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当过电压值达到规定的动作电压时,避雷器立即动作,流过电荷，限制过电压幅值，保护设备绝缘；当电压值正常后，避雷器又迅速恢复原状，以保证系统正常供电。原始的避雷器是羊角形间隙，出现于19世纪末期，用于架空输电线路，防止雷击损坏设备绝缘而造成停电，故称“避雷器”。20世纪20年代,出现了铝避雷器,河北张家口氧化膜避雷器和丸式避雷器。30年代出现了管式避雷器。50年代出现了碳化硅避雷器。70年代又出现了金属氧化物避雷器。现代高压避雷器，不仅用于限制电力系统中因雷电引起的过电压，也用于限制因系统操作产生的过电压。避雷器有管式和阀式两大类。阀式避雷器分为碳化硅阀式避雷器和金属氧化物避雷器(又称氧化锌避雷器)。阀式避雷器主要由封闭在瓷套中、相互串联的火花间隔及非线性电阻构成，火花间隙能在遇到过电压时被击穿放电，在正常运行的工频电压下起将电源与非线性电阻相互隔断的作用。非线性电阻在过电压时能吸收过电压能量以限制放电电压下的残压，和起着限制工频续流的作用。非线性电阻在正常工作状态下对工频电流的电阻非常大，因而使工频电流被隔断；当遇到雷电时，在过电压作用下电阻值非常小，使雷电流得以畅通流地。雷电流过后，其电阻值又自动恢复到原来的较大值。将跟随而来的工频续流限制在较小范围之内，对被保护设备起到防雷保护作用，也是使电网恢复正常。[1]管式避雷其结构原理见图。内间隙（又称灭弧间隙）置于产气材料制成的灭弧管内，外间隙将管子与电网隔开。雷电过电压使内外间隙放电，内间隙电弧高温使产气材料产生气体，管内气压迅速增加，高压气体从喷口喷出灭弧。管式避雷器具有较大的冲击通流能力，可用在雷电流幅值很大的地方。但管式避雷器放电电压较高且分散性大，动作时产生截波，保护性能较差。主要用于变电所、发电厂的进线保护和线路绝缘弱点的保护。碳化硅避雷其基本工作元件是叠装于密封瓷套内的火花间隙和碳化硅阀片（电压等级高的避雷器产品具有多节瓷套）。河北张家口阀式避雷器阀式避雷器火花间隙的主要作用是平时将阀片与带电导体隔离，在过电压时放电和切断电源供给的续流。碳化硅河北张家口避雷器的火花间隙由许多间隙串联组成，放电分散性小，伏秒特性平坦，灭弧性能好。碳化硅阀片是以电工碳化硅为主体，与结合剂混合后，经压形、烧结而成的非线性电阻体，呈圆饼状。
氧化锌避雷器是一种具有出色保护性能的设备，它依赖氧化锌的独特非线性伏安特性。在正常工作电压下，避雷器中的电流极其微小（微安或毫安级别），确保了电力系统的稳定运行。其关键创新在于没有传统的放电间隙，而是利用氧化锌的非线性性质，当过电压出现时，电阻会快速下降，有效地释放过电压能量，实现有效的保护作用。
对于氧化锌避雷器的检测，现代化的测试仪器如采用微电脑技术，能够测量避雷器在工频电压下的各种参数，包括全电流、三次谐波、阻性电流、阻性电流峰值、容性电流和有功功率等，为维护和评估其性能提供了科学依据。
氧化锌避雷器的发展历程可以追溯到上世纪七十年代，它主要由氧化锌压敏电阻构成。压敏电阻在正常电压下呈现高阻状态，相当于绝缘状态，但在遇到超过其压敏电压的冲击时，会迅速变成低阻状态，类似于短路。值得注意的是，压敏电阻在击穿后可以自我恢复，当过电压后，它会恢复到高阻绝缘状态。
在电力系统中安装氧化锌避雷器，当雷电引发的高电压冲击到来时，压敏电阻会承受并导通雷电流，从而将电源线上的电压控制在范围，有效地保护了电气设备免受雷击损害。氧化锌避雷器是具有良好保护性能的避雷器。利用氧化锌良好的非线性伏安特性，使在正常工作电压时流过避雷器的电流极小（微安或毫安级）；当过电压作用时，电阻急剧下降，泄放过电压的能量，达到保护的效果。这种避雷器和传统的避雷器的差异是它没有放电间隙，利用氧化锌的非线性特性起到泄流和开断的作用。
阀式避雷器是一种能释放雷电或兼能释放电力系统操作过电压能量，保护电工设备免受瞬时过电压危害，又能截断续流，不致引起系统接地短路的电器装置。避雷器通常接于带电导线和地之间，与被保护设备并联。当过电压值达到规定的动作电压时,避雷器立即动作,流过电荷，限制过电压幅值，保护设备绝缘；当电压值正常后，避雷器又迅速恢复原状，以保证系统正常供电。
氧化锌阀片是以ZnO为基体,添加少量的Bi2O3、MnO2、Sb2O3、Co3O3、Cr2O3等制成的非线性电阻体，具有比碳化硅好得多的非线性伏安特性，在持续工作电压下仅流过微安级的泄漏电流，动作后无续流。
因此金属氧化锌避雷器不需要火花间隙，从而使结构简化，并具有动作响应快、耐多重雷电过电压或操作过电压作用、能量吸收能力大、耐污秽性能好等优点。
由于金属氧化锌避雷器保护性能优于碳化硅避雷器，已在逐步取代碳化硅避雷器，广泛用于交、直流系统，保护发电、变电设备的绝缘，尤其适合于中性点有效接地的110千伏及以上电网。
凌雷金属氧化物避雷器又称金属氧化锌避雷器，它的阀片材料是由半导体氧化锌和其他金属氧化物（如氧化钻、氧化锰等）在高温（1000℃以上）下烧结而成。
氧化锌阀片又称压敏电阻，具有比碳化硅更优良和更理想的非线性电阻特性。在系统运行电压下，它的电阻很大，通过的电流很小，阻性分量仅为10~15uA左右，这样小的电流不会烧坏阀片，因此可以不用串联间隙来隔离工频运行电压;当电压升高时，它的电阻变得很小，可以通过大电流，残压也很低，使设备得到保护，而过电压消失之后，它又恢复原状。
