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在電力系統(tǒng)過電壓保護(hù)技術(shù)的發(fā)展史上，普通閥型避雷器是個(gè)重要里程碑。它主要取代了更早的管型避雷器，還為現(xiàn)代金屬氧化物避雷器的誕生打下了基礎(chǔ)。要理解它的作用，核心是弄清楚它的設(shè)計(jì)初衷與主要限制對(duì)象。
一、核心定位：限制大氣過電壓與切斷工頻續(xù)流
普通閥型避雷器的根本任務(wù)，是限制侵入電力設(shè)施的雷電過電壓（也就是大氣過電壓），并且在動(dòng)作后能自己切斷后續(xù)的工頻續(xù)流。這樣做，是為了保證電力系統(tǒng)能持續(xù)運(yùn)行。
主要限制對(duì)象：雷電過電壓
就雷電過電壓的來源來說，輸電線路附近或者桿塔一旦遭到雷擊，就會(huì)產(chǎn)生幅值極高的瞬態(tài)過電壓波。這種波會(huì)沿著線路傳到變電站，直接威脅變壓器、斷路器這類關(guān)鍵設(shè)備的絕緣。這種由雷云放電引起的過電壓，我們就叫它大氣過電壓或者雷電過電壓。
就它的作用來說，我們通常會(huì)把普通閥型避雷器裝在電氣設(shè)備周邊，讓它充當(dāng)過電壓的 “泄放通道”，這樣能保障電氣設(shè)備在復(fù)雜電壓環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)侵襲而來的雷電過電壓幅值超過避雷器的動(dòng)作閾值，避雷器內(nèi)部間隙就會(huì)被擊穿。此時(shí)，它像一道安全閘，能把巨大的雷電流迅速泄入大地，守護(hù)設(shè)備安全。這時(shí)候，避雷器內(nèi)部的碳化硅閥片電阻會(huì)呈現(xiàn)低阻狀態(tài)，還會(huì)把它兩端的電壓（我們叫它殘壓）限制在遠(yuǎn)低于設(shè)備絕緣耐受水平的數(shù)值。這個(gè)被限制后的 “殘壓” 會(huì)施加在被保護(hù)設(shè)備上，從而保護(hù)設(shè)備絕緣不被擊穿。
關(guān)鍵輔助功能：切斷工頻續(xù)流
先說說這里存在的問題。雷電流泄放完之后，系統(tǒng)正常的工頻電壓還加在避雷器兩端。這個(gè)電壓會(huì)繼續(xù)通過避雷器的低阻路徑形成電流，我們把這種電流叫工頻續(xù)流。要是這個(gè)續(xù)流不能快速切斷，避雷器就和持續(xù)短路差不多，可能引發(fā)系統(tǒng)接地故障，導(dǎo)致自身燒毀甚至爆炸。
再看對(duì)應(yīng)的解決辦法。普通閥型避雷器的精妙之處很讓人驚嘆。它的核心亮點(diǎn)，是所用的碳化硅閥片有獨(dú)特的非線性特性 —— 正是這個(gè)特質(zhì)，賦予了避雷器卓越的性能，讓它在電氣系統(tǒng)里發(fā)揮重要作用。雷電流過后，在系統(tǒng)工頻電壓的作用下，閥片電阻會(huì)自動(dòng)急劇增大，這樣就能有效限制并且切斷工頻續(xù)流。與此同時(shí)，和閥片串聯(lián)的間隙會(huì)因?yàn)殡娏鬟^零而熄弧，徹底隔離系統(tǒng)運(yùn)行電壓，讓避雷器恢復(fù)正常狀態(tài)。
二、為何不主要用于限制操作過電壓？
雖然閥型避雷器對(duì)幅值較高的操作過電壓有一定限制功效，但它并不是為有效約束操作過電壓設(shè)計(jì)的。原因主要有兩個(gè)層面。
一方面看伏秒特性。普通閥型避雷器內(nèi)部有多個(gè)串聯(lián)間隙，它放電時(shí)會(huì)有一定時(shí)延，伏秒特性也相對(duì)較陡。但操作過電壓的波頭相對(duì)緩慢，這就可能和避雷器的放電特性配合不好，要么讓避雷器動(dòng)作不及時(shí)，要么導(dǎo)致保護(hù)效果不理想。
另一方面看通流容量。操作過電壓的持續(xù)時(shí)間遠(yuǎn)長于雷電過電壓，它的能量通常也更大。普通閥型避雷器 —— 特別是配電用的那種，它的碳化硅閥片要是承受長時(shí)間、高能量的操作過電壓沖擊，通流容量可能不夠，會(huì)有損壞的風(fēng)險(xiǎn)。
三、結(jié)構(gòu)與工作原理簡(jiǎn)述
它名字里的 “閥” 字，很形象地說明了它的核心工作特性：能單向?qū)ǎ€能自動(dòng)關(guān)閉。
火花間隙由多個(gè)均勻的小間隙串聯(lián)而成，在正常工頻電壓下，它呈絕緣狀態(tài)，能把帶電部分和地隔離開。
碳化硅閥片有非線性伏安特性。遇到高電壓（過電壓）時(shí)，它的電阻很小，方便泄流；在正常電壓下，它的電阻很大，方便熄弧。
它的工作流程是這樣的：過電壓襲來時(shí)，間隙會(huì)被擊穿；接著閥片呈低阻狀態(tài)，限制殘壓并且泄放電流；等過電壓消失后，閥片又會(huì)變成高阻狀態(tài)，限制并且切斷工頻續(xù)流；之后間隙熄弧，系統(tǒng)就恢復(fù)正常了。
恩彼邁普通閥型避雷器是特定歷史時(shí)期的主力保護(hù)設(shè)備，它的設(shè)計(jì)核心是限制侵入變電站以及電氣設(shè)備的雷電過電壓（也就是大氣過電壓），并且靠自身的 “閥性” 自動(dòng)切斷工頻續(xù)流。和現(xiàn)代無間隙的金屬氧化物避雷器比，它在保護(hù)性能、通流容量還有響應(yīng)特性上都有差距，但它 “限壓 - 熄弧” 的基本原理，為過電壓保護(hù)技術(shù)的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
