氧化鋅避雷器工作原理及結構

複合外套氧化鋅避雷器與(yu) 瓷外套氧化鋅避雷器相比較，具有體(ti) 積小、重量輕、防爆和密封性好、爬距大、耐汙穢、製造工藝簡單、結構緊湊等一係列優(you) 點，因而頗受用戶歡迎，但也存在外套材料的老化和電蝕損的不足。目前在這一領域除了研究如何提高氧化鋅非線性電阻片的特性外，還研究外套絕緣材料的耐老化和電蝕損性，以及改善內(nei) 絕緣結構及材料特性，以彌補有機複合材料的不足。

一、原理

       氧化鋅ZnO避雷器是七十年代發展起來的一種新型避雷器，它主要由氧化鋅壓敏電阻構成。每一塊壓敏電阻從(cong) 製成時就有它的一定開關(guan) 電壓（叫壓敏電阻），在正常的工作電壓下（即小於(yu) 壓敏電壓）壓敏電阻值很大，相當於(yu) 絕緣狀態，但在衝(chong) 擊電壓作用下（大於(yu) 壓敏電壓），壓敏電阻呈低值被擊穿，相當於(yu) 短路狀態。然而壓敏電阻被擊狀態，是可以恢複的；當高於(yu) 壓敏電壓的電壓撤銷後，它又恢複了高阻狀態。因此，在電力線上如安裝氧化鋅避雷器後，當雷擊時，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，使電源線上的電壓控製在安全範圍內(nei) ，從(cong) 而保護了電器設備的安全。

二、複合外套氧化鋅避雷器一般以下麵幾個(ge) 主要部件組成：

       ａ．串聯的氧化鋅非線性電阻片（或稱閥片）組成閥芯；

       ｂ．玻璃纖維增強熱固性樹脂（ＦＲＰ）構成的內(nei) 絕緣和機械強度材料；

       ｃ．熱硫化矽橡膠外傘(san) 套材料；

       ｄ．有機矽密封膠和粘合劑；

       ｅ．內(nei) 電極、外接線端子及金具。

       但是，各個(ge) 製造廠家卻根據不同的生產(chan) 和技術條件，選擇不同的生產(chan) 工藝和產(chan) 品結構。筆者按照複合外套氧化鋅避雷器的電阻片與(yu) 外絕緣傘(san) 套間的內(nei) 絕緣結構不同，選擇我國目前有代表性的四種結構進行對比性的試驗研究，以得到各個(ge) 不同結構和工藝的複合外套氧化鋅避雷器在電氣和物理機械等性能方麵的差別，這四種典型的避雷器結構：

       這裏分別作Ａ型、Ｂ型、Ｃ型和Ｄ型來代表環氧玻璃絲(si) 預製管、樹脂玻璃絲(si) 複合卷繞、樹脂玻璃絲(si) 複合卷繞加樹脂灌封、熱縮塑料套加樹脂灌封。除了這四種外，還有ＳＭＣ熱模壓、高溫固化環氧樹脂澆注等，這裏暫不研究。上述四種結構的避雷器的外傘(san) 套都可預製，這樣通過高溫二段硫化後，使外傘(san) 套材料達到電氣和物理性能，預製的傘(san) 套後再與(yu) 芯體(ti) 粘合和密封。另外，上述四種結構的Ａ型和Ｂ型可以在芯體(ti) 內(nei) 絕緣上直接模壓或注射成型外傘(san) 套，但硫化溫度和硫化時間都有一定的限度，否則容易造成內(nei) 絕緣材料和電阻片的特性發生變化。

       為(wei) 了提高對比性，四種結構的試品都先製成電阻片芯體(ti) （棒），之後通過粘合劑與(yu) 預製式矽橡膠外套緊密粘結，後兩(liang) 端用屏蔽端蓋封裝成避雷器試品和比例單元，其中，Ａ型芯體(ti) 是將電阻片、電極及彈簧封裝於(yu) 環氧玻璃絲(si) 管；Ｂ型芯體(ti) 是將電阻片及電極用環氧浸漬的無堿玻璃絲(si) 帶卷繞並加熱固化；Ｃ型芯體(ti) 也是先將電阻片及電極用環氧浸漬的無堿玻璃絲(si) 帶卷繞並加熱固化，再用環氧樹脂澆注並加熱固化；Ｄ型芯體(ti) 是先將電阻片及電極用熱縮塑料套固定，再用環氧樹脂澆注並加熱固化。電阻片的尺寸為(wei) ３４×２０．５ｍｍ。

       另外，為(wei) 了研究避雷器的內(nei) 外絕緣性能，還用絕緣棒替代電阻片製成“等形於(yu) ”避雷器的絕緣體(ti) 試品。

三、複合外套氧化鋅避雷器的性能試驗和分析

       對於(yu) 上述四種複合外套氧化鋅避雷器的結構，其物理電氣性能在哪些方麵有差別？差別到底有多大？這就是筆者要研究和解決(jue) 的問題。

       參照複合外套氧化鋅避雷器的相關(guan) 標準就會(hui) 發現，在所有的試驗項目中隻有以下幾個(ge) 項目與(yu) 上述避雷器的內(nei) 部結構有關(guan) 聯，而其餘(yu) 項目與(yu) 避雷器結構無關(guan) 或關(guan) 係很小。因此，這裏隻選擇以下幾個(ge) 試驗項目進行試驗。

四．14/*電流衝(chong) 擊試驗
       對於(yu) 複合外套氧化鋅避雷器所用的３４×２０．５ｍｍ電阻片，其４／１０μｓ大電流衝(chong) 擊水平一直是我國向ＩＥＣ標準（即達到６５ｋＡ）以及*水平衝(chong) 擊的目標，目前我國部分生產(chan) 廠還不能*。