防雷相关（元）器件

接闪器（避雷针）

避雷针只能防直击雷，且只能对建筑物形成保护。它在接闪的时候，还会泄放大量感应雷。而避雷针泄放的感应雷会在瞬间沿着天线、馈线、信号线和电源线等侵入电器内部，给电器带来的危害。

除了雷电（大气放电产生的雷击），过电压的产生的原因还有：

• 设备开关的电涌

• 静电放电现象

• 线路故障

因此，仅靠避雷针防雷还不够，必须设置多级防雷系统，各级分类保护；多种元件来防雷电、防过电压。通常使用三类基本保护元件：

1．间隙气体放电元件（如：陶瓷气体放电管）

2．固体防雷元件（如：压敏电阻）

3．半导体防雷元件（如：抑制二极管 TVS，ESD 多脚元件，可控硅等）

为了达到良好的保护效果，这些元件通常都被精细地组合在一起。

早期防雷元件（避雷器）

羊角间隙

其两极由角形棒或者电极组成，一极固定在绝缘件上 连接带电导线，而另一极接地。羊角间隙和金属灭弧栅格，将电弧分成若干段，并利用空气吹弧，使电弧迅速冷却和拉长，并迅速冷却，以利熄弧。间隙击穿后电弧在角形棒间上升拉长，电弧电流较小时可以自行熄弧；电弧电流大到几十 KA 或者以上时，自行熄弧会有一定风险；

实际产品图

丸式防雷元件

它的结构为将间隙和电阻元件（丸状二氧化铅或金刚砂）压紧密封在避雷器瓷套内。正常电 压时间隙隔离运行电压，雷电过电压将间隙击穿时，因二氧化铅为低电阻物质，利于大量雷电流泄流入地来降低过电 压，二氧化铅因泄流发热部分变为高电阻的一氧化铅，遏制 减小工频续流，使间隙灭弧断流。丸式避雷器保护特性不理想，在我国被碳化硅避雷器所取代。

碳化硅防雷元件

是建国初期仿苏改型品，其结构为将间隙和若干片 SiC 阀片压紧密封在避雷器瓷套内，保护作用是利用 SiC 阀片的非线性特性，在过电压下电阻变得 防雷很小，可大量泄放雷电流来限制残压，而在雷电压过去后电阻自动增大，限制续流在几十安培内，使间隙能灭弧和断流。碳化硅避雷器是我国使用历史较长、量大面广的现行主要的 防雷电器 其固有缺点是：只有雷电幅值（指最大幅值，下同）限压保护功能，而无雷电陡波保护功能，防雷保护功能不完全；没有连续雷电冲击保护能力；动作特性稳定性差可能遭受暂态过电压危害；动作负载重使用寿命短等。这些已暴露势概出碳化硅避雷器有使用的隐患性和产品技术落后性。

石墨间隙串

石墨片采用含碳量在 99.9%石墨加工而成，石墨片在导电、导热方面具有其他金属材质不可代替的独特优势，石墨间隙避雷器，这种避雷器主要利用的是多层间隙连续放电，每层放电间隙相互绝缘，这种叠层技术不仅解决了续流问题而且是逐层放电，产品自身的通流能力非常强。优点：放电电流大测试 50KA（实际测量值）漏电流小无续流无电弧外泻热稳定性好缺点：残压高，反应时间慢。当然，可以增加辅助触发电路，加以增强。随着防雷器的结构变化，石墨片直径大小和石墨形状都有很大的改变。

固定间隙串防雷器

固定间隙串，是一种简易淬弧系统，由很多硅橡胶包覆的金属内电极组成，内电极之间存在有小孔，且该孔可与外部空气串通，这些小孔构成一系列的微型腔室。整个吹弧过程可由下面三个步骤来描述：

步骤 1: 雷电冲击或雷电感应过电压遇到线路雷电保护装置时，正是因为线路雷电保护装置的闪络避免了绝缘子的闪络，内电极之间的间隙被逐个击穿，从而在保护装置内部为故障电流提供了放电通道。

步骤 2: 故障电流在多腔室内传导过程中，气腔内的空气受热膨胀形成高压气体，从而将两电极间形成的工频电弧喷射到橡胶本体外的空气中。

步骤 3: 电弧被吹到产品外部，在喷射过程中，两电极间的电弧被逐渐拉长，产生的强制冷却作用使电弧弧道电阻变大，产品总电阻也相应增加，从而可以将故障电流在其第一次过零时截断，这种遮断故障电流的方式称为“过零消弧”。