避雷針作為端引,高于建筑等其他設(shè)備,在易受雷擊的區(qū)域吸收雷擊電能,與避雷線、引下線、泄放區(qū)構(gòu)筑防雷網(wǎng),使建筑等設(shè)備免受雷擊破壞.避雷器的作用詳細(xì)見下屬文章：
避雷器和電涌保護(hù)器運(yùn)用說明
目錄
一、\x09定義
二、\x09防雷器與浪涌保護(hù)器的比較
三、\x09線路避雷器運(yùn)用及其說明
四、\x09浪涌保護(hù)器設(shè)計(jì)原理、特性、運(yùn)用范疇
五、\x09參考依據(jù)與文獻(xiàn)
一、定義
1.避雷器
避雷器是變電站保護(hù)設(shè)備免遭雷電沖擊波襲擊的設(shè)備.當(dāng)沿線路傳入變電站的雷電沖擊波超過避雷器保護(hù)水平時(shí),避雷器首先放電,并將雷電流經(jīng)過良導(dǎo)體安全的引入大地,利用接地裝置使雷電壓幅值限制在被保護(hù)設(shè)備雷電沖擊水平以下,使電氣設(shè)備受到保護(hù).

2.浪涌保護(hù)器
也叫防雷器,是一種為各種電力設(shè)備、儀器儀表、通訊線路等提供安全防護(hù)的裝置.當(dāng)電氣回路或者通信線路中因?yàn)橥饨绲母蓴_突然產(chǎn)生尖峰電流或者電壓時(shí),浪涌保護(hù)器能在極短的時(shí)間內(nèi)導(dǎo)通分流,從而避免浪涌對(duì)回路中其他設(shè)備的損害.

\x09從以下資料可以看出,浪涌保護(hù)器也是防雷器的一種,但是有很大的區(qū)別.
二、避雷器與浪涌保護(hù)器的比較
避雷器指建筑物避雷器,與避雷針、接地排等一起形成一個(gè)法拉第籠,防止建筑物被損壞,避雷器的基本原理是把雷擊電磁脈沖(LEMP)導(dǎo)入地進(jìn)行消解.但是為什么在安裝避雷器后仍有大量的建筑物及其里面的設(shè)備被雷擊損壞呢?
　　首先,避雷器的導(dǎo)線采用銅鐵合金,因此其導(dǎo)線性能是有限的,反應(yīng)速度僅為200微妙(uS).而LEMP的半峰速度(能量達(dá)到最大值)為20微妙(uS),也就是說LEMP的速度快于避雷器,這樣避雷器把第一次直擊雷導(dǎo)入地后,對(duì)于二次雷、三次雷往往反應(yīng)不過來,直接泄漏打在設(shè)備上.也就是說,避雷器對(duì)二次雷、三次雷幾乎不起作用.
　　其次,LEMP導(dǎo)入地后,會(huì)從地返回形成感應(yīng)雷.感應(yīng)雷會(huì)從所有含有金屬的導(dǎo)線上泄漏到設(shè)備(網(wǎng)線、電源線、信號(hào)線、傳輸線等).由于避雷器是單向作用的,因此它對(duì)感應(yīng)雷不起作用,感應(yīng)雷可以直接打壞設(shè)備.更何況,導(dǎo)線部分往往不會(huì)安裝避雷器.
　　再次,浪涌只有20%來自雷擊等外部環(huán)境,80%來自系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)行,避雷器對(duì)這80%是不起任何作用的.
　　根據(jù)分析來回答電涌保護(hù)器(SPD,有的稱浪涌保護(hù)器)和避雷器的區(qū)別：
　　1、應(yīng)用范圍不同(電壓)：避雷器范圍廣泛,有很多電壓等級(jí),一般從0.4kV低壓到500kV超高壓都有(詳見樓上分析),而SPD一般指1kV以下使用的過電壓保護(hù)器;
　　2、保護(hù)對(duì)象不同：避雷器是保護(hù)電氣設(shè)備的,而SPD浪涌保護(hù)器一般是保護(hù)二次信號(hào)回路或給電子儀器儀表等末端供電回路.
　　3、絕緣水平或耐壓水平不同：電器設(shè)備和電子設(shè)備的耐壓水平不在一個(gè)數(shù)量級(jí)上,過電壓保護(hù)裝置的殘壓應(yīng)與保護(hù)對(duì)象的耐壓水平匹配.
　　4、安裝位置不同：避雷器一般安裝在一次系統(tǒng)上,防止雷電波的直接侵入,保護(hù)架空線路及電器設(shè)備;而SPD浪涌保護(hù)器多安裝于二次系統(tǒng)上,是在避雷器消除了雷電波的直接侵入后,或避雷器沒有將雷電波消除干凈時(shí)的補(bǔ)充措施;所以避雷器多安裝在進(jìn)線處;SPD多安裝于末端出線或信號(hào)回路處.
　　5、通流容量不同：避雷器因?yàn)橹饕饔檬欠乐估纂娺^電壓,所以其相對(duì)通流容量較大;而對(duì)于電子設(shè)備,其絕緣水平遠(yuǎn)小于一般意義上的電器設(shè)備,故需要SPD對(duì)雷電過電壓和操作過電壓進(jìn)行防護(hù),但其通流容量一般不大.(SPD一般在末端,不會(huì)直接與架空線路連接,經(jīng)過上一級(jí)的限流作用,雷電流已經(jīng)被限制到較低值,這樣通流容量不大的SPD完全可以起到保護(hù)作用,通流值不重要,重要的是殘壓.)
　　6、其它絕緣水平、對(duì)參數(shù)的著眼點(diǎn)等也有較大差異.
7、浪涌保護(hù)器適用于低壓供電系統(tǒng)的精細(xì)保護(hù),依據(jù)不同的交直流電源電床可選擇各種相應(yīng)的規(guī)格.電源浪涌保護(hù)器一精細(xì)由于終端設(shè)備離前級(jí)浪涌保護(hù)器距離較大,從而使得該線路上容易產(chǎn)生振蕩過電壓或感應(yīng)到其他過電壓.適用于終端設(shè)備的精細(xì)電源浪涌保護(hù),與前級(jí)浪涌保護(hù)器配合使用,則保護(hù)效果更好.
8、避雷器主材質(zhì)多為氧化鋅（金屬氧化物變阻器中的一種）,而浪涌保護(hù)器主材質(zhì)根據(jù)抗浪涌等級(jí)、分級(jí)防護(hù)（IEC61312）的不同是不一樣的,而且在設(shè)計(jì)上比普通防雷器精密得多.
9、從技術(shù)上來說,避雷器在響應(yīng)時(shí)間、限壓效果、綜合防護(hù)效果、抗老化特性等方面都達(dá)不到浪涌保護(hù)器的水平.
　　共同點(diǎn)：都能防止雷電過電壓
　　因?yàn)樯鲜鲈?SPD也就應(yīng)運(yùn)而生.
　　SPD的原理是把LEMP轉(zhuǎn)化為熱能進(jìn)行消解,由于不是導(dǎo)通式,反應(yīng)速度非常快,可低于納秒,可以有效防止二次雷和三次雷.SPD分為電源SPD,精密儀器SPD,數(shù)字線路SPD,而且也是雙向作用的,因此可以有效防止感應(yīng)雷.因此,IEEE標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,在安裝避雷器的同時(shí)應(yīng)該加上SPD,以形成防雷的雙保險(xiǎn).
此外,SPD對(duì)于內(nèi)部的80%的浪涌也能起到有效抑制作用,這是避雷器所不能做到的.
總體上講,避雷器是專門針對(duì)電氣設(shè)備免受雷電沖擊波所設(shè)置的防護(hù)設(shè)備,而浪涌保護(hù)器是比避雷器更先進(jìn)的防護(hù)設(shè)備,除開雷電沖擊波,還可以極大程度消弱電力系統(tǒng)自身所產(chǎn)生的其它破壞性浪涌沖擊.在用電單位高壓進(jìn)線系統(tǒng)（10KV及以上）已裝設(shè)避雷器的情況下,在低壓系統(tǒng)中就應(yīng)裝設(shè)防護(hù)功能更精密的浪涌保護(hù)器.
三、避雷器運(yùn)用與說明
1、線路避雷器防雷的基本原理
　　雷擊桿塔時(shí),一部分雷電流通過避雷線流到相臨桿塔,另一部分雷電流經(jīng)桿塔流入大地,桿塔接地電阻呈暫態(tài)電阻特性,一般用沖擊接地電阻來表征.
　　雷擊桿塔時(shí)塔頂電位迅速提高,其電位值為
　　　　　　Ut=iRd L.di/dt　　　　(1)
式中　　i——雷電流；
　　　　Rd——沖擊接地電阻；
　　　　L.di/dt——暫態(tài)分量.
　　當(dāng)塔頂電位Ut與導(dǎo)線上的感應(yīng)電位U1的差值超過絕緣子串50的放電電壓時(shí),將發(fā)生由塔頂至導(dǎo)線的閃絡(luò).即Ut-U1＞U50,如果考慮線路工頻電壓幅值Um的影響,則為Ut-U1 Um＞U50.因此,線路的耐雷水平與3個(gè)重要因素有關(guān),即線路絕緣子的50放電電壓、雷電流強(qiáng)度和塔體的沖擊接地電阻.一般來說,線路的50放電電壓是一定的,雷電流強(qiáng)度與地理位置和大氣條件相關(guān),不加裝避雷器時(shí),提高輸電線路耐雷水平往往是采用降低塔體的接地電阻,在山區(qū),降低接地電阻是非常困難的,這也是為什么輸電線路屢遭雷擊的原因.
　　加裝避雷器以后,當(dāng)輸電線路遭受雷擊時(shí),雷電流的分流將發(fā)生變化,一部分雷電流從避雷線傳入相臨桿塔,一部分經(jīng)塔體入地,當(dāng)雷電流超過一定值后,避雷器動(dòng)作加入分流.大部分的雷電流從避雷器流入導(dǎo)線,傳播到相臨桿塔.雷電流在流經(jīng)避雷線和導(dǎo)線時(shí),由于導(dǎo)線間的電磁感應(yīng)作用,將分別在導(dǎo)線和避雷線上產(chǎn)生耦合分量.因?yàn)楸芾灼鞯姆至鬟h(yuǎn)遠(yuǎn)大于從避雷線中分流的雷電流,這種分流的耦合作用將使導(dǎo)線電位提高,使導(dǎo)線和塔頂之間的電位差小于絕緣子串的閃絡(luò)電壓,絕緣子不會(huì)發(fā)生閃絡(luò),因此,線路避雷器具有很好的鉗電位作用,這也是線路避雷器進(jìn)行防雷的明顯特點(diǎn).
　　以往輸電線路防雷主要采用降低塔體接地電阻的方法,在平原地帶相對(duì)較容易,對(duì)于山區(qū)桿塔,則往往在4個(gè)塔腳部位采用較長的輻射地線或打深井加降阻劑,以增加地線與土壤的接觸面積降低電阻率,在工頻狀態(tài)下接地電阻會(huì)有所下降.但遭受雷擊時(shí),因接地線過長會(huì)有較大的附加電感值,雷電過電壓的暫態(tài)分量L.di/dt會(huì)加在塔體電位上,使塔頂電位大大提高,更容易造成塔體與絕緣子串的閃絡(luò),反而使線路的耐雷水平下降.因?yàn)榫€路避雷器具有鉗電位作用,對(duì)接地電阻要求不太嚴(yán)格,對(duì)山區(qū)線路防雷比較容易實(shí)現(xiàn).
2　線路避雷器使用及動(dòng)作情況
　　淄博電業(yè)局管轄的110kV龍博1線和35kV南黑線、炭謝線位于丘陵和山地,多年來經(jīng)常發(fā)生雷擊跳閘故障,據(jù)統(tǒng)計(jì)110kV龍博1線在1989～1996年共發(fā)生5次雷擊掉閘,35kV南黑線、炭謝線分別在1994～1997年各發(fā)生6次雷擊掉閘,雖然采取了各種措施,效果均不明顯.1997年在易遭雷擊的龍博1線62～64號(hào)和南黑線87、89、90號(hào)及炭謝線51號(hào)分別裝設(shè)了7組共20只線路型氧化鋅避雷器,安裝方式是在龍博1線和南黑線各懸掛3組9只,在炭謝線51號(hào)上相和下相各懸掛1只(該桿不久前遭雷擊),經(jīng)過2個(gè)雷雨季節(jié)的考驗(yàn),線路未發(fā)生故障及掉閘事故.
3　避雷器的選型及安裝維護(hù)
　　線路避雷器有2種類型,即帶串聯(lián)間隙和無串聯(lián)間隙2種,因運(yùn)行方式不同和電站避雷器相比在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上也有所區(qū)別.
　　線路避雷器安裝時(shí)應(yīng)注意：(1)選擇多雷區(qū)且易遭雷擊的輸電線路桿塔,最好在兩側(cè)相臨桿塔上同時(shí)安裝；(2)垂直排列的線路可只裝上下2相；(3)安裝時(shí)盡量不使避雷器受力,并注意保持足夠的安全距離；(4)避雷器應(yīng)順桿塔單獨(dú)敷設(shè)接地線,其截面不小于25mm2,盡量減小接地電阻的影響.
　　投運(yùn)后進(jìn)行必要的維護(hù)：(1)結(jié)合停電定期測量絕緣電阻,歷年結(jié)果不應(yīng)明顯變化；(2)檢查并記錄計(jì)數(shù)器的動(dòng)作情況；(3)對(duì)其緊固件進(jìn)行擰緊,防止松動(dòng)；(4)5a拆回,進(jìn)行1次直流1mA及75參考電壓下泄漏電流測量.
四、\x09浪涌保護(hù)器設(shè)計(jì)原理、特性、運(yùn)用范疇
\x09設(shè)計(jì)原理
在最常見的浪涌保護(hù)器中,都有一個(gè)稱為金屬氧化物變阻器（Metal Oxide Varistor,MOV）的元件,用來轉(zhuǎn)移多余的電壓.如下圖所示,MOV將火線和地線連接在一起.
MOV由三部分組成：中間是一根金屬氧化物材料,由兩個(gè)半導(dǎo)體連接著電源和地線.
這些半導(dǎo)體具有隨著電壓變化而改變的可變電阻.當(dāng)電壓低于某個(gè)特定值時(shí),半導(dǎo)體中的電子運(yùn)動(dòng)將產(chǎn)生極高的電阻.反之,當(dāng)電壓超過該特定值時(shí),電子運(yùn)動(dòng)會(huì)發(fā)生變化,半導(dǎo)體電阻會(huì)大幅降低.如果電壓正常,MOV會(huì)閑在一旁.而當(dāng)電壓過高時(shí),MOV可以傳導(dǎo)大量電流,消除多余的電壓.隨著多余的電流經(jīng)MOV轉(zhuǎn)移到地線,火線電壓會(huì)恢復(fù)正常,從而導(dǎo)致MOV的電阻再次迅速增大.按照這種方式,MOV僅轉(zhuǎn)移電涌電流,同時(shí)允許標(biāo)準(zhǔn)電流繼續(xù)為與浪涌保護(hù)器連接的設(shè)備供電.打個(gè)比方說,MOV的作用就類似一個(gè)壓敏閥門,只有在壓力過高時(shí)才會(huì)打開.
另一種常見的浪涌保護(hù)裝置是氣體放電管.這些氣體放電管的作用與MOV相同 ——它們將多余的電流從火線轉(zhuǎn)移到地線,通過在兩根電線之間使用惰性氣體作為導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)此功能.當(dāng)電壓處于某一特定范圍時(shí),該氣體的組成決定了它是不良導(dǎo)體.如果電壓出現(xiàn)浪涌并超過這一范圍,電流的強(qiáng)度將足以使氣體電離,從而使氣體放電管成為非常良好的導(dǎo)體.它會(huì)將電流傳導(dǎo)至地線,直到電壓恢復(fù)正常水平,隨后它又會(huì)變成不良導(dǎo)體.
這兩種方法都是采用并聯(lián)電路設(shè)計(jì)——多余的電壓從標(biāo)準(zhǔn)電路流入另一個(gè)電路.有幾種浪涌保護(hù)器產(chǎn)品使用串聯(lián)電路設(shè)計(jì)抑制電涌——它們不是將多余的電流分流到另一條線路,而是通過降低流過火線的電量.基本上說,這些抑制器在檢測到高電壓時(shí)會(huì)儲(chǔ)存電能,隨后再逐漸釋放它們.制造這種保護(hù)器的公司解釋說該方法可以提供更好的保護(hù),因?yàn)樗磻?yīng)速度更快,并且不會(huì)向地線分流,但另一方面,這種分流可能會(huì)干擾建筑物的電力系統(tǒng).
抑制二極管：抑制二極管具有箝位限壓功能,它是工作在反向擊穿區(qū),由于它具有箝位電壓低和動(dòng)作響應(yīng)快的優(yōu)點(diǎn),特別適合用作多級(jí)保護(hù)電路中的最末幾級(jí)保護(hù)元件.抑制二極管在擊穿區(qū)內(nèi)的伏安特性可用下式表示：I=CUα,上式中α為非線性系數(shù),對(duì)于齊納二極管α=7～9,在雪崩二極管α=5～7.
\x09抑制二極管的技術(shù)參數(shù)主要有 ：
（1）額定擊穿電壓,它是指在指定反向擊穿電流（常為lma）下的擊穿電壓,這于齊納二極管額定擊穿電壓一般在2.9V～4.7V范圍內(nèi),而雪崩二極管的額定擊穿電壓常在5.6V～200V范圍內(nèi).
（2）最大箝位電壓：它是指管子在通過規(guī)定波形的大電流時(shí),其兩端出現(xiàn)的最高電壓.
（3）脈沖功率：它是指在規(guī)定的電流波形（如10/1000μs）下,管子兩端的最大箝位電壓與管子中電流等值之積.
（4）反向變位電壓：它是指管子在反向泄漏區(qū),其兩端所能施加的最大電壓,在此電壓下管子不應(yīng)擊穿.此反向變位電壓應(yīng)明顯高于被保護(hù)電子系統(tǒng)的最高運(yùn)行電壓峰值,也即不能在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)處于弱導(dǎo)通狀態(tài).
（5）最大泄漏電流：它是指在反向變位電壓作用下,管子中流過的最大反向電流.
（6）響應(yīng)時(shí)間：10-11us
作為輔助元件,有些浪涌保護(hù)器還配有內(nèi)置保險(xiǎn)絲.保險(xiǎn)絲是一種電阻器,當(dāng)電流低于某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí),它的導(dǎo)電性能非常好.反之,當(dāng)電流超過了可接受的標(biāo)準(zhǔn),電阻產(chǎn)生的熱量會(huì)燒斷保險(xiǎn)絲,從而切斷電路.如果MOV不能抑制電涌,過高的電流將燒斷保險(xiǎn)絲,保護(hù)連接的設(shè)備.該保險(xiǎn)絲只能使用一次,一旦燒斷就需要更換.
\x09SPD前端熔斷器應(yīng)根據(jù)避雷器廠家的參數(shù)安裝.
如廠家沒有規(guī)定,一般選用原則：
根據(jù)（浪涌保護(hù)器的最大保險(xiǎn)絲強(qiáng)度A）和（所接入配電線路最大供電電流B）來確定（開關(guān)或熔斷器的斷路電流C）.
確定方法：
當(dāng)：B>A時(shí) C小于等于A
當(dāng)：B＝A時(shí) C小于A或不安裝C
當(dāng)：B