氧化锌避雷器产品技术演进分析

有关氧化锌避雷器产品的技术发展，特高压交流避雷器和高压直流避雷器，氧化锌避雷器等的技术突破，瓷套型避雷器的耐污能力的技术水平发展史等，一起来了解下。

氧化锌避雷器产品技术

有资料显示，我国每年66~1000KV避雷器需求量为4万~5万只，10~35KV氧化锌避雷器需求量数据难以统计，这样的市场需求量为避雷器企业提供年8亿~10亿元的市场空间。此需求量包括新工程用量和旧产品的更换量，但后者所占比例较小，不超过总数的10%。

直流输电较交流输电具有诸多优点。我国正在大力建设±500千伏、±660千伏、±800千伏甚至±1000千伏直流输电工程。国内主要制造厂商正在研发直流避雷器产品。虽有一些运行实绩，但我国直流避雷器仍处于起步阶段。

特高压交流避雷器和高压直流避雷器的制造能力可在很大程度上反映避雷器的技术水平。我国已经具有制造各电压等级各种交流避雷器的能力。

相关部门统计，在我国电力系统运行中的氧化锌避雷器产品，出现问题的主要原因是国产原料、部件及制造工艺在某种程度上达不到要求，有待于进一步提高。这也是设备制造业及用户给予关注的问题所在。

一、研发氧化锌避雷器需要的技术突破

提高氧化锌避雷器核心元件电阻片的通流容量、电压梯度及允许荷电率。这样可使电阻片/避雷器体积小、重量轻。

由于外绝缘的限制，电阻片用于瓷套型避雷器效果不明显。但用于氧化锌避雷器，可使产品体积大大缩小，甚至可以做到三相一体，大幅降低成本。

我国电阻片通流容量约150焦耳/立方厘米、电压梯度约200伏/毫米、允许荷电率约85%。

与世界领先水平（通流容量达300焦耳/立方厘米、电压梯度达400伏/毫米甚至600伏/毫米、允许荷电率达95%）相比，还有不小差距。因此，电阻片的配方与烧制工艺、端面喷铝技术和侧面釉绝缘技术都要进一步提高。

二、提高瓷套型避雷器的耐污能力。

工作环境对避雷器耐污能力的要求日渐提高。

目前订货要求多为Ⅲ级或Ⅳ级，一般不会出现Ⅱ级及以下。这就要求增大瓷套的爬电距离（或爬电比距），或者增加瓷套高度，或者增加制造难度。由于海拔每增加1000米，外绝缘降低约10%。复合外套型氧化锌避雷器的耐污能力较瓷套型有明显提高，直流避雷器（如极线避雷器）的作用电压是单向的，不像交流电压那样正弦交替变化，其吸附污物能力明显增强，爬电比距的要求更高，通常需达50毫米/千伏~60毫米/千伏。

提高高电压等级瓷套型避雷器的抗地震能力。我国不是地震频发国家，研制方对避雷器产品抗震能力认识不足，要求相对较弱，一般通过计算核实确认即可。随着交流特高压试验示范工程成功投运，避雷器抗地震性能越来越受重视。试验研究发现，试验结果与计算结果时常相差很大。

研究也表明，并非增加瓷套直径和壁厚就可无限提高避雷器抗地震能力。相反，当瓷套直径和壁厚（即重量）增加到一定程度时，其抗地震能力反而会减弱。也就是说，需要对瓷套直径和壁厚进行最优化设计。并且，当最优化设计还不能满足要求时，就应该采取其他措施，如减震装置。涉及的关键技术是超高强度瓷套制造技术。

除此之外，相关标准和检验手段也不容忽视。标准规定应及时合理，检验手段应齐全规范，要创造条件使标准规定的试验方法得以实现。当然，对高电压等级避雷器，有时实现起来是困难的，比如特高压避雷器的涂污法污秽试验。对直流避雷器而言，相关标准和检验手段的缺乏则显得更加突出，更需要突破和完善。

避雷器是保护变电站设备免遭雷电冲击波袭击的设备。当沿线路传入变电站的雷电冲击波超过避雷器保护水平时，避雷器首先放电，并将雷电流经过良导体安全的引入大地，利用接地装置使雷电压幅值限制在被保护设备雷电冲击水平以下，使电气设备受到保护。

避雷器按其发展的先后可分为：保护间隙——是最简单形式的避雷器；管型避雷器——也是一个保护间隙，但它能在放电后自行灭弧；阀型避雷器——是将单个放电间隙分成许多短的串联间隙，同时增加了非线性电阻，提高了保护性能；磁吹避雷器——利用了磁吹式火花间隙，提高了灭弧能力，同时还具有限制内部过电压能力；氧化锌避雷器——利用了氧化锌阀片理想的伏安特性（非线性极高，即在大电流时呈低电阻特性，限制了避雷器上的电压，在正常工频电压下呈高电阻特性），具有无间隙、无续流残压低等优点，也能限制内部过电压，被广泛使用。