氧化锌避雷器的工作原理与特点

氧化锌避雷器的工作原理与特点

金属氧化锌避雷器是一种过电压保护装置，它由封装在瓷套内的若干非线性电阻阀片串联组成。其阀片以氧化锌为主要原料，添加微量的三氧化二铋、三氧化二钴、二氧化锰、三氧化二锑等金属氧化物经过成型、烧结、表面处理等工艺过程而制成，所以又称为氧化锌避雷器。氧化锌避雷器是20世纪60年代末70年代初研制成功的氧化锌非线性电阻片及电力用氧化锌避雷器。它是一种新型避雷器，主要由氧化锌压敏电阻构成。每一块压敏电阻从制成时就有它的一定开关电压（叫压敏电阻），在正常的工作电压下（即小于压敏电压）压敏电阻值很大，相当于绝缘状态，但在冲击电压作用下（大于压敏电压），压敏电阻呈低值被击穿，相当于短路状态。然而压敏电阻被击状态，是可以恢复的；当高于压敏电压的电压撤销后，它又恢复了高阻状态。因此，在电力线上如安装氧化锌避雷器后，当雷击时，雷电波的高电压使压敏电阻击穿，雷电流通过压敏电阻流入大地，使电源线上的电压控制在安全范围内，从而保护了电器设备的安全在额定电压下，流过氧化锌避雷器阀片的电流很小，相当于绝缘体。

在正常运行情况下。氧化锌避雷器内部电流主要是容性电流，其内部阀片的等效电路如图2-2所示。其中品界电容C的大小在工程上可以视为恒定值，而非线性电阻随加在阀片上的电压大小的变化而变化。当作用于ZnO阀片上的电压小于参考电压时，ZnO阀片呈现很大的电阻，相当于绝缘体，其值变化不大。当作用于ZnO阀片上的电压幅值接近甚至是超过参考电压时，其非线性电阻值减小很快，阻性电

流分量迅速增加，因此它可以不用火花间隙来隔离工作电压与阀片。当作用于氧化锌避雷器上的电压超过定值(起动电压)时，阀片“导通”，将大电流通过阀片泄人地中，此时其残压不会超过被保护的耐压，达到了保护目的。此后，当作用电压降到定值(起动电压)以下时，阀片自动终止“导通”状态，恢复高阻(可以看做绝缘)状态，因此，整个过程不存在电弧燃烧与熄灭问题。

氧化锌避雷器是目前先进的过电压保护器。由于其核心元件采用氧化锌电阻片，与传统碳化硅避雷器相比，改善了避雷器的伏安特性。相对提高了输变电设备的绝缘水平。当避雷器在正常工作电压下，流过避雷器的电流仅有微安级，当遭受过电压时，由于氧化锌电阻片的非线性，流过避雷器的电流瞬间达数千安培，避雷器处于导通状态，释放过电压能量，从而有效地限制了过电压对输变电设备的侵害。