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在電力系統(tǒng)里，尤其是輸配電線路中，有個(gè)重要的過(guò)電壓保護(hù)裝置，叫絕緣子避雷器放電間隙 —— 我們通常還會(huì)稱(chēng)它 “放電間隙” 或者 “保護(hù)間隙”。它通常與線路絕緣子并聯(lián)，組成一套經(jīng)濟(jì)有效的防雷保護(hù)系統(tǒng)，核心設(shè)計(jì)思路是 “犧牲局部，保全整體”。
基本結(jié)構(gòu)與工作原理
放電間隙本質(zhì)上是我們?nèi)藶樵O(shè)置的空氣間隙，電極之間的距離都經(jīng)過(guò)精確校準(zhǔn)。它通常有兩個(gè)金屬電極：一個(gè)裝在高壓導(dǎo)線上，另一個(gè)要么接地，要么裝在桿塔的接地部位。
要理解它的工作原理，得從氣體放電理論說(shuō)起：
正常運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)處于額定工頻電壓下。這時(shí)候間隙的絕緣阻抗特別高，不會(huì)對(duì)線路運(yùn)行造成任何影響，始終處于 “隔離” 狀態(tài)。
要是線路遭遇過(guò)電壓 —— 就拿雷電感應(yīng)或者直擊雷引發(fā)的過(guò)電壓來(lái)說(shuō) —— 這個(gè)電壓會(huì)超過(guò)間隙的絕緣強(qiáng)度。這時(shí)候，間隙里的空氣會(huì)被迅速電離，形成一條從高阻抗變成低阻抗的 “等離子通道”，這一過(guò)程就是 “擊穿放電”。
擊穿之后，強(qiáng)大的雷電流會(huì)通過(guò)這個(gè)低阻抗通道快速導(dǎo)入大地。這樣一來(lái)，過(guò)電壓就不會(huì)加到被保護(hù)的絕緣子（或者設(shè)備）上了。
等雷電沖擊波過(guò)去，在系統(tǒng)工頻電壓的作用下，間隙里會(huì)形成 “工頻續(xù)流”。就簡(jiǎn)單的放電間隙而言，得靠它自身的能力，或者配套裝置（拿配合自動(dòng)重合閘來(lái)說(shuō)）來(lái)熄滅這股續(xù)流電弧。
主要功能
限制過(guò)電壓是它最核心的功能。它能將作用在絕緣子或者電氣設(shè)備上的過(guò)電壓，限制在我們預(yù)設(shè)的安全值以下。這個(gè)安全值由間隙的擊穿電壓（U50%）決定，并且必須低于被保護(hù)絕緣子的雷電沖擊耐受電壓。
它還有疏導(dǎo)雷電流的作用。它會(huì)為雷電流提供一個(gè)我們預(yù)先設(shè)計(jì)好的、低阻抗的對(duì)地泄放通道，從而保護(hù)線路絕緣不會(huì)發(fā)生閃絡(luò)或者被擊穿。
保護(hù)設(shè)備絕緣同樣是它的重要作用。它會(huì)通過(guò)犧牲自己（率先擊穿），去保護(hù)價(jià)值更高、更重要的線路絕緣子或者配電變壓器等設(shè)備，這是很典型的 “低成本保護(hù)高成本” 策略。
技術(shù)特點(diǎn)與類(lèi)型
咱們先聊聊它的核心特點(diǎn)：
從經(jīng)濟(jì)性來(lái)講，它的結(jié)構(gòu)特別簡(jiǎn)單，成本比常規(guī)的金屬氧化物避雷器低不少。
論動(dòng)作速度，空氣間隙的擊穿過(guò)程能在微秒級(jí)內(nèi)完成，響應(yīng)速度非常快。
它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且堅(jiān)固耐用，沒(méi)有精密元件，能承受惡劣的自然環(huán)境，使用壽命還很長(zhǎng)。
可靠性方面它也有優(yōu)勢(shì)，只要機(jī)械結(jié)構(gòu)完好、間隙距離準(zhǔn)確，它的保護(hù)特性就會(huì)特別穩(wěn)定。
接著再看它的主要類(lèi)型：
就固定（純）放電間隙而言，它是最簡(jiǎn)單的一種形式。擊穿之后，工頻續(xù)流電弧可能會(huì)持續(xù)燃燒，直到線路跳閘為止。它通常需要與自動(dòng)控制裝置配合使用，因?yàn)榇蠖鄶?shù)雷擊故障都是瞬時(shí)的。
帶滅弧功能的間隙，拿角型間隙、吹弧繞組間隙這類(lèi)來(lái)說(shuō)，會(huì)通過(guò)電極的特殊形狀（就角型來(lái)說(shuō)），利用電動(dòng)力以及熱空氣上升力把電弧拉長(zhǎng)、冷卻，進(jìn)而讓電弧自行熄滅，最終能自動(dòng)切斷工頻續(xù)流。
還有一種是與避雷器并聯(lián)的間隙，恩彼邁現(xiàn)代金屬氧化物避雷器里也用到了間隙的概念。拿帶串聯(lián)間隙的金屬氧化物避雷器舉例的話，間隙在正常運(yùn)行時(shí)會(huì)隔離工頻電壓，減輕 MOA 閥片的老化負(fù)擔(dān)；只有在過(guò)電壓時(shí)，間隙才會(huì)擊穿，之后靠 MOA 閥片優(yōu)異的非線性特性限制殘壓，并且快速切斷工頻續(xù)流。這可以說(shuō)是純放電間隙與先進(jìn)技術(shù)的完美結(jié)合。
關(guān)鍵參數(shù)與注意事項(xiàng)
擊穿電壓是間隙最關(guān)鍵的參數(shù)，我們得根據(jù)被保護(hù)設(shè)備的絕緣水平精確調(diào)整它。要是間隙距離太小，會(huì)導(dǎo)致誤動(dòng)作（就拿在操作過(guò)電壓下?lián)舸﹣?lái)說(shuō)）；要是距離太大，它就會(huì)失去保護(hù)作用。
放電時(shí)，產(chǎn)生的電弧會(huì)燒蝕電極，所以我們要定期檢查并且維護(hù)，確保間隙距離保持不變。
另外還有一點(diǎn)要注意，純放電間隙動(dòng)作后，必然會(huì)導(dǎo)致線路接地短路，進(jìn)而引發(fā)斷路器跳閘。它保護(hù)的成功率，與電網(wǎng)自動(dòng)重合閘的成功率關(guān)系很大。
放電間隙是一種經(jīng)典、經(jīng)濟(jì)且可靠的過(guò)電壓保護(hù)措施。雖然它在滅弧以及供電連續(xù)性方面存在局限性，但在配電線路中，尤其是經(jīng)濟(jì)型線路與雷電多發(fā)區(qū)域的防雷保護(hù)中，它依然有著不可替代的價(jià)值?，F(xiàn)代電力技術(shù)會(huì)把它與金屬氧化物電阻片、自動(dòng)控制技術(shù)結(jié)合起來(lái)，讓它煥發(fā)出新的生命力。
