近年來，隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，自動(dòng)控制系統(tǒng)在電力生產(chǎn)各個(gè)方面的使用越來越廣，電力職工在受益于微電子技術(shù)的極大方便的同時(shí)，也受到其一旦損壞就損失巨大的困擾。實(shí)際上，在電力系統(tǒng)增加自動(dòng)控制系統(tǒng)的時(shí)候，對自動(dòng)控制系統(tǒng)的安全防雷意識相對淡薄，一旦有雷電波侵入，設(shè)備損壞一般是巨大的，有的甚至使整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，造成無可挽回的損失。
　　一 雷擊產(chǎn)生的原因
　　雷擊是一種自然現(xiàn)象，它能釋放出巨大的能量、具有極強(qiáng)大的破壞能力。一直以來，致力于電力生產(chǎn)和電力設(shè)備研究的人員通過對雷擊破壞性的研究、探索，對雷電的危害采取了一定的預(yù)防措施，有效地降低了雷害。
　　當(dāng)雷電放電路徑不經(jīng)過防雷保護(hù)裝置時(shí)，放電過程中產(chǎn)生強(qiáng)大的瞬變電磁場在附近的導(dǎo)體中感應(yīng)到強(qiáng)大的電磁脈沖，稱感應(yīng)雷。感應(yīng)雷可通過兩種不同的感應(yīng)方式侵入導(dǎo)體。一種是在雷云中電荷積聚時(shí)，附近導(dǎo)體會(huì)感應(yīng)相反的電荷，當(dāng)雷擊放電時(shí)，雷云中電荷迅速釋放，而導(dǎo)體中的靜電荷在失去雷云電場束縛后也會(huì)沿導(dǎo)體流動(dòng)尋找釋放通道，就會(huì)在電路中形成靜電感應(yīng)，其次是在雷云放電時(shí)，迅速變化的雷電流在其周圍產(chǎn)生強(qiáng)大的瞬變電磁場，附近的導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生很高的感生電動(dòng)勢，在電路中形成電磁感應(yīng)，感應(yīng)雷沿導(dǎo)體傳播，損壞電路中的設(shè)備或設(shè)備中的器件。信息系統(tǒng)中系統(tǒng)接口多，線路長，給感應(yīng)雷的產(chǎn)生、耦合和傳播提供了良好環(huán)境，而信息系統(tǒng)設(shè)備隨著科技的發(fā)展，集成度越來越高，抗過電壓能力越來越差，極易受感應(yīng)雷的襲擊，并且損害的往往是集成度較高的系統(tǒng)核心器件，所以更不能掉以輕心，感應(yīng)雷可以來自云中放電，也可以來自對地雷擊。而信息系統(tǒng)與外界連接有各種長距離電纜可在更大范圍內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)雷，并沿電纜傳入信息系統(tǒng)。所以防感應(yīng)雷是電力系統(tǒng)特別是微電子技術(shù)應(yīng)用比較廣泛的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)，因而信息系統(tǒng)防雷是電力系統(tǒng)保證安全的重點(diǎn)。
　　二、電力系統(tǒng)高壓電力裝置防雷技術(shù)
　　1. 原始的高壓防雷技術(shù)
　　電力裝置在其發(fā)展使用初期大都是通過裸導(dǎo)線架空線路輸電，架空導(dǎo)線一般在離地面6～18m的空間，通過雷電入侵波產(chǎn)生的雷電過電壓使線路或設(shè)備絕緣擊穿而損壞。當(dāng)時(shí)人們通過在線路或設(shè)備上人為地制造絕緣薄弱點(diǎn)即間隙裝置，間隙的擊穿電壓比線路或設(shè)備的雷電沖擊絕緣水平低，在正常運(yùn)行電壓下間隙處于隔離絕緣狀態(tài)，當(dāng)雷電發(fā)生時(shí)強(qiáng)大的過電壓使間隙擊穿，從而產(chǎn)生接地保護(hù)，起到保護(hù)線路或設(shè)備絕緣的作用。
　　1.1 間隙保護(hù)技術(shù)：
　　間隙保護(hù)就是線路大體的兩極由角形棒組成，一極固定在絕緣件上連接帶電導(dǎo)線，而另一極接地，間隙擊穿后電弧在角形棒間上升拉長，當(dāng)電弧電流變小時(shí)可以自行熄弧，間隙保護(hù)技術(shù)的缺點(diǎn)是當(dāng)電弧電流大到幾十安以上時(shí)就沒法自行熄弧，雷電過電壓時(shí)，單相、兩相或三相間隙都可能擊穿接地，造成接地故障、兩相或三相間短路故障，以致線路電源斷路器保護(hù)動(dòng)作分閘。
　　1.2 管型避雷器技術(shù)：
　　管型避雷器技術(shù)是利用一種具有噴氣熄弧功能的間隙裝置，此裝置有內(nèi)外兩個(gè)間隙，外間隙類似保護(hù)間隙，兩極均固定在絕緣件上，內(nèi)間隙置于避雷器管內(nèi)，當(dāng)雷電過電壓內(nèi)外間隙擊穿時(shí)，雷電流和工頻短路電流經(jīng)管內(nèi)壁接地，管壁物質(zhì)受熱氣化，有較大壓力氣體經(jīng)內(nèi)間隙噴出管外，強(qiáng)制間隙熄弧。管型避雷器技術(shù)也存在很多的缺點(diǎn)：此裝置的的選用受安裝地點(diǎn)的限制，其次還受線路最大、最小短路電流的制約，最大短路電流大于避雷器的斷流上限時(shí)避雷器會(huì)爆炸；短路電流小于避雷器的斷流下限時(shí)就不能熄弧，避雷器可能燒壞。另外管型避雷器多次動(dòng)作后，管內(nèi)徑會(huì)逐漸增大，熄弧能力會(huì)下降甚致消失。
　　2. 新型防雷技術(shù)的應(yīng)用
　　間隙保護(hù)技術(shù)和管型避雷器技術(shù)都是靠間隙擊穿接地放電降壓來起到保護(hù)的作用，以上兩種防雷技術(shù)往往會(huì)造成接地故障或相間短路故障，不能達(dá)到科學(xué)合理的保護(hù)作用。目前在電力系統(tǒng)中防雷保護(hù)僅將它們用于輸電線路防雷，同時(shí)為了盡量減少線路停電事故，與自動(dòng)重合閘裝置配合使用。更為科學(xué)合理的防雷措施是閥型避雷器技術(shù)，是目前電力高壓防雷最為普遍的電氣設(shè)備防雷技術(shù)。其原理是在過電壓下自動(dòng)開閘泄流降壓，恢復(fù)運(yùn)行電壓時(shí)閉閘斷流，這種保護(hù)作用是靠避雷器內(nèi)電阻元件的限流限壓作用實(shí)現(xiàn)的，過電壓下電阻元件可將雷電流限制在5kA內(nèi)，殘壓限制在設(shè)備的雷電沖擊絕緣水平以下；有些電阻元件在運(yùn)行電壓下仍有續(xù)流通過，長時(shí)間續(xù)流會(huì)使管型避雷器損壞，故一般需加串聯(lián)間隙隔離運(yùn)行電壓，并靠間隙滅弧和切斷續(xù)流。閥型避雷器突出優(yōu)點(diǎn)是避雷器的電阻元件可避免電力系統(tǒng)直接接地或相間短路故障，其保護(hù)作用不會(huì)影響電力系統(tǒng)的正常安全運(yùn)行。
　　2.1 碳化硅避雷器技術(shù)：
　　碳化硅避雷器結(jié)構(gòu)為將間隙和若干片SiC閥片壓緊密封在避雷器瓷套內(nèi)，保護(hù)作用是利用SiC閥片的非線性特性，在過電壓下電阻變得很小，可大量泄放雷電流限制殘壓，而在雷電壓過去后電阻自動(dòng)增大，限制續(xù)流在幾十安內(nèi)，使間隙能滅弧和斷流。碳化硅避雷器技術(shù)是現(xiàn)行防雷技術(shù)中主要的防雷電器。
　　2.2 氧化鋅避雷器：
　　氧化鋅避雷器簡稱MOA, 與傳統(tǒng)的碳化硅避雷器相比，MOA具有保護(hù)特性好，通流能力大，耐污能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高等特點(diǎn)，能對輸變電設(shè)備提供最佳保護(hù)。
　　碳化硅避雷器技術(shù)在防雷性能上有其突出的優(yōu)點(diǎn)被電力系統(tǒng)高壓設(shè)備廣泛采用，但也存在著一定的缺點(diǎn)：一是只有雷電最大幅值限壓保護(hù)功能，而無雷電陡波保護(hù)功能，防雷保護(hù)功能不完全；二是沒有連續(xù)雷電沖擊保護(hù)能力；三是動(dòng)作特性穩(wěn)定性差可能遭受暫態(tài)過電壓危害；四是動(dòng)作負(fù)載重使用壽命短等。這些潛在的缺點(diǎn)已暴露出碳化硅避雷器在使用的過程當(dāng)中存在影響電力安全的隱患性且其產(chǎn)品技術(shù)也比較落后。氧化鋅避雷器按外殼材料分為瓷套式、罐式、復(fù)合外套式三大類；按使用場所分配電、電站、線路、并聯(lián)補(bǔ)償電容器、變壓器和電機(jī)中性點(diǎn)、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)保護(hù)用六大類，氧化鋅避雷器技術(shù)在繼承了碳化硅避雷器技術(shù)的基礎(chǔ)上，無論是在設(shè)計(jì)的思想上，還是在產(chǎn)品功能的完善上都是世界公認(rèn)的當(dāng)代最為先進(jìn)防雷電器。氧化鋅避雷器的結(jié)構(gòu)為將若干片ZnO閥片壓緊密封在避雷器瓷套內(nèi)。ZnO閥片具有非常優(yōu)異的非線性特性，在較高電壓下電阻很小，可以泄放大量雷電流，殘壓很低，在電網(wǎng)運(yùn)行電壓下電阻很大很大，泄漏電流只有50～150μA，電流很小可視為無工頻續(xù)流，這就是作成無間隙氧化鋅避雷器的原因，其突出優(yōu)點(diǎn)是它對雷電陡波和雷電幅值同樣有限壓作用，防雷保護(hù)功能完全。
　　我國最先生產(chǎn)使用的是無間隙氧化鋅避雷器，經(jīng)過長期的運(yùn)行實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)它有損壞爆炸率高，使用壽命短等缺點(diǎn)，原因是暫態(tài)過電壓承受能力差是其致命弱點(diǎn)。而串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器仍有無間隙氧化鋅避雷器的保護(hù)性能優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)有暫態(tài)過電壓承受能力強(qiáng)的特點(diǎn)，是一種理想地?fù)P長避短產(chǎn)品，結(jié)合國情在3～ 35kV系統(tǒng)串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器才是當(dāng)代最先進(jìn)防雷電器。