专业生产跌落式熔断器、氧化锌避雷器、高压隔离开关、真空断路器及相应配件的生产厂家        联系电话:18368780285      

避雷器工作原理:电力系统的瞬态过电压卫士

在现代电工学术语范畴中,避雷器这一称谓逐渐式微,人们更为频繁地使用“电涌保护器”来指代它,此名在专业交流里愈发通用。在电力系统中,它堪称不可或缺的保护装置。其于系统而言,犹如坚实壁垒,保障着电力运行的稳定与安全,实乃关键所在。它的核心任务不是 “避雷”,而是 “疏导并且限压”。我们这么设计它,目的就是保护像变压器、开关柜这类昂贵的电气设备,不让它们被雷电冲击或者操作过电压等瞬态过电压损坏。

一、核心设计:金属氧化物电阻片(MOV)

现代避雷器的技术核心,是一个叫 “金属氧化物电阻片” 的组件。这个组件主要成分是氧化锌(ZnO),还掺杂了其他好几种金属氧化物。这种材料有个特别好的性能,叫 “非线性伏安特性”—— 我们要想弄明白避雷器的工作原理,就得先把这个特性搞清楚。

所谓非线性伏安特性,简单说就是它的电阻值不是固定不变的。它会跟着两端电压的变化而剧烈改变。正因为有了这个特性,避雷器在系统的三种不同状态下,都能灵活切换自己的工作模式。

(HY)YH5WR-42/134-电容型氧化锌避雷器-恩彼迈

二、工作原理的三个阶段

当电力系统正常运行时,系统的工频电压会让避雷器两端的电压保持在额定范围里。这时候,流过 MOV 的电流特别小,通常只有微安级,我们把这个电流叫做 “泄漏电流”。在这种状态下,MOV 的电阻特别高,就像一个对地开路的绝缘体。它会安安静静地 “监视” 着系统电压,不会对正常的电力输送造成任何影响。

可要是系统里出现那种电压很高、持续时间又很短的瞬态过电压 —— 就雷电感应过电压来说,或者是电路开关操作引起的操作过电压 —— 施加在避雷器两端的电压就会一下子升高。一旦这个电压超过了避雷器特定的启动阈值,也就是我们常说的 “参考电压”,MOV 的非线性特性就会立刻被触发。

这时候,MOV 的电阻值会在纳秒级的时间里大幅下降好几个数量级,一下子从高电阻状态变成低电阻状态。避雷器也就成了过电压能量对地的低阻抗通道,能把巨大的冲击电流 —— 有时候能达到数千安培 —— 快速泄放到地下。在这个过程中,虽然有大电流通过,但因为 MOV 能起到限压作用,避雷器两端的电压,也就是我们说的 “残压”,会被控制在一个特定数值上。这个数值远低于被保护设备的绝缘耐受水平,就像一道屏障一样,稳稳保障着设备绝缘的安全。

不过,瞬态过电压的能量是很短暂的。当冲击电流被顺利泄放出去,系统电压恢复到正常的工频电压后,MOV 的非线性特性会再次发挥作用。它的电阻值会自动且快速地恢复到最初的高电阻状态,这样就能切断后续的工频续流 —— 要知道,这可是老式碳化硅避雷器一直没能很好解决的一个难题。整个过程结束后,避雷器会自己 “复位”,重新回到之前的监视状态,为应对下一次冲击做准备,完全不需要我们人工去操作。

三、关键性能参数

我们想了解避雷器的工作性能,有几个参数是一定要重点关注的。

持续运行电压(Uc),指的就是避雷器能持续承受的最大工频电压。

额定电压(Ur)呢,是避雷器能暂时承受的过电压能力,通常能承受 10 秒,我们用它来衡量避雷器在系统出现故障时的耐受情况。

残压(Ures),是放电电流通过避雷器时,避雷器两端产生的峰值电压。这是直接衡量避雷器保护水平的指标,残压越低,它的保护效果就越好。

还有标称放电电流(In),它是用来划分避雷器等级的依据,是一种有特定波形的冲击电流峰值,能代表避雷器泄放标准雷电流的能力。

恩彼迈避雷器的工作原理其实很清晰:它利用金属氧化物电阻片出色的非线性特性,在系统正常运行时,自己就是高阻抗绝缘体;遇到瞬态过电压时,它会一下子变成低阻抗泄流通道,把过电压控制在安全范围内;它就像一个智能的、能自动复位的 “安全阀”,时刻守护着电力系统安全稳定地运行。得益于现代 MOV 技术的应用,它具备诸多显著优势,如响应速度迅捷、无续流现象,且保护性能优良,在相关领域展现出强大的适用性与可靠性。

 

相关文章: