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避雷器，其實(shí)是 “過電壓限制器”。它的核心使命不是 “避雷”，而是在極短時(shí)間內(nèi)（微秒級(jí)），為那些會(huì)危及設(shè)備絕緣的過電壓能量，提供一條低阻抗的泄放通道，并且能迅速自恢復(fù)，以此保障電力系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。
一、核心功能與設(shè)計(jì)初衷
電力系統(tǒng)里的設(shè)備，像變壓器、開關(guān)、互感器，它們的絕緣設(shè)計(jì)能承受最高運(yùn)行電壓（像 10kV、35kV），還能承受一定的短時(shí)過電壓。但雷電過電壓（由直擊雷或感應(yīng)雷引起）及操作過電壓（由分合閘等操作引起）的幅值，能達(dá)到系統(tǒng)電壓的幾倍甚至數(shù)十倍，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了設(shè)備絕緣的耐受極限（也就是 BIL，基本沖擊水平），很容易導(dǎo)致設(shè)備擊穿、損壞，進(jìn)而造成停電事故。
避雷器（Surge Arrester）會(huì)并聯(lián)在電力設(shè)備旁邊（就安裝位置來說，通常在變電站進(jìn)線處以及變壓器高壓側(cè)）。它能為這些致命的過電壓浪涌，提供一個(gè)預(yù)設(shè)的、可控的、對(duì)地釋放的捷徑，從而把設(shè)備端子間的過電壓限制在安全水平之下。形象地說，它就像一個(gè) “電壓敏感閥門”，系統(tǒng)正常時(shí)它緊緊關(guān)閉，過電壓來襲時(shí)它瞬間全開泄洪。
二、工作原理與過程分解
避雷器的工作過程，是一個(gè)動(dòng)態(tài)且快速的能量泄放與恢復(fù)過程，具體可以分為幾個(gè)階段：
首先是監(jiān)測與待命（絕緣狀態(tài)）。在系統(tǒng)正常運(yùn)行電壓下，避雷器呈現(xiàn)出極高的電阻狀態(tài)，它的泄漏電流只有微安級(jí)（μA），幾乎和開路一樣。這時(shí)候，它對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行沒有任何影響，就像不存在一樣。
接著是觸發(fā)與動(dòng)作（導(dǎo)通泄流）。當(dāng)線路上出現(xiàn)的過電壓波傳遞到避雷器安裝點(diǎn)時(shí)，只要其幅值超過避雷器自身的動(dòng)作電壓（啟動(dòng)電壓 / 參考電壓）閾值，避雷器核心元件（閥片）的電阻特性就會(huì)發(fā)生劇烈且迅速的非線性變化，在微秒（μs）級(jí)內(nèi)從高電阻態(tài)變成極低的電阻態(tài)。
然后是泄放與鉗位（能量吸收）。變成低阻態(tài)后，避雷器為過電壓電流（浪涌電流）提供了一條低阻抗的對(duì)地通道，巨大的脈沖能量能通過它泄放入地。因?yàn)楸芾灼髯陨泶嬖跉垑?，所以它還能把被保護(hù)設(shè)備兩端的電壓 “鉗制” 在一個(gè)固定的、預(yù)先設(shè)計(jì)好的水平，這個(gè)電壓被稱為殘壓（Residual Voltage）。而且這個(gè)殘壓必須始終低于被保護(hù)設(shè)備的絕緣耐受強(qiáng)度。
最后是自恢復(fù)與熄?。ɑ謴?fù)絕緣）。當(dāng)過電壓能量被釋放，流過避雷器的電流減小到一定值時(shí)（通常是工頻續(xù)流過零時(shí)），它的閥片電阻會(huì)自動(dòng)且迅速地恢復(fù)到高阻狀態(tài)，強(qiáng)行切斷后續(xù)的工頻續(xù)流（Power Follow Current），讓系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。整個(gè)動(dòng)作過程結(jié)束后，避雷器完好無損，會(huì)準(zhǔn)備好應(yīng)對(duì)下一次沖擊。
三、核心元件：金屬氧化物電阻片（MOV）
現(xiàn)代避雷器幾乎都采用金屬氧化物避雷器（MOA, Metal Oxide Arrester），它的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過早期的碳化硅（SiC）避雷器。它的核心部分，是由氧化鋅（ZnO）作為主要材料，再摻入多種金屬氧化物燒結(jié)而成的非線性電阻閥片。
它所具備的優(yōu)異非線性伏安特性（VI Characteristic），是實(shí)現(xiàn)上述功能的關(guān)鍵。在正常運(yùn)行電壓區(qū)域，它的伏安特性曲線非常平坦，表現(xiàn)出極高的電阻，阻性泄漏電流也極??；在過電壓 / 大電流區(qū)域，伏安特性曲線會(huì)急劇陡升，表現(xiàn)出極低的電阻，能夠泄放巨大電流，并且把殘壓限制在一個(gè)很平坦的水平上，保護(hù)性能十分穩(wěn)定。
四、關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)
要理解避雷器，我們需要關(guān)注以下幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)：
其一為系統(tǒng)標(biāo)稱電壓（Un），指的是避雷器所應(yīng)用的電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)。
其二是持續(xù)運(yùn)行電壓（Uc），這是避雷器能長期承受的最大工頻電壓，而且必須高于系統(tǒng)最高運(yùn)行相電壓。
其三是額定電壓（Ur），它是避雷器能在一定時(shí)間內(nèi)（像 10 秒）耐受，并且能在此期間正確動(dòng)作、熄滅工頻續(xù)流的最大工頻電壓，這也是選擇避雷器的首要依據(jù)。
其四是殘壓（Ures），當(dāng)規(guī)定波形和幅值的沖擊電流通過避雷器時(shí)，其兩端出現(xiàn)的電壓峰值就是殘壓。殘壓越低，避雷器的保護(hù)性能就越好。
其五是沖擊電流耐受能力，這個(gè)參數(shù)能表征避雷器吸收能量以及泄放浪涌電流的能力。
恩彼邁避雷器是電力系統(tǒng)防雷與設(shè)備保護(hù)中不可或缺的裝置。它依靠核心元件 —— 金屬氧化物電阻片卓越的非線性特性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)過電壓的快速響應(yīng)、有效鉗位以及能量吸收，并且在動(dòng)作后能自動(dòng)恢復(fù)。它就像一個(gè)忠誠的衛(wèi)士，默默守護(hù)著昂貴主設(shè)備的安全，確保電網(wǎng)的供電可靠性。
