串联间隙金属氧化物避雷器的应用
带串联间隙金属氧化物避雷器的研究
带串联间隙金属氧化物避雷器的研究发布时间：2022-12-26T04:25:18.130Z 来源：《中国电业与能源》2022年16期作者：尹照宏张蛟赵长国赵进华王刚[导读] 通过仿真实验分析尹照宏张蛟赵长国赵进华王刚云南电网有限责任公司昭通供电局云南昆明 650000摘要：通过仿真实验分析，在50%放电电压下实施穿刺避雷器以及环电极避雷器实验，并仿真分析处于差异性接地环境下的避雷器安装后对其绝缘子的影响。
结果发现无论是基于单独接地方式或是直接接地，均会在40kA的雷击电流下造成绝缘子闪络，因此则需要安装串联间隙金属氧化物避雷器起到一定程度的避雷作用。
关键词：串联间隙金属氧化物避雷器；接地；过电压引言：根据供电局当前的运行状态而言，做好10kV的架空线路防雷击措施，能够有效保障供电安全。
造成绝缘导线跳闸的原因则是由于在雷击过后促使绝缘导线出现闪络问题，从而产生工频续流电弧。
因此在逐渐应用到串联间隙金属氧化物避雷器的过程中，需要做好相应的安装等级研究，并了解接地需求，确保具有良好的防雷作用保障配电安全。
1 供电防雷现状根据某供电局的供电线路现状进行研究，通过真实性案例，进一步分析在供电线路中的串联间隙金属氧化物避雷器应用需求。
某供电线路为10kV架空线路，在近年来的运行中出现了多次的频繁雷击跳闸问题。
仅仅是在2021年期间就已经发生了15次因雷击导致的线路跳闸问题。
并且在数次雷击跳闸事故中，造成了配电网线路支路断路器的损坏、配电变压器的损毁等，严重影响了正常配电需求。
通过对现有技术内容进行研究分析，在实际当中需要做好避雷器的有效安装，从而才能够在一定程度上实现更加稳定的线路供电效果[1]。
现阶段所应用到的避雷器均为氧化物类型，但是由于这样的氧化物避雷器在实际中的质量参差不齐，难以保障以严格的标准适应供电线路的应用需要，且包括成本较高、定期试验难度较大且更换复杂等问题，在一定程度上影响了其大范围的使用。
铁路10kV线路防雷中带外串联间隙氧化锌避雷器应用
铁路10kV线路防雷中带外串联间隙氧化锌避雷器应用铁路避雷处理技术的创新探究，为铁路运输的技术发展提供了新的发展空间。
带外串联间隙氧化锌避雷器主要采用固定距离的避雷器与氧化锌的间隔，然后连接绝原子的形式，达到铁路电力供应的新型避雷作用，结合带外串联间隙氧化锌避雷器的设计，对带外串联间隙氧化锌避雷器的实际应用进行探究【关键词】铁路10kV线路防雷带外串联间隙氧化锌避雷器应用分析铁路运输是我国交通运输的主要构成部分，随着我国交通建设结构体系的进一步完善，铁路建设中的避雷技术也实现不断的创新发展，从而为铁路的安全运输提供可靠的保障，实现我国铁路运输事业的进一步完善与创新发展1 对铁路带外串联间隙氧化锌避雷器的应用研究的必要性铁路带外串联间隙氧化锌避雷器是现代交通运输中的新型避雷技术，传统的铁路电力输送中应用的避雷设定主要分为外部绝缘子比例措施和内部避雷器，内部系统中的避雷器在实际应用中，受到避雷系统的间隔空间位置的影响，无法与外部绝缘子避雷作用达成同步应用的作用，外部绝缘子长期暴露在户外，绝缘皮氧化脱落损坏，导致铁路运输中高压电力输送的避雷系统存在较大的安全隐患。
带外串联间隙氧化锌避雷器技术的应用，实现了固定距离的避雷器与氧化锌的间隔，然后连接绝原子的形式进行避雷，可以弥补传统避雷系统中存在的问题，是我国铁路安全运输的技术保障2 带外串联间隙氧化锌避雷器的设计分析2.1 设计原理带外串联间隙氧化锌避雷器的研究，是我国铁路交通运输技术研究的创新发展，带外串联间隙氧化锌避雷器的设计，是基于传统铁路避雷系统的设计上，实现新技术的探究。
如图1为带外串联间隙氧化锌避雷器的设计原理图。
从图中设计的整体来看，带外串联间隙氧化锌避雷器的设计整体构成了一个防止雷电循环的循环体，当雷击电流经过输电线路进行电流传输时，放电间隙与羊角单臂之间炫进行电流传输的传输强度相互减弱，电流进过氧化锌防雷芯片后，通过输电线路后，受到绝原子的阻碍，无法继续进行电流传输，而氧化锌同时又恢复到初始的运动状态，从而达到避雷的作用，避免了传统铁路避雷单方面的作用，大大提高了铁路运输的避雷效果2.2 设计计算带外串联间隙氧化锌避雷器的设计，不仅应用的电流传输的基本设计原理，同时也结合数学计算的内容，保障带外串联间隙氧化锌避雷器在实际应用中的避雷效果。
线路用带串联间隙金属氧化物避雷器的试验项目、周期和要求
线路用带串联间隙金属氧化物避雷器的试验项目、周期和要求
序号项目周期要求说明
1 本体绝
缘电阻必要时1）35kV以上不低于2500MΩ
2）35kV及以下不低于1000MΩ
采用2500V及以上兆欧表
2 本体直
流1mA电
压U1mA及
0.75U1mA
下的泄漏
电流必要时1）不得低于GB11032规定值
2）U1mA实测值与初始值或制造厂规定
值比较，变化不应大于±5%
3）0.75U1mA下的泄漏电流不应大于50
μA
3 本体运
行电压下
的交流泄
漏电流必要时1）测量全电流、阻性电流或功率损
耗，测量值与初始值比较，不应有明
显变化
2）当阻性电流增加50%时应分析原
因；当阻性电流增加1倍时应退出运行
4 本体工
频参考电
流下的工
频参考电
压
必要时应符合GB11032或制造厂的规定
5 检查放
电计数器
动作情况
必要时测试3～5次，均应正常动作
6 复合外
套、串联间
隙及支撑
件的外观
检查必要时1）复合外套及支撑件表面不应有明
显或较大面积的缺陷(如破损、开裂
等)
2）串联间隙不应有明显的变形
注: 线路用带串联间隙金属氧化物避雷器主要强调抽样试验，必要时指：
（1）每年根据运行年限和放电动作次数等因素确定抽样比例，将运行时间比较长或动作次数比较多的避雷器拆下进行预防性试验。
（2）怀疑避雷器有缺陷时。
串联间隙氧化锌避雷器的应用与试验
串联问隙氧化锌避雷器的应用与试验文中通过分析碳化硅避雷器与无间隙氧化锌避雷器在电力系统应用的不足比较，阐述了串联间隙氧化锌避雷器的优越性。
并针对缺乏串联间隙氧化锌避雷器试验项目的情况，简单分析了串联间隙氧化锌避雷器在应用中的试验问题。
1.避雷器应用的比较目前在电力系统中运行的避雷器主要有两种类型。
一类是以串联火花间隙与碳化硅阀片为主要元件的传统阀型避雷器；另一类是以氧化锌电阻片为主要元件的金属氧化物避雷器。
其主要元件的伏安特性如下图一二所示。
对暂态过电压危害有效防护办法是加结构性能稳定的串联间隙将全部暂态过电压限定在保护死区内，使避雷器免受其危害。
串联间隙氧化锌避雷器有此独具优点。
结构上串联间隙氧化锌避雷器既有间隙又用氧化锌阀片，其间隙结构不同于碳化硅避雷器。
其间隙数量少，当过电压达到冲击放电电压时，间隙无时延击穿，同时因隙距大动作特性稳定，可避免碳化硅避雷器间隙带来的缺点。
串联间隙氧化锌避雷器的间隙已将全部暂态过电压限定在保护死区内免受其危害，故又可避免无间隙氧化锌避雷器因拐点电压偏低带来的缺点。
2.串联间隙氧化锌避雷器试验问题随着现代防雷技术的发展，在小电流接地系统中交流串联间隙氧化锌避雷器正逐步在变压器开关、母线、电动机、发电机、线路、电容器组等电气设备得到应用。
作为电气设备本身，同样存在着阀片性能、参数设计、绝缘材质、装配不良、密封缺陷等问题；掌握其性能状况亦显得十分必要。
对于中性点非直接接地的3—63KV电力系统中的氧化锌避雷器，我国电力行业标准DL/T 596 —1996《电力设备预防性试验规程》（以下简称《规程》）明确规定其试验项目为：1.绝缘电阻;2. 直流1mA下的电压U1mA及75%U1m下的电流。
众所周知，该规程关于氧化锌避雷器的试验项目是源于《交流无间隙金属氧化物避雷器》(GB11032-89)的规定要求，是针对交流无间隙氧化锌避雷器的。
《规程》规定的试验项目是否适用带串联间隙的氧化锌避雷器值得商榷。
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。
金属氧化物避雷器原理及应用
3. 产品介绍
（2）MYD系列氧化锌压敏电阻避雷器
特点
是一种新型半导体陶瓷产品，通流容量 大、非线性系数高、残压低、漏电流小、 无续流、响应时间快。
3. 产品介绍
（2）MYD系列氧化锌压敏电阻避雷器
应用
应用于几伏到几万伏交直流电压的电气设 备的防雷、操作过电压保护，对各种过电压具 有良好的抑制作用。
注
有机外套和整体式合成绝缘氧化锌避雷 器的型号表示式是，在基本型“Y” 前 分别加“H”和“ZH”，其后面几个字 母的含义与基本型相同。
学习愉快！
4. 金属氧化物避雷器的全型号表示和含义如下
Y □ □ □ □－□
金属氧化物避雷器
额定放电电流（KA）
W－无放电间隙 C－串有放电间隙 B－并有放电间隙
结构特性代号
S－变配电所用 D－电机用Fra bibliotek应用场合代号
额定电压（KV）
设计序号
应用场合代号
R－电容器组用 Z－电站用 X－线路保护用
4. 金属氧化物避雷器的全型号表示和含义如下
2. 类型介绍
（2）有间隙金属氧化物避雷器
有串联或并联的火
由于氧化锌电阻阀片
花间隙，阀片采用
的优越的非线性特性，
了氧化锌电阻片。
使其有取代炭化硅阀
1 2 式避雷器的趋势。
2. 类型介绍
（2）有间隙金属氧化物避雷器
上述两种金属氧化物避雷器的工作原 理和外形均与采用炭化硅阀片的阀式避雷 器基本相似。
3. 产品介绍
氧化锌避雷器主要类型有
普通型(基本 型) 氧化锌
避雷器
1
有机外套氧 化锌避雷器
2
整体式合成 绝缘氧化锌
避雷器
金属氧化物避雷器的运行维护及应用
论文金属氧化物避雷器的运行维护及应用申请人：徐鑫学科（专业）：电力系统及其自动化指导教师：徐正红2015年9月网络教育学院毕业设计(论文) 任务书专业班级电力系统及其自动化层次专升本姓名徐鑫学号313091753142636一、毕业设计（论文）题目金属氧化物避雷器的运行维护及应用二、毕业设计（论文）工作自2015年6月26日起至2015年9月28日止三、毕业设计（论文）基本要求：指导教师：网络教育学院毕业设计(论文)考核评议书论文题目：金属氧化物避雷器的运行维护及应用学科（专业）：电力系统及其自动化申请人：徐鑫指导教师：徐正红摘要金属氧化物避雷器又称金属氧化锌避雷器，我国从20世纪70年代起开始进行电力氧化锌避雷器的研究，到20世纪80年代，我国的氧化锌避雷器技术得到了很快的发展，并引进了国外先进技术及生产线。
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。
电阻阀片主要成分是氧化锌，氧化锌的电阻片具有极为优越的非线性特性。
正常工作电压下其电阻值很高，实际上相当于一个绝缘体，而在过电压作用下，电阻片的电阻很小，残压很低。
但正常工作电压下，由于阀片长期承受工频电压作用而产生劣化，引起电阻特性的变化，导致流过阀片的泄漏电流的增加。
电流中的阻性分量急剧增加，会使阀片上温度上升而发生热崩溃，严重时，甚至引起避雷器的爆炸事故。
金属氧化物避雷器的检测项目共6项，分别为（1）绝缘电阻（2）直流U1mA及0.75U1mA下的泄漏电流（3）运行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）检查放电计数器动作情况。
金属氧化物避雷器（MOA）具有许多突出特点：优异的非线性伏安特性、无间隙、无续流、电气设备所受过电压可以降低、通流容量大。
110kV带串联间隙复合外套线路型氧化锌避雷器的应用
２１ ０ ０年第 ５期
Ｚ ＪＡＮＧ ＲＩ Ｐ ＨＥ Ｉ ＥＩ ＥＣＴ Ｃ ＯＷ Ｅ Ｒ
１ ９
１０ｋ Ｖ带串联问隙复合外套线路型氧化锌 １ 避雷器的应用
杭 文
（ 南 供 电 公 司 ，安 徽 淮 淮南 ２２０ ） ３ ０ ７ 率 一直是 电力工 程技术人员 关注的课题 ，对于雷 电活动强 烈 、土壤 电
Ａｐ ｌ ａ ｉｎ ｏ ０ ｋ Ｐｏｙ ｅ ｉ ｕ ｅ ｎ Ｏ Ａ ｔ ｕ ｐ ｒｉ ｇ Ｓ ｒｅ ａ ｐ ｉ ｔｏ ｆ１ Ｖ ｌ ｍ ｒｃ Ｈｏ ｓ ｄ Ｌｉ ｅ Ｍ ｃ １ ｗｉｈ Ｓ ｐ ｏ ｔｎ ｅ ｉｓＧ ｐ
ＨＡＮＧ Ｗ ｅ ｎ
（ ａｎ ｎＥ ｅ ｔ ｃＰ ｗ ｒ ｒａ ，Ｈｕ ｉａ ｎ ｕ ３ ０ ７，Ｃ ｉａ Ｈｕ ｉａ ｌｃｒ ｏ ｅ ｅ ｕ ｉ Ｂｕ ａｎ ｎ Ａ ｈ ｉ ２ ０ ２ ｈｎ ）
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｎ ｏ ｉ ｅ ｌ ｈｎ ｎ ｒ ｏ ｔｒｔ ｅ ｏ ｅ ｏ ｉ ｆｃ ｍｍ ｏ ｏ ｃ ｒ ．Ｕｓｎ ｏ ｖ ｎ ｅ ｒ ｄ ｃ ｉ ｆｌｎ ｉ ｔｉ ｇ ｔｉ ｕ ａｅ ｂ ｃ ｍ ｓ ａ ｔｐ ｃ ｏ ｏ ｏ ｇ ｐ— ｎ ｃ ｎ ｅｎ ｉｇ ｃ ｎ ｅ —
回路 输 电线 路 采 用 不 平 衡 绝 缘 等 。但 采 用 减 小 避 雷线 屏 蔽 角 的 方 法 将 受 到 杆 塔 结 构 的 限 制 ，提 高
绝 缘 水 平 会 增 加 线 路 造 价 。并 受 到 杆 塔 结 构 及 走
联 ， 当雷 击 杆 塔 时 ，雷 电 流 引起 的 高 电位 使 得 带 串联 间 隙 避 雷 器 动 作 ，降 低 了杆 塔 与 导 线 之 间 的 电位 差 ，从 而 保 证 线 路 绝 缘 子 串 不 会 闪 络 跳 闸 。 在 带 串联 间 隙避 雷 器 动 作 后 ，又 由 于避 雷 器 本 体
串联间隙金属氧化锌避雷器(电气元件、绝缘材料)、三相组合式过电压保护器试验装置
GDYZ-50D氧化锌避雷器现场测试仪一、避雷器测试仪主机1. 概述工频放电电压是反映电气设备质量的重要参数之一，氧化锌避雷器现场测试仪（过电压保护器测试仪）是根据国家最新电力行业标准（JB/T6479-1992）而设计的性能先进的智能型试验设备，广泛用于35kV 及以下电力系统，主要用于对有串联间隙金属氧化锌避雷器（电气元件、绝缘材料）、三相组合式过电压保护器进行工频放电电压、绝缘强度试验、以测试被试品的绝缘水平，发现被试品的绝缘缺陷，衡量过电压的能力。
在现场交接验收和后续的运行维护中，对有串联间隙金属氧化锌避雷器（MOA-SG）和三相组合式过电压保护器（TBP）进行工频放电试验是一项重要且必须的工作，其放电电压是一个直接反映产品质量的重要参数，如果采用无串联间隙金属氧化锌避雷器的测试方法来测量有串联间隙金属氧化锌避雷器的工频放电电压，将导致测量结果偏高，导致对设备状态的误判断，我公司的氧化锌避雷器现场测试仪（过电压保护器测试仪）就是基于此而开发的，测试仪有测试仪主机和高压试验电源2部分组成。
广泛应用于电工制造部门、电力运行部门、科研单位。
2. 产品特点1、配置7寸高清彩色液晶显示器、可编程控制器PLC自动化电气控制。
2、高压电压、低压电压、低压电流同步隔离采集，采用高精度传感器和高性能采集芯片。
3、人机界面采用全触控和部分键控操作方式，智能化工作过程，任选自动方式和手动方式。
4、独立界面显示高压电压、低压电压、低压电流，时间及耐压结果，高压曲线动态显示，显示直观明了。
5、完善的过压、过流保护、闪络保护，自设定输出电压、低压电流上限和计时时间。
6、具有回零检测功能，自动回零后才可进行试验，安全可靠。
7、具有8000条/3个月的本机存储空间，提供USB接口数据导出到外部U盘。
8、逼近式调压算法，到达设定电压后自动耐压计时，计时结束后自动降压回零。
9、超过设定低压电流时，自动切断电压输出，降压回零，超过闪络保护值后，自动降压回零保护。
串联间隙氧化锌避雷器的特点
xx三水避雷器厂叶谷子我国用于电力系统作防雷及过电压保护的避雷器，从最初的管形避雷器，至碳化硅普通（或磁吹）阀型避雷器，进而发展至氧化锌（ZnO）避雷器，而氧化锌避雷器又从初期的无间隙YW型派生出带串联间隙的YC型。
我厂正是生产YC型系列避雷器的专业厂家，目前主要产品有电站用Y5CI（FZ）系列，电机用Y5C2（FCD8）系列及配电用Y5C3（FS）系列。
低压用Y3W系列正在研制中，一俟型式试验通过，下半年可进入试生产阶段。
在电力系统的实际运行中，我们了解到：①FZ－10型，其电阻片由碳化硅（SiC）制成，非线性系数一般在0．17－0．18左右，通过避雷器的续流值定为80A。
若放电间隙在熄弧电压下能顺利地遮断续流，就必须采用均压电阻；然而均压的分路电阻在运行中极易劣化，致使避雷器事故频繁；②FS4－10型是由仿苏产品改型的，其电阻片亦由碳化硅制成。
此种避雷器因瓷套管壁薄，间隙主电容小，避雷器放电电压易受外界影响；加之避雷器内腔容积小，正常运行状态下电压分布不均匀，电晕使工作空间气压降低等诸多不利因素，导致工频放电电压下降，特别在淋雨状态下，此种现象尤为严重，因而事故不断；③YW－10型或YA－10型无间隙氧化锌避雷器，比之碳化硅避雷器优越许多，但因不带间隙，工频电流长时间作用于阀片，容易造成阀片发热、老化，直接影响使用寿命，特别是难以承受我国35kV及以下电压等级非直接接地系统单相接地长时间故障引起的问题。
正因此，原水电部1986年颁发的《3－500kV交流电力系统金属氧化物避雷器使用导则》（SD 177－86）明文规定：对非有效接地系统，只在特殊情况下（诸如弱绝缘，频繁动作或需释放大的能量）方使用金属氧化物避雷器（指无间隙氧化锌避雷器一笔者）。
1990年4月在广州召开的全省高电压工作会议也指出：在10kV非接地系统中，如采用氧化锌避雷器，不能采用无间隙的而要采用带串联间隙的，还必须通过两部或两部委托省两厅局联合主持通过鉴定的产品。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
在3~35kV电力系统中
串联间隙金属氧化物避雷器的应用
刘晓强刘慧洁
何晓风王晓利
二00九年六月
在3~35kV电力系统中串联间隙
金属氧化物避雷器的应用
刘晓强刘慧洁何晓风王晓利
摘要：
本文从分析造成3~35kV电力系统内部过电压的原因入手，讨论无间隙金属氧化物避雷器的局限性及串联间隙金属氧化物避雷器的可行性。
关键词：
过电压金属氧化物避雷器无间隙串联间隙
引言
金属氧化物避雷器问世以来，被公认为是当代最理想的过电压保护装置。
由于氧化锌材料具有十分有意的非线性伏安特性，因而可以设计成无间隙避雷器，这就使得这种避雷器的结构轻便、简捷，同时又避免了传统的碳化硅避雷器因为内部平板火花间隙而存在的放电电压分散性的弊病，因此，无间隙金属氧化物避雷器得到了迅速的推广。
通过了理论分析并经运行实践证明，在3~35kV中性点非直接接地的电力系统中，无间隙金属氧化物避雷器的应用遇到了挑战，常因耐受不了内部过电压而发生运行事故，而在我国3~35kV电力系统，基本上是中性点非直接接地的电力系统，为此，如何应对这一挑战就摆到我们的面前。
一、3~35kV中性点非直接接地的电力系统内部过电压分析
1、线路投、切过电压
三相无载供电线路，在进行投入与切断操作中，由于三相断路器动、静触头的非同期性，可能造成系统中性点电位位移，而造成过电压。
2、系统单相接地过电压
在我国现行规程中允许中性点非直接接地系统出现单相接地时运行一段时间，此时，另两相（非接地相）的相电压，将升高至线电压（升高1.73倍）
3、线路甩负荷引起电压升高
当长线路断路器跳闸，由于线路电感与电容参数的效应，也可使线路工频电压升高。
4、弧光接地过电压
当线路发生单相弧光接地，出现对地的多次起弧或熄弧重复交替时，可引起另两相对地电容的振荡，导致弧光接地过电压。
5、谐振过电压
谐振过电压是中性点非接地系统出现最多的过电压。
引起谐振过电压的因素也比较多，如铁磁谐振过电压，电容效应引起的线性谐振，又如激发、自保持、翻相、谐波等非线性谐振；断线谐振；参数谐振过电压等。
二、从无间隙金属氧化物避雷器参数分析验证其能否适应系统内部过电压的要求
以YH5WS-17/50型金属氧化物避雷器为例：
1、YH5WS-17/50型避雷器参数
避雷器额定电压 17kV（有效值）
避雷器持续运行电压 13.6kV（有效值）
直流参考电压（不小于） 25kV
操作冲击残压 42.5kV（峰值）
雷电冲击残压 50kV（峰值）
陡坡冲击残压 57.5 kV（峰值）
通流容量(2mS/18次） 100A
(4/10μ/S2次) 65kA
0.75U1mA下泄露电流（不大于） 50μA
2、10KV中性点非直接接地系统参数分析
系统标称电压（Ue） 10kV
系统最高电压（Um） Um=（1.1~1.2）Ue 11~12kV
系统最大运行电压（Uo） Uo=（1.05~1.1）Ue 10.5~11kV
系统内部过电压：以发生比较频繁，过电压比较严峻的弧光接地过电压为例。
弧光接地过电压，非弧光接地相对地电压可达到相电压的3.5倍。
Ug=3.5×U0/1.73 Ug：22kV
3、从避雷器的参数分析看其对10kV中性点非直接接地系统的适应性。
从系统安全运行的要求应保证避雷器的参数：
避雷器持续运行电压应满足：
Uc=1.1Um=13.2kV
而YH5WS-17/50型避雷器的持续运行电压为13.6kV可以满足要求。
避雷器的额定电压应达到：
Ur=12.5Uc=1.25×1.1Um=16.5kV
YH5WS17/50型避雷器的额定电压为17kV可以保证系统要求。
当系统发生单相接地事故时，避雷器仍能满足系统要求。
YH5WS型无间隙金属氧化物避雷器能够满足中性点非接地系统正常运行条件下，及按线电压选择的避雷器在单相接地事故时的参数要求。
但是，当系统中出现内部过电压事故时，如弧光接地事故等，则该避雷器满足不了系统要求。
因此在3~35kV中性点直接接地的电力系统中，无间隙金属氧化物避雷器常因耐受不住电力系统中出现的诸如弧光接地等谐振过电压而致使其损坏。
因而有人建议在3~35kV中性点非直接接地系统不主张使用无间隙金属氧化物避雷器。
在此背景下，一个新型的避雷器产品便应运而生。
三、串联间隙金属氧化物避雷器
串联间隙金属氧化物避雷器，就是在一个无间隙金属氧化物避雷器本体上，再串联一个间隙而构成。
这个串联间隙起什么作用呢？在传统的碳化硅避雷器中串联间隙有绝缘、放电和灭弧三个作用，而金属氧化物避雷器由于氧化锌材料具有优良的非线性伏安特性，可以合理的选择电阻片参数限制工频续流而不需要间隙灭弧，此时间隙具有两大作用：绝缘、放电。
这两个作用决定了间隙结构的选择。
1、串联间隙的结构形成
采用外部单间隙结构，电极形状为球面，以空气为绝缘介质，以三支绝缘柱支撑间隙电极材质为低熔合金。
2、串联间隙避雷器主要参数
名称：自动脱离式有串联间隙金属氧化物避雷器
型号:YH5CSX-17/38型
避雷器额定电压： 17kV（有效值）
避雷器持续运行电压 13.6kV（有效值）
工频放电电压： 26~31kV（有效值）
1.2/50μs冲击放电电压： 50kV（峰值）
106kV/μs波前冲击放电电压： 53.1~55.7kV（峰值）
雷电冲击残压（8/20μs）：≤38kV（峰值）
冲击电流耐受（8/20μs 20次） 5kA
方波电流耐受（2ms 18次） 100A
大电流冲击耐受（4/10μs 2次） 65kA
泄漏电流（15kV）≤50μA
3、串联间隙金属氧化物避雷器的特点
3.1由于有串联间隙的存在，在系统正常工作电压下，间隙隔离了系统电压，阻止电流流过避雷器，无续流解决了电阻片老化问题，延长了避雷器的使用寿命，减少事故发生。
3.2当系统产生过电压并超过放电电压值时，间隙放电，电阻片呈现低阻状态，由于电阻片的参数选择比无间隙避雷器的残压低，所以保护性能好，增大了被保护范围。
3.3该避雷器的工频放电电压（26~31kV）高于系统弧光接地时的过电压（22kV），可以耐受该过电压，可以可靠的在中性点非直接接地系统工作。
3.4该避雷器间隙为低熔点合金制造，当避雷器一旦出现损坏情况时，该间隙可以安全、可靠的使避雷器与系统脱离，系统可照常安全运行。
3.5该大球面放电间隙可方便的调整避雷器的放电电压值，并且电极表面电位分布均匀合理。
3.6该避雷器在参数上可兼顾配电型与线路避雷器的要求可以做到多功能，在结构上可当支持绝缘子使用，可一物两用。
结语
根据上述分析，我们认为有串联间隙的金属氧化物避雷器是3~35kV（特别是10kV）中性点非直接接地系统中最理想的过电压保护电器。
作者简介
刘晓强：男，1973年6月出生，辽宁华隆电力科技有限公司总经理，本科文化，高级工程师，从事电器制造企业管理。
刘慧洁：女，1987年5月出生，辽宁华隆电力科技有限公司副总经理，大专文化，工程师，从事电器制造企业管理、设计。
何晓风：男，1976年3月出生，辽宁华隆电力科技有限公司经理，大专文化，从事电力设备销售管理和推广工作。
王晓利：男，1980年4月出生，辽宁华隆电力科技有限公司经理，大专文化，从事电力设备制造工作。