避雷器是保證電力系統安全運行的重要保護設備之一，主要用於限制由線路傳來的雷電過電壓或由操作引起的內部過電壓。一旦出現不正常電壓，避雷器產生作用，起到保護作用。氧化鋅避雷器是在20世紀70年代出現的一種新型避雷器，它具有無間隙、無續流、殘壓低等優點。已經成為取代閥型避雷器、磁吹閥式避雷器的新一代產品，在電力系統廣泛使用。
一、避雷器的型號說明、主要性能參數及代表意義
1、型號說明
避雷器型號說明
2、名牌含義
避雷器銘牌
如上圖，HY5WS-17/150型，HY表示凝合物外套氧化鋅避雷器，無間隙，配電型，額定電壓為17kV、標稱放電電流下殘壓50kV，標稱放電電流5kA。
二、避雷器的基本要求
為了可靠地保護電氣設備，使電力系統安全運行，需滿足以下要求：
避雷器的伏秒特性與被保護設備的伏秒性要正確配合，即避雷器的衝擊放電電壓任何時刻都要低於被保護設備的衝擊電壓。
避雷器的伏安型與被保護的電氣設備的伏安型要正確配合，即避雷器動作後的殘壓要比被保護設備通過同樣電流時所能耐受的電壓低。
避雷器的滅弧電壓與安裝地點的最高工頻電壓要正確的配合，使在系統發生一相接地的故障情況下，避雷器也能可靠地熄滅工頻續流電弧，從而避免避雷器發生爆炸。
當過電壓超過一定值時，避雷器產生放電動作，將導線直接或經電阻接地，以限制過電壓。
三、過電壓
1、過電壓的含義
在電力系統正常運行時，電氣設備的絕緣處於電網的額定電壓下，由於雷擊、操作、故障或參數配合不當等原因，電力系統中某些部分的電壓可能升高，有時會大大超過正常狀態下數值，此種電壓升高稱為過電壓。
2、過電壓的分類
過電壓主要分為內部過電壓和大氣過電壓。
內部過電壓:由於操作(合聞、拉聞)，事故(接地、短路、斷線等)或其他原因，引起電力系統的狀態發生突然變化，從一種穩態轉變為另一種穩態的過渡過程，這個過程中可能產生對系統有危險的過電壓。這些過電壓是系統內部電磁能的振盪和積聚引起的稱為內部過電壓。內部過電壓可分為工頻過電壓、操作過電壓、諧振過電壓。
大氣過電壓:是由於雷雨季節空中出現雷雲時，雷雲帶有的電荷，對大地及地面上的一些導電物體都有的靜電感應，使地面和附近輸電線路感應出異種電荷，並由雷雲電荷束縛著被感應的異種電荷。大氣過電壓可分:直擊雷過電壓、感應過電壓和侵入雷電過電壓。
四、避雷器的作用
避雷器作為能釋放雷電或兼能釋放電力系統操作過電壓能量，保護電工設備免受瞬時過電壓危害，又能截斷續流，不致引起系統接地短路的電器裝置。
避雷器實際上是一種非線性極好的電阻，在高電壓下電阻很小，在低電壓下電阻很高，通常接於帶電導線與地之間，與被保護設備並聯。當過電壓值達到規定的動作電壓時，避雷器立即動作，流過電荷，限制過電壓幅值，保護設備絕緣電壓值正常後，避雷器又迅速恢復原狀，以保證系統正常供電。
避雷器保護原理圖
五、避雷器的種類
按發展的先後，目前使用的避雷器有四種，即保護間隙、管型避雷器(包括一般管型和新型)、閥型避雷器和氧化鋅避雷器。其中，保護間隙、管型避雷器和閥型避雷器只能限制雷電過電壓，而磁吹閥式避雷器和氧化鋅避雷器既可限制雷電過電壓，也可以限制內部過電壓。
①保護間隙是最簡單的避雷器
②管型避雷器也是一個保護間隙，但它在放電後能自動滅弧。
③閥型避雷器。為了進一步改善避雷器的放電特性和保護效果，將原來的單個放電間隙分成許多短的串聯間隙，同時增加了非線性電阻(這種非線性電阻閥片是用金剛砂sic和結合劑燒結而成，稱為碳化硅片 )，發展成閥型避雷器。
④氧化鋅避雷器。氧化鋅避雷器是在20世紀70年代出現的一種新型避雷器，它具有無間隙、無續流、殘壓低等優點。氧化鋅避雷器具有一系列突出的優點，已經成為取代閥型避雷器、磁吹閥式避雷器的新一代產品，在電力系統廣泛使用。
六、避雷器的原理和結構
1、保護間隙
所謂保護間隙，是由兩個金屬電極構成的一種簡單的防雷保護裝置。其中一個電極固定在絕緣子上，與帶電導線相接，另一個電極通過輔助間隙與接地裝置相接，兩個電極之間保持規定的間隙距離。保護間隙構造簡單維護方便，但其自行滅弧能力較差。由於保護間隙的間隙距離較小(8～25mm)，易為昆蟲、鳥類或其他外物偶然碰觸而引起短路，因此常在接地引下線上串接一個小角型輔助間隙。保護間隙主要用於變壓器中性點保護。
常用的角形保護間隙(1-主間隙，2-輔助間隙，3-絕緣子；4-電弧)
其間隙的結構有棒形、球形、角形三種。
①棒形間隙的伏秒特性較陡，不易與設備的絕緣特性配合。
②球型間隙雖然伏秒特性最平坦，保護性能也很好，但它與棒型間隙一樣，都存在著間隙端頭易燒傷的缺點，燒傷後間隙距離增大，不能保證動作的準確性。
③角型間隙放電時，電弧會沿羊角迅速向上移動而被拉長，因而容易自行滅弧，間隙不會嚴重燒傷，所以，近年來角型間隙被廣泛用於配電線路和配電設備的防雷保護
2、管式避雷器。
當線路上遭到雷擊或感應雷時，過電壓使排氣式避雷器的外部間隙和內部間隙被擊穿，強大的雷電流通過接地裝置入地。隨之通過避雷器的是供電系統的工頻續流，雷電流和工頻續流在管子內部間隙發生強烈電弧，使管子內壁的材料燃燒，產生大量滅弧氣體。由於管子容積很小，這些氣體的壓力很大，因而從管口噴出，強烈吹弧，在電流第一次過零時，電弧即可熄滅全部滅弧時間至多0.01s這時外部間隙的空氣恢復了絕緣，使避雷器與系統隔離，恢復系統的正常運行。
排氣式避雷器通稱管型避雷器，由產氣管、內部間隙和外部間隙三部分組成。管式避雷器實際是一種具有較高熄弧能力的保護間隙，它由兩個串聯間隙組成，一個間隙在大氣中，稱為外間隙，其工作就是隔離工作電壓，避免產氣管被流經管子的工頻洩露電流所燒壞;另一個裝設在氣管內，稱為內間隙或者滅弧間隙。排氣式避雷器具有殘壓小的突出優點，且簡單經濟，但動作時有氣體吹出，因此只用於室外線路，變配電所內一般採用閥式避雷器。
管式避雷器的滅弧能力與工頻續流的大小有關。
管式避雷器原理結構
3、閥式避雷器。
閥式避雷器是由空氣間隙和一個非線性電阻串聯並裝在密封的瓷瓶中構成的。在正常電壓下，非線性電阻阻值很大，而在過電壓時，其組織又很小避雷器正是利用非線性電阻這一特性而防雷的:在雷電波侵入時，由於電壓很高(即發生過電壓)，間隙被擊穿，而非線性電阻阻值很小，雷電流便迅速進入大地，從而防止雷電波的侵入。當過電壓消失之後，非線性電阻阻值很大，間隙又恢復為斷路狀態。隨時準備阻止雷電波的入侵。
閥式避雷器的構造主要由瓷質絕緣套管、火花間隙和閥片電阻等原件組成。
閥式避雷器其主要元件及作用是
(1)火花間隙:由多個單元間隙串聯而成，每個間隙是由兩個衝壓成的黃銅片電極，其間用0.5-1mm的雲母墊圈隔開構成。每個單元間隙形成均勻的電場，在衝壓電壓作用下的扶秒特性平衡，能與被保護設備絕緣達到配合。在正常情況下，火花間隙使閥片電阻及黃銅片電極與電力系統隔開，而在受過電壓擊穿後半個周波(0.01s)內，能將工頻續流電弧熄滅。
(2)閥片電阻:是由金剛砂和水玻璃等混合後經模型壓制成餅狀。它具有良好的伏安特性，當電流通過閥片電阻時，其電阻甚小，產生的殘片(火花間隙放電以後，雷電流通過閥片電阻洩入大地，並在閥片電阻上產生一定的電壓降)不會超過被保護設備的絕緣水平。當雷電流通過後，其電阻自動變大，將工頻續流值限制在80A以下，以保護火花間隙可靠滅弧。總之，閥式避雷器的工作原理是，當線路正常運行時，避雷器的火花間隙將線路與地隔開，當線路出現危險的過壓時，火花間隙即被擊穿，雷電流通過閥片電阻洩入大地，從而起到了保護電氣設備的目的。
閥式避雷器，它包括普通閥式避雷器(FS型和FZ型)與磁吹閥式避雷器(FCZ型和FCD型)。
①FS型避雷器。這是一種普通閥式避雷器，結構較為簡單，保護性能一般，價格低廉，一般用來保護10kV及以下的配電設備如配電變壓器、柱上斷路器、隔離開關、電纜頭等
②FZ型避雷器。這種避雷器在火花間隙旁並聯有分路電阻，保護性能好。主要用於3～220kV電氣設備的保護
③FCZ型避雷器。這是一種磁吹式閥型避雷器，火花間隙不但有分路電阻，還有分路電容，保護性能較為理想，主要用於旋轉電機的保護。
④FCD型避雷器。也是一種磁吹式閥型避雷器，電氣性能更好專用於變電所高壓電氣設備的保護。
4、金屬氧化物避雷器(MOA)(無間隙避雷器)
用於保護輸變電設備的絕緣免受過電壓危害的重要保護電器，它具有響應快、伏安特性平坦、性能穩定、通流容量大、殘壓低、壽命長、結構簡單等優點，廣泛使用於發電、輸電、變電、配電等系統中。複合外套金屬氧化物避雷器是用硅橡膠複合材料做外套，和傳統的瓷外套避雷器相比，具有尺寸小、重量輕、結構堅固、耐汙性強、防爆性能好等優點。
氧化鋅避雷器的主要元件是氧化鋅閥片料，加入少量金屬氧化物，在高溫下燒氧化鋅避雷器的內部元件由中間有孔的根有機絕緣棒，兩端用螺栓緊固而成各有一個壓緊彈簧壓緊。瓷套兩端法蘭炸和損壞其他設備。
金屬氧化物避雷器其基本工作元件是密封在瓷套內的氧化鋅閥片。氧化鋅閥片是以Zno為基體，添加少量的Bi203、MnO2、Sb203、Co303、Cr203等製成的非線性電阻體。
金屬氧化物避雷器的非線性電阻體，具有比碳化硅好得多的非線性伏安特性，在持續工作電壓下僅流過微安級的洩漏電流動作後無續流。因此金屬氧化鋅避雷器不需要火花間隙，從而使結構簡化，並具有動作響應快、耐多重雷電過電壓或操作過電壓作用、能量吸收能力大、耐汙穢性能好等優點。由於金屬氧化鋅避雷器保護性能優於碳化硅避雷器，已在逐步取代碳化硅避雷器，廣泛用於交、直流系統，保護髮電、變電設備的絕緣，尤其適合於中性點有效接地(見電力系統中性點接地方式)的110千伏及以上電網。
七、避雷器的檢查及注意事項
1、避雷器的檢查
(1)瓷套表面積汙程度及是否出現放電現象，瓷套、法蘭是否出現裂紋、破損。
(2)避雷器內部是否存在異常聲響
(3)與避雷器、計數器連接的導線及接地引下線有無燒傷痕跡或短股現象，放電記錄器是否燒壞。
(4)避雷器放電計數器指示是否有變化，放電計數器內部是否有積水，動作次數有無變化，並分析何原因使之動作
(5)檢查避雷器引線上端引線處密封是否完好。因為密封不好進水受潮會引起故障。
(6)對帶有洩漏電流在線監測裝置的避雷器洩漏電流有無明顯變化，洩漏電流表(mA)指示在正常範圍內，並與歷史記錄比較無明顯變化。
(7)避雷器均壓環是否有鬆動、歪斜。
(8)帶串聯間隙的金屬氧化物避雷器或串聯間隙是否與原來位置發生偏移。
(9)低式佈置的避雷器，遮欄內有無雜草。
(10)接地應良好，無鬆脫現象。
2、避雷器運用中的注意事項
(1)新安裝避雷器的交接試驗及每年雷雨季節前的週期預防性試驗均按選擇試驗項目進行，以便比較判斷避雷器的運行狀況。
(2)每年對投運的避雷器進行一次特性試驗，並對接地網的接地電阻進行一次測量，電阻值應符合接地規程，一般不應超過5Ω。
(3)6～35kV的避雷器應每年3月底投入運行，10月底退出運行，110kV以上的避雷器應長年投入運行。
(4)應保持避雷器瓷套的清潔。低式佈置時，遮攔內應無雜草以防止避雷器表面的電壓分佈不均或引起瓷套短接
(5)在裝拆動作記錄時，應首先用導線將避雷器直接接地，然後再拆下動作記錄器。檢修完畢裝好後，再拆去臨時接地線。
(6)6～10kV系統為中性點不接地系統。當6～10kV的避雷器發生爆炸時，如引線未造成接地，則應將引線解開或加以支持，以防造成相間短路
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