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避雷器也叫過(guò)電壓限制器，是電力系統(tǒng)里的關(guān)鍵設(shè)備。它主要作用是保護(hù)電氣設(shè)備，不讓雷電過(guò)電壓以及操作過(guò)電壓把設(shè)備損壞。我們選避雷器的時(shí)候，選得對(duì)不對(duì)特別關(guān)鍵 —— 直接關(guān)系到電網(wǎng)能不能安全穩(wěn)定運(yùn)行，還會(huì)影響被保護(hù)設(shè)備能用多久。下面，我就跟大家梳理科學(xué)選型要遵循的五大核心原則，都是實(shí)際干活兒能用到的要點(diǎn)。
一、系統(tǒng)匹配性原則
選避雷器，得先讓它跟所在電力系統(tǒng)的具體參數(shù)對(duì)上，這是選型的基礎(chǔ)。基礎(chǔ)打不好，后面很容易出問(wèn)題。
系統(tǒng)電壓是核心參數(shù)，主要看 “持續(xù)運(yùn)行電壓”（Uc）還有 “額定電壓”（Ur）這兩個(gè)值。
持續(xù)運(yùn)行電壓（Uc）指的是允許長(zhǎng)期加在避雷器兩端的工頻電壓有效值。這個(gè)數(shù)值必須比系統(tǒng)最大持續(xù)運(yùn)行相電壓大，不然避雷器在正常工作時(shí)會(huì)加速老化，用不了多久就可能壞了，到時(shí)候還得返工換設(shè)備。
額定電壓（Ur）是指避雷器能承受規(guī)定次數(shù)、規(guī)定波形操作過(guò)電壓的最大工頻電壓有效值。我們選這個(gè)數(shù)值時(shí)，得考慮系統(tǒng)單相接地故障的情況 —— 這種時(shí)候非故障相的電壓會(huì)升高，所以 Ur 通常不能低于系統(tǒng)最高運(yùn)行線電壓的某一倍數(shù)，具體是多少倍，要根據(jù)中性點(diǎn)接地方式來(lái)定。
另外，系統(tǒng)接地方式對(duì)選型影響也很大。就拿非有效接地系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，像消弧線圈接地的系統(tǒng)，一旦發(fā)生單相接地，健全相電壓會(huì)升高到線電壓，并且會(huì)持續(xù)運(yùn)行。這種情況就要求避雷器的 Uc 還有 Ur 值更高，不然扛不住電壓沖擊，避雷器很容易被擊穿。
二、保護(hù)水平與被保護(hù)設(shè)備絕緣配合原則
避雷器的根本目的是保護(hù)設(shè)備，所以它的保護(hù)水平必須低于被保護(hù)設(shè)備的絕緣耐受強(qiáng)度，而且要留夠安全裕度，這樣才能真正起到保護(hù)作用，不然設(shè)備還是會(huì)被過(guò)電壓打壞。
保護(hù)水平主要看避雷器在標(biāo)稱放電電流下的殘壓。殘壓說(shuō)白了，就是當(dāng)大電流沖擊避雷器時(shí)，它兩端剩下的電壓。這個(gè)數(shù)值必須低于被保護(hù)設(shè)備的雷電沖擊絕緣水平（BIL）以及操作沖擊絕緣水平（SIL），要是殘壓太高，設(shè)備還是會(huì)被過(guò)電壓損壞，那避雷器就白裝了。
絕緣配合要遵循 “伏秒特性配合” 原則。簡(jiǎn)單說(shuō)就是，在整個(gè)沖擊電壓波形的時(shí)間里，避雷器的殘壓 —— 包括連接線的壓降 —— 形成的伏秒特性曲線，得一直處于被保護(hù)設(shè)備絕緣伏秒特性曲線的下面。通常要求保護(hù)裕度，也就是用設(shè)備 BIL 除以避雷器殘壓得到的數(shù)值，不小于 15%~20%，這樣才能有足夠的安全空間，應(yīng)對(duì)突發(fā)的過(guò)電壓情況。
三、能量吸收能力與耐久性原則
避雷器工作的時(shí)候，要承受并安全消散過(guò)電壓產(chǎn)生的能量。所以它自身得有足夠的能力，不能吸收能量的時(shí)候自己先壞了，那可就起不到保護(hù)作用了。
標(biāo)稱放電電流用來(lái)劃分避雷器的等級(jí)，常見(jiàn)的有 5kA、10kA 等，它代表避雷器能承受 8/20μs 雷電流波形的峰值。我們選型時(shí)，要根據(jù)電站的重要性、雷電活動(dòng)的強(qiáng)度來(lái)選對(duì)應(yīng)的等級(jí)。一般線路側(cè)的避雷器不低于 5kA，變電站內(nèi)的不低于 10kA，這樣才能應(yīng)對(duì)不同場(chǎng)景的雷電沖擊，避免被大電流燒壞。
操作沖擊電流耐受能力也很重要，尤其是在操作過(guò)電壓頻繁的系統(tǒng)里。拿投切電容器組的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，操作時(shí)很容易產(chǎn)生過(guò)電壓，這種情況下避雷器得有足夠的方波通流能力（就 2ms 方波電流來(lái)說(shuō)是比較常見(jiàn)的要求），這樣才能吸收操作過(guò)電壓產(chǎn)生的能量，避免自己被損壞。
還有長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間電流沖擊耐受能力，這個(gè)能力主要是模擬線路波過(guò)程，考驗(yàn)避雷器的熱穩(wěn)定性。我們得確保它在長(zhǎng)時(shí)間電流沖擊下也能穩(wěn)定工作，不會(huì)因?yàn)檫^(guò)熱而失效。
四、運(yùn)行環(huán)境與結(jié)構(gòu)型式適應(yīng)性原則
避雷器的物理結(jié)構(gòu)得適應(yīng)它的安裝環(huán)境，環(huán)境不一樣，適合的結(jié)構(gòu)也不同，不然在惡劣環(huán)境里很容易出故障。
我們首先要區(qū)分戶內(nèi)和戶外使用場(chǎng)景。戶外型的避雷器得有良好的防污閃性能，它外絕緣的爬電距離要根據(jù)當(dāng)?shù)氐奈鄯x等級(jí)來(lái)確定，不然容易因?yàn)榛覊m、油污堆積導(dǎo)致絕緣失效，引發(fā)事故；戶內(nèi)型的避雷器就沒(méi)有這么嚴(yán)格的防污要求，環(huán)境相對(duì)干凈很多。
我們還要考慮環(huán)境的氣候以及機(jī)械條件，比如環(huán)境溫度、風(fēng)速、地震烈度這些。這些因素都會(huì)影響避雷器的使用，得確保它的機(jī)械強(qiáng)度能滿足安裝環(huán)境的要求，不然可能會(huì)因?yàn)轱L(fēng)吹、地震這些外界條件損壞，比如瓷套破裂之類的問(wèn)題。
類型選擇上，現(xiàn)在主流的是無(wú)間隙金屬氧化物避雷器（MOA）。它的核心是氧化鋅電阻片，有很好的非線性伏安特性，響應(yīng)速度快，而且沒(méi)有續(xù)流，大部分場(chǎng)景都適用。不過(guò)在一些特殊場(chǎng)合，就保護(hù)有劇烈操作過(guò)電壓的電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，也可以考慮用有串聯(lián)間隙或者并聯(lián)間隙的避雷器，能更好地應(yīng)對(duì)特殊的過(guò)電壓情況。
五、監(jiān)測(cè)與附屬設(shè)施原則
選避雷器不能只看它本身的性能，還得考慮后續(xù)的運(yùn)行維護(hù)，所以要配上必要的監(jiān)測(cè)和維護(hù)手段，這樣才能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，減少故障隱患。
放電計(jì)數(shù)器是必配的，它能記錄避雷器的動(dòng)作次數(shù)。我們通過(guò)這個(gè)計(jì)數(shù)器，能了解避雷器的工作情況，比如動(dòng)作次數(shù)突然變多，可能說(shuō)明系統(tǒng)過(guò)電壓?jiǎn)栴}變頻繁了，得及時(shí)排查原因。它還能為運(yùn)行維護(hù)還有事故分析提供依據(jù)，方便我們判斷系統(tǒng)有沒(méi)有異常。
對(duì)于重要設(shè)備用的避雷器，我們可以配在線監(jiān)測(cè)器，拿泄漏電流監(jiān)測(cè)儀來(lái)說(shuō)就很常用。它能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)避雷器的阻性電流分量，這樣我們就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)閥片受潮或者老化等早期缺陷，不用等避雷器完全壞了才發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。這樣既能減少故障帶來(lái)的損失，還能避免突然停電影響系統(tǒng)運(yùn)行。
恩彼邁避雷器選型是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工作，要遵循 “系統(tǒng)匹配為基礎(chǔ)、絕緣配合為核心、能量耐受為保障、環(huán)境適應(yīng)為條件、監(jiān)測(cè)維護(hù)為輔助” 的綜合原則。我們?cè)O(shè)計(jì)人員得結(jié)合具體工程的計(jì)算還有實(shí)際條件，仔細(xì)選擇技術(shù)參數(shù)匹配、性能可靠的產(chǎn)品，這樣才能給電力系統(tǒng)筑起堅(jiān)固的過(guò)電壓防護(hù)屏障，讓電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。
