避雷器试验方法及结果分析与判断

避雷器是保证电力系统安全运行的重要保护设备之一。它的一端与被保护设备并联，另一端直接接地。它主要用来保护电气设备免遭雷电过电压的损坏。当大气过电压出现时，它就发生放电，将过电压限制在一定的数值内，以保护电气设备；当过电压消失后，避雷器能迅速可靠地灭弧，自动将工频续流截断，恢复到电网的正常运行状态。

目前使用的避雷器有以下几种类型：①管型避雷器；②阀型避雷器，它包括普通阀型避雷器（FS型和FZ型）与磁吹阀型避雷器（FCZ型和FCD型）；③氧化锌避雷器，也称无间隙避雷器。

阀型避雷器由火花间隙和非线性电阻（简称阀片）串联组成。阀型避雷器的放电电压是由火花间隙决定的，放电电压与时间的关系称为伏秒特性。为了获得较平坦的伏秒特性，采用多个短间隙串联的结构，由于间隙距离短，电场比较均匀，伏秒特性较平，分散性小，且灭弧能力强。阀型避雷器的续流是由阀片和间隙的弧道电阻决定的，通过阀片的电流与其产生的压降关系，称为避雷器的伏安特性。

阀型避雷器的冲击放电电压和残压是阀型避雷器的两个重要指标，欲降低被保护设备的绝缘水平，需同时降低这两个指标。如果要降低阀型避雷器的冲击放电电压，就需要减少间隙的数量，这必然使工频放电电压和灭弧电压降低，这就可能使避雷器在系统最大运行电压下不能灭弧，或在内部过电压下动作（内部过电压持续时间长，阀片的通流能力有限，一般不允许在内部过电压下动作）。若要降低避雷器的残压，则需减少阀片的数量，这将使工频续流增加，其结果将造成避雷器灭弧困难，导致阀片热容量不够而损坏。因此，要降低被保护设备的绝缘水平，必须从提高阀片的通流能力和间隙的灭弧能力入手，来提高避雷器的保护性能，磁吹阀型避雷器就是根据这种要求生产的。磁吹阀型避雷器的主要元件仍是火花间隙和阀片。其工作原理和普通阀型避雷器类似，不同之处是用磁场驱动电弧，使弧道拉长，易于灭弧。弧道拉长后，弧道电阻也起到限制工频续流的作用，从而可以减少阀片的数量，降低避雷器的残压。此外，通过改进阀片的工艺和配方来提高阀片的热容量，还能获得较低的冲击放电电压和残压。

管型避雷器由内、外间隙串联组成。内间隙装在由产气材料制成的灭弧管内，外间隙装于灭弧管的非接地端与带电导体之间。外间隙在正常运行状态下，使灭弧管与系统电压隔离。当有高于被保护设备绝缘水平的大气过电压袭来时，由于内间隙的电容比外间隙电容大得多，故使外间隙上分配的电压较高，足以使外间隙首先放电。外间隙放电以后，全部电压加于内间隙上，内间隙立即放电，灭弧管在电弧作用下，产生大量的高压气体，气体从管口喷出时，使电弧在工频电流第一次过零时熄灭。

管型避雷器的灭弧能力是由通过避雷器的电流大小决定的。如流过避雷器的续流太小，则产气量太少，难于灭弧；续流太大，产气量过多，气体压力过大，可能由于灭弧管的机构强度不够而爆炸。因此，管型避雷器的切断电流具有一定的上限和下限，上限电流由灭弧管的管径及其机械强度来决定，下限电流由灭弧管的内径和产气能力来决定。

管型避雷器切断电流的选择，应使切断电流的上限大于使用地点的最大短路电流，使切断电流的下限小于使用处的最小短路电流。当在管型避雷器的内、外间隙配合适当的条件下，有高于被保护设备绝缘水平的雷电波侵入时，管型避雷器立即动作，将雷电流泄入大地，起到限制过电压的作用，从而使被保护的电器设备免遭过电压的损害。

氧化锌避雷器的基本结构是阀片。阀片是以氧化锌为主要成分，并附加少量Bi₂ O₃、CO₂ O₃、MnO₂、Sb₂ O₃等金属氧化物添加剂，将它们充分混合后造粒成型，经高温焙烧而成的。这种阀片具有优良的非线性和大的通流容量。由于氧化锌避雷器的阀片是由金属氧化物组成的，所以有时也称为金属氧化物避雷器。(www.xing528.com)

氧化锌阀片在运行电压下呈绝缘状态，通过的电流很小（一般为10～15μA）。由于阀片有电容，在交流电压下，总电流可达数百微安。当阀片承受电压升高，电流也随之增加，当电流达1mA时，则认为它开始动作，此时的电压称为起始动作电压，用U_1mA表示，氧化锌避雷器限制过电压的作用就由此开始，随后逐渐加强。

氧化锌避雷器除有优良的非线性外，还具有下列优点：

1）无间隙。在工作电压作用下，氧化锌阀片实际相当于一个绝缘体，不会使其烧坏。因此，可以不用串联间隙来隔离工作电压。由于无间隙，因而对波头陡的冲击波能迅速响应，放电无延迟，限制过电压效果很好，既提高了对电力设备保护的可能性，又降低了作用于电力设备上的过电压，从而降低了电力设备的绝缘水平。

2）无续流。只有当作用到氧化锌阀片上的电压达到其起始动作电压时，才发生导通，导通后，氧化锌阀片上的残压与流过其中的电流大小基本无关而为一个定值。当作用电压降到动作电压以下时，氧化锌阀片导通状态终止，又相当于一个绝缘体。因此，不存在工频续流。由于无续流，使动作后通过的能量很小，对重复雷击等短时间可能重复发生的过电压保护特别适用。

由于氧化锌避雷器有上述优点，因而有很大的发展前途，世界上许多国家都在致力于它的研制及推广。

新装和运行中的避雷器，由于各种因素的影响，都可能使其性能发生变化，致使其不能正常工作，失去对设备的保护作用或引起其他事故。对避雷器在交接时和运行中按规定进行检查试验，其目的就是监督其性能，发现缺陷并及时处理，以保证避雷器的保护作用。