氧化锌避雷器发展动态

1.1概述

 自从1967年日本发现氧化锌压敏特性以来,具有优异非线性伏安特性的金属氧化物电阻片及金属氧化物避雷器迅速发展，在全球低压、高压及超高压领域的应用日益广泛。近年来又不断呈现新的特点。

1.2国外发展动态

1.2.1日本：最早研究与开发，发展较快又具特色。 日本在避雷器开发方面具有以下几点：

 1) 高梯度电阻片的开发

 首先研究开发出高梯度电阻片为上世纪九十年代中期。其梯度为400V／mm约是通常电阻片的两倍，近年来研究已达600V／mm。这种高梯度电阻片，开始主要用于金属封闭避雷器和油浸避雷器中，随后用于所有的避雷器产品。第一台使用高梯度电阻片的154kV金属封闭避雷器运行已超过六年，到目前采用高梯度电阻片的避雷器业已超过5000相，运行情况正常。

2)线路避雷器的开发

 据介绍，在日本输电线路的电气故障超过半数是由于雷电引起的。为了降低雷电灾害，采取了多种对策，如降低接地电阻、架设保护线、保护角减小等等。利用金属氧化锌避雷器保护线路。于1980年开始，用在66kV和77kV系统目前已发展至500kV线路。线路避雷器绝大部分有间隙，电压等级集中在66kV和77kV系统。

近几年的发展表明，66-154kV线路安装仍然较多，产品是小型化后的轻便型，便于安装，也减低了成本。铁塔单方向全装的情况为多，这种紧凑结构的轻便线路避雷器值得我们研究、借鉴。通过计数器来统计发生故障的情况观察了1903处杆塔、安装线路氧化锌避雷器后，证明有97％ 的保护效果；另外，观察到53起安装了线路避雷器仍然发生闪络的情况，表明是氧化锌避雷器的串联间隙与绝缘子安装的保护间隙绝缘配合不当。其中，还有一起避雷器损坏事故。紧凑型避雷器得到迅速发展。通过13处杆塔20相避雷器的观察66kV线路1999年到2001年3年的对比，未安装氧化锌避雷器两条线路发生闪络12起，而安装氧化锌避雷器两条线路只发生闪络5起，其中一条线路未发生闪络。 1.2.2俄罗斯：世界上具有最高电压等级的国家，1150kV线路于1977年初试运行。

俄罗斯一方面是利用复合金属氧化锌避雷器及复合绝缘子的特点，开展了紧凑型线路方面的研究。再者其电阻片制造技术较一般，避雷器均采用电阻片并联，其对电阻片并联、避雷器电位分布及污秽性能等都很有研究。也正是由于后者，为我国制造商提供了不少商机。

1.2.3英国:由Tyco公司开发了系列多柱(四柱)并联的避雷器。

英国这种系列并联避雷器(组合式过电压保护器)具有一系列通常单柱或多柱所不具有的电气和机械性能，其独特的几何一体化结构带来得均压作用，不需要象平常的避雷器那样专门考虑用均压环来调整电位分布。超过10年在高压／超高压系统可靠的运行经验，证明了该系列组合式过电压保护器的设计思路是可行的。

 虽然，其与常规的，包括IEC所推荐的思路有明显的不同。该产品与瓷套型以及非一体化的复合外套避雷器之间。以两种不同的方法或角度，电场分布非常接近。热等效模型试验证明其内部的容性和阻性电流也有明显 的优势。经长期运行实践的考验，结果显示电阻片也没有老化的情况。从英国所作的工作来看，对于我国将来开发发展特高压避雷器还是具有参考意义的。

1.2.4其他国家和地区概况德国(siemens)、瑞士(ABB)、芬兰等国家及公司进行了复合外套避雷器长期性能研究和探讨：

 包括避雷器的污秽性能、外绝缘的长期性能、密封性能等，也包括5000h的循环试验。瑞典(ABB)与荷兰(KEMA)对复合外套避雷器的短路试验进行了研究，分析了短路电流预期故障模式。试验中试品的预处理，试验条件及试验方法等，对IEC标准建议的短路试验也进行了分析，并提出了相应的建议。

1.3国内发展动态

 国内专家关注氧化锌压敏特性也是在上世纪六十年代末期，七十年代进行了大量的科研基础工作，至八十年代末期前后两次”两部”避雷器运行调查，金属氧化锌避雷器全面取代碳化硅避雷器已成定局。金属氧化锌避雷器经两部鉴定为八十年代中期世界先进水平。之后，国内金属氧化物避雷器制造业迅猛发展，可以用雨后春笋来形容。国内产品完全占领了国内市场，一些优秀企业走向了世界。九十年代中后期，线路避雷器快速发展。1997年第一台500kV线路金属氧化物避雷器挂网运行(国内第一台220kV线路避雷器于1986年用于镇江大跨距过江铁塔瓷套型始装于铁塔的一个平台上)。

如今，750kV金属氧化物避雷器投入运行。

当然，我们还有一些不成熟的地方：

 1)在电阻片研究方面虽然作了多年的工作，目前来看效果不太明显特别是在高梯度研究方面。虽有曙光再现，又无明显突破；

 2)国内的无序竞争，行业监管束手无策，加之外资的涌入，唯一的出路只有靠与国际接轨，积极迎战国际竞争；

 3)在线路避雷器开发方面，对线路的雷电过电压研究方面不够深入，对线路避雷器的额定值的选取、避雷器能量吸收等的确定有待研究，一些参数的不当选择可能使避雷器太笨重，不利于实际安装使用、影响推广。这方面可多参考日本和俄罗斯的研究工作，进一步再开展一些基础研究，增强线路氧化锌避雷器开发、运行的效果；

 4)对于复合外套金属氧化锌避雷器，其长期性能应是大家比较关注的问题。例如我国自然条件复杂：南方有台风，北方有沙尘暴。因此，国内在完善试验研究条件，参考IEC标准开展一些研究工作(如5000h)的同时，建议积聚行业的力量。

在国内典型的地域比如高原、东南沿海，西北、东北、电气化铁道隧道等情况，建立长期的自然老化、污秽站、对典型的复合外套避雷器绝缘子等开展研究，这样就可以提高行业在国际上的威望。使国内的企业在国际上具有较强的竞争力。