氧化鋅避雷器工作原理與結(jié)構(gòu)

1、氧化鋅避雷器工作原理與結(jié)構(gòu)復(fù)合外套氧化鋅避雷器與瓷外套氧化鋅避雷器相比較，具有體積小、重量輕、防爆和密封性好、爬距大、耐污穢、制造工藝簡單、結(jié)構(gòu)緊湊等一系列優(yōu)點(diǎn)，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(lǐng)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(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)及材料特性，以彌補(bǔ)有機(jī)復(fù)合材料的不足。一、原理氧化鋅 zno避雷器是七十年代發(fā)展起來的一種新型避雷器，它主要由氧化鋅壓敏電阻構(gòu)成。每一塊壓敏電阻從制成時就有它的一定開關(guān)電壓（叫壓敏電阻），在正常的工作電壓下（即小于壓敏電壓）壓敏電阻值很大，相當(dāng)于絕緣狀態(tài)，但在沖擊電壓

2、作用下（大于壓敏電壓），壓敏電阻呈低值被擊穿，相當(dāng)于短路狀態(tài)。然而壓敏電阻被擊狀態(tài)，是可以恢復(fù)的；當(dāng)高于壓敏電壓的電壓撤銷后，它又恢復(fù)了高阻狀態(tài)。因此，在電力線上如安裝氧化鋅避雷器后，當(dāng)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制在安全范圍內(nèi)，從而保護(hù)了電器設(shè)備的安全。復(fù)合外套氧化鋅避雷器的結(jié)構(gòu)二、復(fù)合外套氧化鋅避雷器一般以下面幾個主要部件組成：串聯(lián)的氧化鋅非線性電阻片（或稱閥片）組成閥芯；玻璃纖維增強(qiáng)熱固性樹脂（）構(gòu)成的內(nèi)絕緣和機(jī)械強(qiáng)度材料；熱硫化硅橡膠外傘套材料；有機(jī)硅密封膠和粘合劑；內(nèi)電極、外接線端子及金具。但是，各個制造廠家卻根據(jù)不同的生產(chǎn)和技

3、術(shù)條件，選擇不同的生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。筆者按照復(fù)合外套氧化鋅避雷器的電阻片與外絕緣傘套間的內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)不同，選擇我國目前有代表性的四種結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比性的試驗(yàn)研究，以得到各個不同結(jié)構(gòu)和工藝的復(fù)合外套氧化鋅避雷器在電氣和物理機(jī)械等性能方面的差別，這四種典型的避雷器結(jié)構(gòu)如圖所示。這里分別作型、型、型和型來代表環(huán)氧玻璃絲預(yù)制管、樹脂玻璃絲復(fù)合卷繞、樹脂玻璃絲復(fù)合卷繞加樹脂灌封、熱縮塑料套加樹脂灌封。除了這四種外，還有熱模壓、高溫固化環(huán)氧樹脂澆注等，這里暫不研究。上述四種結(jié)構(gòu)的避雷器的外傘套都可預(yù)制，這樣通過高溫二段硫化后，使外傘套材料達(dá)到最優(yōu)的電氣和物理性能，預(yù)制的傘套最后再與芯體粘合和密封。另外，上述四

4、種結(jié)構(gòu)的型和型可以在芯體內(nèi)絕緣上直接模壓或注射成型外傘套，但硫化溫度和硫化時間都有一定的限度，否則容易造成內(nèi)絕緣材料和電阻片的特性發(fā)生變化。為了提高對比性，四種結(jié)構(gòu)的試品都先制成電阻片芯體（棒），之后通過粘合劑與預(yù)制式硅橡膠外套緊密粘結(jié)，最后兩端用屏蔽端蓋封裝成避雷器試品和比例單元，其中，型芯體是將電阻片、電極及彈簧封裝于環(huán)氧玻璃絲管；型芯體是將電阻片及電極用環(huán)氧浸漬的無堿玻璃絲帶卷繞并加熱固化；型芯體也是先將電阻片及電極用環(huán)氧浸漬的無堿玻璃絲帶卷繞并加熱固化，再用環(huán)氧樹脂澆注并加熱固化；型芯體是先將電阻片及電極用熱縮塑料套固定，再用環(huán)氧樹脂澆注并加熱固化。電阻片的尺寸為x。另外，為了研究避雷器的內(nèi)外絕緣性能，還用絕緣棒替代電阻片制成等形于避雷器的絕緣體試品。三、復(fù)合外套氧化鋅避雷器的性能試驗(yàn)和分析對于上述四種復(fù)合外套氧化鋅避雷器的結(jié)構(gòu)，其物理電氣性能在哪些方面有差別？差別到底有多大？這就是筆者要研究和解決的問題。參照復(fù)合外套氧化鋅避雷器的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)就會發(fā)現(xiàn)，在所有的試驗(yàn)項(xiàng)目中只有以下幾個項(xiàng)目與上述避雷器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)聯(lián)，而其余項(xiàng)目與避雷器結(jié)構(gòu)無關(guān)或關(guān)系很小。因此，這里只選擇以下幾個試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行試驗(yàn)。四大電流沖擊