避雷器

避雷器
Surge Arrester
所属分类	零部件库 > 开关与防雷 > 避雷器
常见型号	金属氧化物避雷器（Y5W 系列）
执行标准	IEC 60099-4、TB 10009-2016
适用场景	供电臂首末端、分相处、雷击频繁区段、隧道口
避雷器示意图

概述

避雷器（金属氧化物避雷器 MOA）并联于接触网带电体与地之间，常态呈高阻不导通；雷电过电压侵入时阀片迅速导通泄放雷电流、将残压限制在绝缘配合水平以下，保护绝缘子与设备。牵引供电系统在供电臂首末、分相、隧道口等多雷区段安装避雷器（依据 TB 10009-2016）。

系统位置展开：接触网用 MOA 典型安装点包括牵引变电所出口、供电臂末端、AT 所/分区所引出线、电分相中性段两侧、隧道口内外过渡段、大桥与高垄区段及雷暴日高发走廊；与放电间隙、保护线/回流线接地通路共同构成接触网过电压防护体系（体系分类见金属氧化物避雷器分类、设计原则见防雷设计与过电压与绝缘配合（理论））。接触网 MOA 多为无间隙结构、复合外套硅橡胶伞套，以适应铁路污秽与振动环境。

结构与组成

氧化锌（ZnO）阀片串 + 瓷或复合外套 + 两端金具 + （部分带脱离器与计数器）。

分件拆解：

阀片芯体：环形 ZnO 阀片按残压/通流容量要求串联叠装，侧面绝缘处理防沿面闪络，片间弹簧压紧保证电气接触
外套：硅橡胶复合外套（主流，防污闪、抗振动）或瓷外套；复合外套内部多设环氧玻璃纤维增强筒承受机械与内压
密封结构：端部金具与外套界面的密封决定寿命——密封失效进潮是阀片劣化的首要诱因
金具与连接：上下接线端子、安装底座；引流线连接接触网带电体，下端经接地引下线入地
监测附件：放电计数器（雷击动作统计）、在线监测器（计数+泄漏电流指示）；部分型号带热爆式脱离器，阀片劣化时自动脱离并给出明显脱离标志

工作原理

ZnO 阀片具有优异非线性伏安特性：正常运行电压下泄漏电流仅微安级；雷电过电压来临时电阻骤降泄放冲击电流，动作后无工频续流——这是相对碳化硅避雷器的根本进步，无需串联间隙灭弧。

$U_{\text{残}}\leq U_{\text{绝缘配合水平}}$

非线性机理量化：阀片伏安特性可近似写为 $I=k\,U^{\alpha }$ ，氧化锌阀片的非线性指数 $\alpha$ 可达数十量级（阀片材料文献口径：非线性区 $\alpha$ 典型为 30~50，优质阀片可大于 30[4]）——即电压升高百分之几十，电流增大数个数量级。防雷配合逻辑：雷电流（8/20 μs 冲击波形）经避雷器泄放时，残压须低于被保护绝缘（绝缘子串、分段绝缘器、电缆头）的耐受水平并留有配合裕度；动作后工频电压下阀片迅速恢复高阻、无续流，故无需间隙灭弧。绝缘配合的总体原则见回流与保护体系与绝缘配合设计。

技术参数

参数	典型值	依据
额定电压	按系统（如 27.5 kV 级）	TB 10009-2016
标称放电电流	5/10 kA 级	TB/T 1844-1987（8/20 μs）
残压 ≤	与被保护绝缘配合	同上
避雷器额定电压（27.5 kV 系统）	42 kV 级	厂商样本[3]
持续运行电压	34 kV 级	厂商样本[3]
标称放电电流（接触网用）	5 kA（8/20 μs）	厂商样本[3]
雷电冲击残压	≤ 120 kV 级	厂商样本[3]
直流 1 mA 参考电压	≥ 65 kV 级	厂商样本[3]

常见型号

复合外套 MOA（主流）、瓷外套 MOA；带计数器型便于雷击统计。

型号谱系：接触网用无间隙金属氧化物避雷器沿用"Y—标称放电电流—W—（T）—额定电压/残压"代号体系，如 27.5 kV 系统常用的 Y5WT-42/120（瓷外套）与 YH5WT-42/120（复合外套），代号含义为金属氧化物避雷器（Y）、5 kA 标称放电电流（5）、无间隙（W）、铁道用（T）、复合外套（H 前缀）、额定电压 42 kV、雷电冲击残压 120 kV 级[3]；同系列另有残压 110 kV 级品种用于配合裕度要求更严的位置（如 Y5WT-42/110 瓷外套与 YH5WT-42/110 复合外套，雷电冲击残压 ≤110 kV 级、直流 1 mA 参考电压 ≥60 kV 级，厂商样本[5]）。历史沿革：我国 25 kV 电气化铁道避雷器最早由 TB/T 1844-1987 规范（标称放电电流分 10/5 kA 两级），现行产品按 GB/T 11032-2020 与铁路专用技术条件 TJ/GD 033-2019《电气化铁路25kV无间隙金属氧化物避雷器暂行技术条件》执行[6]。

补充技术要点

避雷器运维要点：巡视外套有无破损积污、接地引下线连通可靠；带计数器型逐次记录计数器读数变化，作为雷击动作统计依据；雷雨季前开展专项巡检并做计数器动作试验。

预防性试验方向：停电预防性试验通常核查直流 1 mA 参考电压与 0.75 倍直流参考电压下泄漏电流两项指标的变化趋势，与交接试验值比对判断阀片受潮劣化（试验判据执行 DL/T 596《电力设备预防性试验规程》：U1mA 实测值与初始值比较变化不大于 ±5%，0.75 倍 U1mA 下泄漏电流不大于 50 μA；交接判据同 GB 50150-2016[7][8]）；红外测温可发现阀片受潮导致的异常温升（关联腐蚀与锈蚀（病害）中接地通路的同类检查逻辑）。

执行标准

本部件的设计、制造与验收应满足以下现行标准要求：

IEC 60099-4、TB 10009-2016

TB 10009 规定了接触网系统的设计荷载组合、绝缘配合与安全距离要求。

配套标准：交流无间隙金属氧化物避雷器产品标准执行 GB/T 11032-2020《交流无间隙金属氧化物避雷器》（2021-07-01 实施，代替 GB/T 11032-2010）；铁路 27.5 kV 接触网用 MOA 另执行铁路专用技术条件（如 TJ/GD 033 系列）；高铁牵引供电防雷布置执行 TB/T 3551-2019 高铁牵引供电防雷导则；城轨直流系统防雷参照 GB/T 37317-2019 直流架空接触网雷电防护导则与 GB 50057-2010 建筑物防雷设计规范；施工验收执行 TB 10758-2018 / TB 10421-2018。

安装与施工

安装于专用底座，接地引下线就近可靠入地；计数器接线极性正确。

施工展开：安装位置与被保护设备电气距离尽量短；底座安装水平、引流线弛度适度不别劲；接地引下线与接地体连接采用可靠压接/焊接并做防腐处理，接地电阻满足设计要求；放电计数器串接于接地回路、极性与量程正确；安装完成后核对铭牌参数（系统电压、额定电压、残压）与设计选型一致。

验收要求

接地电阻合格、计数器动作试验正常。执行 TB 10758-2018 / TB 10421-2018。

验收展开：交接试验（绝缘电阻、直流 1 mA 参考电压、0.75 倍参考电压下泄漏电流，判据执行 GB 50150-2016：U1mA 与制造厂规定值比较变化不大于 ±5%、0.75 倍参考电压下泄漏电流不大于 50 μA[8]）记录齐全；计数器模拟动作试验正常；接地连通与接地电阻实测合格；外套无破损、伞套完整；引流线与接地引下线连接紧固并画线标记。

运维与检测

重点：外套污闪破损、计数器读数变化（雷击动作记录）、接地连通；雷雨季前专项巡检。

运维展开：日常巡视看外套积污破损、引流线与接地引下线连接状态；每月/季抄录计数器读数，雷雨季后立即复核并统计动作次数分布，动作异常密集区段评估加密安装点（关联防雷设计）；红外测温普查阀片异常温升；预防性试验按周期执行直流参考电压试验；接地装置与保护线的连通纳入接地体系整治。

常见故障与案例

阀片受潮劣化：密封失效进潮使氧化锌阀片特性劣化、泄漏电流增大，持续发热；
外套污闪：瓷或复合外套积污受潮沿面闪络，避雷器本身失去保护作用；
计数器失灵：雷击计数器不动作或误计，影响雷击动作统计与雷雨季判断；

关联案例参见故障案例库。

避雷器

目录

概述