在电力系统里，变压器、断路器、互感器这些高压电气设备，不仅要长期承受正常运行电压的作用，还经常要面对雷电过电压及操作过电压带来的严峻考验。其中，阀型避雷器（Valve-Type Surge Arrester） 作为一种经典的过电压保护装置，过去曾被广泛用来保护重要设备，避免它们遭到感应过电压以及其他过电压的侵害。
一、核心使命：防御感应过电压
感应过电压是电力系统中过电压的主要形式之一，它的产生主要源于两种情况：
其一，是雷电感应过电压。当雷电击中线路附近的大地或者避雷针时，强大的雷电流会产生剧烈变化的电磁场，这个电磁场会在附近的输电线路上感应出极高的过电压。虽然这种过电压的幅值通常比直击雷产生的过电压低，但它发生的概率很高，并且会沿着线路传播，对变电站里绝缘水平相对薄弱的变压器等设备造成严重威胁。
其二，是操作过电压。当电力系统进行开关操作时，拿分合空载线路、切断负荷电流这些操作来说，或者当系统发生故障时，就像出现弧光接地这种情况，由于电磁能量会瞬间发生剧变并产生振荡，这也会产生过电压，这种过电压频率高且持续时间短。
阀型避雷器的核心设计目的，就是要可靠地限制并泄放这类过电压，把过电压钳制在被保护设备绝缘能承受的安全水平之内，就像 “保镖” 一样保护设备安全。
二、工作原理与结构特点
阀型避雷器的名字，来源于它核心的非线性电阻阀片以及火花间隙所构成的 “阀式” 动作特性。它的基本工作原理可以概括成 “高阻堵截，低阻泄放”。
在系统正常运行的时候，避雷器的火花间隙会把工作电压和大地隔离开，防止工频电流泄漏。这时候，非线性电阻阀片（早期用的是碳化硅 SiC）会呈现出极高的电阻值，只有微安级的泄漏电流能通过，就好像 “阀门关闭” 了一样。
当有过电压来袭的时候，一旦感应过电压等冲击电压的幅值超过了火花间隙的放电电压，火花间隙就会被迅速击穿，冲击电流随后就能通过。
进入泄流与限压阶段，非线性电阻阀片在高压冲击下会瞬间变成低电阻状态，就如同 “阀门打开”，为巨大的过电压能量提供一条低阻抗的对地泄放通道。在这个过程中，电阻阀片上的残压（也就是避雷器两端的电压）会被限制在一个固定值，这个值远低于设备绝缘能承受的水平，我们把这个值叫做 “残压”。
到了电流切断阶段，过电压能量被泄放之后，工频续流（也就是跟着冲击电流而来的系统工频电流）会流过阀片。这时候，阀片的电阻会自动恢复成高阻状态，从而有效地抑制工频续流，并且在电流过零点的时候，由火花间隙把工频续流切断，系统也就恢复正常运行了。
阀型避雷器的典型结构，是由多个火花间隙以及非线性电阻阀片（SiC） 串联组成的，这些部件会封装在瓷套里面。其中，火花间隙的作用是切断工频续流，而阀片则承担着限压以及泄流的关键任务。
三、在变压器及高压电器保护中的应用
变压器是电网的核心设备，就像电网的心脏一样。它内部绕组之间、匝之间的绝缘非常脆弱，根本经受不住过电压的冲击。高压电器，拿开关设备、互感器来说，它们的相同绝缘以及对地绝缘也同样需要保护。
我们通常会把阀型避雷器直接并联连接在需要保护的变压器或者电器的端子与大地之间。它的安装位置越靠近被保护设备越好，这样能减小引线电感对保护效果产生的影响。当来自线路的感应过电压波侵入变电站时，避雷器会比设备绝缘先动作，把过电压波头截断，并且将危险的电压水平 “钳位” 在安全残压以下，这样就能确保变压器等设备的绝缘不会被击穿。
四、发展与演进
这里需要说明的是，传统的碳化硅（SiC）阀型避雷器，现在已经逐渐被性能更优异的金属氧化物避雷器（MOA，也叫氧化锌避雷器） 取代了。氧化锌电阻片有着极其出色的非线性伏安特性，不需要串联火花间隙，就能实现 “有压无流，过压泄流” 的效果。它的通流容量更大、响应速度更快、保护特性更稳定，如今已经成为电力系统过电压保护的主流设备。
不过，恩彼迈阀型避雷器（尤其是碳化硅型的）在电力发展史上有着不可替代的作用，它的基本原理为现代过电压保护技术打下了坚实的基础。对我们来说，理解它的工作机理，对于深入掌握电力系统过电压防护知识有着重要的意义。
