B级避雷器的选型1

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前言：

所谓B级避雷器，通俗的说法是第一级避雷器；但是工程实际安装的第一级避雷器却不见得都是B级避雷器；本文介绍的B级避雷器是指：安装在LPZ0B区与LPZ1区交界处并且通流量满足GB50343中第5.4.1-2中规定的电源避雷器。

目前行业中的B级避雷器品牌很多，产品从原理上分也多种多样，但是从实际角度出发，可以这样说：国产电源避雷器和进口电源避雷器在技术上已经有技术上的差距；前些年还有进口避雷器宣称自己的核心元件是中国无法制造的，但是近年我过的防雷器生产厂家已经攻破了所谓的技术壁垒；所以，进口避雷器和国产避雷器现在等于是站在同一个起跑线上的；如果非要说有什么差距的话，那也无非是产品外型结构和产品的售后服务上；本文抛开试从产品的工程实际安装角度去剖析各种B级避雷器的特点，为大家在工程应用和B-C的配合选型中提供一点参考。

一、B级避雷器的种类

目前在市场上出现的B级避雷器从原理上基本可以分为开关型和限压型两种，但本文从产品的材料上给B级避雷器做以下分类：

1） 石墨密封

2） 气体放电管

3） 角型间隙

4） 多片压敏电阻

对于以上分类仅仅是方便本文以下的对比和介绍，并不代表B级避雷器的真正形式，其他分类形式本文不做讨论。

1. 石墨密封间隙避雷器介绍

石墨密封间隙避雷器最早出现在国内2000-2001年，该种材料具有很好的电气导通性和稳定性，该种技术目前在国内已经有多家国内企业掌握并且已经非常成熟。该种避雷器工作原理：石墨间隙避雷器是利用两片石墨之间的构成的绝缘间隙作为放电腔，避雷器整体串联多个这样的放电腔以达到提高通流量的目的，但作为整体的避雷器而言，由于每个放电腔的启动电压是相对较高，所以表现在避雷器整体的启动电压就非常高，解决的办法是在每个串联的石墨间隙之间并联一个相对阻抗较低的电阻来作为石墨间隙的点火器，这样就解决了由于串联石墨间隙启动电压高的问题。这种产品的优点在于，提高了避雷器的通流能力，并且由于在串联的石墨片之间并联了一个相应的启动电阻，所以使避雷器的启动电压可以得到一定控制，并且解决了以往普通间隙避雷器存在的续流现象，并且由于石墨片之间的距离很小，在动作时等效与一组电阻并联分流所以不会出现火花外泻的问题；并且由于每个石墨之间是绝缘的，且石墨材料的物理性能又非常稳定，所以从原理角度考虑这种避雷器不存在短路和损坏的现象。下表是不同品牌的石墨间隙避雷器的技术参数对比，从参数上看三个产品基本没有什么区别可言;所以对于这种类型的产品国内和国外产品也许最大对比点就是价格因素了。

石墨密封间隙产品参数对比表（略）


2. 气体放电管避雷器介绍

放电管避雷器是上世纪末就出现的产品，一直沿用到现在。单体放电管的通流量从几KA-上千KA都可以作的到，目前防雷用的放电管多数采用的是陶瓷密封双极气体放电管。其基本的工作原理是气体放电。当极间的电场强度超过气体的击穿强度时，就引起间隙放电，从而限制了极间的电压，使与气体放电管并联的其它器件得到保护。这种产品的优点和缺点都非常明显，其优点是通流量容量大，绝缘电阻高，漏电流小；缺点是残压较高，反应时间慢（≤100ns），动作电压精度较低，启动电压很难紧缺控制并且有续流。


放电管避雷器技术参数对比表（略）



3. 角型间隙避雷器介绍

所谓角型放电间隙避雷器就是由两个形状象牛角的电极，由绝缘材料分开，彼此间有很短的距离。当两个电极间的电位差达到一定程度时，电荷将穿过两个角型的空间打火放电，由此将过电流释放入地。这种保护方式的雏形就是80年代在我过电力系统最常用的开放式保护间隙。在国内的避雷器市场该功能出现最早的应该是FLT60/400&100TT等产品，但是由于这种类型的产品不仅包含了放电管产品的所有优缺点以外还特有的一点是会向外喷出电火花，所以产品应用限制在一定的场合情况下或者安装时注意考虑安全距离问题。在以下对比中可以看出不同产品虽然都是角型间隙，但是其保护水平也有较大差别。

间隙避雷器技术参数对比表（略）


4. 多片压敏电阻B级避雷器介绍

采用多片压敏电阻并联或串联的方式增加通流量也是目前行业中采用的一种方法；这种方式主要的原理是增加压敏电阻的数量以提高整体的通流量，通常采用三片或四片的形式较多，因为数量太多的压敏电阻并联后其产品一致性无法得到保证，在大电流冲击下容易出现电流分布不均匀而导致整个产品出现问题；此外也有个别厂家采用压敏电阻混连的方式，一方面使用多个压敏电阻串联提高启动电压，另一方面通过并联的方式解决通流量的问题；而由于多片压敏电阻通过这种方式组合后产品整体性参数较为严格，所以在压敏电阻的配对上存在一定问题，但国内市场上仍然有这种结构的避雷器在使用，所以本文作者也做了一翻比较：

多片压敏电阻B级避雷器技术参数对比表（略）



比较中不难发现，同样是多片压敏电阻构成的B级避雷器，其保护水平各个厂家的标称也有一定区别。

二、工程应用B+C的能量配合

从上面的参数比较中不难发现：虽然都是B级电源避雷器，但是由于采用的原理和形式不一样其限制电压存在很大不同，即便是同种材料的相比较限制电压也不一样，所以在工程应用中应该重点考虑B、C级电源避雷器的能力配合问题。在工程中往往可以看见一个系统中安装了不同厂家的产品，选了A公司的B级产品，选了B公司的C级产品，中间距离不够又增加了C公司的协调电感，试想这样的组合能否起到最佳的防护效果？我们可以更直观的比较一下：

B级避雷器对比（略）



从上表可以直接看出，由于避雷器的组成材料不同，其限制电压有很大差别；所以再工程中应注意在产品配合中要仔细考虑所选的B级避雷器和C级避雷器之间的能力配合问题。

1） 几中典型的协调电感参数比较

协调电感参数比较（略）



从上表可以看出，标称63A工作电流的协调电感其参数也会有所不同，一般的产品的电感量都差不多维持在15uH左右，所以在系统防雷的设计时应充分考虑不同产品间存在的差异，避免造成事与愿违的后果。（未完待续）