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擬，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，因而頗受用戶歡送，但也存在外套材料的老化和電 蝕損的缺乏。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，以彌補有機復(fù)合材料的缺乏。一、原理氧化鋅 ZnO 避雷器是七十年代開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

2、在沖擊電壓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 壓控制在平安范圍內(nèi)，從而保護了電器設(shè)備的平安。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；b .玻璃纖維增強熱固性樹脂F(xiàn)RP構(gòu)成的內(nèi)絕緣和機械強度材料；c .熱硫化硅橡膠外傘套材料；d .有機硅密封膠和粘合劑；e .內(nèi)電極、外接線端子及金具

3、。但是，各個制造廠家卻根據(jù)不同的生產(chǎn)和技術(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)進行對 比性的試驗研究，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 器在電氣和物理機械等性能方面的差異，這四種典型的避雷器結(jié)構(gòu)如 圖1所示。這里分別作A型、E型、C型和D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)合卷繞加樹脂灌圭寸、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(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

4、材料到達最優(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，上述四種結(jié)構(gòu)的A型和E 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，否那么容易造成內(nèi)絕緣材料和電阻片的特性發(fā) 生變化。為了提高比照性，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，A型芯體是將電阻片、電極及彈簧封 裝于環(huán)氧玻璃絲管；E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；C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；D

5、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3 4 X2 0.5mm。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 方面有差異？差異到底有多大？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)，在所有的試驗工程 中只有以下幾個工程與上述避雷器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)聯(lián)，而其余工程與 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工程進 行試驗。四. 14/1 0大電流沖擊試驗對于復(fù)合外套氧化鋅避雷器所用的