氧化锌避雷器的工作原理
氧化锌避雷器是一种重要的过电压保护设备,主要用于保护电力系统中的电气设备免受雷电过电压和操作过电压的损害。以下是氧化锌避雷器的工作原理的详细解释:
工作原理概述
氧化锌避雷器的核心部件是氧化锌阀片,这些阀片具有良好的非线性伏安特性。在正常工作电压下,氧化锌阀片表现出极高的电阻,相当于绝缘体,不会影响电力系统的正常运行。然而,当系统遭遇雷击或其他原因导致电压异常升高时,氧化锌阀片的电阻会迅速下降,转变为低电阻状态,从而允许大量电流通过阀片泄放到大地,有效地限制了过电压的幅度,保护了电气设备的绝缘。
动作过程
正常工作状态:在正常工作电压下,氧化锌避雷器的阀片呈现高电阻状态,几乎不导电,对地来说视为断路。此时,避雷器不会对电力系统产生任何影响,确保了电力系统的正常运行。
过电压状态:当系统电压升高到超过避雷器的启动电压(通常称为参考电压)时,氧化锌阀片的电阻急剧下降,避雷器迅速转变为导电状态。此时,避雷器会将高电压下的雷电流迅速引导至大地,有效地限制了过电压的峰值,保护了与之并联的电气设备3。
恢复状态:一旦过电压消失,氧化锌阀片的电阻会自动恢复到高阻状态,避雷器再次呈现绝缘状态,准备应对下一次可能的过电压事件2。
特点与优势
氧化锌避雷器除了上述的基本工作原理外,还具有一些显著的特点和优势:
保护选择性好:由于氧化锌避雷器具有很好的非线性特性,在正常运行电压下呈现很高的阻值,只有在过电压情况下才会导通,从而有效地抑制过电压3。
通流能力大:氧化锌阀片的密度高,比热大,通流能力大约是碳化硅阀片的4倍,因此在需要大通流能力的场合其优越性更加明显3。
结构简单,可靠性高:由于可以取消传统碳化硅避雷器的串联间隙,提高了可靠性,动作稳定性好,同时新一代MOA的抗污秽能力也得到了很大的改善3。
长寿命:氧化锌避雷器具有20年以上的使用寿命,能够在长时间内保持稳定的性能4。
综上所述,氧化锌避雷器通过其独特的非线性伏安特性,在正常工作电压下保持高阻状态,在过电压情况下迅速转变为低阻状态,有效地保护了电力系统中的电气设备免受过电压的损害。 |