合避雷器结构复杂，包含多个可控电阻和电极元件。
线路避雷器的原理及技术要求)
二、线路避雷器的作用
线路避雷器是近年来用作架空输电线路加强防雷保护较为有效 的方法，能实现绕击和反击保护
二、线路避雷器的作用
线路避雷器应用情况及效果评估 虽然避雷器仅能保护并联的绝缘子，不能保护其他相，也不能保护临
基杆塔，但依然是目前公认效果最好的防雷措施
线路避雷器效果 较好，如何才能 用好线路避雷器？
子的安全距离 • 避雷器与带电体的距
离 • 钢架的选择与安装 • 弧形电极的方向 • 间隙的尺寸 • 计数器的安装等
2、安装线路避雷器
直线塔安装
部分安装与细节
部分安装与细节
部分安装与细节
六、线路避雷器的安装
2、安装线路避雷器
耐张塔安装 耐张塔因无法实施安装纯空气间隙避雷器，仅能安装
带绝缘子间隙避雷器，使用带绝缘子间隙避雷器，安装应 注意： • 安装点是否处于重冰区 • 安装点是否处于强风区 • 避雷器的位置、避雷器与被保护绝缘子的安全距离、钢
七、线路避雷器的运行维护
线路避雷器的运行维护
线路避雷器的台账并密切加强监视 线路避雷器的正常巡视和特殊巡视，确保装置运行
的可靠性 结合线路检修开展的线路避雷器检查
避雷器本体外观目测；串联间隙、上下电极测量和 检查；高压电极和接地端连线检查；连接件检查；检 查在线或离线监测装置等等。 线路避雷器计数器的动作情况， 雷雨季节后（如
1. 安装容易
六、线路避雷器的安装
线路避雷器的安装
安装过程根据塔形的不同， 采用不同的安装方式，除了避 雷器本体外，还涉及到支架选 择、安装、计数器安装、据带 电体距离大小以及避雷器间隙 的确定等。
六、线路避雷器的安装
2、安装线路避雷器
直线塔安装 直线塔使用空气间隙
避雷器的工作原理、技术参数
避雷器的工作原理、技术参数一、避雷器的工作原理避雷器是应用很广泛的过电压限制器，它实质是过电压能量的吸收器，它与被保护设备并联运行，当作用电压超过一定幅值后避雷器总是先动作，通过它自身泄放掉大量的能量，限制过电压，保护电气设备。
在正常工作电压下，具有极高的电阻，呈绝缘状态，在雷电过电压作用下，则呈现低电阻状态，泄放雷电流，使与避雷器并联的电气设备的残压被抑制在设备绝缘安全值以下，待有害的过电压消失后，阀片又迅速恢复高电阻，呈绝缘状态，从而起到保护电气设备绝缘免受过电压损害的目的。
二、避雷器的技术参数1．标称电压Un：被保护系统的额定电压相符，在信息技术系统中此参数表明了应该选用的保护器的类型，它标出交流或直流电压的有效值。
2．额定电压Uc：能长久施加在保护器的指定端，而不引起保护器特性变化和激活保护元件的最大电压有效值。
3．额定放电电流Isn：给保护器施加波形为8/20μs的标准雷电波冲击10次时，保护器所耐受的最大冲击电流峰值。
4．最大放电电流Imax：给保护器施加波形为8/20μs的标准雷电波冲击1次时，保护器所耐受的最大冲击电流峰值。
5．电压保护级别Up：保护器在下列测试中的最大值：1KV/μs斜率的跳火电压；额定放电电流的残压。
6．响应时间tA：主要反应在保护器里的特殊保护元件的动作灵敏度、击穿时间，在一定时间内变化取决于du/dt或di/dt的斜率。
7．数据传输速率Vs：表示在一秒内传输多少比特值，单位：bps；是数据传输系统中正确选用防雷器的参考值，防雷保护器的数据传输速率取决于系统的传输方式。
8．插入损耗Ae：在给定频率下保护器插入前和插入后的电压比率。
9．回波损耗Ar：表示前沿波在保护设备（反射点）被反射的比例，是直接衡量保护设备同系统阻抗是否兼容的参数。
10．最大纵向放电电流：指每线对地施加波形为8/20μs的标准雷电波冲击1次时，保护器所耐受的最大冲击电流峰值。
11．最大横向放电电流：指线与线之间施加波形为8/20μs的标准雷电波冲击1次时，保护器所耐受的最大冲击电流峰值。
电力输电线路避雷器防雷的基本原理
电力输电线路避雷器防雷的基本原理雷击杆塔时，一部分雷电流通过避雷线流到相临杆塔，另一部分雷电流经杆塔流人大地，杆塔接地电阻呈暂态电阻特性，一般用冲击接地电阻来表征。
雷击杆塔时塔顶电盥迅速提高，其电位值为Ut=iRd+Ldi/dt(l)式中i——雷电流；Rd——冲击接地电阻：Ldi/dt ------- 暂态分量。
当塔顶电位Ut与导线上的感应电位U1的差值超过绝缘子串50%的放电电压时，将发生由塔顶至导线的闪络。
即Ut -UI>U50,如果考虑线路工频电压幅值Um的影响。
则为Ut-UI+Um>U50。
因此，线路的耐雷水平与3个重要因素有尖，即线路绝缘子的5乂墩电电压、雷电流强度和塔体的冲击接地电阻。
一般来说，线路的50%放电电压是一定的，雷电流强度与地理位置和大气条件相矢。
不加装避雷器时，提高输电线路耐雷水平往往是采用降低塔体的接地电阻，在L1J区，降低接地电阻是非常困难的。
这也是为什么输电线路屡遭雷击的原因。
加装避雷器以后，当输电线路遭受雷击时，线传人相临杆塔。
一部分经塔体入地，当雷电流超过一定值后，避雷器动作加入分流。
大部分的雷电流从避雷器流入导线，传播到相临杆塔。
雷电流在流经避雷线和导线时。
由于导线问的电磁感应作用，将分另！｝在导线和避雷线七产生耦合分量。
因为避雷器的分流远远大于从避雷线中分流的雷电流，这种分流的耦合作用将使导线电位提高，使导线和塔顶之间的电位差小于绝缘子串的闪络电压，绝缘子不会发生闪络。
因此，线路避雷器具有很好的钳电位作用。
这也是线路避雷器进行防雷的明显特点。
以往输电线路防雷主要采用降低塔体接地电阻的方法。
在平原地带相对较容易，对于Lh区杆塔，则往往在4个塔脚部位采用较长的辐射地线或打深井加降阻剂。
以增加地线与土壤的接触面积降低电阻率。
在工频状态下接地电阻会有所下降。
但遭受雷击时，因接地线过长会有较大的附加电感值，雷电过电压的暂态分量Ldi/dt会加在塔体电位上，使塔顶电位大大提高，更容易造成塔体与绝缘子串的闪络，反而使线路的耐雷水平下降。
避雷器的工作原理及设计原理
避雷器的工作原理及设计原理一、引言避雷器是一种用于保护电力系统和电气设备免受雷击侵害的重要装置。
它能有效地将雷电能量引导到地面，保护系统设备的安全运行。
本文将详细介绍避雷器的工作原理和设计原理。
二、避雷器的工作原理避雷器的工作原理基于电气放电现象。
当雷电击中电力系统或者电气设备时，其中的高电压电荷会通过避雷器引线进入避雷器内部。
避雷器内部的电阻元件会使电荷通过，然后通过避雷器的放电间隙放电到地面。
这个过程可以迅速地将雷电能量释放到地面，从而保护系统设备不受伤害。
三、避雷器的设计原理1. 避雷器的材料选择避雷器的外壳通常采用高强度、耐腐蚀的金属材料，如不锈钢或者铝合金。
内部的电阻元件则使用高导电性能的材料，如锌氧化物。
这些材料能够在高电压和恶劣环境下保持稳定的性能。
2. 避雷器的结构设计避雷器通常由外壳、引线、电阻元件和放电间隙组成。
外壳起到保护内部元件的作用，引线用于将雷电电荷引入避雷器内部，电阻元件用于控制电荷通过的速度和放电间隙用于释放电荷到地面。
3. 避雷器的参数设计避雷器的参数设计包括额定电压、额定放电电流和保护等级。
额定电压是指避雷器能够承受的最大工作电压，额定放电电流是指避雷器能够承受的最大放电电流。
保护等级是指避雷器能够保护的设备或者系统的等级，根据不同的应用场景选择合适的保护等级。
4. 避雷器的安装位置避雷器的安装位置应根据实际情况进行选择，通常安装在电力系统的进出线、变压器、发机电和其他重要设备的附近。
合理的安装位置能够最大限度地保护系统设备免受雷击侵害。
四、避雷器的应用范围避雷器广泛应用于电力系统、通信系统、铁路系统、石油化工系统等各个领域。
它们能够保护各种设备和系统免受雷击侵害，确保其正常运行。
五、避雷器的发展趋势随着科技的进步和电力系统的发展，避雷器的设计和创造技术也在不断改进。
未来的避雷器可能会更加紧凑、高效，并具有自动监测和报警功能，以提高系统设备的安全性和可靠性。
六、总结避雷器是保护电力系统和电气设备免受雷击侵害的重要装置。
线路避雷器基本原理与技术要求 (图文) 民熔
线路避雷器线路型避雷器主要用于交流输变电线路。
限制线路的雷电过电压，提高线路的耐雷水平。
它是一种特殊设计的避雷器，悬挂在输电塔上，以降低雷击事故引起的跳闸率。
目前，复合护套金属氧化物避雷器主要应用于交流输电线路。
复合护套金属氧化物避雷器（MOA）是一种具有复合护套的金属氧化物避雷器（MOA），并联在线路绝缘子两端，用于限制线路上的雷电过电压和/或操作过电压（以下简称线路避雷器）。
金属氧化物避雷器（压敏电阻）由氧化锌基压敏电阻（非线性电阻）组成。
避雷器的选择推荐：上海民荣电气有限公司有西高的认证报告1.2线路避雷器的分类见避雷器分类图。
根据间隙特性，线路避雷器一般分为两类：无间隙避雷器和间隙避雷器，由于产品制造和运行的综合原因，线路上几乎没有使用内部间隙避雷器，因此有间隙线路避雷器通常是指外部串联间隙避雷器。
有间隙线路避雷器作为主流的线路避雷器，又有两种主要形式，即纯空气间隙避雷器和绝缘子支撑间隙避雷器，如下图所示。
无间隙线路避雷器主要用于限制雷电过电压及操作过电压；带外串联间隙线路避雷器由复合外套金属氧化物避雷器本体和串联间隙两部分构成，主要用于限制雷电过电压及（或）部分操作过电压。
近十几年来，国内外采用带外串联间隙金属氧化物避雷器，大大提高了金属氧化物避雷器承受电网电压的能力，又具有更好的保护水平，因此EGLA（带外穿间隙线路避雷器）是应用最广泛的线路避雷器，其基本构成如下图所示。
我国在20世纪90年代开发出了带脱离器的无间隙避雷器，35～500kV线路型避雷器均有多年应用经验，最长运行时间已有十多年之久，取得了良好的防雷效果。
但是鉴于对安装于交通不便的野外特别是山区等，无间隙避雷器的维护是一个普遍的问题。
另外，由于目前国内绝大多数脱离器的性能、质量和可靠性不好，屡次发生避雷器还是完好的脱离器却动作了，或者避雷器已损坏了但脱离器仍未动作的现象。
鉴于这些原因，近些年的线路避雷器的安装应用普遍集中于有串联间隙避雷器上。
避雷器的工作原理
避雷器的工作原理在我们的日常生活和工业生产中，电力系统的稳定运行至关重要。
而避雷器作为电力系统中一种重要的保护设备，发挥着不可或缺的作用。
它就像是一位默默守护的卫士，时刻准备着抵御雷电等过电压的侵袭，保护电气设备的安全。
那么，避雷器到底是如何工作的呢？要理解避雷器的工作原理，首先我们得明白什么是过电压。
过电压简单来说，就是电力系统中出现的电压异常升高的现象。
这可能是由于雷电直击输电线路、感应雷电、系统内部的操作或者故障等原因引起的。
过电压的出现会对电力设备造成严重的损害，影响电力系统的正常运行。
避雷器的核心部件是氧化锌阀片。
这种阀片具有非常特殊的非线性电阻特性。
在正常情况下，也就是系统电压处于正常范围时，避雷器中的氧化锌阀片呈现出极高的电阻，几乎可以看作是绝缘体，电流几乎无法通过，因此避雷器对电力系统的正常运行没有任何影响。
然而，一旦电力系统中出现了过电压，情况就大不相同了。
当电压超过一定的阈值时，氧化锌阀片的电阻会迅速减小，变得非常低，从而允许大电流通过。
这样，过电压产生的强大电流就能够通过避雷器泄放到大地中，而不是对电气设备造成损害。
为了更好地理解这一过程，我们可以把避雷器想象成一个泄洪的通道。
在平时，河道里的水流量正常，泄洪通道处于关闭状态。
但是当洪水来袭，水量急剧增加时，泄洪通道会迅速打开，让多余的水顺利流走，从而保护下游的安全。
避雷器的工作原理与此类似，只不过它处理的是电流和电压，而不是水流。
避雷器的动作速度非常快，通常在纳秒级别的时间内就能响应过电压并开始导通。
这意味着它能够在过电压对电气设备造成损害之前，就将其泄放掉，从而有效地保护了设备的绝缘。
此外，避雷器还具有良好的重复性。
也就是说，在一次过电压冲击过后，只要系统电压恢复正常，避雷器能够迅速恢复到高电阻状态，等待下一次过电压的到来。
这种特性使得避雷器能够在电力系统中长期稳定地工作，为电力设备提供可靠的保护。
避雷器的种类也有不少，常见的有氧化锌避雷器、碳化硅避雷器等。
避雷器的工作原理及设计原理
避雷器的工作原理及设计原理避雷器是一种用来保护建筑物、设备和人员免受雷击伤害的重要设备。
它通过特定的工作原理和设计原理来吸收和释放雷电能量，从而保护被保护物体。
本文将详细介绍避雷器的工作原理及设计原理。
一、工作原理1.1 避雷器的基本原理避雷器是一种电气设备，通常由导体和绝缘体组成。
当雷电击中建筑物或设备时，避雷器会引导雷电通过导体，将其释放到地面，从而保护被保护物体。
1.2 避雷器的放电原理避雷器内部通常填充有特定材料，如气体或金属氧化物。
当雷电击中避雷器时，填充材料会发生放电，将雷电释放到地面，避免损害被保护物体。
1.3 避雷器的自愈性原理避雷器具有自愈性，即在放电后会自动恢复到正常工作状态。
这种特性使避雷器能够多次使用，提高了其使用寿命和可靠性。
二、设计原理2.1 避雷器的材料选择避雷器的导体通常采用铝合金或铜材料，具有良好的导电性和耐腐蚀性。
绝缘体通常采用硅橡胶或聚合物材料，具有良好的绝缘性能。
2.2 避雷器的结构设计避雷器的结构设计应考虑其耐电压能力、耐雷电冲击能力和耐环境影响能力。
通常采用密封结构和耐高温材料，以确保其正常工作。
2.3 避雷器的安装设计避雷器的安装位置应根据建筑物或设备的特点和雷电分布情况进行合理选择。
通常应安装在建筑物或设备的高处，并与地面保持良好接地。
三、避雷器的分类3.1 避雷器的类型避雷器根据其工作原理和结构设计可以分为避雷针、避雷帽、避雷网等不同类型。
3.2 避雷器的应用领域避雷器广泛应用于建筑物、通信设备、输电线路等领域，保护其免受雷击伤害。
3.3 避雷器的效果评估避雷器的效果通常通过雷电击中频次、损坏程度和保护范围等指标进行评估，以确保其有效性和可靠性。
四、避雷器的维护和检测4.1 定期检测避雷器应定期进行检测，包括外观检查、导体连接检查、绝缘性能检测等，以确保其正常工作。
4.2 维护保养避雷器的维护保养包括清洁、防腐涂层处理、导体连接紧固等，以延长其使用寿命和保证其可靠性。
避雷器的工作原理及设计原理
避雷器的工作原理及设计原理一、避雷器的工作原理避雷器是一种用于保护电力设备和电气设备免受雷击伤害的装置。
它能够将雷电流引入地下，保护设备免受过电压的影响。
避雷器的工作原理主要包括两个方面：放电原理和引雷原理。
1. 放电原理当雷电击中避雷器时，避雷器内部的气体味发生电离，形成一个导电通道，将雷电流引入地下。
这个过程中，避雷器会吸收大量的能量，将其释放到地下，从而保护设备免受雷击伤害。
2. 引雷原理避雷器通过其特殊的结构和材料，能够吸引雷电，将其引导到地下。
避雷器通常由一个金属导体和一个绝缘介质组成。
当雷电挨近避雷器时，金属导体味吸引雷电，形成一个电场，将雷电引导到地下。
二、避雷器的设计原理避雷器的设计原理主要包括以下几个方面：材料选择、结构设计和性能要求。
1. 材料选择避雷器的材料选择非常重要，它直接影响到避雷器的工作性能和寿命。
通常，避雷器的导体部份采用高导电性的金属材料，如铜或者铝。
绝缘介质部份采用高绝缘性能的材料，如陶瓷或者聚合物。
这些材料能够保证避雷器在高电压下工作时不发生击穿和漏电现象。
2. 结构设计避雷器的结构设计也非常重要。
它需要考虑到避雷器的安装方式、外部环境的影响以及避雷器的维护和检修等因素。
普通来说，避雷器的结构应该简单可靠，易于安装和维护。
同时，避雷器的外壳应具有良好的防护性能，能够抵御恶劣的气候条件和外界物理冲击。
3. 性能要求避雷器的性能要求主要包括额定电压、额定放电电流和放电能量等。
额定电压是指避雷器能够承受的最大工作电压，额定放电电流是指避雷器能够承受的最大放电电流，放电能量是指避雷器能够吸收和释放的能量。
这些性能指标需要根据实际应用场景和设备的要求来确定，以确保避雷器能够有效地保护设备免受雷击伤害。
总结：避雷器是一种用于保护电力设备和电气设备免受雷击伤害的装置。
它的工作原理主要包括放电原理和引雷原理。
放电原理通过将雷电引入地下，保护设备免受过电压的影响；引雷原理通过特殊的结构和材料，将雷电引导到地下。
线路避雷器的原理及技术要求
• 避雷器与带电体的距 离 • 钢架的选择与安装 • 弧形电极的方向 • 间隙的尺寸 • 计数器的安装等
部分安装与细节
2、安装线路避雷器
直线塔安装
部分安装与细节
部分安装与细节
六、线路避雷器的安装
2、安装线路避雷器
耐张塔安装 耐张塔因无法实施安装纯空气间隙避雷器，仅能安装 带绝缘子间隙避雷器，使用带绝缘子间隙避雷器，安装应 注意： • 安装点是否处于重冰区 • 安装点是否处于强风区
11
二、线路避雷器的作用
避雷器的基本功能
避雷器应具有以下四种机能： 1）抑制过电压的机能；
2）冲击电流的通流机能；
3）从瞬时接地状态下自我恢复性能（续流遮断性
能）；
4）不发生不必要的动作。
12
Hale Waihona Puke 二、线路避雷器的作用为什么在雷电过电压出现期间，流经 避雷器的大电流没有造成线路保护动作？
电力系统工频周期为20ms，继电保护 的采样周期在1ms左右。而雷电波的半波 长为10s数量级，即避雷器泄放电流的过 程相对继电保护的反应时间来说可忽略。
13
二、线路避雷器的作用
线路避雷器是近年来用作架空输电线路加强防雷保护较为有效
的方法，能实现绕击和反击保护
二、线路避雷器的作用
线路避雷器应用情况及效果评估 虽然避雷器仅能保护并联的绝缘子，不能保护其他相，也不能保护临 基杆塔，但依然是目前公认效果最好的防雷措施
线路避雷器效果 较好，如何才能 用好线路避雷器？
外间隙
线路避雷器
带支撑件间 隙 无间隙线路避雷 器（带脱离器）
8
带绝缘支撑件间隙线路避雷器
9
不带绝缘支撑件间隙线路避雷器 （纯空气间隙线路避雷器）
输电线路避雷器的基本原理与技术要求
大电流冲击耐受电流峰 值(kA)
110
400
100
220
600
100
500
1200
100
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4 选型
避雷器型号含义
25
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26
结构形式
线路避雷器宜选择带串联间隙的避雷器。 1）“架空输电线路差异化防雷工作指导意见” （国家电网生〔2011〕500号）：线路避雷器宜选择 带串联间隙的避雷器。 2）由于串联间隙的隔离作用，避雷器本体部分 基本不承担系统运行电压，可以不考虑长期运行电 压下的电老化问题，且本体部分的故障不会对线路 运行产生隐患[9]。
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29
额定电压、标称放电电流
110kV、220kV和500kV线路避雷器的额定电压 分 别 建 议 选 择 102kV 、 192kV 和 396kV ； 110kV 、 220kV 标 称 放 电 电 流 建 议 选 择 10kA ， 500kV 选 择 10kA或20kA。
1）避雷器额定电压是施加到避雷器端子间的最 大运行工频电压有效值，选择避雷器额定电压时， 仅考虑单相接地、甩负荷和长线电容效应引起的暂 时过电压。
4）雷电冲击电流残压根据额定电压和标称放电 电流推荐值在DL/T 815-2002[1]表3中查得。
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32
间隙距离
按如下2个原则确定串联间隙长度： 1）线路避雷器串联间隙距离应足够大，能承受 避雷器所安装线路系统最大过电压。 2）线路避雷器串联间隙距离应足够小，使得雷 击杆塔时线路避雷器能在绝缘子串闪络之前动作。
0
50
100
150
200
400 （邻塔顶）
线路避雷器的工作原理
线路避雷器的工作原理
线路避雷器是一种用来保护电力系统设备免受雷电攻击的装置。
它的工作原理是基于击穿电压的特性。
当雷电击中或靠近电力线路时，会产生很高的雷电电压，超过了电力系统设备所能承受的电压。
这时，线路避雷器会迅速启动，将雷电通过合适的通道引入地面，以保护电力设备和线路不受损坏。
线路避雷器的核心部件是气体放电管。
在正常情况下，气体放电管会呈高阻抗状态，不限流。
然而，当有雷电电压出现时，气体放电管的击穿电压会被降低，使其变为低阻抗状态。
此时，大部分雷电电流将通过线路避雷器引入地面，保护线路。
线路避雷器还配备了电气保护装置，例如熔丝或过电压保护器。
当线路避雷器工作时，这些保护装置可以快速切断电力系统中的电流，防止过电压对设备造成损坏。
总的来说，线路避雷器的工作原理是利用气体放电管的电压响应特性，将雷电电流引入地面，保护电力系统设备免受雷电攻击。
避雷器的工作原理及设计原理
避雷器的工作原理及设计原理一、避雷器的工作原理避雷器是一种用于保护电力设备和电力系统的重要设备，其主要作用是将由雷电等过电压引起的电能引入地下，以保护设备和系统免受过电压的损害。
避雷器的工作原理可以简单描述为以下几个步骤：1. 检测过电压：当电力系统中出现过电压时，避雷器能够快速检测到并作出响应。
过电压可能是由雷电、电网故障或其他原因引起的。
2. 引导电能：一旦避雷器检测到过电压，它会迅速启动，并将过电压引导到地下。
避雷器内部的引导材料通常是金属氧化物，如锌氧化物。
3. 分散电能：在过电压引导到地下之后，避雷器会将电能分散到地下，以确保电力系统和设备不会受到过电压的损害。
这是通过避雷器内部的电阻来实现的。
4. 恢复正常：一旦过电压得到处理，避雷器会自动恢复到正常工作状态，准备应对下一次过电压。
二、避雷器的设计原理1. 避雷器的材料选择：避雷器的主要材料是金属氧化物，如锌氧化物。
这是因为金属氧化物具有良好的电导性能和耐高温的特性，能够有效地引导和分散过电压。
2. 避雷器的结构设计：避雷器通常采用串联结构，由多个单元组成。
每个单元包括一个金属氧化物电阻器和一个电极。
这种结构能够提供较大的引导能力和分散能力，以保护设备和系统免受过电压的损害。
3. 避雷器的额定电压和击穿电压：避雷器的设计需要考虑到电力系统的额定电压和可能出现的过电压。
额定电压是指避雷器能够正常工作的电压范围，而击穿电压是指避雷器内部材料失去绝缘能力发生击穿的电压。
设计时需要确保避雷器的额定电压高于系统的额定电压，同时击穿电压要远高于系统可能出现的过电压。
4. 避雷器的安装位置：避雷器的安装位置是设计中需要考虑的重要因素。
通常，避雷器应该安装在电力设备和系统的进出口处，以便及时检测和处理过电压。
5. 避雷器的监测和维护：为了确保避雷器的正常工作，监测和维护是必不可少的。
定期检查避雷器的电阻、击穿电压等参数，并及时更换损坏的避雷器，以保证其持续有效地工作。
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5 运行维护要求
3 ）运行 5 年后的线路避雷器应进行抽样试验， 抽样比例可按 3-5% （至少 1 支）抽取，抽样避雷器 应进行局部放电试验，如抽样避雷器试验不满足要 求，要求对同批次避雷器加大抽样比例，如仍出现 一支不合格，应对同批次避雷器全部进行试验，确 定是否能够继续运行。 4）动作20次及以上的避雷器应进行直流试验， 试验不合格应退出运行。
线路避雷器宜选择带串联间隙的避雷器。
1 ）“架空输电线路差异化防雷工作指导意见” （国家电网生〔2011〕500号）：线路避雷器宜选择 带串联间隙的避雷器。
2 ）由于串联间隙的隔离作用，避雷器本体部分 基本不承担系统运行电压，可以不考虑长期运行电 压下的电老化问题，且本体部分的故障不会对线路 运行产生隐患[9]。
2 ）根据对湖南、华北电科院调研，带绝缘支撑 间隙避雷器的复合绝缘子本身有老化和维护的问题， 故首选纯空气间隙避雷器。但由于纯空气间隙避雷 器在耐张塔上不便安装，故耐张塔选用带绝缘支撑 间隙避雷器。 3）报告[11]指出：带串联绝缘子间隙避雷器安装 不需要外加支架，安装简单、方便；虽然带串联空 气间隙避雷器有可靠性高、寿命长的优点，但是安 装很复杂（加装支架且应沿导线方向伸出），对于 在耐张塔和特殊塔形安装非常困难。
31
2 ）行标 [1] 对带间隙避雷器额定电压的推荐值和 华北公司企标推荐值如下表：
电压等级
110kV 220kV 500kV
DL/T 815-2002[1]
90～102 180～204 396
华北公司企标[12]
102 192 396
32
3 ）华北公司企标对标称放电电流的推荐值为 10kA。 4 ）雷电冲击电流残压根据额定电压和标称放电 电流推荐值在DL/T 815-2002[1]表3中查得。
17
未装设避雷器时杆塔耐雷水平为91kA，现在左 右两相均加装避雷器的方式下，雷击#3杆塔顶部， 随着雷电流增加，计算结果如下： 1）I=145kA时，虽然超过#3杆塔耐雷水平，全 线都不闪络。 2）I=160kA时，相邻#1闪络，#3、#2塔不闪络。 3）I=167kA时，除#3塔外，相邻塔都闪络，此 时不存在外延“保护范围”。
复合外套外观
22
避雷器放电电压性能要求
对避雷器应进行雷电冲击50%放电电压试验和工 频耐受电压试验，其试验值应与线路绝缘水平相配 合，以保证避雷器在雷电过电压下放电，而在工频 过电压下不放电。典型推荐值见下表。
系统标称电压（有 效值） 工频耐受电压（有 效值）不小于 雷电冲击50%放 电电压（峰值） 不大于
5
分类
内间隙
带串联间隙线路 避雷器 外间隙 线路避雷器 带支撑件间 隙 无间隙线路避雷 器（带脱离器）
不带支撑件 间隙（纯空 气间隙）
6
带绝缘支撑件间隙线路避雷器
7
不带绝缘支撑件间隙线路避雷器 （纯空气间隙线路避雷器）
带脱离器的无间隙线路避雷器
8
带串联间隙金属氧化物避雷器
其目的是在雷电过电压的情况下保护与之并联 的绝缘子串，故串联间隙应仅在快波前过电压下击 穿，而能承受各种工频和系统中出现的缓波前过电 压（操作过电压）。
40
参考文献
[1]DL/T 815-2002 交流输电线路用复合外套金属氧化物避雷器 [S] ， 2002． [2]解广润 主编．电力系统过电压[M]．水利电力出版社，1985． [3]35~220kV 线 路 型 金 属 氧 化 物 避 雷 器 [R] ． 杭 州永 德 电 气 有 限 公 司 ， 2011． [4]江西输电线路防雷技术深化研究[R]．江西省电力科学研究院，2012． [5]IEC 60099-8 2011 Surge arresters–Part 8: Metal-oxide surge arresters with external series gap (EGLA) for overhead transmission and distribution lines of a.c. systems above 1 kV[S]， 2011． [6] JB/T 10497-2005 交流输电线路用复合外套有串联间隙金属氧化物避雷 器[S]．2002．
5 运行维护要求
以下参考华北公司[12]、浙江公司[14]企业标准： 1）建立台账、运行记录并密切加以监视，雷雨 季节及时记录雷击动作情况；同时还应建立必要的 检修、试验、轮换制度，确保装置运行的可靠性。 2）结合线路检修进行的运行维护工作包括： 避雷器本体外观目测；串联间隙、上下电极测 量和检查；高压电极和接地端连线检查；连接件检 查；检查、记录计数器动作次数；检查在线或离线 监测装置。
9
带串联间隙金属氧化物避雷器
带串联间隙 金属氧化物避 雷器与绝缘子 串相并联，它 由金属氧化物 避雷器本体和 串联间隙两部 分构成。
带串联间隙金属氧化物避雷器 结构及安装示意图
10
2 原理
非线性特性
氧化锌避雷器的特性主要是 由材料的非线性特性决定。
氧化锌元件的非线性特性主 要是由晶界层形成的，在低电 场 强 度 下 其 电 阻 率 为 1010~1011W· m ，而当电场强度 达到 106~107V/m时，其电阻率 骤然下降进入低电阻状态。
25
电流冲击耐受
避雷器本体应通过2ms方波电流耐受试验、大电 流冲击耐受试验以及大电流冲击负载试验。试验值 如下表：
系统标称电压有效值 (kV) 2ms方波冲击电流值(A) 大电流冲击耐受电流峰 值(kA)
110
400
100
220
500
600
1200
100
100
26
4 选型
避雷器型号含义
27
结构形式
圆饼状的氧化锌阀片
11
氧化锌元件的伏安特性可由下式表示：
U CI
a
其非线性系数a与电流密度有关，一般为 0.01~0.04，在大的雷电流下，a也不大于0.1。
氧化锌阀片与碳 化硅阀片伏安特 性比较
12
避雷器的基本功能
避雷器应具有以下四种机能： 1）抑制过电压的机能；
2）冲击电流的通流机能；
3）从瞬时接地状态下自我恢复性能（续流遮断性
35
计算方法：
绝缘子串U50%计算方法（IEC推荐公式）。
U s t 400 L 710
L t 0.75
其中Us-t为伏秒特性绝缘子闪络电压 (kV)；L为绝 缘子串长度 (m) ； t 为从雷击开始到闪络所经历的时 间(μs)。在缺少实际试验数据的情况下，对于瓷绝缘 子可取 t=10μs 对 应的闪 络电压 值作为 该绝缘 串的 U50%。
利用ATP仿真软件，以5基220kV线路为例：
#3 #1 #2
#3已安装避雷器
仿真线路段示意图
16
#4
#5
分两种情况来研究。 1）#3杆塔（已装设避雷器）顶部遭受雷击后， 相邻杆塔是否有闪络风险。 2）雷击点在#3和相邻杆塔（未装避雷器）之间 的地线上，相邻杆塔是否存在闪络风险。
注：接地电阻为10W，档距取400m，其它具体参数见 《江西输电线路防雷技术深化研究》报告[4] 。
37
浙江公司[14]、浙江永德[3]给出的参考值如下：
纯空气间隙(mm) 浙江公司 杭州永德 400~480 820~880 绝缘支撑间隙(mm) 浙江公司 杭州永德 480 820
系统标称 电压(kV)
110 220 500
430±20 840±30 1200±150
480±10 980±10
38
28
在直线塔上宜选择纯空气间隙避雷器，在耐张塔 上宜选择绝缘支撑间隙避雷器。 1 ）带绝缘支撑间隙避雷器结构的优点是间隙距 离不受风偏的影响，安装较容易。而空气间隙避雷 器在大风作用下，间隙距离会发生变化，电极形状 必须制作成弧形，其优点是有间隙隔离系统运行电 压，电阻片老化现象减轻[10]。
29
30
额定电压、标称放电电流
110kV 、 220kV 和 500kV 线路避雷器的额定电压 分 别 建 议 选 择 102kV 、 192kV 和 396kV ； 110kV 、 220kV 标 称 放 电 电 流 建 议 选 择 10kA ， 500kV 选 择 10kA或20kA。 1 ）避雷器额定电压是施加到避雷器端子间的最 大运行工频电压有效值，选择避雷器额定电压时， 仅考虑单相接地、甩负荷和长线电容效应引起的暂 时过电压。
0
160
50
138
100
130
150
124
200
115
400 （邻塔顶） 91
19
线路避雷器的安装相别
1）110kV线路宜在三相均安装避雷器。 2）220kV线路接地电阻大于10Ω，或运行经 验证明反击故障为主的线路（段）宜在三相均安 装避雷器；否则，单回路可仅在两边相安装，同 塔双回路可仅在两侧的上、中相安装。 3）500kV线路在接地电阻不满足设计要求时， 应三相全部安装。否则，单回路可仅在两边相安 装，同塔双回路可仅在两侧的上、中相安装。
18
当雷击点在装设避雷器的 #3 塔和相邻杆塔之间的 地线上时，从下表列出了邻塔发生闪络的反击闪络电 流的变化。 可以看出：随着落雷点离临塔越近，邻塔反击闪 络电流降低，说明本塔装有线路型避雷器对于相邻塔 的雷击保护作用不明显，因此可以说本塔装有避雷器 并不能保护相邻塔。
落雷点距#3距离 (m) 邻塔反击闪络电流 (kA)
110
185
560
220
500
370
567
960
1760
23
避雷器冲击伏秒特性
避雷器的冲击伏秒特性曲线应比被保护的绝缘子 串的伏秒特性曲线至少低10%。
避雷器本体的局部放电
不应大于10pC。