摘要：本文綜述了避雷器的工作原理、基本要求、類型和氧化鋅避雷器的電器特性，以及浪涌保護器的工作原理、基本元件、分級保護和主要電器特性。對避雷器和浪涌保護器作了比較。
1 引言
避雷器是用來保護電力系統(tǒng)中各種電器設備免受雷電過電壓、操作過電壓、工頻暫態(tài)過電壓沖擊而損壞的一個電器元件。
浪涌保護器是把竄入電力線、信號傳輸線的瞬時過電壓限制在設備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內，或將強大的雷電流泄流入地，保護被保護的設備或系統(tǒng)不受沖擊而損壞。
本文綜述了避雷器的工總原理、基本要求、類型和氧化鋅避雷器的電氣特性，以及浪涌保護器的工作原理、基本元件、分級保護和主要電氣特性。對避雷器和浪涌保護器作了比較。
2 過電壓
過電壓是指超過正常運行電壓并可使電力系統(tǒng)絕緣或被保護設備損壞的電壓升高。過電壓通常可分為三大類：暫時過電壓、操作過電壓、雷電過電壓[1]。
暫時過電壓、操作過電壓是由于電力系統(tǒng)中斷路器的操作或系統(tǒng)故障，使系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化，由此引起系統(tǒng)內部能量轉化或傳遞而產(chǎn)生的過電壓，統(tǒng)稱為內部過電壓。
2.1 操作過電壓
操作過電壓即電磁過渡過程中的過電壓，一般持續(xù)時間在內。在中性點直接接地系統(tǒng)中，常見的操作過電壓有：合閘空載線路過電壓、切除空載線路過電壓、切除空載變壓器過電壓以及解列過電壓等。以合閘(包括重合閘)過電壓最為嚴重。在中性點非直接接地系統(tǒng)中，主要是弧光接地過電壓。
2.2 暫時過電壓
暫時過電壓包括工頻電壓升高和諧振過電壓，持續(xù)時間相對較長，暫時過電壓的產(chǎn)生原因主要是空載線路的長線路的電容效應、不對稱接地故障、負荷突變以及系統(tǒng)中發(fā)生的線性或非線性諧振等。暫時過電壓的嚴重程度取決于其幅值和持續(xù)時間，在超高壓系統(tǒng)中，工頻電壓升高具有重要影響，因為：(a)暫時過電壓的大小直接影響操作過電壓的幅值;(b)它的數(shù)值是決定避雷器額定電壓的重要依據(jù);(c)它的持續(xù)時間長，工頻電壓升高可能危及設備的安全運行。
2.3 雷電過電壓
雷電過電壓分為3種。
(1)感應過電壓
在輸電線路附近發(fā)生雷云對地放電時，線路上產(chǎn)生的過電壓。這種過電壓在極少的情況下才達到500 kV ~600kV，因此只對35kV及以下電網(wǎng)有危害。
(2)雷擊導線、繞擊時的過電壓
直擊雷過電壓在沒有避雷線的情況下發(fā)生，但有避雷線時仍有可能繞過避雷線而擊于線路上，成為繞擊，但其概率較小。
(3)雷擊避雷線或桿塔時引起的反擊
雷擊桿塔時由于桿塔的電感和接地電阻，使本來是地電位的桿塔具有很高的電位，引起絕緣子逆閃，將高電位加到導線上。
對于220kV及以下電力系統(tǒng)，絕緣水平一般由大氣過電壓決定。其保護裝置主要是避雷器，以避雷器的保護水平為基礎決定設備的絕緣水平，并保證輸電線路有一定的耐雷水平。對于這些設備，在正常情況下應能耐受內部過電壓的作用，因此，一般不專門采取針對內部過電壓的限制措施。
隨著電氣等級的提高，操作過電壓的幅值將隨之提高。所以，對330kV及以上的超高壓系統(tǒng)，操作過電壓將逐漸起到控制作用，一般采取專門限制內部過電壓的措施。
3 避雷器
3.1 避雷器工作原理
避雷器是變電站保護設備免遭雷電沖擊波襲擊的設備。當沿線路傳入變電站的雷電沖擊波超過避雷器保護水平時，避雷器首先放電，并將雷電流經(jīng)過良導體安全引入大地，利用接地裝置使雷電壓幅值限制在被保護設備雷電沖擊水平，使電氣設備受到保護[1.2]。
避雷器的基本要求如下。
(1)具有良好的伏秒特性，以易于實現(xiàn)合理的絕緣配合
絕緣強度的配合中，對避雷器伏秒特性的要求不僅要位置低，而且形狀平坦。通常用沖擊系數(shù)來反映伏秒特性的形狀。沖擊系數(shù)是指沖擊放電電壓與工頻放電電壓之比。其比值愈小，伏秒特性愈平坦。避雷器伏秒特性的上限應高于電氣設備伏秒特性的下限。圖1示出避雷器與電氣設備的伏秒特性匹配圖。
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