防雷器的分類及性能特點
防雷器
防雷器防雷器也稱避雷器，浪涌保護器，電涌保護器(Surge Protection Devices,簡稱SPD)，過電壓保護器。防雷器是通過現(xiàn)代電學(xué)以及其它技術(shù)來防止被雷擊中的設(shè)備。避雷器中的雷電能量吸收，主要是氧化鋅壓敏電阻和氣體放電管。防雷器主要是包括:電源防雷器和信號防雷器.
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定義及組成
防雷器包括：電源防雷器和信號防雷器,防雷器也命名為:避雷器，浪涌保護器，電涌保護器，在信息時代的今天，電腦網(wǎng)絡(luò)和通訊設(shè)備越來越精密，其工作環(huán)境的要求也越來越高，而雷電以及大型電氣設(shè)備的瞬間過電壓會越來越頻繁的通過電源、天線、無線電信號收發(fā)設(shè)備等線路侵入室內(nèi)電氣設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，造成設(shè)備或元器件損壞，人員傷亡，傳輸或儲存的數(shù)據(jù)受到干擾或丟失，甚至使電子設(shè)備產(chǎn)生誤動作或暫時癱瘓、系統(tǒng)停頓，數(shù)據(jù)傳輸中斷，局域網(wǎng)乃至廣域網(wǎng)遭到破壞。其危害觸目驚心，間接損失一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于直接經(jīng)濟損失。防雷器就是通過現(xiàn)代電學(xué)以及其它技術(shù)來防止被雷擊中的設(shè)備。
歷史起源
最原始的防雷器是羊角形間隙，出現(xiàn)于19世紀(jì)末期，用于架空輸電線路，防止雷擊損壞設(shè)備絕緣而造成停電，故稱“防雷器”。20世紀(jì)20年代,出現(xiàn)了鋁防雷器,氧化膜防雷器和丸式防雷器。30年代出現(xiàn)了管式防雷器。50年代出現(xiàn)了碳化硅防雷器。70年代又出現(xiàn)了金屬氧化物防雷器?，F(xiàn)代高壓防雷器，不僅用于限制電力系統(tǒng)中因雷電引起的過電壓，也用于限制因系統(tǒng)操作產(chǎn)生的過電壓。
作用特點
防雷器的作用是用來保護電力系統(tǒng)中各種電器設(shè)備免受雷電過電壓、操作過電壓、工頻暫態(tài)過電壓沖擊而損壞的一種電器。防雷器的類型主要有保護間隙、閥型防雷器和氧化鋅防雷器。保護間隙主要用于限制大氣過電壓，一般用于配電系統(tǒng)、線路和變電所進線段保護。閥型防雷器與氧化鋅防雷器用于變電所和發(fā)電廠的保護，在500KV及以下系統(tǒng)主要用于限制大氣過電壓，在超高壓系統(tǒng)中還將用來限制內(nèi)過電壓或作內(nèi)過電壓的后備保護。
主要參數(shù)
1、標(biāo)稱電壓Un：被保護系統(tǒng)的額定電壓相符，在信息技術(shù)系統(tǒng)中此參數(shù)表明了應(yīng)該選用的保護器的類型，它標(biāo)出交流或直流電壓的有效值。
2、額定電壓Uc：能長久施加在保護器的端，而不引起保護器特性變化和激活保護元件的電壓有效值。
3、額定放電電流：給保護器施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊10次時，保護器所耐受的沖擊電流峰值。 Isn
4、放電電流Imax：給保護器施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊1次時，保護器所耐受的沖擊電流峰值。
5、電壓保護級別：保護器在下列測試中的值：1KV/μs斜率的跳火電壓；額定放電電流的殘壓。 Up
6、響應(yīng)時間tA：主要反應(yīng)在保護器里的特殊保護元件的動作靈敏度、擊穿時間，在一定時間內(nèi)變化取決于du/dt或di/dt的斜率。
7、數(shù)據(jù)傳輸速率：表示在一秒內(nèi)傳輸多少比特值，單位：bps；是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中正確選用防雷器的參考值，防雷保護器的數(shù)據(jù)傳輸速率取決于系統(tǒng)的傳輸方式。 Vs
8、插入損耗Ae：在給定頻率下保護器插入前和插入后的電壓比率。
9、回波損耗Ar：表示前沿波在保護設(shè)備（反射點）被反射的比例，是直接衡量保護設(shè)備同系統(tǒng)阻抗是否兼容的參數(shù)。
10、縱向放電電流：指每線對地施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊1次時，保護器所耐受的沖擊電流峰值。
11、橫向放電電流：指線與線之間施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊1次時，保護器所耐受的沖擊電流峰值。
12、在線阻抗：指在標(biāo)稱電壓Un下流經(jīng)保護器的回路阻抗和感抗的和。通常稱為“系統(tǒng)阻抗”。
13、峰值放電電流：分兩種：額定放電電流Isn和放電電流Imax。
14、漏電流：指在75或80標(biāo)稱電壓Un下流經(jīng)保護器的直流電流。
相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
防雷器的常見執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)（各國要求不一樣）：IEC61643-1 、GB18802.1-2002、UL1283Filter 、UL1449.2nd.Edition
我國現(xiàn)在防雷系統(tǒng)現(xiàn)在實施的是中華人民共和國建設(shè)部2004年3月1日制定的：GB50343—2004《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》和中華人民共和國建設(shè)部2000年10月1號制定的：GB50057—94《建筑物設(shè)計防雷規(guī)范》?！?
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| GJB 2269-1996 | 后方倉庫防雷技術(shù)要求 |
SPD選用
防雷器中使用的元器件
電源避雷器中的雷電能量吸收，主要是氧化鋅壓敏電阻和氣體放電管。
氧化鋅壓敏電阻是限壓型保護器件，沒有脈沖電壓時呈現(xiàn)高阻狀態(tài)，一旦響應(yīng)脈沖電壓，立即將電壓限制到一定值，其阻抗突變?yōu)榈妥锠顟B(tài)。與氣體放電管比較，它的優(yōu)點是當(dāng)它吸收脈沖電壓時因殘壓高于工作電壓，不會造成電源的瞬間短路，也不會產(chǎn)生續(xù)流。氧化鋅壓敏電阻的響應(yīng)時間比氣體放電管快。氣體放電管的擊穿電壓對脈沖電壓的上升速率十分敏感，電壓上升速率越快，點火電壓越高，響應(yīng)時間越快。能夠正確選擇壓敏電阻和氣體放電管這二類元器件，并利用它們各自的優(yōu)點進行組合的電源避雷器，其整機性能相對較好。電源避雷器中要求氧化鋅壓敏電阻，具有優(yōu)良的能量耐受特性，而能量耐受特性主要用額定雷電沖擊電流、雷電沖擊電流和能量耐量三大指標(biāo)來描述，這些特性與氧化鋅壓敏電阻的表面積有關(guān)，和元件的散熱條件有關(guān)。同一種規(guī)格的壓敏電阻，由于不同廠家的制造工藝、原料配方不同，其能量耐受能力會相差很大。
氣體放電管具有很強的承受大能量沖擊的能力，但在具體使用時，由于氣體放電管在放電時殘壓極低，近似于短路狀態(tài)，因此不能單獨在電源避雷器中使用，氣體放電管的耐流能力與管徑有關(guān)，管徑越大，耐流能力越好。氣體放電管的質(zhì)量問題主要表現(xiàn)為慢性漏氣，長時間使用的可靠性問題（即遭受多次雷電沖擊后，直流擊穿電壓值發(fā)生偏移），光敏效應(yīng)和離散性較大。雖然近年來國產(chǎn)的氣體放電管有了較大的改進，質(zhì)量在逐步提高，但整體質(zhì)量問題仍然存在，特別是可靠性問題和慢性漏氣問題。因此電源避雷器中選擇進口氣體放電管的產(chǎn)品應(yīng)作為，且氣體放電管的管徑在Ф8㎜以上為好。
電源避雷器中的電容器和熱熔保險絲的選擇也很重要。電源避雷器長期工作在電網(wǎng)中，由于電容器的質(zhì)量問題造成電源避雷器整機損壞的事例很多，因此，電容器的耐壓選擇很重要，特別是耐受脈沖高電壓的沖擊能力。相比之下，國外產(chǎn)品好于國內(nèi)產(chǎn)品，日立公司，OKAYA公司的電容器質(zhì)量為上好。電源避雷器中的熱熔保險絲的作用是當(dāng)雷電流超過電源避雷器承受能力時，由于過流作用，可使保險絲斷開，同時由于過截使氧化鋅壓敏電阻溫度上升亦可使保險絲斷開，起到過流和溫度雙重保護作用。由于電源避雷器常態(tài)工作條件下，電流非常小，只是在雷電沖擊或脈沖電壓沖擊時，在瞬態(tài)條件下起保護作用，因此與常規(guī)熱熔保險絲的使用條件有所區(qū)別，所以，電源避雷器中的熱熔保險絲應(yīng)有性能，即在瞬態(tài)條件下的熔斷特性。
的設(shè)計方案
避雷器的設(shè)計方案有了良好的元器件，的設(shè)計方案是確保電源避雷器質(zhì)量的必要條件。根據(jù)對國內(nèi)外產(chǎn)品的分析比較，在設(shè)計電源避雷器時應(yīng)充分考慮以下幾個方面問題。電源避雷器耐雷電電流沖擊等級的合理定位，即電源避雷器額定浪涌電流值和浪涌電流值的確定?，F(xiàn)在市場上有些電源避雷器的廠商，為了廣告宣傳和產(chǎn)品競爭等商業(yè)行為，隨意提高耐雷電電流沖擊的等級，這是一種對用戶極不負(fù)責(zé)的態(tài)度。雷擊災(zāi)害對現(xiàn)代電子設(shè)備具有極大的破壞性。某一地區(qū)雷電電流的大小，由于地理環(huán)境、氣象條件和電子設(shè)備電源接線方式等諸多不確定因素，很難用一個數(shù)字量來確定，因此，廠家對電源避雷器的設(shè)計應(yīng)有較大的余量。一般浪涌電流的設(shè)計應(yīng)是該電源避雷器浪涌電流值的一倍，而浪涌電流值又應(yīng)是該電源避雷器額定浪涌電流值的一倍，這樣的設(shè)計余量才是對用戶負(fù)責(zé)的態(tài)度。在廠家設(shè)計的具體線路中，應(yīng)采用多路浪涌電流吸收的冗余式電路結(jié)構(gòu)，即當(dāng)某一路浪涌電流吸收回路由于某元器件損壞，自動退出電源避雷器的整機電路，不影響整個電源避雷器的正常工作。由于采用上述的設(shè)計余量，即使出現(xiàn)一路、甚至二路吸收回路退出整體電路，也不影響整個電源避雷器的防雷能力。這種冗余設(shè)計方案將大大地提高電源避雷器的可靠性，是多雷區(qū)電源線路防雷的防護設(shè)備。
生產(chǎn)工藝和質(zhì)量管理體系方面
合理科學(xué)的生產(chǎn)工藝是確保電源避雷器質(zhì)量的保證條件。在電源避雷器的生產(chǎn)工藝上，生產(chǎn)廠家應(yīng)注意以下幾個方面的問題。濕熱一直是壓敏電阻失效的一個重要原因，其表現(xiàn)出來的現(xiàn)象是壓敏電阻在受長期潮濕環(huán)境的影響下，其泄露電流明顯上升，壓敏電壓值明顯下降。對于整個電源避雷器來講，由于潮濕環(huán)境的影響，一旦電網(wǎng)中出現(xiàn)瞬態(tài)過電壓或雷電電流的沖擊，很可能造成局部短路而損壞的現(xiàn)象。由于雷雨季
節(jié)往往是一個濕熱的氣象環(huán)境條件，因此電源避雷器的防濕熱工藝顯得非常重要。通常廠家采用環(huán)氧樹脂灌封的生產(chǎn)工藝。有些廠家能在環(huán)氧樹脂灌封的過程中進行真空抽氣，則效果更好。因此，在選擇電源避雷器時，除觀看廠家的元器件的選擇，設(shè)計方案和生產(chǎn)工藝外，質(zhì)量管理方面也很重要。這包括元器件采購、保管、檢驗、組裝、老化、殘壓和泄露電流的測試制度、安全制度等方面。
綜上，選擇質(zhì)量優(yōu)良的電源避雷器，不能只停留在廠家的廣告宣傳上，還應(yīng)到廠家針對上述幾個方面去看一看，特別是關(guān)鍵元器件的選擇、設(shè)計方案、生產(chǎn)工藝是了解的重點。除此之外，當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件、年雷暴日數(shù)和雷暴造成財產(chǎn)損失的情況也應(yīng)和選擇電源避雷器的防護級別進行綜合考慮。
設(shè)計原理
針對現(xiàn)在市場上出現(xiàn)了各種各樣的防雷器,質(zhì)量參差不齊,有一些甚至聞所未問(如:不用接地的避雷器,到現(xiàn)在為止,都弄不明白它的工作原理),因此,通過介紹避雷器的工作原理及組成,對客戶甄別真假、優(yōu)劣,有所幫助。
防雷器元件從響應(yīng)特性看,有軟硬兩種。屬于硬響應(yīng)特性的放電元件有火花間隙(基于斬弧技術(shù)的角型火花隙和同軸放電火花隙)和氣體放電管,屬于軟響應(yīng)特性的放電元件有金屬氧化物壓敏電阻和瞬態(tài)抑制二極管。這些元件的區(qū)別在于放電能力、響應(yīng)特性和殘壓,避雷器就是利用它們不同的優(yōu)缺點,揚長避短,組合成各種避雷器,保護電路。
火花間隙(Arc chopping)
1、放電間隙:原理是兩個如牛角現(xiàn)狀的電極,距離很短,用絕緣材料分開,當(dāng)兩個電極間的電場強度達到擊穿強度時,電極之間形成電流通路。當(dāng)雷電波來到的時候首先在間隙處擊穿,使間隙的空氣電離,形成短路,雷電流通過間隙流入大地,而此時間隙兩端的電壓很低,從而達到保護線路的目的。電場強度低于擊穿間隙時,放電間隙型避雷器又恢復(fù)絕緣狀態(tài)。常用于高壓線路的避雷防護中。在低壓系統(tǒng),常用于電源的前級保護。
火花間隙型避雷器產(chǎn)品的優(yōu)劣,在于制成電極的材料、間隙距離及絕緣材料。
優(yōu)點:具有很強放電能力、通流量大,10/350μs脈沖波形能夠疏導(dǎo)50KA的脈沖電流用于8/20μs脈沖電流,可以大于100KA,很高的絕緣電阻以及很小的寄生電容,漏電流小。對正常工作的設(shè)備不會帶來任何有害影響。 ,
缺點:殘壓高(2.5~3.5KV),反應(yīng)時間長(≦100ns),動作電壓精度較低,有工頻續(xù)流,因此在保護電路中應(yīng)串聯(lián)一個熔斷器,使得工頻續(xù)流迅速被切斷。
注:由于兩只放電管分別裝在一個回路的兩根導(dǎo)線上,有時會不同時放電,使兩導(dǎo)線之間出現(xiàn)電位差,為了使兩根導(dǎo)線上的放電管能接近統(tǒng)一時間放電,減少兩線之間的電位差,又研制了三級放電管?？梢钥醋魇怯蓛芍欢壏烹姽芎喜⒃谝黄饦?gòu)成的。三級放電管中間的一級作為公共地線,另兩級分別接在回路的兩條導(dǎo)線上。
2、氣體放電管(Gas discharge tube,GDT):是一種陶瓷或玻璃封裝,管內(nèi)再充以一定壓力的惰性氣體(如氬氣),開關(guān)型的保護元件,有二電極和三電極兩種結(jié)構(gòu)。當(dāng)電場強度達到擊穿惰性氣體強度時,就引起間隙放電,從而限制極間的電壓。8/20μs脈沖電流能夠疏導(dǎo)10KA。放電電壓不穩(wěn)定,當(dāng)電壓大于12V、電流電壓100mA時,會產(chǎn)生后續(xù)電流。通常用于測量、控制、調(diào)節(jié)技術(shù)電路和電子數(shù)據(jù)處理傳輸電路中。
金屬氧化物壓敏電阻
金屬氧化物壓敏電阻(Metal oxide varistor,MOV)
以氧化鋅為主要成分的金屬氧化物半導(dǎo)體非線性電阻,當(dāng)加在電阻兩端的電壓小于壓敏電壓時,壓敏電阻呈高阻狀態(tài),如果并聯(lián)在電路上,該閥片呈斷路狀態(tài);當(dāng)加在壓敏電阻兩端的電壓大于壓敏電壓時,壓敏電阻就會擊穿,呈現(xiàn)低阻值,甚至接近短路狀態(tài)。壓敏電阻這種被擊穿狀態(tài)是可以恢復(fù)的,當(dāng)高于壓敏電壓的電壓被撤銷以后,它又恢復(fù)高阻狀態(tài)。當(dāng)電力線被雷擊時,雷電波的高電壓使壓敏電阻擊穿,雷電流通過壓敏電阻流入大地,使電力線上的類電壓被鉗制在安全范圍內(nèi)。
氧化鋅壓敏電阻避雷器,現(xiàn)在市場上流通很多,我國在20世紀(jì)80年代末才大批生產(chǎn),被認(rèn)為目前型、技術(shù),會做專題詳細(xì)介紹?，F(xiàn)在我國的輸電線路的避雷器,都采用氧化鋅避雷器。
優(yōu)點:開關(guān)電壓范圍寬:6V~1.5KV,反應(yīng)速度快(25ns),殘壓低(可以達到終端設(shè)備的安全工作電壓),通流量大(2KA/cm2),無續(xù)流,壽命長。
缺點:容易老化,動作幾次后,漏電流會增大,從而導(dǎo)致壓敏電阻過熱,最終導(dǎo)致老化失效。
電容較大,許多情況下不在高頻、超高頻系統(tǒng)中使用。該電容又與導(dǎo)線電容構(gòu)成一個低通。該低通會造成信號的嚴(yán)重衰減。但在頻率低于30KHZ時,這種衰減可以忽略。
瞬態(tài)抑制式二極管
瞬態(tài)抑制式二極管(Transient voltage suppressor,TVS):
1、二極放電管:有兩種形式:一是齊納型(為單向雪崩擊穿),二是雙向的硅壓敏電阻。性能類似開關(guān)二極管等。在規(guī)定的反向電壓作用下,兩端電壓大于門限電壓時,其工作阻抗能立即降至很低的水平以允許大電流通過,并將兩端電壓鉗制在很低的水平,從而有效地保護末端電子產(chǎn)品中的精密元件避免損壞。雙向TVS可在正反兩個方向吸收瞬時大脈動功率,并把電壓鉗制在預(yù)定水平。適用于交流電路。
優(yōu)點:動作時間極快,達到皮秒級。限制電壓低,擊穿電壓低,應(yīng)用于各種電子領(lǐng)域。
缺點:電流負(fù)荷量小,電容相當(dāng)高,一般在20pF以下,現(xiàn)在的陶瓷放電管能夠做到3~5pF。
電子信息系統(tǒng)所需的浪涌保護系統(tǒng)一般采用兩級或三級組成。采用氣體放電管、壓敏電阻和抑制二極管,并利用各種浪涌抑制器的特點,實現(xiàn)可靠保護。氣體放電管一般放在線路輸入端作為一級浪涌保護器件,承受大的浪涌電流,屬于泄流型器件。二級保護器件采用壓敏電阻,可在極短時間內(nèi)(ns)將浪涌電壓限制在較低的水平。對于高度靈敏的電子電路,可采用抑制二極管作為三級保護。在更短的時間內(nèi)將浪涌電壓限制在末端電子設(shè)備的絕緣水平以內(nèi)。如圖,當(dāng)雷電等浪涌到來時,抑制二極管首先導(dǎo)通,把瞬間過電壓精確地控制在一定的水平,如果浪涌電流較大,則壓敏電阻啟動并泄放一定的浪涌電流,這時壓敏電阻兩端的電壓會有所升高,直至推動前級氣體放電管放電,把大電流泄放到地。當(dāng)三種器件在線路中的距離較遠(yuǎn)時,導(dǎo)通順序會從氣體放電管開始,依次導(dǎo)通。
避雷器的工作,是從反應(yīng)時間、設(shè)備的最末端開始的,然后逐級往前端啟動的。
,單純用氣體放電管保護后端的設(shè)備會出現(xiàn)下列問題:導(dǎo)通時間過長,殘壓過大,有可能超過后端設(shè)備的耐壓水平。放電后,會產(chǎn)生工頻續(xù)流。為避免上述問題,采用另外一種電路(圖三)。為了解決產(chǎn)生工頻續(xù)流的問題,同時也避免壓敏電阻因漏電流過大而發(fā)熱自爆或老化,我們在氣體放電管上串聯(lián)一個壓敏電阻,這樣就可避免產(chǎn)生工頻續(xù)流,又可以防止壓敏電阻因漏電流而自爆、老化。但新的問題又產(chǎn)生了,這樣避雷器的動作時間為氣體放電管的導(dǎo)通時間和壓敏電阻導(dǎo)通時間的總和。假設(shè)氣體放電管的導(dǎo)通時間為100ns,壓敏電阻的導(dǎo)通時間為25ns,則它們總的反應(yīng)時間為125ns。為了減小反應(yīng)時間,在電路中并入一個壓敏電阻,這樣可使總的反應(yīng)時間為25ns。
:當(dāng)過電壓出現(xiàn)時,抑制二極管作為動作的元件首先動作,線路設(shè)計為,在抑制二極管可能毀壞之前,放電電流即隨著幅值的上升轉(zhuǎn)換到前置的放電路徑上,即充氣式放電路上。
Us+△u≥Ug
Us:抑制二極管上的電壓
△u:去耦感應(yīng)線圈上的電壓
Ug:氣體放電管的動作電壓
如果放電電流小于該值,則充氣放電管不動作。采用這種線路不僅可以在低保護水平的條件下利用放電器動作迅速的優(yōu)點,同時還可以達到很高的放電電容。這樣就可以消除抑制二極管過載一級熔斷器在出現(xiàn)電源續(xù)流時頻繁切斷電路的缺點。
頻率較高的線路也可以采用歐姆式電阻作為去耦元件,與低電容橋接線路共同使用。
2、三極放電管:在兩根的導(dǎo)線上,安裝兩個二極放電管,會出現(xiàn)電位差,因此就有三極放電管,多了一極做公共接地,可以減少時間差及由此產(chǎn)生的橫向雷電壓幅值。 (0.15~0.2μs),
市場上普通電源避雷器器件一般采用壓敏電阻,用于一級、二級和三級電源。這種組合方式在距離大于5米時,導(dǎo)通時間從級開始逐級向后導(dǎo)通。
若級采用氣體放電管,二級和三級采用壓敏電阻,則必須滿足級與第二級滿足大于十米的距離,第二級與第三級滿足大于5米的距離,這樣才能保證前一級先動作。否則可能導(dǎo)致級不動作的現(xiàn)象,而二級和三級避雷器又沒有那么大的通流量,導(dǎo)致避雷器無法切實保護設(shè)備。這點在工程設(shè)計中一定要引起注意。
編輯本段防雷器分類
防雷器有高壓和低壓防雷器之分，本節(jié)介紹的是低壓配電系統(tǒng)中的防雷器（電涌保護器SPD）
1. 電涌保護器的種類名目繁多的防雷器在我國的市場上已經(jīng)超過了上百種，如何對不同品牌、不同型號的防雷器進行分類也許就擺在我們面前。
從組合結(jié)構(gòu)分；現(xiàn)在市場上的避雷器有幾下幾種：
1）間隙類————開放式間隙、密閉式間隙
2）放電管類———開放式放電管密封式放電管
3）壓敏電阻類——單片、多片
4）抑制二極管類
5）壓敏電阻/氣體放電管組合類----簡單組合、復(fù)雜組合
6）碳化硅類
按照其保護性質(zhì)有可以分為：開路式避雷器、短路式避雷器或開關(guān)型、限壓型；
按照工作狀態(tài)（安裝形式）又可分為：并聯(lián)避雷器和串聯(lián)式避雷器。
2. 避雷器的結(jié)構(gòu)及特性
2.1.1 開放式間隙避雷器
間隙避雷器的工作原理：基于電弧放電技術(shù)，當(dāng)電極間的電壓達到一定程度時，擊穿空氣電弧在電極上進行爬電。
優(yōu)點：放電能力強，通流量大（可以達到100KA）漏電流小
熱穩(wěn)定性好
缺點：殘壓高，反映時間慢，存在續(xù)流
工藝特點：由于金屬電極在放電時承受較大電流，所以容易造成金屬的升華，使放電腔內(nèi)形成金屬鍍膜影響避雷器的啟動和正常使用。放電電極的生產(chǎn)主要還是集中在國外一些避雷器生產(chǎn)企業(yè)，，電極的主要成分是鎢金屬的合金。
工程應(yīng)用：該種結(jié)構(gòu)的避雷器主要應(yīng)用在電源系統(tǒng)做B級避雷器使用。但由于避雷器自身的原因容易引起火災(zāi)，避雷器動作后（飛出）脫離配電盤等事故。根據(jù)型號的不同適合與各種配電制式。
工程安裝時一定要考慮安裝距離，避免引起不必要的損失和事故。
2.1.2 密閉式間隙避雷器
現(xiàn)在國內(nèi)市場有一種多層石墨間隙避雷器，這種避雷器主要利用的是多層間隙連續(xù)放電，每層放電間隙相互絕緣，這種疊層技術(shù)不僅解決了續(xù)流問題而且是逐層放電，無形中增大了產(chǎn)品自身的通流能力。
優(yōu)點：放電電流大 測試50KA（實際測量值）漏電流小
無續(xù)流 無電弧外瀉 熱穩(wěn)定性好
缺點：殘壓高，反映時間慢
工藝特點：石墨為主要材料，產(chǎn)品內(nèi)采用全銅包被解決了避雷器在放電時的散熱問題，不存在后續(xù)電流問題，的特點是沒有電弧的產(chǎn)生，且殘壓與開放式間隙避雷器比較要低很多。
工程應(yīng)用：該種避雷器應(yīng)用在各種B、C類場合，與開放式間隙比較不用考慮電弧問題。根據(jù)型號的不同該種產(chǎn)品適合與各種配電制式。
2.2 放電管類避雷器
2.2.1 開放式放電管避雷器
開放式放電管避雷器，實質(zhì)與開放式間隙避雷器是一樣的產(chǎn)品，都屬于空氣放電器。但是與間隙放電器比較它的通流能力就降了一個等級。
優(yōu)點：體積小 通流能力強（10-15KA） 漏電流小 無電弧噴瀉
缺點：殘壓較高 有續(xù)流 產(chǎn)品一致性差（啟動電壓、殘壓）反映時間慢
2.2.2 密閉式氣體放電管
密閉式氣體放電管也叫惰性氣體放電管，主要是內(nèi)部充盈了惰性氣體，放電方式是氣體放電，靠擊穿氣體來起到一次性瀉放電流的目的。一般有2極和3極兩種結(jié)構(gòu)。外型與上圖相似。
優(yōu)點：體積?。怏w管可以很?。┩髁看?無電弧
缺點：產(chǎn)品一致性差（啟動電壓、殘壓）有續(xù)流殘壓較高
工藝特點：空氣放電管還是屬于開放式產(chǎn)品，在工作時不保證沒有點火花從排壓孔噴出，氣體放電管是密封結(jié)構(gòu)，一般有2極和3極良種結(jié)構(gòu)形式，一般3極有熱保護裝置（短路裝置），在放電管工作時溫度超過了一定范圍，短路裝置啟動使放電管整體導(dǎo)通。防止溫度過高造成放電管內(nèi)氣壓生高器件爆裂。
工程應(yīng)用：一般空氣放電管現(xiàn)在很少應(yīng)用，而氣體放電管現(xiàn)在被廣泛的應(yīng)用在信號防雷器上。型號的不同也有在電源避雷器上使用。
2.3 氧化鋅電阻類避雷器
2.3.1 單片壓敏電阻避雷器
單片壓敏電阻避雷器是80年代由日本發(fā)明使用。直到現(xiàn)在，單片敏電阻的使用率也是避雷器中的。壓敏電阻避雷器的工作原理是利用了壓敏電阻的非線性特點。當(dāng)電壓沒有波動時氧化鋅呈高阻態(tài)，當(dāng)電壓出現(xiàn)波動達到壓敏電阻的啟動電壓時壓敏電阻迅速呈現(xiàn)低阻態(tài)，將電壓限制在一定范圍
AM60B三相電源防雷器
2.3.2 多片壓敏電阻避雷器
由于單片壓敏電阻的通流量一直不夠理想（一般單片壓敏電阻放電電流在20KA8/20uS）,在這種前提下多片組合壓敏電阻避雷器產(chǎn)生，多片壓敏電阻組合避雷器主要是解決了單片壓敏電阻的通流量較小，不能滿足B級場合的使用。多片壓敏電阻的產(chǎn)生從根本上解決了壓敏電阻通流量的問題。
優(yōu)點：通流容量大，殘壓較低，反應(yīng)時間較快（≤25ns），
無跟隨電流（續(xù)流）
缺點：漏電流較大，老化速度快。熱穩(wěn)定一般
工藝特點：多數(shù)采用積木結(jié)構(gòu)。
工程應(yīng)用：根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，壓敏電阻避雷器廣泛的應(yīng)用在B、C、D級以及信號避雷器。但是應(yīng)解決的問題是工程中有個別產(chǎn)品存在燃燒現(xiàn)象，所以在產(chǎn)品選型時應(yīng)注意廠家使用的外殼材料。
2.4 抑制二極管類防雷器
抑制二極管類防雷產(chǎn)品主要是網(wǎng)絡(luò)等信號避雷產(chǎn)品中大量的應(yīng)用，主要采用的器件有P*KE（雪崩管）等系列等產(chǎn)品。工作原理是基于PN結(jié)反向擊穿保護。
優(yōu)點：殘壓低 動作精度高 反應(yīng)時間快無續(xù)流 體積小
缺點：通流量小
2.5 壓敏電阻/氣體放電管組合類
2.5.1 簡單組合避雷器
組合式避雷器典型結(jié)構(gòu)是N-PE結(jié)構(gòu)形式，這種避雷器與單一結(jié)構(gòu)的避雷器相比，綜合了兩種不同產(chǎn)品的優(yōu)點，而減少了單一器件的缺點。
優(yōu)點：通流量大 反應(yīng)時間快
缺點：殘壓相對較高
工程應(yīng)用：僅在N-PE制式使用的避雷器，適合電壓波動率較大地區(qū)使用。
2.5.2 復(fù)雜型組合式避雷器
這種避雷器充分發(fā)揮各種
元器件的優(yōu)點，在結(jié)構(gòu)上一般使用數(shù)量較多的壓敏電阻和氣體放電管。這種結(jié)構(gòu)的避雷器一般具有較高的通流能力，且殘壓較低。行業(yè)內(nèi)也稱這種結(jié)構(gòu)的避雷器為一體化避雷器。
優(yōu)點：通流量大 反映時間快 殘壓低無續(xù)流 熱穩(wěn)定性好
缺點：無聲音報警 無計數(shù)器
工藝特點：一體化避雷器的電路結(jié)構(gòu)緊湊，充分發(fā)揮了氧化鋅電阻反映時間快的特點，有結(jié)合了氣體放電管具有較高通流能力的優(yōu)點。在電路上避雷器使用了較多的氧化鋅電阻來提高整體避雷器的通流能力，用氣體放電管作為備用放電通道?；谶@種完善的電路結(jié)構(gòu)使避雷器的使用壽命大大提高。
工程應(yīng)用：
一體化避雷器根據(jù)型號的不同廣泛應(yīng)用與B、C、D各種安裝環(huán)境。由于是一
體化設(shè)計，所以更適合在不具備安裝距離的場合使用。（IEC規(guī)定B、C、D模塊化避雷器三級間的最短距離在10M以上）
2.6 碳化硅避雷器（閥式避雷器）
碳化硅避雷器主要應(yīng)用于高壓電力防雷，目前仍是電力系統(tǒng)使用率較高的電力防雷產(chǎn)品。
例圖是目前市面上常見的幾種電源防雷器
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