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河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表
指導(dǎo)教師：劉傳紹 職稱： 教 授
所在院（系）： 機(jī)械動(dòng)力與工程學(xué)院 教研室（研究室）： 機(jī)制教研室
題 目
立式珩磨機(jī)珩磨頭設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
張全斌
專業(yè)班級(jí)
10機(jī)械升1班
學(xué)號(hào)
0816101006
一、選題質(zhì)量：（主要從以下四個(gè)方面填寫(xiě)：1、選題是否符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，能否體現(xiàn)綜合訓(xùn)練要求；2、題目難易程度；3、題目工作量；4、題目與生產(chǎn)、科研、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化及實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等實(shí)際的結(jié)合程度）
1， 該選題為立式珩磨機(jī)珩磨頭設(shè)計(jì)，可以對(duì)我們大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)進(jìn)行一次大而全面的練習(xí)。
2， 這將對(duì)我們以后工作起到十分有效的幫助，也能達(dá)到一個(gè)綜合訓(xùn)練的效果，又加強(qiáng)
了實(shí)際的動(dòng)手動(dòng)腦能力。
3， 題目的難易程度很適中，對(duì)我們既是一個(gè)挑戰(zhàn)也是一個(gè)很好的鍛煉提高過(guò)程。
4， 題目的工作量：要求完成2.5張以上的A0圖紙，2.5—3萬(wàn)的說(shuō)明書(shū)一份。
5， 選題不但能緊密的結(jié)合生產(chǎn)和實(shí)踐，也是在我們所學(xué)習(xí)過(guò)的范圍之類，對(duì)我們
以后不管是科研還是從事實(shí)際的工作對(duì)有很大的幫助。
二、開(kāi)題報(bào)告完成情況
在老師指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助之下，我順利的開(kāi)始我本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。我在自己經(jīng)過(guò)一些查閱資料的前提下，慢慢的摸索出了一些門道。
由于我們這次是第一次獨(dú)立的立式珩磨機(jī)設(shè)計(jì)珩磨頭，在以前接觸這方面的知識(shí)較少，所以在剛開(kāi)始就不是很順利，甚至感到有些無(wú)從下手，但是經(jīng)過(guò)和指導(dǎo)老師的提示和與本組同學(xué)的商量之后， 我逐漸找到是設(shè)計(jì)的切入點(diǎn)，順利的完成了開(kāi)題報(bào)告。并有了一定的成果和進(jìn)行了一些前期的工作，并使本次設(shè)計(jì)有了一個(gè)良好的開(kāi)始。最后我在查閱了一些資料以后，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入了計(jì)算設(shè)計(jì)過(guò)程，我將在以后工作中繼續(xù)努力，認(rèn)真完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。
三、階段性成果
1．通過(guò)對(duì)機(jī)床系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，在加上老師的仔細(xì)講解，我收集了大量的資料和文獻(xiàn)，為設(shè)計(jì)的順利完成打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2. 在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下找到了設(shè)計(jì)的基本方法，開(kāi)始了一些基本的原理
設(shè)計(jì)，并取得了一定成果。
3. 完成了開(kāi)題報(bào)告。
4．進(jìn)行了前期的一些工作和設(shè)計(jì)，對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)有了一個(gè)大體的方案。
四、存在主要問(wèn)題
由于我們這次是第一次獨(dú)立的機(jī)床裝置，所以在剛開(kāi)始就不是很順利，對(duì)做一個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本知識(shí)都沒(méi)有認(rèn)識(shí)，后來(lái)找了指導(dǎo)老師，老師給我在他去年指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，針對(duì)我們本科生以前存在的問(wèn)題，進(jìn)行了仔細(xì)的講解，然后我再與本組其他同學(xué)的商量之后，我慢慢的自己逐漸找到是設(shè)計(jì)的切入點(diǎn)，我覺(jué)得這對(duì)我以后有很大的作用。
但是隨著設(shè)計(jì)的逐漸進(jìn)行我有遇到了許多的新的和更加復(fù)雜的問(wèn)題，這些問(wèn)題使我充
分認(rèn)識(shí)到了自己在以前學(xué)習(xí)中的不足和自己與一些同學(xué)的差距，所以我要以本次設(shè)計(jì)問(wèn)契機(jī)
加強(qiáng)自己在學(xué)習(xí)上薄弱環(huán)節(jié)，爭(zhēng)取使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠取得好的成績(jī)，也能夠使我所學(xué)的知
識(shí)能夠在以后的工作中發(fā)揮更大的作用。
五、指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生在畢業(yè)實(shí)習(xí)中，勞動(dòng)、學(xué)習(xí)紀(jì)律及畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展等方面的評(píng)語(yǔ)
指導(dǎo)教師： （簽名）
年 月 日
河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
題目名稱
立式珩磨機(jī)總體設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
張全斌
專業(yè)班級(jí)
機(jī)制10升(一)班
學(xué)號(hào)
0816101006
一、 選題的目的和意義：
畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們大學(xué)生活最后的一項(xiàng)重要學(xué)習(xí)任務(wù)，是對(duì)四年所學(xué)知識(shí)的總結(jié)和靈活運(yùn)用；是我們結(jié)束本科學(xué)習(xí)，走上工作崗位或進(jìn)一步深造的必由之路，其意義重大。通過(guò)這一過(guò)程，我們達(dá)到以下目的：
1 熟悉珩磨機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)和原理；
2 拓展解決問(wèn)題的思維能力，讓思維更活并培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)；
3 通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐演練環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，把基礎(chǔ)理論知識(shí)聯(lián)結(jié)成有效的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)體系，使我們對(duì)整體機(jī)械結(jié)構(gòu)的構(gòu)型設(shè)計(jì)有一定深度的認(rèn)識(shí)；
4 掌握一般設(shè)計(jì)流程和解決問(wèn)題的方法論，為實(shí)踐提供解決問(wèn)題的思路
通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，能夠?qū)α⑹界衲C(jī)床有個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，對(duì)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)、組成、功能和性能等都有了全面的認(rèn)知，使自己設(shè)計(jì)能力和實(shí)踐能力都有很大的提高；能夠把我們先前學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)和專業(yè)基礎(chǔ)課程中所獲得的理論知識(shí)在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中綜合地加以應(yīng)用，不僅僅在理論上加深認(rèn)知，更通過(guò)實(shí)際的設(shè)計(jì)操作使自己動(dòng)手能力有了更大的提高；能夠正確熟練運(yùn)用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)、圖冊(cè)等資料、工具的能力，鍛煉自己的設(shè)計(jì)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、編寫(xiě)技術(shù)資料、繪圖等獨(dú)立工作能力，培養(yǎng)我們綜合分析、理論聯(lián)系實(shí)際和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)的能力，為以后工作積累一些經(jīng)驗(yàn)。
二、 國(guó)內(nèi)外研究綜述：
珩磨是一種常用的精加工工藝，可獲得高尺寸精度、高形狀精度和低粗糙度（可達(dá)Ra 0.05），并且內(nèi)孔表面有交叉網(wǎng)紋。珩磨機(jī)床的種類有平面珩磨機(jī)床、外圓珩磨機(jī)床、內(nèi)圓珩磨機(jī)床等。目前，世界上應(yīng)用最多的是內(nèi)圓珩磨機(jī)床。立式珩磨機(jī)是伴隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和工業(yè)現(xiàn)代化的需要而產(chǎn)生的。其被應(yīng)用許多方面，因珩磨機(jī)是高精度汽車零部件和精密液壓件生產(chǎn)的必備裝備，所以被廣泛應(yīng)用于縫紉機(jī)零件，汽車零部件，甚至航空航天零部件的生產(chǎn)。
珩磨是利用安裝于珩磨頭圓周上的一條或多條油石，由漲開(kāi)機(jī)構(gòu)（有旋轉(zhuǎn)式和推進(jìn)式兩種）將油石沿徑向漲開(kāi)，使其壓向工件孔壁，以便產(chǎn)生一定的面接觸。同時(shí)使珩磨頭旋轉(zhuǎn)和往復(fù)運(yùn)動(dòng)，零件不動(dòng)；或珩磨頭只作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，工件往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)珩磨。在大多數(shù)情況下，珩磨頭與機(jī)床主軸之間或珩磨頭與工件夾具之間是浮動(dòng)的。這樣，加工時(shí)珩磨頭以工件孔壁作導(dǎo)向。因而加工精度受機(jī)床本身精度的影響較小，孔表面的形成基本上具有創(chuàng)制過(guò)程的特點(diǎn)。
目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上同類技術(shù)的產(chǎn)品主要是美國(guó)和瑞士的,瑞士早期用于鐘表里的齒輪拋光。國(guó)內(nèi)在80年代已掌握這項(xiàng)技術(shù),當(dāng)時(shí)主要用在軍事領(lǐng)域,如導(dǎo)彈里的機(jī)械定時(shí)齒輪拋光?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)也有廠家有成型的民用型號(hào)投入市場(chǎng)。價(jià)格比起國(guó)外的便宜的多,但由于推廣力度不足,市場(chǎng)占有率還是相當(dāng)?shù)牡汀?
珩磨機(jī)床的未來(lái)發(fā)展方向：小型臥式珩磨機(jī)床向復(fù)雜化、數(shù)控化方向發(fā)展。臥式珩磨機(jī)床目前很少做到閉環(huán)控制，無(wú)法嚴(yán)格保證大批量生產(chǎn)的超高加工精度。未來(lái)的小型臥式珩磨機(jī)床 通過(guò)NC控制，主動(dòng)測(cè)量，應(yīng)當(dāng)能提高加工零件的尺寸一致性。目前，大型臥式珩磨機(jī)床的發(fā)展很迅速，已經(jīng)作到NC控制，遠(yuǎn)程測(cè)量反饋，半閉環(huán)控制。立式珩磨 機(jī)床將在目前完全閉環(huán)控制的基礎(chǔ)上發(fā)展超高速主軸系統(tǒng)，進(jìn)給頻率更快，進(jìn)給晚小的進(jìn)給系統(tǒng)，能夠自我修整珩磨油石的珩磨系統(tǒng)或者珩磨中心，各種人為因素的 影響。目前，珩磨機(jī)床能實(shí)現(xiàn)平面、外圓、內(nèi)圓的珩磨加工；通過(guò)珩磨工具的改進(jìn)，能夠?qū)崿F(xiàn)橢圓內(nèi)孔和曲面的珩磨。在珩磨外圓領(lǐng)域，將取得突破性發(fā)展，能夠在 大多數(shù)外圓加工中取代外圓磨。
珩磨機(jī)床作為復(fù)雜的生產(chǎn)工具，最根本的是加工工藝與主機(jī)結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)，而各種新工藝，新材料，新元件，新刀具，新控制系統(tǒng)等也將運(yùn)用在珩磨機(jī)床上，未來(lái)的珩磨機(jī)床的加工精度會(huì)更高，加工效率更快，加工范圍更廣泛。
三、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）所用的主要技術(shù)與方法：
1．在圖書(shū)館查閱相關(guān)參考書(shū)籍；
2.在圖書(shū)館數(shù)據(jù)庫(kù)查找相關(guān)資料；
3.通過(guò)上網(wǎng)搜索網(wǎng)頁(yè)尋找下載相關(guān)信息和資料；
4.在老師和同學(xué)的幫助下理清設(shè)計(jì)思路和步驟；
5.對(duì)查到的資料和數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，計(jì)算和分析；
6.在設(shè)計(jì)過(guò)程中，征求老師的意見(jiàn)，與同學(xué)進(jìn)行討論，使設(shè)計(jì)更加完善。
四、 主要參考文獻(xiàn)與資料獲得情況：
[1] 楊叔子. 機(jī)械加工工藝師手冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社，2001
[2] 吳相憲 王正為主編. 實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè). 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1993
[3] 王洪欣 李木主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)[I]. 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2001
[4] 唐大放 馮曉寧主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)[II]. 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2001
[5] 唐金松主編 簡(jiǎn)明機(jī)械手冊(cè)手冊(cè)[II]，上海科學(xué)技術(shù)出版社，2002
[6] 中國(guó)紡織大學(xué)工程圖學(xué)教研室等編. 畫(huà)法幾何及工程制圖. 上海科學(xué)技出版社，1997
[7] 孔慶華 劉傳紹 主編. 極限配合與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ). 同濟(jì)大學(xué)出版社，2002
[8] 史美堂 主編. 金屬材料及熱處理. 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1983
[9] 蘇翼林 主編. 材料力學(xué). 高等教育出版社，1980
[10] 顧崇銜 主編. 機(jī)械制造工藝學(xué). 陜西科學(xué)技術(shù)出版社，1999
五、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排
1.第5周—第9周：畢業(yè)實(shí)習(xí)并完成畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告；
2.第8周—第10周：完成本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告并進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本計(jì)算；
3.第11周—第13周：整理畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和用CAD軟件繪制零件圖、裝配圖；
4.第14周—第15周：對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改、完善，準(zhǔn)備答辯。
六、 指導(dǎo)教師審批意見(jiàn)：
指導(dǎo)教師： （簽名）
年 月 日
5
河南理工大學(xué)
實(shí)習(xí)報(bào)告
1．實(shí)習(xí)目的
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)，畢業(yè)實(shí)習(xí)是本科教學(xué)計(jì)劃中非常重要的一個(gè)教育環(huán)節(jié)，是學(xué)生在校學(xué)習(xí)期間理論聯(lián)系實(shí)際、增長(zhǎng)實(shí)踐知識(shí)、培養(yǎng)自身各方面能力的重要手段和方法。通過(guò)實(shí)習(xí)，了解企業(yè)生產(chǎn)流程、工藝流程和企業(yè)管理等相關(guān)知識(shí)，并了解本專業(yè)發(fā)展前沿，涉獵相關(guān)學(xué)科知識(shí)，使機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生初步具有科學(xué)研究與解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力、較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)的高級(jí)應(yīng)用型人才。畢業(yè)實(shí)習(xí)是大學(xué)本科專業(yè)學(xué)習(xí)中不可缺少的重要部分，通過(guò)一段時(shí)間的生產(chǎn)實(shí)習(xí)后，使自己具備足夠的技能，應(yīng)付將來(lái)市場(chǎng)的挑戰(zhàn)并保持強(qiáng)勁的競(jìng)爭(zhēng)力，并為下一步的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
畢業(yè)實(shí)習(xí)是我們機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)中不可缺少的組成部分，并作為1個(gè)獨(dú)立的項(xiàng)目列入專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中。其目的在于通過(guò)實(shí)習(xí)使學(xué)生獲得基本生產(chǎn)的感性知識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際，擴(kuò)大知識(shí)面；同時(shí)專業(yè)實(shí)習(xí)又是鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生業(yè)務(wù)能力及素質(zhì)的重要渠道，培養(yǎng)當(dāng)代大學(xué)生具有吃苦耐勞的精神，也是學(xué)生接觸社會(huì)、了解產(chǎn)業(yè)狀況、了解國(guó)情的1個(gè)重要途徑，逐步實(shí)現(xiàn)由學(xué)生到社會(huì)的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)我們初步擔(dān)任技術(shù)工作的能力、初步了解企業(yè)管理的基本方法和技能；體驗(yàn)企業(yè)工作的內(nèi)容和方法。這些實(shí)際知識(shí)，對(duì)我們學(xué)習(xí)以后的工作，都是十分必要的。
2．實(shí)習(xí)要求
（1）明確實(shí)習(xí)任務(wù)，認(rèn)真學(xué)習(xí)實(shí)習(xí)大綱，提高對(duì)實(shí)習(xí)的認(rèn)識(shí)，做好思想準(zhǔn)備；
（2）掌握機(jī)械加工工藝方面的知識(shí)及方法；
?。?）認(rèn)真完成實(shí)習(xí)內(nèi)容，按規(guī)定記實(shí)習(xí)筆記，撰寫(xiě)實(shí)習(xí)報(bào)告，收集相關(guān)資料；
?。?）虛心向工人和技術(shù)人員學(xué)習(xí)，尊重知識(shí)，敬重他人，甘當(dāng)小學(xué)生。及時(shí)整理實(shí)習(xí)筆記、報(bào)告等。不斷提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力；
（5）自覺(jué)遵守學(xué)校、實(shí)習(xí)單位的有關(guān)規(guī)章制度，服從指導(dǎo)教師的領(lǐng)導(dǎo)，培養(yǎng)良好的風(fēng)氣；
（6）了解企業(yè)生產(chǎn)管理模式，學(xué)習(xí)先進(jìn)的管理方式方法。
3．實(shí)習(xí)內(nèi)容
3．1 實(shí)習(xí)概況
實(shí)習(xí)單位：南陽(yáng)金冠電氣有限公司
實(shí)習(xí)時(shí)間：2012-3-6到2012-5-1
實(shí)習(xí)學(xué)生：張全斌
3．2 實(shí)習(xí)公司簡(jiǎn)介
南陽(yáng)金冠電氣有限公司位于河南省南陽(yáng)市，前身是“河南金冠王碼信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司”，是全國(guó)最大的專業(yè)生產(chǎn)氧化鋅避雷器和氧化鋅電阻片的公司。公司經(jīng)過(guò)20多年的創(chuàng)業(yè)，如今已確立了以氧化鋅避雷器，氧化鋅電阻片、互感器，復(fù)合絕緣子及電氣儀表等幾大類電氣產(chǎn)品為主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。2005年5月，原公司通過(guò)引資合作組建了中外合作企業(yè)----南陽(yáng)金冠電氣有限公司。新的公司以嶄新的面貌，更高的效率和更嚴(yán)格的質(zhì)量控制體系蓬勃發(fā)展。 公司具備年產(chǎn)50萬(wàn)臺(tái)（支）避雷器（電壓從0.22kV到1000kV）和460萬(wàn)片電阻片（直徑從32mm到138mm）和的能力，同時(shí)年產(chǎn)互感器4200臺(tái)（電壓從35kV到500kV）和復(fù)合絕緣子20萬(wàn)支（10kV到500kV），產(chǎn)品各項(xiàng)性能指標(biāo)符合GB11032-2000和IEC60099-4標(biāo)準(zhǔn)，其中3-36KV硅橡膠外套避雷器通過(guò)了國(guó)際權(quán)威機(jī)構(gòu)----荷蘭KEMA實(shí)驗(yàn)室的型式試驗(yàn)，氧化鋅避雷器及在線監(jiān)測(cè)儀，互感器，復(fù)合絕緣子等產(chǎn)品均通過(guò)了ISO9001和ISO14001質(zhì)量，環(huán)境體系認(rèn)證。 公司產(chǎn)品覆蓋國(guó)內(nèi)29個(gè)省市區(qū)，并出口到俄羅斯，日本，韓國(guó)，土耳其等歐亞/南美國(guó)家和地區(qū)。我們以可靠的質(zhì)量，適中的價(jià)格，滿意的服務(wù)，深受國(guó)內(nèi)外客戶的信賴和好評(píng)。
南陽(yáng)金冠電氣有限公司是國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的氧化鋅高壓壓敏電阻片和氧化鋅避雷器生產(chǎn)基地,目前，公司已具備年產(chǎn)氧化鋅壓敏電阻片650萬(wàn)片、氧化鋅避雷器50萬(wàn)臺(tái)（支）、110－500kV互感器4500臺(tái)、110-500kV復(fù)合絕緣子10萬(wàn)支的生產(chǎn)能力，其中氧化鋅壓敏電阻片及氧化鋅避雷器通過(guò)了荷蘭KEMA認(rèn)證，氧化鋅避雷器及在線監(jiān)測(cè)儀、互感器、合成絕緣子等產(chǎn)品均通過(guò)了ISO9001、德國(guó)TUV質(zhì)量體系認(rèn)證和ISO14001環(huán)境體系認(rèn)證。
公司經(jīng)過(guò)近三十年技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，已形成年產(chǎn)Φ32－138金屬氧化物壓敏電阻片450萬(wàn)片、0.22-1000kV避雷器50萬(wàn)臺(tái)（支）、35－500kV互感器4500臺(tái)、10－500kV復(fù)合絕緣子10萬(wàn)支的生產(chǎn)能力，主導(dǎo)產(chǎn)品均通過(guò)了ISO9001質(zhì)量管理體系、ISO14001環(huán)境管理體系認(rèn)證，其中出口型氧化鋅避雷器通過(guò)了荷蘭KEMA機(jī)構(gòu)的見(jiàn)證試驗(yàn)，500kV避雷器、220kV復(fù)合外套避雷器、110kV互感器等產(chǎn)品被認(rèn)定為國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品。
公司是國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)，設(shè)立有省級(jí)技術(shù)中心，中心下設(shè)電阻片研制室、避雷器研制室、互感器研制室和電氣儀表研制室，現(xiàn)有開(kāi)發(fā)人員75人，其中高級(jí)工程師4人，中級(jí)職稱人員65人；中心建立有750kV 和1000kV高壓試驗(yàn)大廳各一座，擁有各類研究開(kāi)發(fā)設(shè)備269臺(tái)（套），具備獨(dú)立研發(fā)全系列避雷器、互感器及復(fù)合絕緣子的能力。截止目前，技術(shù)中心共承擔(dān)了1個(gè)國(guó)家火炬計(jì)劃項(xiàng)目，4個(gè)國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品項(xiàng)目，2個(gè)省級(jí)重大科技攻關(guān)項(xiàng)目，獲得市級(jí)以上科技獎(jiǎng)勵(lì)10多項(xiàng)，取得科技成果40多項(xiàng)。
多年來(lái)，公司以“產(chǎn)品設(shè)計(jì)合理、質(zhì)量穩(wěn)定可靠、服務(wù)優(yōu)質(zhì)及時(shí)”而贏得客戶的贊譽(yù)，產(chǎn)品暢銷全國(guó)30個(gè)省市、200多家電源項(xiàng)目和鐵道部各局的80多個(gè)供電段、機(jī)務(wù)段及電氣化鐵路施工單位，避雷器產(chǎn)品國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率穩(wěn)居國(guó)內(nèi)第一位，并直接出口日本、意大利、俄羅斯、法國(guó)及東南亞等30多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，在國(guó)內(nèi)外樹(shù)立起良好的品牌形象。
生產(chǎn)歷史悠久
1979年，開(kāi)始研發(fā)非線性氧化鋅壓敏電阻片及避雷器
1985年，金屬氧化物避雷器研制成功并通過(guò)技術(shù)鑒定
工藝技術(shù)領(lǐng)先
30年科技攻關(guān)和技術(shù)創(chuàng)新
獨(dú)有的多項(xiàng)電阻片專利技術(shù)和硅橡膠制造工藝
1000kV避雷器技術(shù)水平達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平
500kV互感器產(chǎn)品通過(guò)國(guó)家級(jí)產(chǎn)品鑒定
產(chǎn)品質(zhì)量可靠
雄厚的技術(shù)力量、完善的質(zhì)量控制體系、精良的設(shè)施裝備
為產(chǎn)品質(zhì)量提供了強(qiáng)有力的保障
500kV避雷器、互感器零事故在網(wǎng)運(yùn)行
市場(chǎng)份額第一
金屬氧化物避
雷器國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率第一 2008年國(guó)網(wǎng)集中規(guī)模招標(biāo)，500kV避雷器中標(biāo)率50.71%，220kV避雷器中標(biāo)率29％
企業(yè)文化先進(jìn)
全新的經(jīng)營(yíng)機(jī)制，先進(jìn)的民營(yíng)企業(yè)文化
遵從現(xiàn)代管理大師――彼得·德魯克，管理事業(yè)
遵從最偉大的成功學(xué)大師――戴爾·卡耐基，管理人生
主導(dǎo)產(chǎn)品
Φ32－138金屬氧化物壓敏電阻片，年生產(chǎn)能力450萬(wàn)片。
0.22-1000kV避雷器，年生產(chǎn)能力50萬(wàn)臺(tái)（支）。
35－500kV互感器，年生產(chǎn)能力4500臺(tái)。
工廠規(guī)模
占地面積9.3萬(wàn)平方米，建筑面積2.5萬(wàn)平方米。
擁有1000kV特高壓及750kV超高壓試驗(yàn)大廳各一座。
人員狀況
現(xiàn)有在崗職工331人，其中享受國(guó)務(wù)院特殊津貼專家1人，大專以上學(xué)歷
人員156人，研究生以上學(xué)歷人員6人，中高級(jí)以上職稱人員54人。
地理位置
公司位于河南省南陽(yáng)市高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)。
南陽(yáng)是國(guó)家歷史文化名城，南水北調(diào)中線工程源頭所在地，交通便利，
南陽(yáng)機(jī)場(chǎng)航班可直達(dá)北京、上海、廣州、深圳、桂林等地，焦枝、寧西
鐵路橫貫全境，二廣、滬陜、日南高速公路在南陽(yáng)交匯，離鄭州、武漢、
西安等城市僅幾個(gè)小時(shí)車程。
相關(guān)榮譽(yù)
國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)。
國(guó)家電網(wǎng)公司和南方電網(wǎng)公司認(rèn)定的避雷器、互感器優(yōu)秀供應(yīng)商。
五家國(guó)家電網(wǎng)公司500kV避雷器供應(yīng)商之一
六家國(guó)家電網(wǎng)公司500kVSF6互感器供應(yīng)商之一
河南省50家高成長(zhǎng)性企業(yè)。
河南省制造業(yè)信息化示范企業(yè)。
4．公司產(chǎn)品介紹
4．1 避雷器
避雷器 又稱：surge arrester，能釋放雷電或兼能釋放電力系統(tǒng)操作過(guò)電壓能量，保護(hù)電工設(shè)備免受瞬時(shí)過(guò)電壓危害，又能截?cái)嗬m(xù)流，不致引起系統(tǒng)接地短路的電器裝置。避雷器通常接于帶電導(dǎo)線與地之間，與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)。當(dāng)過(guò)電壓值達(dá)到規(guī)定的動(dòng)作電壓時(shí)，避雷器立即動(dòng)作，流過(guò)電荷，限制過(guò)電壓幅值，保護(hù)設(shè)備絕緣；電壓值正常后，避雷器又迅速恢復(fù)原狀，以保證系統(tǒng)正常供電。如下圖所示：
避雷器實(shí)物圖
4．1．1 避雷器起源
最原始的避雷器是羊角形間隙，出現(xiàn)于19世紀(jì)末期，用于架空輸電線路，防止雷擊損壞設(shè)備絕緣而造成停電，故稱“避雷器”。20世紀(jì)20年代,出現(xiàn)了鋁艾爾盾避雷器,氧化膜艾爾盾避雷器和丸式艾爾 盾避雷器。30年代出現(xiàn)了管式艾爾盾避雷器。50年代出現(xiàn)了碳化硅艾爾盾避雷器。70年代又出現(xiàn)了金屬氧化物艾爾盾避雷器?，F(xiàn)代高壓艾爾盾避雷器，不僅用于限制電力系統(tǒng)中因雷電引起的過(guò)電壓，也用于限制因系統(tǒng)操作產(chǎn)生的過(guò)電壓。
4．1．2 避雷器原理
避雷器是變電站保護(hù)設(shè)備免遭雷電沖擊波襲擊的設(shè)備。當(dāng)沿線路傳入變電站的雷電沖擊波超過(guò)避雷器保護(hù)水平時(shí)，避雷器首先放電，并將雷電流經(jīng)過(guò)良導(dǎo)體安全的引入大地，利用接地裝置使雷電壓幅值限制在被保護(hù)設(shè)備雷電沖擊水平以下，使電氣設(shè)備受到保護(hù)。
避雷器按其發(fā)展的先后可分為：保護(hù)間隙——是最簡(jiǎn)單形式的避雷器；管型避雷器——也是一個(gè)保護(hù)間隙，但它能在放電后自行滅??；閥型避雷器——是將單個(gè)放電間隙分成許多短的串聯(lián)間隙，同時(shí)增加了非線性電阻，提高了保護(hù)性能；磁吹避雷器——利用了磁吹式火花間隙，提高了滅弧能力，同時(shí)還具有限制內(nèi)部過(guò)電壓能力；氧化鋅避雷器——利用了氧化鋅閥片理想的伏安特性（非線性極高，即在大電流時(shí)呈低電阻特性，限制了避雷器上的電壓，在正常工頻電壓下呈高電阻特性），具有無(wú)間隙、無(wú)續(xù)流殘壓低等優(yōu)點(diǎn)，也能限制內(nèi)部過(guò)電壓，被廣泛使用。
4．1．3 避雷器分類
避雷器有高壓和低壓避雷器之分，本節(jié)介紹的是低壓配電系統(tǒng)中的避雷器（電涌保護(hù)器SPD）
?。?） 電涌保護(hù)器器的種類名目繁多的避雷器在我國(guó)的市場(chǎng)上已經(jīng)超過(guò)了上百種，如何對(duì)不同品牌、不同型號(hào)的避雷器進(jìn)行分類也許就擺在我們面前。
從組合結(jié)構(gòu)分；現(xiàn)在市場(chǎng)上的避雷器有幾下幾種：
1）間隙類————開(kāi)放式間隙、密閉式間隙
2）放電管類———開(kāi)放式放電管密封式放電管
3）壓敏電阻類——單片、多片
4）抑制二極管類
5）壓敏電阻/氣體放電管組合類----簡(jiǎn)單組合、復(fù)雜組合
6）碳化硅類
按照其保護(hù)性質(zhì)有可以分為：開(kāi)路式避雷器、短路式避雷器或開(kāi)關(guān)型、限壓型；
按照工作狀態(tài)（安裝形式）又可分為：并聯(lián)避雷器和串聯(lián)式避雷器。
?。?） 避雷器的結(jié)構(gòu)及特性
1） 開(kāi)放式間隙避雷器
間隙避雷器的工作原理：基于電弧放電技術(shù)，當(dāng)電極間的電壓達(dá)到一定程度時(shí)，擊穿空氣電弧在電極上進(jìn)行爬電。
優(yōu)點(diǎn)：放電能力強(qiáng)，通流量大（可以達(dá)到100KA）漏電流小
熱穩(wěn)定性好
缺點(diǎn)：殘壓高，反映時(shí)間慢，存在續(xù)流
工藝特點(diǎn)：由于金屬電極在放電時(shí)承受較大電流，所以容易造成金屬的升華，使放電腔內(nèi)形成金屬鍍膜影響避雷器的啟動(dòng)和正常使用。放電電極的生產(chǎn)主要還是集中在國(guó)外一些避雷器生產(chǎn)企業(yè)，，電極的主要成分是鎢金屬的合金。
工程應(yīng)用：該種結(jié)構(gòu)的避雷器主要應(yīng)用在電源系統(tǒng)做B級(jí)避雷器使用。但由于避雷器自身的原因容易引起火災(zāi)，避雷器動(dòng)作后（飛出）脫離配電盤等事故。根據(jù)型號(hào)的不同適合與各種配電制式。
工程安裝時(shí)一定要考慮安裝距離，避免引起不必要的損失和事故。
2） 密閉式間隙避雷器
現(xiàn)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)有一種多層石墨間隙避雷器，這種避雷器主要利用的是多層間隙連續(xù)放電，每層放電間隙相互絕緣，這種疊層技術(shù)不僅解決了續(xù)流問(wèn)題而且是逐層放電，無(wú)形中增大了產(chǎn)品自身的通流能力。
優(yōu)點(diǎn)：放電電流大 測(cè)試最大50KA（實(shí)際測(cè)量值）漏電流小
無(wú)續(xù)流 無(wú)電弧外瀉 熱穩(wěn)定性好
缺點(diǎn)：殘壓高，反映時(shí)間慢
工藝特點(diǎn)：石墨為主要材料，產(chǎn)品內(nèi)采用全銅包被解決了避雷器在放電時(shí)的散熱問(wèn)題，不存在后續(xù)電流問(wèn)題，最大的特點(diǎn)是沒(méi)有電弧的產(chǎn)生，且殘壓與開(kāi)放式間隙避雷器比較要低很多。
工程應(yīng)用：該種避雷器應(yīng)用在各種B、C類場(chǎng)合，與開(kāi)放式間隙比較不用考慮電弧問(wèn)題。根據(jù)型號(hào)的不同該種產(chǎn)品適合與各種配電制式。
（3） 放電管類避雷器
1） 開(kāi)放式放電管避雷器
開(kāi)放式放電管避雷器，實(shí)質(zhì)與開(kāi)放式間隙避雷器是一樣的產(chǎn)品，都屬于空氣放電器。但是與間隙放電器比較它的通流能力就降了一個(gè)等級(jí)。
優(yōu)點(diǎn)：體積小 通流能力強(qiáng)（10-15KA） 漏電流小 無(wú)電弧噴瀉
缺點(diǎn)：殘壓較高 有續(xù)流 產(chǎn)品一致性差（啟動(dòng)電壓、殘壓）反映時(shí)間慢
2） 密閉式氣體放電管
密閉式氣體放電管也叫惰性氣體放電管，主要是內(nèi)部充盈了惰性氣體，放電方式是氣體放電，靠擊穿氣體來(lái)起到一次性瀉放電流的目的。一般有2極和3極兩種結(jié)構(gòu)。外型與上圖相似。
優(yōu)點(diǎn)：體積?。怏w管可以很小）通流量大 無(wú)電弧
缺點(diǎn)：產(chǎn)品一致性差（啟動(dòng)電壓、殘壓）有續(xù)流殘壓較高
工藝特點(diǎn)：空氣放電管還是屬于開(kāi)放式產(chǎn)品，在工作時(shí)不保證絕對(duì)沒(méi)有點(diǎn)火花從排壓孔噴出，氣體放電管是密封結(jié)構(gòu)，一般有2極和3極良種結(jié)構(gòu)形式，一般3極有熱保護(hù)裝置（短路裝置），在放電管工作時(shí)溫度超過(guò)了一定范圍，短路裝置啟動(dòng)使放電管整體導(dǎo)通。防止溫度過(guò)高造成放電管內(nèi)氣壓生高器件爆裂。
工程應(yīng)用：一般空氣放電管現(xiàn)在很少應(yīng)用，而氣體放電管現(xiàn)在被廣泛的應(yīng)用在信號(hào)防雷器上。型號(hào)的不同也有在電源避雷器上使用。
（4） 氧化鋅電阻類避雷器
1） 單片壓敏電阻避雷器
單片壓敏電阻避雷器是80年代由日本最先發(fā)明使用。直到現(xiàn)在，單片敏電阻的使用率也是避雷器中最高的。壓敏電阻避雷器的工作原理是利用了壓敏電阻的非線性特點(diǎn)。當(dāng)電壓沒(méi)有波動(dòng)時(shí)氧化鋅呈高阻態(tài)，當(dāng)電壓出現(xiàn)波動(dòng)達(dá)到壓敏電阻的啟動(dòng)電壓時(shí)壓敏電阻迅速呈現(xiàn)低阻態(tài)，將電壓限制在一定范圍內(nèi)。
2） 多片壓敏電阻避雷器
由于單片壓敏電阻的通流量一直不夠理想（一般單片壓敏電阻最大放電電流在20KA\8/20uS）,在這種前提下多片組合壓敏電阻避雷器產(chǎn)生，多片壓敏電阻組合避雷器主要是解決了單片壓敏電阻的通流量較小，不能滿足B級(jí)場(chǎng)合的使用。多片壓敏電阻的產(chǎn)生從根本上解決了壓敏電阻通流量的問(wèn)題。
優(yōu)點(diǎn)：通流容量大，殘壓較低，反應(yīng)時(shí)間較快（≤25ns），
無(wú)跟隨電流（續(xù)流）
缺點(diǎn)：漏電流較大，老化速度快。熱穩(wěn)定一般
工藝特點(diǎn)：多數(shù)采用積木結(jié)構(gòu)。
工程應(yīng)用：根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，壓敏電阻避雷器廣泛的應(yīng)用在B、C、D級(jí)以及信號(hào)避雷器。但是應(yīng)解決的問(wèn)題是工程中有個(gè)別產(chǎn)品存在燃燒現(xiàn)象，所以在產(chǎn)品選型時(shí)應(yīng)注意廠家使用的外殼材料。
（5） 抑制二極管類防雷器
抑制二極管類防雷產(chǎn)品主要是網(wǎng)絡(luò)等信號(hào)避雷產(chǎn)品中大量的應(yīng)用，主要采用的器件有P*KE（雪崩管）等系列等產(chǎn)品。工作原理是基于PN結(jié)反向擊穿保護(hù)。
優(yōu)點(diǎn)：殘壓低 動(dòng)作精度高 反應(yīng)時(shí)間快無(wú)續(xù)流 體積小
缺點(diǎn)：通流量小
（6） 壓敏電阻/氣體放電管組合類
1） 簡(jiǎn)單組合避雷器
組合式避雷器典型結(jié)構(gòu)是N-PE結(jié)構(gòu)形式，這種避雷器與單一結(jié)構(gòu)的避雷器相比，綜合了兩種不同產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，而減少了單一器件的缺點(diǎn)。
優(yōu)點(diǎn)：通流量大 反應(yīng)時(shí)間快
缺點(diǎn)：殘壓相對(duì)較高
工程應(yīng)用：僅在N-PE制式使用的避雷器，適合電壓波動(dòng)率較大地區(qū)使用。
2） 復(fù)雜型組合式避雷器
這種避雷器充分發(fā)揮各種元器件的優(yōu)點(diǎn)，在結(jié)構(gòu)上一般使用數(shù)量較多的壓敏電阻和氣體放電管。這種結(jié)構(gòu)的避雷器一般具有較高的通流能力，且殘壓較低。行業(yè)內(nèi)也稱這種結(jié)構(gòu)的避雷器為一體化避雷器。
優(yōu)點(diǎn)：通流量大 反映時(shí)間快 殘壓低無(wú)續(xù)流 熱穩(wěn)定性好
缺點(diǎn)：無(wú)聲音報(bào)警 無(wú)計(jì)數(shù)器
工藝特點(diǎn)：一體化避雷器的電路結(jié)構(gòu)緊湊，充分發(fā)揮了氧化鋅電阻反映時(shí)間快的特點(diǎn)，有結(jié)合了氣體放電管具有較高通流能力的優(yōu)點(diǎn)。在電路上避雷器使用了較多的氧化鋅電阻來(lái)提高整體避雷器的通流能力，用氣體放電管作為備用放電通道。基于這種完善的電路結(jié)構(gòu)使避雷器的使用壽命大大提高。
工程應(yīng)用：
一體化避雷器根據(jù)型號(hào)的不同廣泛應(yīng)用與B、C、D各種安裝環(huán)境。由于是一體化設(shè)計(jì)，所以更適合在不具備安裝距離的場(chǎng)合使用。（IEC規(guī)定B、C、D模塊化避雷器三級(jí)間的最短距離在10M以上）
?。?） 碳化硅避雷器（閥式避雷器）
碳化硅避雷器主要應(yīng)用于高壓電力防雷，目前仍是電力系統(tǒng)使用率較高的電力防雷產(chǎn)品。
圖片是用于交流電源的浪涌保護(hù)器
4．1．4 避雷器的作用及特點(diǎn)
避雷器的作用是用來(lái)保護(hù)電力系統(tǒng)中各種電器設(shè)備免受雷電過(guò)電壓、操作過(guò)電壓、工頻暫態(tài)過(guò)電壓沖擊而損壞的一個(gè)電器。避雷器的類型主要有保護(hù)間隙、閥型避雷器和氧化鋅避雷器。保護(hù)間隙主要用于限制大氣過(guò)電壓，一般用于配電系統(tǒng)、線路和變電所進(jìn)線段保護(hù)。閥型避雷器與氧化鋅避雷器用于變電所和發(fā)電廠的保護(hù)，在500KV及以下系統(tǒng)主要用于限制大氣過(guò)電壓，在超高壓系統(tǒng)中還將用來(lái)限制內(nèi)過(guò)電壓或作內(nèi)過(guò)電壓的后備保護(hù)。
4．1．5 避雷器的主要參數(shù)
（1）標(biāo)稱電壓Un：
被保護(hù)系統(tǒng)的額定電壓相符，在信息技術(shù)系統(tǒng)中此參數(shù)表明了應(yīng)該選用的保護(hù)器的類型，它標(biāo)出交流或直流電壓的有效值。
（2）額定電壓Uc：
能長(zhǎng)久施加在保護(hù)器的指定端，而不引起保護(hù)器特性變化和激活保護(hù)元件的最大電壓有效值。
?。?）額定放電電流Isn：
給保護(hù)器施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊10次時(shí)，保護(hù)器所耐受的最大沖擊電流峰值。
?。?）最大放電電流Imax：
給保護(hù)器施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊1次時(shí)，保護(hù)器所耐受的最大沖擊電流峰值。
（5）電壓保護(hù)級(jí)別Up：
保護(hù)器在下列測(cè)試中的最大值：1KV/μs斜率的跳火電壓；額定放電電流的殘壓。
（6）響應(yīng)時(shí)間tA：
主要反應(yīng)在保護(hù)器里的特殊保護(hù)元件的動(dòng)作靈敏度、擊穿時(shí)間，在一定時(shí)間內(nèi)變化取決于du/dt或di/dt的斜率。
?。?）數(shù)據(jù)傳輸速率Vs：
表示在一秒內(nèi)傳輸多少比特值，單位：bps；是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中正確選用防雷器的參考值，防雷保護(hù)器的數(shù)據(jù)傳輸速率取決于系統(tǒng)的傳輸方式。
?。?）插入損耗Ae：
在給定頻率下保護(hù)器插入前和插入后的電壓比率。
（9）回波損耗Ar：
表示前沿波在保護(hù)設(shè)備（反射點(diǎn)）被反射的比例，是直接衡量保護(hù)設(shè)備同系統(tǒng)阻抗是否兼容的參數(shù)。
（10）最大縱向放電電流：
指每線對(duì)地施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊1次時(shí)，保護(hù)器所耐受的最大沖擊電流峰值。
?。?1）最大橫向放電電流：
指線與線之間施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊1次時(shí)，保護(hù)器所耐受的最大沖擊電流峰值。
（12）在線阻抗：
指在標(biāo)稱電壓Un下流經(jīng)保護(hù)器的回路阻抗和感抗的和。通常稱為“系統(tǒng)阻抗”。
?。?3）峰值放電電流：
分兩種：額定放電電流Isn和最大放電電流Imax。
?。?4）漏電流：
指在75或80標(biāo)稱電壓Un下流經(jīng)保護(hù)器的直流電流。
4．1．6 避雷器相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
避雷器的常見(jiàn)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)（各國(guó)要求不一樣）：IEC61643-1 、GB18802.1-2002、UL1283Filter 、UL1449.2nd.Edition、GB11032-2000、IEC60099-4、IEEE.C62.11
我國(guó)現(xiàn)在避雷系統(tǒng)現(xiàn)在實(shí)施的是中華人民共和國(guó)建設(shè)部2004年3月1日制定的：GB50343—2004《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》和中華人民共和國(guó)建設(shè)部2000年10月1號(hào)制定的：GB50057—94《建筑物設(shè)計(jì)防雷規(guī)范》。
IEC 62305-1-2006
雷電防護(hù)
IEC/TR 61400-24-2002
風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電機(jī)系統(tǒng).第24部分:避雷裝置 IEC61400-24
IEC 60364-5-54-2002
建筑物的電氣設(shè)施.第5-54部分:電氣設(shè)備的選擇和安裝.接地措施、保護(hù)導(dǎo)體和保護(hù)跨接線 IEC60364-5-54
IEC 60099
避雷器
GB 15599-1995
石油與石油設(shè)施雷電安全規(guī)范
GB 50057-1994
建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范(附條文說(shuō)明) (2000版）
GB 50343-2004
建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范(附條文說(shuō)明)
GB/T 19271-2003
雷電電磁脈沖的防護(hù)
GB/T 19663-2005
雷電電磁脈沖的防護(hù)
GB/T 19663-2005
信息系統(tǒng)雷電防護(hù)術(shù)語(yǔ)
GB/T 19856-2005
雷電防護(hù)
GB/T 21431-2008
建筑物防雷裝置檢測(cè)技術(shù)規(guī)范
GB/T 21714-2008
雷電防護(hù)
GB/T 2900.12-2008
電工術(shù)語(yǔ) 避雷器、低壓電涌保護(hù)器及元件
GB/T 7450-1987
電子設(shè)備雷擊保護(hù)導(dǎo)則
GJB 5080-2004
軍用通信設(shè)施雷電防護(hù)設(shè)計(jì)與使用要求
GJB 1210-1991
接地 搭接和屏蔽設(shè)計(jì)的實(shí)施
GJB 2269-1996
后方彈藥倉(cāng)庫(kù)防雷技術(shù)要求
4．1．7 氧化鋅避雷器
氧化鋅避雷器七大特性：
?。?）氧化鋅避雷器的通流能力大
這主要體現(xiàn)在避雷器具有吸收各種雷電過(guò)電壓、工頻暫態(tài)過(guò)電壓、操作過(guò)電壓的能力。川泰生產(chǎn)的氧化鋅避雷器的通流能力完全符合甚至高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。線路放電等級(jí)、能量吸收能力、4/10納秒大電流沖擊耐受、2ms方波通流能力等指標(biāo)達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。
?。?）氧化鋅避雷器的保護(hù)特性優(yōu)異
氧化鋅避雷器是用來(lái)保護(hù)電力系統(tǒng)中各種電器設(shè)備免受過(guò)電壓損壞的電器產(chǎn)品，具有良好保護(hù)性能。因?yàn)檠趸\閥片的非線性伏安特性十分優(yōu)良，使得在正常工作電壓下僅有幾百微安的電流通過(guò)，便于設(shè)計(jì)成無(wú)間隙結(jié)構(gòu)，使其具備保護(hù)性能好、重量輕、尺寸小的特征。當(dāng)過(guò)電壓侵入時(shí)，流過(guò)閥片的電流迅速增大，同時(shí)限制了過(guò)電壓的幅值，釋放了過(guò)電壓的能量，此后氧化鋅閥片又恢復(fù)高阻狀態(tài)，使電力系統(tǒng)正常工作。
?。?）氧化鋅避雷器的密封性能良好
避雷器元件采用老化性能好、氣密性好的優(yōu)質(zhì)復(fù)合外套，采用控制密封圈壓縮量和增涂密封膠等措施，陶瓷外套作為密封材料，確保密封可靠，使避雷器的性能穩(wěn)定。
?。?）氧化鋅避雷器的機(jī)械性能
主要考慮以下三方面因素：
1）承受的地震力；
2）作用于避雷器上的最大風(fēng)壓力；
3）避雷器的頂端承受導(dǎo)線的最大允許拉力。
?。?）氧化鋅避雷器的良好的解污穢性能
無(wú)間隙氧化鋅避雷器具有較高的耐污穢性能。
目前國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的爬電比距等級(jí)為：
1）II級(jí) 中等污穢地區(qū)：爬電比距20mm/kv
2）III級(jí) 重污穢地區(qū)：爬電比距25mm/kv
3）IV級(jí) 特重污穢地區(qū)：爬電比距31mm/kv
?。?）氧化鋅避雷器的高運(yùn)行可靠性
長(zhǎng)期運(yùn)行的可靠性取決于產(chǎn)品的質(zhì)量，及對(duì)產(chǎn)品的選型是否合理。影響它的產(chǎn)品質(zhì)量主要有以下三方面：
A 避雷器整體結(jié)構(gòu)的合理性；
B 氧化鋅閥片的伏安特性及耐老化特性；
C 避雷器的密封性能。
（7）工頻耐受能力
由于電力系統(tǒng)中如單相接地、長(zhǎng)線電容效應(yīng)以及甩負(fù)荷等各種原因，會(huì)引起工頻電壓的升高或產(chǎn)生幅值較高的暫態(tài)過(guò)電壓，避雷器具有在一定時(shí)間內(nèi)承受一定工頻電壓升高能力。
4．1．8 知名避雷品牌
目前市面上比較常見(jiàn)的避雷器有：深圳安普迅（ANSUN防雷器），南陽(yáng)金冠金屬氧化鋅避雷器，LKX雷科星品牌避雷器，地凱防雷避雷器，中國(guó)大陸KBTE科比特避雷器，Haide還得防雷器，TOP防雷器、法國(guó)Soule避雷器，英國(guó)ESP furse避雷器，德國(guó)OBO防雷器，金力JLSP產(chǎn)品，DEHN避雷器，美國(guó)PANAMAX避雷器，INNOVATIVE避雷器，美國(guó)POLYPHASER天饋避雷器。
SPD選用
?。?）防雷器中使用的元器件
電源避雷器中的雷電能量吸收，主要是氧化鋅壓敏電阻和氣體放電管。
氧化鋅壓敏電阻是限壓型保護(hù)器件，沒(méi)有脈沖電壓時(shí)呈現(xiàn)高阻狀態(tài)，一旦響應(yīng)脈沖電壓，立即將電壓限制到一定值，其阻抗突變?yōu)榈妥锠顟B(tài)。與氣體放電管比較，它最大的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)它吸收脈沖電壓時(shí)因殘壓高于工作電壓，不會(huì)造成電源的瞬間短路，也不會(huì)產(chǎn)生續(xù)流。氧化鋅壓敏電阻的響應(yīng)時(shí)間比氣體放電管快。氣體放電管的擊穿電壓對(duì)脈沖電壓的上升速率十分敏感，電壓上升速率越快，點(diǎn)火電壓越高，響應(yīng)時(shí)間越快。能夠正確選擇壓敏電阻和氣體放電管這二類元器件，并利用它們各自的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行組合的電源避雷器，其整機(jī)性能相對(duì)較好。電源避雷器中要求氧化鋅壓敏電阻，具有優(yōu)良的能量耐受特性，而能量耐受特性主要用額定雷電沖擊電流、最大雷電沖擊電流和能量耐量三大指標(biāo)來(lái)描述，這些特性與氧化鋅壓敏電阻的表面積有關(guān)，和元件的散熱條件有關(guān)。同一種規(guī)格的壓敏電阻，由于不同廠家的制造工藝、原料配方不同，其能量耐受能力會(huì)相差很大。
氣體放電管具有很強(qiáng)的承受大能量沖擊的能力，但在具體使用時(shí)，由于氣體放電管在放電時(shí)殘壓極低，近似于短路狀態(tài)，因此不能單獨(dú)在電源避雷器中使用，氣體放電管的耐流能力與管徑有關(guān)，管徑越大，耐流能力越好。氣體放電管的質(zhì)量問(wèn)題主要表現(xiàn)為慢性漏氣，長(zhǎng)時(shí)間使用的可靠性問(wèn)題（即遭受多次雷電沖擊后，直流擊穿電壓值發(fā)生偏移），光敏效應(yīng)和離散性較大。雖然近年來(lái)國(guó)產(chǎn)的氣體放電管有了較大的改進(jìn)，質(zhì)量在逐步提高，但整體質(zhì)量問(wèn)題仍然存在，特別是可靠性問(wèn)題和慢性漏氣問(wèn)題。因此電源避雷器中選擇進(jìn)口名牌氣體放電管的產(chǎn)品應(yīng)作為首選，且氣體放電管的管徑在Ф8㎜以上為好。
電源避雷器中的電容器和熱熔保險(xiǎn)絲的選擇也很重要。電源避雷器長(zhǎng)期工作在電網(wǎng)中，由于電容器的質(zhì)量問(wèn)題造成電源避雷器整機(jī)損壞的事例很多，因此，電容器的耐壓選擇很重要，特別是耐受脈沖高電壓的沖擊能力。相比之下，國(guó)外產(chǎn)品好于國(guó)內(nèi)產(chǎn)品，日立公司，OKAYA公司的電容器質(zhì)量為上好。電源避雷器中的熱熔保險(xiǎn)絲的作用是當(dāng)雷電流超過(guò)電源避雷器最大承受能力時(shí)，由于過(guò)流作用，可使保險(xiǎn)絲斷開(kāi)，同時(shí)由于過(guò)截使氧化鋅壓敏電阻溫度上升亦可使保險(xiǎn)絲斷開(kāi)，起到過(guò)流和溫度雙重保護(hù)作用。由于電源避雷器常態(tài)工作條件下，電流非常小，只是在雷電沖擊或脈沖電壓沖擊時(shí)，在瞬態(tài)條件下起保護(hù)作用，因此與常規(guī)熱熔保險(xiǎn)絲的使用條件有所區(qū)別，所以，電源避雷器中的熱熔保險(xiǎn)絲應(yīng)有獨(dú)特性能，即在瞬態(tài)條件下的熔斷特性。
?。?） 先進(jìn)的設(shè)計(jì)方案
避雷器的設(shè)計(jì)方案有了良好的元器件，先進(jìn)的設(shè)計(jì)方案是確保電源避雷器質(zhì)量的必要條件。根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品的分析比較，在設(shè)計(jì)電源避雷器時(shí)應(yīng)充分考慮以下幾個(gè)方面問(wèn)題。電源避雷器耐雷電電流沖擊等級(jí)的合理定位，即電源避雷器額定浪涌電流值和最大浪涌電流值的確定?，F(xiàn)在市場(chǎng)上有些電源避雷器的廠商，為了廣告宣傳和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)等商業(yè)行為，隨意提高耐雷電電流沖擊的等級(jí)，這是一種對(duì)用戶極不負(fù)責(zé)的態(tài)度。雷擊災(zāi)害對(duì)現(xiàn)代電子設(shè)備具有極大的破壞性。某一地區(qū)雷電電流的大小，由于地理環(huán)境、氣象條件和電子設(shè)備電源接線方式等諸多不確定因素，很難用一個(gè)數(shù)字量來(lái)確定，因此，廠家對(duì)電源避雷器的設(shè)計(jì)應(yīng)有較大的余量。一般浪涌電流的設(shè)計(jì)應(yīng)是該電源避雷器最大浪涌電流值的一倍，而最大浪涌電流值又應(yīng)是該電源避雷器額定浪涌電流值的一倍，這樣的設(shè)計(jì)余量才是對(duì)用戶負(fù)責(zé)的態(tài)度。在廠家設(shè)計(jì)的具體線路中，應(yīng)采用多路浪涌電流吸收的冗余式電路結(jié)構(gòu)，即當(dāng)某一路浪涌電流吸收回路由于某元器件損壞，自動(dòng)退出電源避雷器的整機(jī)電路，不影響整個(gè)電源避雷器的正常工作。由于采用上述的設(shè)計(jì)余量，即使出現(xiàn)一路、甚至二路吸收回路退出整體電路，也不影響整個(gè)電源避雷器的防雷能力。這種冗余設(shè)計(jì)方案將大大地提高電源避雷器的可靠性，是多雷區(qū)電源線路防雷的首選防護(hù)設(shè)備。
（3） 生產(chǎn)工藝和質(zhì)量管理體系方面
合理科學(xué)的生產(chǎn)工藝是確保電源避雷器質(zhì)量的保證條件。在電源避雷器的生產(chǎn)工藝上，生產(chǎn)廠家應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的問(wèn)題。濕熱一直是壓敏電阻失效的一個(gè)重要原因，其表現(xiàn)出來(lái)的現(xiàn)象是壓敏電阻在受長(zhǎng)期潮濕環(huán)境的影響下，其泄露電流明顯上升，壓敏電壓值明顯下降。對(duì)于整個(gè)電源避雷器來(lái)講，由于潮濕環(huán)境的影響，一旦電網(wǎng)中出現(xiàn)瞬態(tài)過(guò)電壓或雷電電流的沖擊，很可能造成局部短路而損壞的現(xiàn)象。由于雷雨季
節(jié)往往是一個(gè)濕熱的氣象環(huán)境條件，因此電源避雷器的防濕熱工藝顯得非常重要。通常廠家采用環(huán)氧樹(shù)脂灌封的生產(chǎn)工藝。有些廠家能在環(huán)氧樹(shù)脂灌封的過(guò)程中進(jìn)行真空抽氣，則效果更好。因此，在選擇電源避雷器時(shí)，除觀看廠家的元器件的選擇，設(shè)計(jì)方案和生產(chǎn)工藝外，質(zhì)量管理方面也很重要。這包括元器件采購(gòu)、保管、檢驗(yàn)、組裝、老化、殘壓和泄露電流的測(cè)試制度、安全制度等方面。
綜上，選擇質(zhì)量?jī)?yōu)良的電源避雷器，不能只停留在廠家的廣告宣傳上，還應(yīng)到廠家針對(duì)上述幾個(gè)方面去看一看，特別是關(guān)鍵元器件的選擇、設(shè)計(jì)方案、生產(chǎn)工藝是了解的重點(diǎn)。除此之外，當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件、年雷暴日數(shù)和雷暴造成財(cái)產(chǎn)損失的情況也應(yīng)和選擇電源避雷器的防護(hù)級(jí)別進(jìn)行綜合考慮。
避雷器原理
針對(duì)現(xiàn)在市場(chǎng)上出現(xiàn)了各種各樣的避雷器,質(zhì)量參差不齊,有一些甚至聞所未問(wèn)(如:不用接地的避雷器,到現(xiàn)在為止,都弄不明白它的工作原理),因此,通過(guò)介紹避雷器的工作原理及組成,對(duì)客戶甄別真假、優(yōu)劣,有所幫助。
防雷器元件從響應(yīng)特性看,有軟硬兩種。屬于硬響應(yīng)特性的放電元件有火花間隙(基于斬弧技術(shù)的角型火花隙和同軸放電火花隙)和氣體放電管,屬于軟響應(yīng)特性的放電元件有金屬氧化物壓敏電阻和瞬態(tài)抑制二極管。這些元件的區(qū)別在于放電能力、響應(yīng)特性和殘壓,避雷器就是利用它們不同的優(yōu)缺點(diǎn),揚(yáng)長(zhǎng)避短,組合成各種避雷器,保護(hù)電路。
?。?）火花間隙(Arc chopping)
1）放電間隙:原理是兩個(gè)如牛角現(xiàn)狀的電極,距離很短,用絕緣材料分開(kāi),當(dāng)兩個(gè)電極間的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到擊穿強(qiáng)度時(shí),電極之間形成電流通路。當(dāng)雷電波來(lái)到的時(shí)候首先在間隙處擊穿,使間隙的空氣電離,形成短路,雷電流通過(guò)間隙流入大地,而此時(shí)間隙兩端的電壓很低,從而達(dá)到保護(hù)線路的目的。電場(chǎng)強(qiáng)度低于擊穿間隙時(shí),放電間隙型避雷器又恢復(fù)絕緣狀態(tài)。常用于高壓線路的避雷防護(hù)中。在低壓系統(tǒng),常用于電源的前級(jí)保護(hù)。
火花間隙型避雷器產(chǎn)品的優(yōu)劣,在于制成電極的材料、間隙距離及絕緣材料。
優(yōu)點(diǎn):具有很強(qiáng)放電能力、通流量大,10/350μs脈沖波形能夠疏導(dǎo)50KA的脈沖電流,用于8/20μs脈沖電流,可以大于100KA,很高的絕緣電阻以及很小的寄生電容,漏電流小。對(duì)正常工作的設(shè)備不會(huì)帶來(lái)任何有害影響。
缺點(diǎn):殘壓高(2.5~3.5KV),反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)(≦100ns),動(dòng)作電壓精度較低,有工頻續(xù)流,因此在保護(hù)電路中應(yīng)串聯(lián)一個(gè)熔斷器,使得工頻續(xù)流迅速被切斷。
注:由于兩只放電管分別裝在一個(gè)回路的兩根導(dǎo)線上,有時(shí)會(huì)不同時(shí)放電,使兩導(dǎo)線之間出現(xiàn)電位差,為了使兩根導(dǎo)線上的放電管能接近統(tǒng)一時(shí)間放電,減少兩線之間的電位差,又研制了三級(jí)放電管?？梢钥醋魇怯蓛芍欢?jí)放電管合并在一起構(gòu)成的。三級(jí)放電管中間的一級(jí)作為公共地線,另兩級(jí)分別接在回路的兩條導(dǎo)線上。
2）氣體放電管(Gas discharge tube,GDT):是一種陶瓷或玻璃封裝,管內(nèi)再充以一定壓力的惰性氣體(如氬氣),開(kāi)關(guān)型的保護(hù)元件,有二電極和三電極兩種結(jié)構(gòu)。當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到擊穿惰性氣體強(qiáng)度時(shí),就引起間隙放電,從而限制極間的電壓。8/20μs脈沖電流能夠疏導(dǎo)10KA。放電電壓不穩(wěn)定,當(dāng)電壓大于12V、電流電壓100mA時(shí),會(huì)產(chǎn)生后續(xù)電流。通常用于測(cè)量、控制、調(diào)節(jié)技術(shù)電路和電子數(shù)據(jù)處理傳輸電路中。
?。?）金屬氧化物壓敏電阻(Metal oxide varistor,MOV)
以氧化鋅為主要成分的金屬氧化物半導(dǎo)體非線性電阻,當(dāng)加在電阻兩端的電壓小于壓敏電壓時(shí),壓敏電阻呈高阻狀態(tài),如果并聯(lián)在電路上,該閥片呈斷路狀態(tài);當(dāng)加在壓敏電阻兩端的電壓大于壓敏電壓時(shí),壓敏電阻就會(huì)擊穿,呈現(xiàn)低阻值,甚至接近短路狀態(tài)。壓敏電阻這種被擊穿狀態(tài)是可以恢復(fù)的,當(dāng)高于壓敏電壓的電壓被撤銷以后,它又恢復(fù)高阻狀態(tài)。當(dāng)電力線被雷擊時(shí),雷電波的高電壓使壓敏電阻擊穿,雷電流通過(guò)壓敏電阻流入大地,使電力線上的類電壓被鉗制在安全范圍內(nèi)。
氧化鋅壓敏電阻避雷器,現(xiàn)在市場(chǎng)上流通很多,我國(guó)在20世紀(jì)80年代末才大批生產(chǎn),被認(rèn)為目前最新型、技術(shù)最先進(jìn),會(huì)做專題詳細(xì)介紹?，F(xiàn)在我國(guó)的輸電線路的避雷器,都采用氧化鋅避雷器。
優(yōu)點(diǎn):開(kāi)關(guān)電壓范圍寬:6V~1.5KV,反應(yīng)速度快(25ns),殘壓低(可以達(dá)到終端設(shè)備的安全工作電壓),通流量大(2KA/cm2),無(wú)續(xù)流,壽命長(zhǎng)。
缺點(diǎn):容易老化,動(dòng)作幾次后,漏電流會(huì)增大,從而導(dǎo)致壓敏電阻過(guò)熱,最終導(dǎo)致老化失效
電容較大,許多情況下不在高頻、超高頻系統(tǒng)中使用。該電容又與導(dǎo)線電容構(gòu)成一個(gè)低通。該低通會(huì)造成信號(hào)的嚴(yán)重衰減。但在頻率低于30KHZ時(shí),這種衰減可以忽略。
?。?）瞬態(tài)抑制式二極管(Transient voltage suppressor,TVS)
1）二極放電管:有兩種形式:一是齊納型(為單向雪崩擊穿),二是雙向的硅壓敏電阻。性能類似開(kāi)關(guān)二極管等。在規(guī)定的反向電壓作用下,兩端電壓大于門限電壓時(shí),其工作阻抗能立即降至很低的水平以允許大電流通過(guò),并將兩端電壓鉗制在很低的水平,從而有效地保護(hù)末端電子產(chǎn)品中的精密元件避免損壞。雙向TVS可在正反兩個(gè)方向吸收瞬時(shí)大脈動(dòng)功率,并把電壓鉗制在預(yù)定水平。適用于交流電路。
優(yōu)點(diǎn):動(dòng)作時(shí)間極快,達(dá)到皮秒級(jí)。限制電壓低,擊穿電壓低,應(yīng)用于各種電子領(lǐng)域。
缺點(diǎn):電流負(fù)荷量小,電容相當(dāng)高,一般在20pF以下,現(xiàn)在的陶瓷放電管能夠做到3~5pF。
電子信息系統(tǒng)所需的浪涌保護(hù)系統(tǒng)一般采用兩級(jí)或三級(jí)組成。采用氣體放電管、壓敏電阻和抑制二極管,并利用各種浪涌抑制器的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)可靠保護(hù)。氣體放電管一般放在線路輸入端作為一級(jí)浪涌保護(hù)器件,承受大的浪涌電流,屬于泄流型器件。二級(jí)保護(hù)器件采用壓敏電阻,可在極短時(shí)間內(nèi)(ns)將浪涌電壓限制在較低的水平。對(duì)于高度靈敏的電子電路,可采用抑制二極管作為三級(jí)保護(hù)。在更短的時(shí)間內(nèi)將浪涌電壓限制在末端電子設(shè)備的絕緣水平以內(nèi)。如圖,當(dāng)雷電等浪涌到來(lái)時(shí),抑制二極管首先導(dǎo)通,把瞬間過(guò)電壓精確地控制在一定的水平,如果浪涌電流較大,則壓敏電阻啟動(dòng)并泄放一定的浪涌電流,這時(shí)壓敏電阻兩端的電壓會(huì)有所升高,直至推動(dòng)前級(jí)氣體放電管放電,把大電流泄放到地。當(dāng)三種器件在線路中的距離較遠(yuǎn)時(shí),導(dǎo)通順序會(huì)從氣體放電管開(kāi)始,依次導(dǎo)通。
避雷器的工作,是從反應(yīng)時(shí)間最快、設(shè)備的最末端開(kāi)始的,然后逐級(jí)往前端啟動(dòng)的。
,單純用氣體放電管保護(hù)后端的設(shè)備會(huì)出現(xiàn)下列問(wèn)題:導(dǎo)通時(shí)間過(guò)長(zhǎng),殘壓過(guò)大,有可能超過(guò)后端設(shè)備的耐壓水平。放電后,會(huì)產(chǎn)生工頻續(xù)流。為避免上述問(wèn)題,采用另外一種電路(圖三)。為了解決產(chǎn)生工頻續(xù)流的問(wèn)題,同時(shí)也避免壓敏電阻因漏電流過(guò)大而發(fā)熱自爆或老化,我們?cè)跉怏w放電管上串聯(lián)一個(gè)壓敏電阻,這樣就可避免產(chǎn)生工頻續(xù)流,又可以防止壓敏電阻因漏電流而自爆、老化。但新的問(wèn)題又產(chǎn)生了,這樣避雷器的動(dòng)作時(shí)間為氣體放電管的導(dǎo)通時(shí)間和壓敏電阻導(dǎo)通時(shí)間的總和。假設(shè)氣體放電管的導(dǎo)通時(shí)間為100ns,壓敏電阻的導(dǎo)通時(shí)間為25ns,則它們總的反應(yīng)時(shí)間為125ns。為了減小反應(yīng)時(shí)間,在電路中并入一個(gè)壓敏電阻,這樣可使總的反應(yīng)時(shí)間為25ns。
:當(dāng)過(guò)電壓出現(xiàn)時(shí),抑制二極管作為動(dòng)作最快的元件首先動(dòng)作,線路設(shè)計(jì)為,在抑制二極管可能毀壞之前,放電電流即隨著幅值的上升轉(zhuǎn)換到前置的放電路徑上,即充氣式放電路上。
Us+△u≥Ug
Us:抑制二極管上的電壓
△u:去耦感應(yīng)線圈上的電壓
Ug:氣體放電管的動(dòng)作電壓
如果放電電流小于該值,則充氣放電管不動(dòng)作。采用這種線路不僅可以在低保護(hù)水平的條件下利用放電器動(dòng)作迅速的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)還可以達(dá)到很高的放電電容。這樣就可以消除抑制二極管過(guò)載一級(jí)熔斷器在出現(xiàn)電源續(xù)流時(shí)頻繁切斷電路的缺點(diǎn)。
頻率較高的線路也可以采用歐姆式電阻作為去耦元件,與低電容橋接線路共同使用。
2）三極放電管:在兩根的導(dǎo)線上,安裝兩個(gè)二極放電管,會(huì)出現(xiàn)電位差,因此就有三極放電管,多了一極做公共接地,可以減少時(shí)間差(0.15~0.2μs),及由此產(chǎn)生的橫向雷電壓幅值。
市場(chǎng)上普通電源避雷器器件一般采用壓敏電阻,用于一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)電源。這種組合方式在距離大于5米時(shí),導(dǎo)通時(shí)間從第一級(jí)開(kāi)始逐級(jí)向后導(dǎo)通。
若第一級(jí)采用氣體放電管,二級(jí)和三級(jí)采用壓敏電阻,則必須滿足第一級(jí)與第二級(jí)滿足大于十米的距離,第二級(jí)與第三級(jí)滿足大于5米的距離,這樣才能保證前一級(jí)先動(dòng)作。否則可能導(dǎo)致第一級(jí)不動(dòng)作的現(xiàn)象,而二級(jí)和三級(jí)避雷器又沒(méi)有那么大的通流量,導(dǎo)致避雷器無(wú)法切實(shí)保護(hù)設(shè)備。這點(diǎn)在工程設(shè)計(jì)中一定要引起注意。
4．2 互感器
互感器(instrument transformer)是按比例變換電壓或電流的設(shè)備。其功能主要是將高電壓或大電流按比例變換成標(biāo)準(zhǔn)低電壓（100V）或標(biāo)準(zhǔn)小電流（5A或10A，均指額定值），以便實(shí)現(xiàn)測(cè)量?jī)x表、保護(hù)設(shè)備及自動(dòng)控制設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、小型化。同時(shí)互感器還可用來(lái)隔開(kāi)高電壓系統(tǒng)，以保證人身和設(shè)備的安全。按比例變換電壓或電流的設(shè)備。
互感器最早出現(xiàn)于19世紀(jì)末。隨著電力工業(yè)的發(fā)展，互感器的電壓等
??
互感器
級(jí)和準(zhǔn)確級(jí)別都有很大提高,還發(fā)展了很多特種互感器，如電壓、電流復(fù)合式互感器、直流電流互感器，高準(zhǔn)確度的電流比率器和電壓比率器,大電流激光式電流互感器，電子線路補(bǔ)償互感器，超高電壓系統(tǒng)中的光電互感器，以及SF6全封閉組合電器(GIS)中的電壓、電流互感器。在電力工業(yè)中，要發(fā)展什么電壓等級(jí)和規(guī)模的電力系統(tǒng)，必須發(fā)展相應(yīng)電壓等級(jí)和準(zhǔn)確度的互感器，以供電力系統(tǒng)測(cè)量、保護(hù)和控制的需要。
隨著很多新材料的不斷應(yīng)用，互感器也出現(xiàn)了很多新的種類，電磁式互感器得到了比較充分的發(fā)展，其中鐵心式電流互感器以干式、油浸式和氣體絕緣式多種結(jié)構(gòu)適應(yīng)了電力建設(shè)的發(fā)展需求。然而隨著電力傳輸容量的不斷增長(zhǎng)，電網(wǎng)電壓等級(jí)的不斷提高及保護(hù)要求的不斷完善，一般的鐵 心式電流互感器結(jié)構(gòu)已逐漸暴露出與之不相適應(yīng)的弱點(diǎn)，其固有的體積大、磁飽和、鐵磁諧振、動(dòng)態(tài)范圍小，使用頻帶窄等弱點(diǎn)，難以滿難以滿足新一代電力系統(tǒng)自動(dòng)化、電力數(shù)字網(wǎng)等的發(fā)展需要。
隨著光電子技術(shù)的迅速發(fā)展，許多科技發(fā)達(dá)國(guó)家已把目光轉(zhuǎn)向利用光學(xué)傳感技術(shù)和電子學(xué)方法來(lái)發(fā)展新型的電子式電流互感器，簡(jiǎn)稱光電電流互感器。國(guó)際電工協(xié)會(huì)已發(fā)布電子式電流互感器的標(biāo)準(zhǔn)。電子式互感器的含義，除了包括光電式的互感器，還包括其它各種利用電子測(cè)試原理的電壓、電流傳感器。
4．2．1 互感器工作原理
在供電用電的線路中電流電壓大大小小相差懸殊從幾安到幾萬(wàn)安都有。為便于二
互感器原理圖
次儀表測(cè)量需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流，另外線路上的電壓都比較高如直接測(cè)量是非常危險(xiǎn)的。電流互感器就起到變流和電氣隔離作用。顯示儀表大部分是指針式的電流電壓表，所以電流互感器的二次電流大多數(shù)是安培級(jí)的（如5A等）。隨著時(shí)代發(fā)展，電量測(cè)量大多已經(jīng)達(dá)到數(shù)字化，而計(jì)算機(jī)的采樣的信號(hào)一般為毫安級(jí)（0-5V、4-20mA等）。微型電流互感器二次電流為毫安級(jí)，主要起大互感器與采樣之間的橋梁作用。微型電流互感器稱之為“儀用電流互感器”。（“儀用電流互感器”有一層含義是在實(shí)驗(yàn)室使用的多電流比精密電流互感器，一般用于擴(kuò)大儀表量程。）
電流互感器原理線路圖微型電流互感器與變壓器類似也是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作,變壓器變換的是電壓而微型電流互感器變換的是電流罷了。繞組N1接被測(cè)電流，稱為一次繞組（或原邊繞組、初級(jí)繞組）；繞組N2接測(cè)量?jī)x表，稱為二次繞組（或副邊繞組、次級(jí)繞組）。
微型電流互感器一次繞組電流I1與二次繞組I2的電流比，叫實(shí)際電流比K。微型電流互感器在額定工作電流下工作時(shí)的電流比叫電流互感器額定電流比，用Kn表示。Kn=I1n/I2n
4．2．2 互感器結(jié)構(gòu)原理
普通電流互感器結(jié)構(gòu)原理：電流互感器的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，由相互絕緣的一次繞組、二次繞組、鐵心以及構(gòu)架、殼體、接線端子等組成。其工作原理與變壓器基本相同，一次繞組的匝數(shù)(N1)較少，直接串聯(lián)于電源線路中，一次負(fù)荷電流()通過(guò)一次繞組時(shí)，產(chǎn)生的交變磁通感應(yīng)產(chǎn)生按比例減小的二次電流()；二次繞組的匝數(shù)(N2)較多，與儀表、繼電器、變送器等電流線圈的二次負(fù)荷(Z)串聯(lián)形成閉合回路，由于一次繞組與二次繞組有相等的安培匝數(shù)，I1N1=I2N2，電流互感器額定電流比電流互感器實(shí)際運(yùn)行中負(fù)荷阻抗很小，二次繞組接近于短路狀態(tài)，相當(dāng)于一個(gè)短路運(yùn)行的變壓器。
穿心式電流互感器其本身結(jié)構(gòu)不設(shè)一次繞組，載流(負(fù)荷電流)導(dǎo)線由L1至L2穿過(guò)由硅鋼片搟卷制成的圓形(或其他形狀)鐵心起一次繞組作用。二次繞組直接均勻地纏繞在圓形鐵心上，與儀表、繼電器、變送器等電流線圈的二次負(fù)荷串聯(lián)形成閉合回路，由于穿心式電流互感器不設(shè)一次繞組，其變比根據(jù)一次繞組穿過(guò)互感器鐵心中的匝數(shù)確定，穿心匝數(shù)越多，變比越??；反之，穿心匝數(shù)越少，變比越大，額定電流比：式中I1——穿心一匝時(shí)一次額定電流； n——穿心匝數(shù)。
多抽頭電流互感器。這種型號(hào)的電流互感器，一次繞組不變，在繞制二次繞組時(shí)，增加幾個(gè)抽頭，以獲得多個(gè)不同變比。它具有一個(gè)鐵心和一個(gè)匝數(shù)固定的一次繞組，其二次繞組用絕緣銅線繞在套裝于鐵心上的絕緣筒上，將不同變比的二次繞組抽頭引出，接在接線端子座上，每個(gè)抽頭設(shè)置各自的接線端子，這樣就形成了多個(gè)變比，此種電流互感器的優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)負(fù)荷電流變比，調(diào)換二次接線端子的接線來(lái)改變變比，而不需要更換電流互感器，給使用提供了方便。
不同變比電流互感器。這種型號(hào)的電流互感器具有同一個(gè)鐵心和一次繞組，而二次繞組則分為兩個(gè)匝數(shù)不同、各自獨(dú)立的繞組，以滿足同一負(fù)荷電流情況下不同變比、不同準(zhǔn)確度等級(jí)的需要，例如在同一負(fù)荷情況下，為了保證電能計(jì)量準(zhǔn)確，要求變比較小一些(以滿足負(fù)荷電流在一次額定值的2/3左右)，準(zhǔn)確度等級(jí)高一些(如1K1、1K2為200/5、0.2級(jí))；而用電設(shè)備的繼電保護(hù)，考慮到故障電流的保護(hù)系數(shù)較大，則要求變比較大一些，準(zhǔn)確度等級(jí)可以稍低一點(diǎn)(如2K1、2K2為300/5、1級(jí))。
一次繞組可調(diào)，二次多繞組電流互感器。這種電流互感器的特點(diǎn)是變比量程多，而且可以變更，多見(jiàn)于高壓電流互感器。其一次繞組分為兩段，分別穿過(guò)互感器的鐵心，二次繞組分為兩個(gè)帶抽頭的、不同準(zhǔn)確度等級(jí)的獨(dú)立繞組。一次繞組與裝置在互感器外側(cè)的連接片連接，通過(guò)變更連接片的位置，使一次繞組形成串聯(lián)或并聯(lián)接線，從而改變一次繞組的匝數(shù)，以獲得不同的變比。帶抽頭的二次繞組自身分為兩個(gè)不同變比和不同準(zhǔn)確度等級(jí)的繞組，隨著一次繞組連接片位置的變更，一次繞組匝數(shù)相應(yīng)改變，其變比也隨之改變，這樣就形成了多量程的變比。帶抽頭的二次獨(dú)立繞組的不同變比和不同準(zhǔn)確度等級(jí)，可以分別應(yīng)用于電能計(jì)量、指示儀表、變送器、繼電保護(hù)等，以滿足各自不同的使用要求。
組合式電流電壓互感器。組合式互感器由電流互感器和電壓互感器組合而成，多安裝于高壓計(jì)量箱、柜，用作計(jì)量電能或用作用電設(shè)備繼電保護(hù)裝置的電源。組合式電流電壓互感器是將兩臺(tái)或三臺(tái)電流互感器的一次、二次繞組及鐵心和電壓互感器的一、二次繞組及鐵心，固定在鋼體構(gòu)架上，浸入裝有變壓器油的箱體內(nèi)，其一、二次繞組出線均引出，接在箱體外的高、低壓瓷瓶上，形成絕緣、封閉的整體。一次側(cè)與供電線路連接，二次側(cè)與計(jì)量裝置或繼電保護(hù)裝置連接。根據(jù)不同的需要，組合式電流電壓互感器分為V/V接線和Y/Y接線兩種，以計(jì)量三相負(fù)荷平衡或不平衡時(shí)的電能。
4．2．3 互感器的主要作用
電力系統(tǒng)為了傳輸電能，往往采用交流電壓、大電流回路把電力送往用戶，無(wú)法用儀表進(jìn)行直接測(cè)量。互感器的作用，就是將交流電壓和大電流按比例降到可以用儀
微型互感器
表直接測(cè)量的數(shù)值，便于儀表直接測(cè)量，同時(shí)為繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置提供電源。電力系統(tǒng)用互感器是將電網(wǎng)高電壓、大電流的信息傳遞到低電壓、小電流二次側(cè)的計(jì)量、測(cè)量?jī)x表及繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置的一種特殊變壓器，是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)元件，其一次繞組接入電網(wǎng)，二次繞組分別與測(cè)量?jī)x表、保護(hù)裝置等互相連接。互感器與測(cè)量?jī)x表和計(jì)量裝置配合，可以測(cè)量一次系統(tǒng)的電壓、電流和電能；與繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置配合，可以構(gòu)成對(duì)電網(wǎng)各種故障的電氣保護(hù)和自動(dòng)控制。互感器性能的好壞，直接影響到電力系統(tǒng)測(cè)量、計(jì)量的準(zhǔn)確性和繼電器保護(hù)裝置動(dòng)作的可靠性。
互感器分為電壓互感器和電流互感器兩大類，其主要作用有：將一次系統(tǒng)的電壓、電流信息準(zhǔn)確地傳遞到二次側(cè)相關(guān)設(shè)備；將一次系統(tǒng)的高電壓、大電流變換為二次側(cè)的低電壓（標(biāo)準(zhǔn)值）、小電流（標(biāo)準(zhǔn)值），使測(cè)量、計(jì)量?jī)x表和繼電器等裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并降低了對(duì)二次設(shè)備的絕緣要求；將二次側(cè)設(shè)備以及二次系統(tǒng)與一次系統(tǒng)高壓設(shè)備在電氣方面很好地隔離，從而保證了二次設(shè)備和人身的安全。
4．2．4 互感器的基本特點(diǎn)
(1) 一次線圈串聯(lián)在電路中，并且匝數(shù)很少，因此，一次線圈中的電流完全取決于被測(cè)
電路的負(fù)荷電流．而與二次電流無(wú)關(guān)；
(2) 電流互感器二次線圈所接儀表和繼電器的電流線圈阻抗都很小，所以正常情況下，電流互感器在近于短路狀態(tài)下運(yùn)行。
??
電流互感器一、二次額定電流之比，稱為電流互感器的額定互感比：kn=I1n/I2n
因?yàn)橐淮尉€圈額定電流I1n己標(biāo)準(zhǔn)化，二次線圈額定電流I2n統(tǒng)一為5(1或0.5)安，所以電流互感器額定互感比亦已標(biāo)準(zhǔn)化。kn還可以近似地表示為互感器一、二次線圈的匝數(shù)比，即kn≈kN=N1/N2式中N1、N2為一、二線圈的匝數(shù)。
4．2．5 互感器的基本分類
電壓互感器
測(cè)量用電流互感器主要與測(cè)量?jī)x表配合，在線路正常工作狀態(tài)下，用來(lái)測(cè)量電流、電壓、功率等。測(cè)量用微型電流互感器主要要求： 1、絕緣可靠，2、足夠高的測(cè)量精度，3、當(dāng)被測(cè)線路發(fā)生故障出現(xiàn)的大電流時(shí)互感器應(yīng)在適當(dāng)?shù)牧砍虄?nèi)飽和（如500%的額定電流）以保護(hù)測(cè)量?jī)x表。保護(hù)用電流互感器保護(hù)用電流互感器主要與繼電裝置配合，在線路發(fā)生短路過(guò)載等故障時(shí)，向繼電裝置提供信號(hào)切斷故障電路，以保護(hù)供電系統(tǒng)的安全。保護(hù)用微型電流互感器的工作條件與測(cè)量用互感器完全不同，保護(hù)用互感器只是在比正常電流大幾倍幾十倍的電流時(shí)才開(kāi)始有效的工作。
電流互感器
利用變壓器原、副邊電流成比例的特點(diǎn)制成。其工作原理、等值電路也與一般變壓器相同，只是其原邊繞組串聯(lián)在被測(cè)電路中，且匝數(shù)很少；副邊繞組接電流表、繼電器電流線圈等低阻抗負(fù)載，近似短路。原邊電流（即被測(cè)電流）和副邊電流取決于被測(cè)線路的負(fù)載，而與電流互感器的副邊負(fù)載無(wú)關(guān)。由于副邊接近于短路，所以原、副邊電壓U1和都很小，勵(lì)磁電流I0也很小。 電流互感器運(yùn)行時(shí)，副邊不允許開(kāi)路。因?yàn)橐坏╅_(kāi)路，原邊電流均成為勵(lì)磁電流，使磁通和副邊電壓大大超過(guò)正常值而危及人身和設(shè)備安全。因此，電流互感器副邊回路中不許接熔斷器，也不允許在運(yùn)行時(shí)未經(jīng)旁路就拆下電流表、繼電器等設(shè)備。 電流互感器的接線方式按其所接負(fù)載的運(yùn)行要求確定。最常用的接線方式為單相，三相星形和不完全星形。
組合互感器
組合互感器是將電壓互感器、電流互感器組合到一起的互感器。組合互感器可將高電壓變化為低電壓，將大電流變化為低電流，從而起到對(duì)電能計(jì)量的目的。
鉗形互感器
鉗形電流互感器是一款精密電流互感器（直流傳感器），是專門為電力現(xiàn)