電網(wǎng)中的操作過(guò)電壓是一種典型的非常危險(xiǎn)的電壓振蕩,如在截流時(shí),最高可至三至五倍的相電壓,有時(shí)甚至更高,振蕩頻率由電網(wǎng)參數(shù)決定,在數(shù)千赫茲范圍內(nèi)。當(dāng)幾百安培的電流通過(guò)時(shí),金屬氧化物避雷器會(huì)限制振幅在較低操作電壓保護(hù)水平內(nèi)。電網(wǎng)中的感性貯存能量也會(huì)通過(guò)避雷器流入大地。另一種危險(xiǎn)的過(guò)電壓形式是,在操作大容量電容器組,電纜網(wǎng)絡(luò),等產(chǎn)生的,這種現(xiàn)象應(yīng)予注意。在操作電容器組時(shí),有缺陷的操作裝置,負(fù)荷開關(guān),或者高壓熔斷器都可能引起重?fù)舸┗螂娀≈厝。?dāng)電容器出現(xiàn)過(guò)電壓時(shí),是通過(guò)避雷器卸流的。因此,這就要求該避雷器必須在操作過(guò)電壓下有較低的殘壓并伴有大吸收能量。這就是以往只有使用火花間隙避雷器,并且是唯一的代價(jià)高昂的解決辦法。而金屬氧化物避雷器能量吸收力要比同規(guī)格的碳化硅避雷器高三到五倍。
因?yàn)榻饘傺趸锉芾灼饔休^低的殘壓,所以會(huì)比碳化硅避雷器釋放過(guò)電壓次數(shù)更多些。同時(shí)性能也不會(huì)變壞。事實(shí)上,碳化硅避雷器不能抵御長(zhǎng)時(shí)間的操作過(guò)電壓對(duì)火花間隙的侵蝕而金屬氧化物避雷器只要不過(guò)載,那么它的性能是穩(wěn)定的。調(diào)查表明:數(shù)千次過(guò)電壓后,金屬氧化物避雷器的特性仍沒(méi)有任何變化。
金屬氧化物避雷器也能在交流電壓下短時(shí)過(guò)載,暫時(shí)工頻過(guò)電壓(TOV)產(chǎn)生的放電電流不會(huì)損壞避雷器,是金屬氧化物避雷器短時(shí)過(guò)載能力強(qiáng)的特點(diǎn)。
新型氧化鋅避雷器的設(shè)計(jì)是很簡(jiǎn)單的。主要部件是圓柱形的金屬氧化物電阻。ABB公司還設(shè)計(jì)了棒式,即所謂“單塊體”等不同規(guī)格的品種。圓柱直徑由避雷器能量吸收能力及額定放電電流決定。10kA,47mm的圓形閥片是最為常用的。當(dāng)然,對(duì)于5kA放電電流,也可以使用更小的閥片,圓柱高度決定了持續(xù)運(yùn)行電壓,一般每千伏要求10mm高度。電阻塊的圓柱形側(cè)面有玻璃狀的鈍化層,用火焰將鋁噴燒在上、下端的導(dǎo)電面,把電阻塊一個(gè)一個(gè)地疊起來(lái)就可以滿足更高電壓的要求了。
金屬氧化物電阻由堅(jiān)硬的螺簧固定,螺簧同時(shí)還提供了電阻與端子的緊密接觸壓力。上下兩端巨型帽狀物是鑄鋁的,是避雷器的壓力釋放裝置。