金属氧化物避雷器详细介绍(图文) 民熔

金属氧化物避雷器
金属氧化物避雷器（MOA）是保护输变电设备绝缘不受过电压影响的重要保护装置。

它具有响应快、伏安特性平坦、性能稳定、电流容量大、残压低、寿命长、结构简单等优点。

广泛应用于发电、输电、变配电等系统。

复合护套金属氧化物避雷器由硅橡胶复合材料制成。

与传统的瓷覆金属氧化物避雷器相比，具有体积小、重量轻、结构牢固、抗污染能力强、防爆性能好等优点。

氧化锌是金属氧化物避雷器非线性电阻阀的主要组成
部分，具有优良的非线性特性。

在正常工作电压下，其电阻值很高，相当于一个绝缘体。

在过电压作用下，电阻的电阻很小，残余电压很低。

然而，在正常工作电压下，由于长期工频电压的作用，阀板发生劣化，导致阀板的电阻特性发生变化，流经阀板的泄漏电流增大。

电流中电阻分量的迅速增加，会引起阀板温度升高，引起热塌陷，甚至导致避雷器爆炸。

根据《金属氧化物避雷器通用技术条件》，金属氧化物避雷器的检测项目有6项，包括
（1）绝缘电阻；
（2）直流U1mA和0.75u1ma下的泄漏电流；
（3）工作电压下的交流泄漏电流；
（4）工频参考电流下的工频参考电压；
（5）底座绝缘电阻；
（6）检查放电计数器的动作。

金属氧化物避雷器的基本结构是阀板。

阀板以氧化锌（ZnO）为主要材料，加入少量其它金属氧化物添加剂制成。

它具有良好的非线性压敏特性，故又称压敏电阻避雷器。

烧结体的基本结构为高导电性的ZnO晶粒，电阻率为1Ω⋅cm。

边缘被高电阻率（主要是金属氧化物加合物）颗粒边界层包围，在低电场强度下，电阻率约为1010~1014Ω⋅cm。

在较高的电压下，金属氧化物加合物颗粒边界层中的价电子被拉出，或者由于碰撞电离引起的电子雪崩，电荷载流子大量增加。

当电场强度达到104～105v/cm时，电阻率下降到1Ω⋅cm；当外加电压降低时，载流子减少，电阻增大，具有良好的非线性。

其非线性伏安特性在正负极性上是对称的。

金属氧化物阀片在正常工作电压下，通过的阻性电流很小，一般约为10 ~ 15μA，接近绝缘状态。

作用于阀片上的电压升高时，电流加大。

把通过阀片的阻性电流为1mA 时，作用于避雷器上的电压mA U1 为起始动作电压。

由于氧化锌阀片有良好的非线性特性，在通过10kA冲击电流时残压与mA U1 的比值一般不大于1.9，压比越小，其保护性能越好。

mA U1 的值约为最大允许工作电压峰值的1.05～1.15倍。

氧化锌避雷器的基本工作原理
金属氧化物避雷器又称金属氧化锌避雷器，它是70年代初期出现的新型避雷器，迄今为止，在我国电网中已广泛应用。

它与普通阀型避雷器的主要区别在于阀片材料不同，
普通阀型避雷器的阀片材料是碳化硅（金刚砂），而金属氧化物避雷器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。

MOA的优点只是带有压敏电阻的新型避雷器。

压敏电阻是一种由氧化锌等金属氧化物烧结而成的具有理想方法特
性的多晶半导体陶瓷元件。

同时具有非线性系数小、保护性能好、吸能能力强、流量大、结构简单、稳定性好等优点。

非线性系数α很小。

金属氧化物阀板电流在1ma～10ka范围内时，α值一般在
0.02～0.06之间。

在额定电压作用下，通过的电流很小，可以制成无间隙避雷器。

良好的保护性能。

它不需要间隙动作，一旦电压升高，能迅速吸收过电压能量，抑制过电压的发展；具有良好的陡度响应特性；无间隙MOA的性能几乎不受温度、湿度、气压、污染等环境条件的影响，所以性能稳定。

金属氧化物避雷器无余流，动作负荷小，抗重复动作能力强。

伏安特性是对称的，没有极性问题。

可制成直流避雷器。

通流容量大。

避雷器容易吸收能量，没有串联间隙的制约，仅与阀片本身的强度有关。

同碳化硅阀片比较，氧化物阀片单位面积的通流能力大4～4.5倍。

因此，由该阀片制成的避雷器不仅可以限制大气过电压，还可以用来限制操作过电压，甚至可以承受一定时间的短时（工频）过电压。

结构简单，体积小，易于批量生产，成本低。

适合各种特殊需要。

金属氧化物避雷器具有良好的抗污染性能，在带电清洗过程中不会因污染或改变夹套表面电位分布而影响避雷器的性能。

同时，由于阀板不受大气环境影响，能适应各种绝缘介质，因此也适用于高海拔地区和6sf全封闭开关柜等特殊需要。

金属氧化物避雷器（MOA）具有一系列优点和巨大的发展潜力。

这是世界各国避雷器发展的主要方向。

它将逐步取代传统的带间隙避雷器，成为未来特高压系统的关键过电压保护设备。