避雷器是电力系统中非常关键的过电压保护设备,“残压” 则是判断避雷器性能优劣的核心指标。我们搞懂残压的含义,对电力系统的设计以及安全运行都格外重要。
什么是残压?
残压指的是避雷器放电时,其两端出现的最高电压峰值。当雷电过电压或者操作过电压冲击电力系统时,避雷器会快速动作导通,将过电压控制在特定水平,这个被控制后的电压就是残压。
从技术层面来看,残压是避雷器发挥保护作用的电压基准。它必须低于被保护设备能承受的绝缘电压,这样才能充分发挥保护作用。残压值越低,避雷器的保护性能就越好,不过对避雷器本身的技术要求也会更高。

残压的形成原因
现在的避雷器主要采用金属氧化物电阻片(MOV)作为核心零件。正常运行时,电阻片处于高电阻状态,只有微安级的泄漏电流能够通过。一旦出现过电压,电阻片会快速转为低电阻状态,释放过大的电流,并且将电压控制在一定水平。
在这个过程中,残压主要由三部分构成:电阻片本身的非线性压降、避雷器内部连接件的压降,以及接地引下线的压降。这三部分中,电阻片的非线性特性对残压影响最大,起着决定性作用。
残压的技术特性
残压有几个重要特性。其一,它与通过避雷器的冲击电流波形、电流大小直接相关。就标准规定来说,通常会以 8/20μs 雷电流波形下的残压值作为衡量标准。残压的上升时间特别短,通常在纳秒级,因此测量设备必须具备很高的响应速度。
残压值与电流大小还呈现非线性关系。当电流增大时,残压也会随之增加,但增加的幅度会逐渐变小,呈现出饱和特性,这是因为金属氧化物材料具有非线性伏安特性。
工程应用意义
在电力系统设计中,避雷器残压是确定设备绝缘配合的基础。在工程实践中,我们必须保证避雷器的残压低于被保护设备能承受的雷电冲击电压,并且留出适当的裕度。
我们选择恩彼迈避雷器时,需要综合考虑系统额定电压、避雷器持续运行电压、标称放电电流以及残压这些参数。残压低的避雷器能提供更好的保护效果,但成本也会更高,因此我们需要在经济性与安全性之间找到平衡。
避雷器残压作为过电压保护的关键参数,直接关系到电力设备的安全运行。我们正确理解并运用这个概念,对提高电力系统的可靠性、延长设备寿命都有重要意义。随着金属氧化物材料技术的进步,如今避雷器的残压性能不断提升,能够为电力系统提供更可靠的过电压保护。
