最早的避雷器就是一個(gè)簡(jiǎn)單的氣隙。它們由接于帶電導(dǎo)線(xiàn)與地之間的簡(jiǎn)單的桿或球組成，導(dǎo)線(xiàn)和地相隔足夠遠(yuǎn)來(lái)避免線(xiàn)電壓產(chǎn)生火花放電，但是隔得足夠近可使過(guò)電壓發(fā)生時(shí)放電。氣隙的缺點(diǎn)是系統(tǒng)的短路電流要在斷路器、熔絲或其他備用裝置起作用時(shí)才能斷開(kāi)。氣隙還有另一個(gè)缺點(diǎn)。從電氣性能上看，它們反應(yīng)較慢，并且反應(yīng)結(jié)果如上所述不盡相同。只有當(dāng)大部分快速增長(zhǎng)的雷電浪涌加在系統(tǒng)上時(shí)才會(huì)發(fā)生放電。過(guò)小的氣隙可以提供較大的防止雷電波沖擊的裕度，但是可能會(huì)導(dǎo)致頻繁且不必要的、由小的工頻干擾引起的閃絡(luò)。
非線(xiàn)性電阻可以認(rèn)為其電阻特性隨著外加電壓而變化(見(jiàn)圖20-3)。在正常電壓條件下，電阻值很高；在非正常的高壓情況下，電阻值很低。
在過(guò)去，廣泛的用于閥型避雷器的材料為碳化硅。它與陶瓷粘合劑混合，在高壓下壓制成塊狀，在溫度超過(guò)2000°F的窯里燒。這個(gè)就是閥塊組件。避雷器中使用的閥塊數(shù)量取決于系統(tǒng)額定電壓下的電阻要求。對(duì)于碳化硅閥塊，關(guān)鍵是將氣隙與塊料串聯(lián)，因?yàn)樗鼈円獋鲗?dǎo)工作電壓時(shí)的大量電流。間隙必須在電弧室里電離空氣，并在閥塊遇到任何電壓前擊穿間隙。在氣隙被擊穿之后，閥塊開(kāi)始傳導(dǎo)沖擊電流和工作電流。雷電沖擊產(chǎn)生的高電壓使閥塊的電阻值減小，電流通過(guò)閥塊流到地。這時(shí)加在閥塊上的電壓逐漸接近系統(tǒng)的對(duì)地電壓。閥塊又變回正常的高電阻。這迫使工作電流減小到一定值，這個(gè)值可以使申聯(lián)閥塊在下一次系統(tǒng)電流過(guò)零時(shí)切斷。
MOV(可變電阻器)從1978年開(kāi)始在配電系統(tǒng)中使用。它們第一次被使用在配電系統(tǒng)的終端桿上，也就是升降式避雷器。
因?yàn)椴牧蠘O端的非線(xiàn)性，所以間隙不是必須的。圖20-4的下半部分表示一個(gè)MOV避雷器。電壓增加50%可以引起電流在1~100000之間變化。沒(méi)有間隙的設(shè)備比帶有間隙的碳化硅避雷器反應(yīng)更快。使得MOV可以在切斷負(fù)載的肘形避雷器中使用的主要因素是無(wú)間隙。
地下住宅配電(URD)系統(tǒng)使用地下管道和/或有護(hù)套絕緣線(xiàn)作為中性線(xiàn)，因此接地電阻/阻抗必須更加認(rèn)真地處理。對(duì)于裸中性線(xiàn)，雷擊的能量沿著電纜的方向消散。護(hù)套或管道上的絕緣使得形成的低阻接地成為關(guān)鍵因素。在管道變成塑料之前，客戶(hù)端接地幫助老系統(tǒng)形成低電阻?？上У氖乾F(xiàn)在燃?xì)夤艿酪膊捎盟芰稀?/span>
[1] (美)WilliamA.Thue等著;孫建生,徐曉峰等譯. 電力電纜工程（原書(shū)第三版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014。
