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摘要：现在工业及生活中氧化锌避雷器被广泛运用，但投入使用的越来越多随之发现的问题也越来越多，因此其中的问题就有待于发现与改进。本文通过对氧化锌避雷器的应用原理的分析，从理论上讲述它的组成结构、特性以及试验方法，希望可以为改进该避雷器做出一些贡献。
关键词：氧化锌避雷器；试验
避雷器是不管是在变压器还是变电站都得到了较为广泛的应用。避雷器是维持电力系统运行中很重要的一种部件，它在一般情况下是没有多大的作用，但是在雷雨天气，避雷器却可以使整个电力系统正常安全运行。但是近些年来，氧化型避雷器却在电力系统的应用中出现了很多问题，这些问题的存在严重的威胁着电力系统的正常运行，也在一定程度上影响到用户的使用。因此氧化锌避雷器的存在的安全隐患，亟待解决。
一、氧化锌避雷器的组成原理及特性
1.氧化锌避雷器的组成原理以及工作原理
氧化锌避雷器的电阻材料主要选用高纯度的氧化锌，并加入少量氧化钴、氧化铬、氧化锰、氧化锑、氧化铋和少量的金属氧化物等添加剂经过混合造粒、成型、高温烧结而成。在理论上氧化锌避雷器采用的是一种利用氧化锌良好的非线性伏安特性。每一块压敏电阻在制造时就有一个固定的压敏电压，当电压小于压敏电压时，压敏电阻值很大，此时为绝缘；当电压大于压敏电压时，压敏电阻被击穿，此时的相当于短路状态，但是压敏电阻被击穿后可以恢复到原来的状态。因此电力线上安装了这种避雷器之后，当遭遇到雷击时，雷电波击穿了压敏电阻，进而流向大地，这样就可以将电源线的电压控制在有效的范围内。
2.氧化锌避雷器的特征
伏安特性：假如把氧化锌、氧化铋、氧化钻和其它金属化合物的粉末的混合物加压，随后高温加热，把它们烧结成的固体致使有一定的伏安特性（I—U特性）非特性。氧化锌避雷器的伏安特性可分为小电流区、非线性区以及饱和区。如下图所示的I、II、III 区。非线性系数α是检测避雷器性能高低的指标之一。在一样的冲击电流的作用下，它们的数值越小避雷器电阻片上的残压就越小。
二、氧化锌避雷器的优点
在氧化锌避雷器的特征中可以了解到氧化锌具备了非常好的非线性特征，在比较高的电压作用下金属氧化附加的粒界层中的价电子被拉出，又或者由于碰撞电离产生电子崩致使载流子大量增加。等到电场的强度达到1000～10000V/m时，它的电阻率便下降到1Ω.cm；等到外加作用的电压变低的时候，因为又重新聚集在了一起，使载流子减少，电阻又变大，因此具有良好的非线性伏安特性。在正常的运行电压下，流经的阻性电流很小，通常约为10—15Ua，超不多为绝缘状态。但对与其它作用于阀片上的电压上升时，电流也随之升高，相比于传统的碳化硅避雷器非线性差，伏安特性陡。
2.1无串联间隙
在正常电压下，氧化锌避雷器相当于一个绝缘体，这种情况下的电压不会将氧化锌避雷器阀片烧坏，所以不需要使用串联间隙来隔离运行电压。因此就不会出现普通避雷器那样因为串联间隙所带来的一系列麻烦，有效地改善了陡波下的影响特性，放电没有延迟，限制过电压效果比较好。
2.2通流量能量大，可限制操作过电压
阀片是决定氧化锌避雷器的通流量的重要因素。这种避雷器的工作原理中可以很容易的看出，阀片就是指高纯度的氧化锌片。而且每一片氧化锌片都存在一个压敏电压值，因此决定通流量的大小在一定程度上来说是有阀片的量和氧化锌的压敏电压值所決定的。所以通流量能量大，可限制操作过电压。
2.3体积小、重量轻
氧化锌避雷器根据它的特征决定，简化了结构，它的高度只是取决于外表面对电气绝缘的要求，比氧化硅避雷器能降低1/3～1/2，在种量能减轻比1/3还多，能够节省变配电占地面积，其次还可以节约投资。
2.4泄流和断开高压
根据氧化锌避雷器的工作原理，可以看出这种变压器存在一个压敏电压，因此只要输送的电压不超过压敏电压就不会将高压引出流向大地；而在遇到雷雨天气时，即使遇到雷击，电压超过了压敏电压，会击穿压敏电阻，通过导线，将其导入大地，可以有效的将输电线的电压控制在一定的范围之内，这样可以有效的保障输电线的安全。因此氧化锌避雷器具有泄流和断开高压的有点。
三、氧化锌避雷器的试验
3.1绝缘电阻试验
该试验是氧化锌避雷器试验中最基本的一项试验。它可以发现内部受潮和瓷质裂纹等缺陷。该试验不管是在生产厂还是工作现场都十分容易进行。该试验是将两根测量引线接在避雷器上下的两个端点。它的阻值大约在1000MΩ之上。在这里需要使用电压1000V的摇表。
3.2泄漏电流试验
由于无间隙氧化锌避雷器在持续工作电压下，会导致电阻片中长时间的通过很小的电流，因此减少避雷器的使用寿命和保护特性。为此，了解了该值逐年的变化变化情况才能知道避雷针的劣化程度。
3.21氧化锌避雷器运行电压下的交流泄漏电流试验
工作电压下的交流泄漏电流试验可以检查正常工作相电压下的最大工作电流，因为氧化硅阀片的电流把会主要是电容电流，因此可以把避雷器在工作时看作是一个电阻和电容的并联回路，在简化后工频下的等值电路如右图所示，图中Rc是氧化锌晶体本体中的电阻，C是晶界层中的固有电容，R是晶界层中的电阻。氧化锌阀片在正常工作的电压下，通常只有约数十微安的微小电流通过电阻R，既阻性电流分量IR，但是流过阀片电容C的电流IC可在几百微安之上。由此可以了解到正常情况下阻性分量仅占全电流的5% ～20%。
3.22氧化锌避雷器停电条件下的直流试验
氧化锌避雷器的直流试验，可以是测量直流1mA电压（U1mA）和0.75U1mA下的泄漏电流，从这种电压可以了解到氧化锌避雷器从小电流运行区到大电流运行区的相隔点，是无间隙氧化锌避雷器一定要做的一项试验。试验可以在理论上检测出氧化锌避雷器的保护特性、装配质量以及老化程度。
结束：
在了解氧化性避雷器的工作原理之后，很多问题多可以从这些原理中寻找解决的方法；进行试验，是为了解决问题而提供参考意见的。从文中介绍了几个试验，从不同的角度来测试，可以进一步的发现氧化性存在的安全隐患，进而可以为改良工作提出有价值的意见。
参考文献：
[1]张家安，张武陵，龙继胜.氧化锌避雷器现场带电测试研究[J].武汉电力职业技术学院学报， 2005（1），
[2]张鹏，张伟星，巨文伟.氧化锌避雷器试验的探讨[J].《电气开关》，2009 No.2
关键词：氧化锌避雷器；试验
避雷器是不管是在变压器还是变电站都得到了较为广泛的应用。避雷器是维持电力系统运行中很重要的一种部件，它在一般情况下是没有多大的作用，但是在雷雨天气，避雷器却可以使整个电力系统正常安全运行。但是近些年来，氧化型避雷器却在电力系统的应用中出现了很多问题，这些问题的存在严重的威胁着电力系统的正常运行，也在一定程度上影响到用户的使用。因此氧化锌避雷器的存在的安全隐患，亟待解决。
一、氧化锌避雷器的组成原理及特性
1.氧化锌避雷器的组成原理以及工作原理
氧化锌避雷器的电阻材料主要选用高纯度的氧化锌，并加入少量氧化钴、氧化铬、氧化锰、氧化锑、氧化铋和少量的金属氧化物等添加剂经过混合造粒、成型、高温烧结而成。在理论上氧化锌避雷器采用的是一种利用氧化锌良好的非线性伏安特性。每一块压敏电阻在制造时就有一个固定的压敏电压，当电压小于压敏电压时，压敏电阻值很大，此时为绝缘；当电压大于压敏电压时，压敏电阻被击穿，此时的相当于短路状态，但是压敏电阻被击穿后可以恢复到原来的状态。因此电力线上安装了这种避雷器之后，当遭遇到雷击时，雷电波击穿了压敏电阻，进而流向大地，这样就可以将电源线的电压控制在有效的范围内。
2.氧化锌避雷器的特征
伏安特性：假如把氧化锌、氧化铋、氧化钻和其它金属化合物的粉末的混合物加压，随后高温加热，把它们烧结成的固体致使有一定的伏安特性（I—U特性）非特性。氧化锌避雷器的伏安特性可分为小电流区、非线性区以及饱和区。如下图所示的I、II、III 区。非线性系数α是检测避雷器性能高低的指标之一。在一样的冲击电流的作用下，它们的数值越小避雷器电阻片上的残压就越小。
二、氧化锌避雷器的优点
在氧化锌避雷器的特征中可以了解到氧化锌具备了非常好的非线性特征，在比较高的电压作用下金属氧化附加的粒界层中的价电子被拉出，又或者由于碰撞电离产生电子崩致使载流子大量增加。等到电场的强度达到1000～10000V/m时，它的电阻率便下降到1Ω.cm；等到外加作用的电压变低的时候，因为又重新聚集在了一起，使载流子减少，电阻又变大，因此具有良好的非线性伏安特性。在正常的运行电压下，流经的阻性电流很小，通常约为10—15Ua，超不多为绝缘状态。但对与其它作用于阀片上的电压上升时，电流也随之升高，相比于传统的碳化硅避雷器非线性差，伏安特性陡。
2.1无串联间隙
在正常电压下，氧化锌避雷器相当于一个绝缘体，这种情况下的电压不会将氧化锌避雷器阀片烧坏，所以不需要使用串联间隙来隔离运行电压。因此就不会出现普通避雷器那样因为串联间隙所带来的一系列麻烦，有效地改善了陡波下的影响特性，放电没有延迟，限制过电压效果比较好。
2.2通流量能量大，可限制操作过电压
阀片是决定氧化锌避雷器的通流量的重要因素。这种避雷器的工作原理中可以很容易的看出，阀片就是指高纯度的氧化锌片。而且每一片氧化锌片都存在一个压敏电压值，因此决定通流量的大小在一定程度上来说是有阀片的量和氧化锌的压敏电压值所決定的。所以通流量能量大，可限制操作过电压。
2.3体积小、重量轻
氧化锌避雷器根据它的特征决定，简化了结构，它的高度只是取决于外表面对电气绝缘的要求，比氧化硅避雷器能降低1/3～1/2，在种量能减轻比1/3还多，能够节省变配电占地面积，其次还可以节约投资。
2.4泄流和断开高压
根据氧化锌避雷器的工作原理，可以看出这种变压器存在一个压敏电压，因此只要输送的电压不超过压敏电压就不会将高压引出流向大地；而在遇到雷雨天气时，即使遇到雷击，电压超过了压敏电压，会击穿压敏电阻，通过导线，将其导入大地，可以有效的将输电线的电压控制在一定的范围之内，这样可以有效的保障输电线的安全。因此氧化锌避雷器具有泄流和断开高压的有点。
三、氧化锌避雷器的试验
3.1绝缘电阻试验
该试验是氧化锌避雷器试验中最基本的一项试验。它可以发现内部受潮和瓷质裂纹等缺陷。该试验不管是在生产厂还是工作现场都十分容易进行。该试验是将两根测量引线接在避雷器上下的两个端点。它的阻值大约在1000MΩ之上。在这里需要使用电压1000V的摇表。
3.2泄漏电流试验
由于无间隙氧化锌避雷器在持续工作电压下，会导致电阻片中长时间的通过很小的电流，因此减少避雷器的使用寿命和保护特性。为此，了解了该值逐年的变化变化情况才能知道避雷针的劣化程度。
3.21氧化锌避雷器运行电压下的交流泄漏电流试验
工作电压下的交流泄漏电流试验可以检查正常工作相电压下的最大工作电流，因为氧化硅阀片的电流把会主要是电容电流，因此可以把避雷器在工作时看作是一个电阻和电容的并联回路，在简化后工频下的等值电路如右图所示，图中Rc是氧化锌晶体本体中的电阻，C是晶界层中的固有电容，R是晶界层中的电阻。氧化锌阀片在正常工作的电压下，通常只有约数十微安的微小电流通过电阻R，既阻性电流分量IR，但是流过阀片电容C的电流IC可在几百微安之上。由此可以了解到正常情况下阻性分量仅占全电流的5% ～20%。
3.22氧化锌避雷器停电条件下的直流试验
氧化锌避雷器的直流试验，可以是测量直流1mA电压（U1mA）和0.75U1mA下的泄漏电流，从这种电压可以了解到氧化锌避雷器从小电流运行区到大电流运行区的相隔点，是无间隙氧化锌避雷器一定要做的一项试验。试验可以在理论上检测出氧化锌避雷器的保护特性、装配质量以及老化程度。
结束：
在了解氧化性避雷器的工作原理之后，很多问题多可以从这些原理中寻找解决的方法；进行试验，是为了解决问题而提供参考意见的。从文中介绍了几个试验，从不同的角度来测试，可以进一步的发现氧化性存在的安全隐患，进而可以为改良工作提出有价值的意见。
参考文献：
[1]张家安，张武陵，龙继胜.氧化锌避雷器现场带电测试研究[J].武汉电力职业技术学院学报， 2005（1），
[2]张鹏，张伟星，巨文伟.氧化锌避雷器试验的探讨[J].《电气开关》，2009 No.2