兩種外套的氧化鋅避雷器對(duì)比

復(fù)合外套的氧化鋅避雷器與瓷外套的氧化鋅避雷器相比較，具有體積小、重量輕、防爆和密封性好、爬距大、耐污穢、制造工藝簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)更為緊湊等一系列的優(yōu)點(diǎn)而頗受用戶歡迎，但也存在外套材料更容易老化和電蝕損的不足的缺陷。

目前在防雷器領(lǐng)域除了研究如何提高氧化鋅電阻片的特性外，還研究外套絕緣材料的耐老化和電蝕損性，以及改善內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)及材料特性，從而彌補(bǔ)有機(jī)復(fù)合材料的不足。

一、氧化鋅避雷器的工作原理

氧化鋅避雷器是七十年代發(fā)展起來(lái)的一種新型避雷器，它主要是由氧化鋅壓敏電阻所構(gòu)成。

每一塊壓敏電阻從制成時(shí)就有它的一定開(kāi)關(guān)電壓，在正常的工作電壓下壓敏電阻值很大，基本等于絕緣狀態(tài)，但在電壓沖擊的作用下，壓敏電阻呈低值被擊穿，就相當(dāng)于短路狀態(tài)。

然而，壓敏電阻被擊狀態(tài)，是可以恢復(fù)的；當(dāng)高于壓敏電壓的電壓撤銷(xiāo)后，又會(huì)恢復(fù)為高阻狀態(tài)。

因此，在電力線上安裝氧化鋅避雷器后，當(dāng)雷擊時(shí)，雷電波的高電壓使壓敏電阻擊穿，雷電流通過(guò)壓敏電阻流入大地，使電源線上的電壓控制在安全范圍內(nèi)，從而保護(hù)了電器設(shè)備的安全。

復(fù)合外套氧化鋅避雷器的結(jié)構(gòu)

復(fù)合外套氧化鋅避雷器一般以下面幾個(gè)主要部件組成：

1．串聯(lián)的氧化鋅非線性電阻片（或稱閥片）組成閥芯；

2．玻璃纖維增強(qiáng)熱固性樹(shù)脂（ＦＲＰ）構(gòu)成的內(nèi)絕緣和機(jī)械強(qiáng)度材料；

3．熱硫化硅橡膠外傘套材料；

4．有機(jī)硅密封膠和粘合劑；

5．內(nèi)電極、外接線端子及金具。

但是，不同的制造廠家卻根據(jù)不同的生產(chǎn)和技術(shù)條件，選擇不同的生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。按照復(fù)合外套氧化鋅避雷器的電阻片與外絕緣傘套間的內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)不同，在此介紹目前有代表性的四種結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比性的試驗(yàn)研究，以得到各個(gè)不同結(jié)構(gòu)和工藝的復(fù)合外套氧化鋅避雷器在電氣和物理機(jī)械等性能方面的差別。

這里分別作Ａ型、Ｂ型、Ｃ型和Ｄ型來(lái)代表環(huán)氧玻璃絲預(yù)制管、樹(shù)脂玻璃絲復(fù)合卷繞、樹(shù)脂玻璃絲復(fù)合卷繞加樹(shù)脂灌封、熱縮塑料套加樹(shù)脂灌封。

除了這四種外，還有ＳＭＣ熱模壓、高溫固化環(huán)氧樹(shù)脂澆注等，這里暫不研究。

上述四種結(jié)構(gòu)的避雷器的外傘套都可預(yù)制，這樣通過(guò)高溫二段硫化后，使外傘套材料達(dá)到最優(yōu)的電氣和物理性能，預(yù)制的傘套最后再與芯體粘合和密封。

另外，上述四種結(jié)構(gòu)的Ａ型和Ｂ型可以在芯體內(nèi)絕緣上直接模壓或注射成型外傘套，但硫化溫度和硫化時(shí)間都有一定的限度，否則容易造成內(nèi)絕緣材料和電阻片的特性發(fā)生變化。

為了提高對(duì)比性，四種結(jié)構(gòu)的試品都先制成電阻片芯體（棒），之后通過(guò)粘合劑與預(yù)制式硅橡膠外套緊密粘結(jié)，最后兩端用屏蔽端蓋封裝成避雷器試品和比例單元，其中，Ａ型芯體是將電阻片、電極及彈簧封裝于環(huán)氧玻璃絲管；Ｂ型芯體是將電阻片及電極用環(huán)氧浸漬的無(wú)堿玻璃絲帶卷繞并加熱固化；Ｃ型芯體也是先將電阻片及電極用環(huán)氧浸漬的無(wú)堿玻璃絲帶卷繞并加熱固化，再用環(huán)氧樹(shù)脂澆注并加熱固化；Ｄ型芯體是先將電阻片及電極用熱縮塑料套固定，再用環(huán)氧樹(shù)脂澆注并加熱固化。電阻片的尺寸為34X20．5ｍｍ。

另外，為了研究避雷器的內(nèi)外絕緣性能，還用絕緣棒替代電阻片制成"等形于"避雷器的絕緣體試品。

三、復(fù)合外套氧化鋅避雷器的性能試驗(yàn)和分析

對(duì)于上述四種復(fù)合外套氧化鋅避雷器的結(jié)構(gòu)，其物理電氣性能在哪些方面有差別？差別到底有多大？這就是要研究和解決的問(wèn)題。

參照復(fù)合外套氧化鋅避雷器的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)就會(huì)發(fā)現(xiàn)，在所有的試驗(yàn)項(xiàng)目中只有以下幾個(gè)項(xiàng)目與上述避雷器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)聯(lián)，而其余項(xiàng)目與避雷器結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)或關(guān)系很小。因此，這里只選擇以下幾個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行試驗(yàn)。

四、14／10大電流沖擊試驗(yàn)

對(duì)于復(fù)合外套氧化鋅避雷器所用的34X20.5mm電阻片，其4/10μｓ大電流沖擊水平一直是我國(guó)向IEC標(biāo)準(zhǔn)（即達(dá)到65KA）以及國(guó)外先進(jìn)水平?jīng)_擊的目標(biāo)，目前我國(guó)部分生產(chǎn)廠還不能完全滿足。