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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。

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