孙丹峰1, 季幼章1.2
Sun Danfeng1, Ji Youzhang1.2
1.苏州市电通电力电子有限公司（ 苏州，215011）
2.中国科学院等离子体物理研究所（ 合肥，230031）
1 Suzhou Eleston Power Electronics Co., Ltd (Suzhou, 215011)
2 Institute of Plasma Physics Chinese Academy of Sciences (Hefei, 230031)
摘要：本文综述了避雷器的工作原理、基本要求、类型和氧化锌避雷器的电器特性，以及浪涌保护器的工作原理、基本元件、分级保护和主要电器特性。对避雷器和浪涌保护器作了比较。
关键词：避雷器 浪涌保护器 比较
Abstract: This paper introduces the operating principle, basic requirements and types of the arrester, the electrical characteristics of zinc-oxide arrester, and the operating principle, basic elements, grading protection and main electrical characteristics of SPD (surge protection device), comparing the arrester with SPD.
Key words: Arrester, SPD, Compare
［中图分类号］TM86 ［文献标识码］ A 文章编号：1561-0349（2015）02-
1 引言
避雷器是用来保护电力系统中各种电器设备免受雷电过电压、操作过电压、工频暂态过电压冲击而损坏的一个电器元件。
浪涌保护器是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。
本文综述了避雷器的工总原理、基本要求、类型和氧化锌避雷器的电气特性，以及浪涌保护器的工作原理、基本元件、分级保护和主要电气特性。对避雷器和浪涌保护器作了比较。
2 过电压
过电压是指超过正常运行电压并可使电力系统绝缘或被保护设备损坏的电压升高。过电压通常可分为三大类：暂时过电压、操作过电压、雷电过电压[1]。
暂时过电压、操作过电压是由于电力系统中断路器的操作或系统故障，使系统参数发生变化，由此引起系统内部能量转化或传递而产生的过电压，统称为内部过电压。
2.1 操作过电压
操作过电压即电磁过渡过程中的过电压，一般持续时间在0.1s内。在中性点直接接地系统中，常见的操作过电压有：合闸空载线路过电压、切除空载线路过电压、切除空载变压器过电压以及解列过电压等。以合闸（包括重合闸）过电压最为严重。在中性点非直接接地系统中，主要是弧光接地过电压。
2.2 暂时过电压
暂时过电压包括工频电压升高和谐振过电压，持续时间相对较长，暂时过电压的产生原因主要是空载线路的长线路的电容效应、不对称接地故障、负荷突变以及系统中发生的线性或非线性谐振等。暂时过电压的严重程度取决于其幅值和持续时间，在超高压系统中，工频电压升高具有重要影响，因为：（a）暂时过电压的大小直接影响操作过电压的幅值；（b）它的数值是决定避雷器额定电压的重要依据；（c）它的持续时间长，工频电压升高可能危及设备的安全运行。
2.3 雷电过电压
雷电过电压分为3种。
（1）感应过电压
在输电线路附近发生雷云对地放电时，线路上产生的过电压。这种过电压在极少的情况下才达到500 kV ~600kV，因此只对35kV及以下电网有危害。
（2）雷击导线、绕击时的过电压
直击雷过电压在没有避雷线的情况下发生，但有避雷线时仍有可能绕过避雷线而击于线路上，成为绕击，但其概率较小。
（3）雷击避雷线或杆塔时引起的反击
雷击杆塔时由于杆塔的电感和接地电阻，使本来是地电位的杆塔具有很高的电位，引起绝缘子逆闪，将高电位加到导线上。
对于220kV及以下电力系统，绝缘水平一般由大气过电压决定。其保护装置主要是避雷器，以避雷器的保护水平为基础决定设备的绝缘水平，并保证输电线路有一定的耐雷水平。对于这些设备，在正常情况下应能耐受内部过电压的作用，因此，一般不专门采取针对内部过电压的限制措施。
随着电气等级的提高，操作过电压的幅值将随之提高。所以，对330kV及以上的超高压系统，操作过电压将逐渐起到控制作用，一般采取专门限制内部过电压的措施。
3 避雷器
3.1 避雷器工作原理
避雷器是变电站保护设备免遭雷电冲击波袭击的设备。当沿线路传入变电站的雷电冲击波超过避雷器保护水平时，避雷器首先放电，并将雷电流经过良导体安全引入大地，利用接地装置使雷电压幅值限制在被保护设备雷电冲击水平，使电气设备受到保护[1.2]。
避雷器的基本要求如下。
（1）具有良好的伏秒特性，以易于实现合理的绝缘配合
绝缘强度的配合中，对避雷器伏秒特性的要求不仅要位置低，而且形状平坦。通常用冲击系数来反映伏秒特性的形状。冲击系数是指冲击放电电压与工频放电电压之比。其比值愈小，伏秒特性愈平坦。避雷器伏秒特性的上限应高于电气设备伏秒特性的下限。图1示出避雷器与电气设备的伏秒特性匹配图。
201539142201.pdf
