.svg)
在現(xiàn)代電工學(xué)術(shù)語范疇中，避雷器這一稱謂逐漸式微，人們更為頻繁地使用“電涌保護(hù)器”來指代它，此名在專業(yè)交流里愈發(fā)通用。在電力系統(tǒng)中，它堪稱不可或缺的保護(hù)裝置。其于系統(tǒng)而言，猶如堅(jiān)實(shí)壁壘，保障著電力運(yùn)行的穩(wěn)定與安全，實(shí)乃關(guān)鍵所在。它的核心任務(wù)不是 “避雷”，而是 “疏導(dǎo)并且限壓”。我們這么設(shè)計(jì)它，目的就是保護(hù)像變壓器、開關(guān)柜這類昂貴的電氣設(shè)備，不讓它們被雷電沖擊或者操作過電壓等瞬態(tài)過電壓損壞。
一、核心設(shè)計(jì)：金屬氧化物電阻片（MOV）
現(xiàn)代避雷器的技術(shù)核心，是一個(gè)叫 “金屬氧化物電阻片” 的組件。這個(gè)組件主要成分是氧化鋅（ZnO），還摻雜了其他好幾種金屬氧化物。這種材料有個(gè)特別好的性能，叫 “非線性伏安特性”—— 我們要想弄明白避雷器的工作原理，就得先把這個(gè)特性搞清楚。
所謂非線性伏安特性，簡單說就是它的電阻值不是固定不變的。它會跟著兩端電壓的變化而劇烈改變。正因?yàn)橛辛诉@個(gè)特性，避雷器在系統(tǒng)的三種不同狀態(tài)下，都能靈活切換自己的工作模式。
二、工作原理的三個(gè)階段
當(dāng)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)的工頻電壓會讓避雷器兩端的電壓保持在額定范圍里。這時(shí)候，流過 MOV 的電流特別小，通常只有微安級，我們把這個(gè)電流叫做 “泄漏電流”。在這種狀態(tài)下，MOV 的電阻特別高，就像一個(gè)對地開路的絕緣體。它會安安靜靜地 “監(jiān)視” 著系統(tǒng)電壓，不會對正常的電力輸送造成任何影響。
可要是系統(tǒng)里出現(xiàn)那種電壓很高、持續(xù)時(shí)間又很短的瞬態(tài)過電壓 —— 就雷電感應(yīng)過電壓來說，或者是電路開關(guān)操作引起的操作過電壓 —— 施加在避雷器兩端的電壓就會一下子升高。一旦這個(gè)電壓超過了避雷器特定的啟動(dòng)閾值，也就是我們常說的 “參考電壓”，MOV 的非線性特性就會立刻被觸發(fā)。
這時(shí)候，MOV 的電阻值會在納秒級的時(shí)間里大幅下降好幾個(gè)數(shù)量級，一下子從高電阻狀態(tài)變成低電阻狀態(tài)。避雷器也就成了過電壓能量對地的低阻抗通道，能把巨大的沖擊電流 —— 有時(shí)候能達(dá)到數(shù)千安培 —— 快速泄放到地下。在這個(gè)過程中，雖然有大電流通過，但因?yàn)?MOV 能起到限壓作用，避雷器兩端的電壓，也就是我們說的 “殘壓”，會被控制在一個(gè)特定數(shù)值上。這個(gè)數(shù)值遠(yuǎn)低于被保護(hù)設(shè)備的絕緣耐受水平，就像一道屏障一樣，穩(wěn)穩(wěn)保障著設(shè)備絕緣的安全。
不過，瞬態(tài)過電壓的能量是很短暫的。當(dāng)沖擊電流被順利泄放出去，系統(tǒng)電壓恢復(fù)到正常的工頻電壓后，MOV 的非線性特性會再次發(fā)揮作用。它的電阻值會自動(dòng)且快速地恢復(fù)到最初的高電阻狀態(tài)，這樣就能切斷后續(xù)的工頻續(xù)流 —— 要知道，這可是老式碳化硅避雷器一直沒能很好解決的一個(gè)難題。整個(gè)過程結(jié)束后，避雷器會自己 “復(fù)位”，重新回到之前的監(jiān)視狀態(tài)，為應(yīng)對下一次沖擊做準(zhǔn)備，完全不需要我們?nèi)斯とゲ僮鳌?/p>
三、關(guān)鍵性能參數(shù)
我們想了解避雷器的工作性能，有幾個(gè)參數(shù)是一定要重點(diǎn)關(guān)注的。
持續(xù)運(yùn)行電壓（Uc），指的就是避雷器能持續(xù)承受的最大工頻電壓。
額定電壓（Ur）呢，是避雷器能暫時(shí)承受的過電壓能力，通常能承受 10 秒，我們用它來衡量避雷器在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)的耐受情況。
殘壓（Ures），是放電電流通過避雷器時(shí)，避雷器兩端產(chǎn)生的峰值電壓。這是直接衡量避雷器保護(hù)水平的指標(biāo)，殘壓越低，它的保護(hù)效果就越好。
還有標(biāo)稱放電電流（In），它是用來劃分避雷器等級的依據(jù)，是一種有特定波形的沖擊電流峰值，能代表避雷器泄放標(biāo)準(zhǔn)雷電流的能力。
恩彼邁避雷器的工作原理其實(shí)很清晰：它利用金屬氧化物電阻片出色的非線性特性，在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，自己就是高阻抗絕緣體；遇到瞬態(tài)過電壓時(shí)，它會一下子變成低阻抗泄流通道，把過電壓控制在安全范圍內(nèi)；它就像一個(gè)智能的、能自動(dòng)復(fù)位的 “安全閥”，時(shí)刻守護(hù)著電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運(yùn)行。得益于現(xiàn)代 MOV 技術(shù)的應(yīng)用，它具備諸多顯著優(yōu)勢，如響應(yīng)速度迅捷、無續(xù)流現(xiàn)象，且保護(hù)性能優(yōu)良，在相關(guān)領(lǐng)域展現(xiàn)出強(qiáng)大的適用性與可靠性。
?
相關(guān)文章：
