10kV电力系统用避雷器新旧产品保护特性对比

普通10kV电瓷外套避雷器（旧）
上世纪八十年代前的避雷器，不管其芯体是sic或是znO半导体非线性电阻片，但它的外套均是电瓷材料。此种产品外套耐老化，但当避雷器芯体老化或遭强雷损坏时，因产品没设脱离装置而会发生粉碎性爆炸，且危及设备和人身安全。
然而这种爆炸相当于脱离器，因此，电力系统不会引起永久性接地故障。八十年代后，电瓷外套避雷器慢慢被硅橡胶复合外套金属氧化物避雷器所替代。
普通10kV金属氧化物复合外套避雷器（旧）
一、产品结构
产品结构如图一所示，图一中：①为硅橡胶外套；②为环氧玻璃丝布筒或为无纬带；③为znO非线性电阻片；④为导电极，上下共两片。避雷器的保护特性，主要决定其芯体非线性电阻片和整体结构。
二、产品特点
目前中国10kV金属氧化物避雷器的结构，基本上大同小异和图一相似，此种产品特点是结构简单成本低，但保护性能差，不可靠。
A、此种结构的产品，其爬电比距都在25mm／kV以上，即外绝缘闪络电压都大于150kV；芯体高度约125mm，其闪络电压大于100kV。若芯体与外套内壁之间没有缝隙和缺陷，则芯体不会闪络。
B、当产品刚投入运行遇到雷击，雷电流又不大于5kA时，雷电流将通过芯体释放到地，(图一中所示)过电压被限制到50kv以下，确保电力设备的安全运行；若遭遇到强雷，雷电流为65kA时，此时避雷器两端电位差将达到100kV峰值，这可能会发生芯体损坏、芯体与外套内壁间闪络；雷电流大于65kA时，避雷器芯体可能损坏或芯体与外套内壁间闪络，甚至发生避雷器外套闪络或者电力设备绝缘被击穿，这种种可能性都存在。芯体损坏击穿，内闪和外闪产生的电流路径如图一所示。
C、当产品经过长期运行后，产品将发生蜕化，其阻性电流将增大，同时外绝缘也因污染而降低，尤其污染严重时，因杂散电容的影响，这将导致产品芯体电压分布不均，加速产品的蜕化。因此，在正常电压运行情况下，产品都有可能发生内部局部放电和因漏电流增大而损坏；若产品遭强雷击，此时，因产品已蜕化，芯体将发生局部闪络或损坏，而导致外套破裂和产品发生喷弧现象。
D、因此种产品没设脱离装置，不管在任何情况下损坏都将使电力系统发生永久性接地，难找故障点，将引起长时间的停电事故


10kV防爆自动脱离型金属氧化物避雷器（新）
产品结构如图二所示，图二中：①为硅橡胶外套；②为芯体(非线性电阻)；③为特殊绝缘材料；④为高强度且可灭弧的绝缘筒；⑤为老化时脱离机构；⑥为防爆盖；⑦为压力释放薄弱环；(A)为储能弹簧。
一、产品特点
由图二可知，它与图一不同。
A．产品外形不同于一般产品，因产品外套外部的电压分布受使用条件、环境的影响大，所以在设计时除考虑其直线放电距离和爬电距离外，主要考虑其外部电压分布均匀的问题。无论怎样使其外部电压分布绝对均匀是不可能的，然而可使其尽量接近均匀。
B．产品的内部结构也与一般产品不同，其芯体与外套之间留一空隙，主要是给芯体一个闪络通道。空隙的大小关系到防爆自动脱离的可靠性，除此之外，还可影响到阀芯的电位分布和产品的使用寿命。
C．外部爬电比距大于31mm／kV，其闪络电压大于200kV，而设计芯体的闪络电压在60—75kV之间，所以在任何强雷(大于65kA)作用下都不会发生外闪。即避雷器在任何强雷作用下，其两端的电位差均小于75kV。
D．避雷器若遭强雷袭击，避雷器内芯体将发生损坏、闪络，产生高温高压气体，⑦处在高温气压作用下将被冲破，随之地线落地(也有可能因压强上升快，避雷器下端外套破裂，底盖和地线在高压强作用下而脱落)，避雷器脱离电力系统，完成了它的任务，保证了变压器及其它电力设备的安全运行。
E．当避雷器经过长期运行后，芯体会老化，漏电流将不断增大，若增大到毫安级，此时的芯体将发热。由于芯体非线性电阻是负温系数的，电阻随温度升高而迅速下降，漏电流迅速增大，芯体的温度也不断升高，且将热传给⑤，使其特殊焊料温度升到熔点时，接地螺栓在储能弹簧的作用下而脱离避雷器(此种现象称避雷器老化脱离)。
F．由于新产品具有上述特点，所以不管它在任何情况下损坏都能自动脱离电力系统，防止发生永久性接地，保证电力系统的安全运行。