FS系列阀型避雷器结构及性能

 FS系列阀型避雷器可用来保护小容量的配电装置，常与配电变压器并联安装。它的额定电压等级为3～10kV。

    图4-14所示为FS系列阀型避雷器的结构图。放电间隙1和阀片2同装在一个瓷套内，上部用螺旋形弹簧3压紧，弹簧用铜片6短路以减小弹簧的感抗。瓷套是密封的，在瓷套外面设有安装用的铁夹和接线用的螺栓。

 图4 - 14   FS系列阀型避雷器结构图

1-间隙；2-阀片；3-弹簧；4-高压接线端子；5-接地端子；6-铜片

    FS系列避雷器所用的放电间隙为多个放电间隙串联而成，每个放电间隙由两个黄铜电极和一个云母垫片组成，如图4 - 15所示。云母垫片的厚度仅为0.5～1mm。由于电极间的距离很小，电极间的电场就比较均匀，因此其冲击放电伏秒特性曲线较平。但另一方面，随着间隙距离的缩小，间隙放电过程中出现第一个有效电子的几率就会减小，从而使间隙放电的分散性增大。为了解决这个问题，应在间隙中加预热照射的设施，而采用云母垫圈就可以达到这一目的。这是因为云母的介电常数远比空气的大，所以加电压以后，在电极和云母垫圈间的空气隙处所形成的电场就很强。这样，当外加电压尚未达到主间隙的击穿电压时，该处的空气间隙已先游离，它所发出的光在主间隙内产生了足够的有效电子，因而降低了放电的分散性。

图4 - 15 单个平板型放电间隙

 1-黄铜电极；2-云母垫片

图4-16 阀片的伏安特性

    阀型避雷器所用的非线性阀片电阻盘，是由金刚砂(SiC)加黏合剂（如水玻璃等）在高温下烧结而成。在烧结过程中，SiC颗粒的表面形成了一层极薄的氧化层(厚度约10-5cm)。金刚砂颗粒本身的电阻率很小(约1Ω·cm)，当电流流过阀片时，电压主要降落在极薄的氧化层上，在电流小时，压降小，薄层的电阻率很大(约为106～108Ω·cm)，故电阻很大；当电流增大时，压降增大，颗粒间的小气隙击穿，颗粒间的接触面增大，使电阻迅速下降，也就是说，阀片的电阻值随流过电流的大小呈非线性变化，通常用特性曲线表示，如图4-16所示，也可表示为

u=Ciα

式中：C为常数，与阀片的材料和尺寸有关；α为非线性系数，与阀片材料有关。

    根据烧结时的温度可以把阀片电阻分为两种。一种是在300～500℃烧结而成的低温阀，其特点是非线性较好（非线性系数较小，α≈0.2），但通流能力差；另一种是在1380℃时烧结而成的高温阀，其特点是非线性较差(α≈0.24)，但通流能力强。FS系列避雷器采用的是低温阀，阀片直径为55mm，允许通过的续流为50A，伏秒特性较陡。

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