避雷器工作原理（精选7篇）
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时间：2010-01-27 避雷器元件工作原理及设计原理
电涌保护器(Surge Protection Devices,简称SPD),也称浪涌保护器、过电压保护器,俗称避雷器、防雷器。
针对现在市场上出现了各种各样的防雷器,质量参差不齐,有一些甚至闻所未问(如:不用接地的避雷器,到现在为止,都弄不明白它的工作原理),因此,通过介绍避雷器的工作原理及组成,对客户甄别真假、优劣,有所帮助。
防雷器元件从响应特性看,有软硬两种。属于硬响应特性的放电元件有火花间隙(基于斩弧技术的角型火花隙和同轴放电火花隙)和气体放电管,属于软响应特性的放电元件有金属氧化物压敏电阻和瞬态抑制二极管。这些元件的区别在于放电能力、响应特性和残压,避雷器就是利用它们不同的优缺点,扬长避短,组合成各种避雷器,保护电路。推荐迪舰防雷器品质有保障安全系数高
一、火花间隙(Arc chopping)
1、放电间隙:原理是两个如牛角现状的电极,距离很短,用绝缘材料分开,当两个电极间的电场强度达到击穿强度时,电极之间形成电流通路。当雷电波来到的时候首先在间隙处击穿,使间隙的空气电离,形成短路,雷电流通过间隙流入大地,而此时间隙两端的电压很低,从而达到保护线路的目的。电场强度低于击穿间隙时,放电间隙型避雷器又恢复绝缘状态。常用于高压线路的避雷防护中。在低压系统,常用于电源的前级保护。
火花间隙型避雷器产品的优劣,在于制成电极的材料、间隙距离及绝缘材料。
优点:具有很强放电能力、通流量大,10/350μs脉冲波形能够疏导50KA的脉冲电流,用于8/20μs脉冲电流,可以大于100KA,很高的绝缘电阻以及很小的寄生电容,漏电流小。对正常工作的设备不会带来任何有害影响。缺点:残压高(2.5~3.5KV),反应时间长(≦100ns),动作电压精度较低,有工频续流,因此在保护电路中应串联一个熔断器,使得工频续流迅速被切断。
注:由于两只放电管分别装在一个回路的两根导线上,有时会不同时放电,使两导线之间出现电位差,为了使两根导线上的放电管能接近统一时间放电,减少两线之间的电位差,又研制了三级放电管。可以看作是由两只二级放电管合并在一起构成的。三级放电管中间的一级作为公共地线,另两级分别接在回路的两条导线上。
2、气体放电管(Gas discharge tube,GDT):是一种陶瓷或玻璃封装,管内再充以一定压力的惰性气体(如氩气),开关型的保护元件,有二电极和三电极两种结构。当电场强度达到击穿惰性气体强度时,就引起间隙放电,从而限制极间的电压。8/20μs脉冲电流能够疏导10KA。放电电压不稳定,当电压大于12V、电流电压100mA时,会产生后续电流。通常用于测量、控制、调节技术电路和电子数据处理传输电路中。
二、金属氧化物压敏电阻(Metal oxide varistor,MOV): 以氧化锌为主要成分的金属氧化物半导体非线性电阻,当加在电阻两端的电压小于压敏电压时,压敏电阻呈高阻状态,如果并联在电路上,该阀片呈断路状态;当加在压敏电阻两端的电压大于压敏电压时,压敏电阻就会击穿,呈现低阻值,甚至接近短路状态。压敏电阻这种被击穿状态是可以恢复的,当高于压敏电压的电压被撤销以后,它又恢复高阻状态。当电力线被雷击时,雷电波的高电压使压敏电阻击穿,雷电流通过压敏电阻流入大地,使电力线上的类电压被钳制在安全范围内。
氧化锌压敏电阻避雷器,现在市场上流通很多,我国在20世纪80年代末才大批生产,被认为目前最新型、技术最先进,会做专题详细介绍。现在我国的输电线路的避雷器,都采用氧化锌避雷器。
优点:开关电压范围宽:6V~1.5KV,反应速度快(25ns),残压低(可以达到终端设备的安全工作电压),通流量大(2KA/cm2),无续流,寿命长。缺点:容易老化,动作几次后,漏电流会增大,从而导致压敏电阻过热,最终导致老化失效。
电容较大,许多情况下不在高频、超高频系统中使用。该电容又与导线电容构成一个低通。该低通会造成信号的严重衰减。但在频率低于30KHZ时,这种衰减可以忽略。
三、瞬态抑制式二极管(Transient voltage suppressor,TVS):
1、二极放电管:有两种形式:一是齐纳型(为单向雪崩击穿),二是双向的硅压敏电阻。性能类似开关二极管等。在规定的反向电压作用下,两端电压大于门限电压时,其工作阻抗能立即降至很低的水平以允许大电流通过,并将两端电压钳制在很低的水平,从而有效地保护末端电子产品中的精密元件避免损坏。双向TVS可在正反两个方向吸收瞬时大脉动功率,并把电压钳制在预定水平。适用于交流电路。
优点:动作时间极快,达到皮秒级。限制电压低,击穿电压低,应用于各种电子领域。
缺点:电流负荷量小,电容相当高,一般在20pF以下,现在的陶瓷放电管能够做到3~5pF。
电子信息系统所需的浪涌保护系统一般采用两级或三级组成。采用气体放电管、压敏电阻和抑制二极管,并利用各种浪涌抑制器的特点,实现可靠保护。气体放电管一般放在线路输入端作为一级浪涌保护器件,承受大的浪涌电流,属于泄流型器件。二级保护器件采用压敏电阻,可在极短时间内(ns)将浪涌电压限制在较低的水平。对于高度灵敏的电子电路,可采用抑制二极管作为三级保护。在更短的时间内将浪涌电压限制在末端电子设备的绝缘水平以内。如图,当雷电等浪涌到来时,抑制二极管首先导通,把瞬间过电压精确地控制在一定的水平,如果浪涌电流较大,则压敏电阻启动并泄放一定的浪涌电流,这时压敏电阻两端的电压会有所升高,直至推动前级气体放电管放电,把大电流泄放到地。当三种器件在线路中的距离较远时,导通顺序会从气体放电管开始,依次导通。避雷器的工作,是从反应时间最快、设备的最末端开始的,然后逐级往前端启动的。推荐迪舰防雷器品质有保障安全系数高
中,单纯用气体放电管保护后端的设备会出现下列问题:导通时间过长,残压过大,有可能超过后端设备的耐压水平。放电后,会产生工频续流。为避免上述问题,采用另外一种电路(图三)。为了解决产生工频续流的问题,同时也避免压敏电阻因漏电流过大而发热自爆或老化,我们在气体放电管上串联一个压敏电阻,这样就可避免产生工频续流,又可以防止压敏电阻因漏电流而自爆、老化。但新的问题又产生了,这样避雷器的动作时间为气体放电管的导通时间和压敏电阻导通时间的总和。假设气体放电管的导通时间为100ns,压敏电阻的导通时间为25ns,则它们总的反应时间为125ns。为了减小反应时间,在电路中并入一个压敏电阻,这样可使总的反应时间为25ns。:当过电压出现时,抑制二极管作为动作最快的元件首先动作,线路设计为,在抑制二极管可能毁坏之前,放电电流即随着幅值的上升转换到前置的放电路径上,即充气式放电路上。
Us+△u≥Ug
Us:抑制二极管上的电压
△u:去耦感应线圈上的电压
Ug:气体放电管的动作电压
如果放电电流小于该值,则充气放电管不动作。采用这种线路不仅可以在低保护水平的条件下利用放电器动作迅速的优点,同时还可以达到很高的放电电容。这样就可以消除抑制二极管过载一级熔断器在出现电源续流时频繁切断电路的缺点。
频率较高的线路也可以采用欧姆式电阻作为去耦元件,与低电容桥接线路共同使用。
2、三极放电管:在两根的导线上,安装两个二极放电管,会出现电位差,因此就有三极放电管,多了一极做公共接地,可以减少时间差(0.15~0.2μs),及由此产生的横向雷电压幅值。市场上普通电源避雷器器件一般采用压敏电阻,用于一级、二级和三级电源。这种组合方式在距离大于5米时,导通时间从第一级开始逐级向后导通。
若第一级采用气体放电管,二级和三级采用压敏电阻,则必须满足第一级与第二级满足大于十米的距离,第二级与第三级满足大于5米的距离,这样才能保证前一级先动作。否则可能导致第一级不动作的现象,而二级和三级避雷器又没有那么大的通流量,导致避雷器无法切实保护设备。这点在工程设计中一定要引起注意。
1 带电显示装置现状
国内外对带电显示装置的研究及产品的研发有很多, 不同的产品在设计原理、实现功能、是够需要电源供电等各个方面都不尽相同, 对此进行简要总结:
1.1 以是否带接地线划分
带接地线和不带接地线两种。前者设计简单、成本较低, 适应范围小, 后者结构复杂, 成本高, 应用广泛;
1.2 以设计原理划分
感应式、接触式和电位式。接触式与带电部位直接接触, 安全性低, 带电显示装置故障时影响设备的运行安全性;感应式不直接接触带电部位, 安全性高, 同时可以实现闭锁配合, 安装维护简单, 但抗干扰能力差;电位式不会影响设备的正常运行, 无需外加电源, 但装置使用寿命短, 易老化。
1.3 以工作电源划分
有源式和无源式。无源式体积小安装简单, 但功能仅限于提示带电情况;有源式需要外接工作电源, 实现复杂, 但可以与其他闭锁系统相配合;
另外, 带电显示装置在抗干扰性、恶劣环境适应能力以及安装维护的方便性等方面也有一定的要求。
2 避雷器泄漏电流式高压带电显示装置原理
110k V及以上户外线路都安装由避雷器, 目前氧化锌避雷器以取代碳化硅避雷器成为应用最广泛的避雷器。当线路在存在电压时, 避雷器会产生泄漏电流, 又称为全电流, 这一电流包换三个部分:阻性电流、容性电流和污秽电流, 这三种电流产生的途径是不一样的。阻性电流是由于电压加在避雷器阀片的高值电阻到达接地线形成的电流;容性电流是电压经过避雷器阀片问的电容到达接地线形成的电流;污秽电流是电压经过避雷器表面的污秽到达接地线形成的电流。这三种电流虽然形成原理不同, 但殊途同归, 据从避雷器引下线注入大地。受到启发, 本文提出借鉴容性设备在线监测技术, 通过对避雷器引下线泄漏电流值的监测, 来反应避雷器即线路带电状况。
根据泄漏电流特性其电路原理框图如图1所示, 在三相避雷器引下线处安装电流传感器, 将采集到的电流值通过放大滤波电路传送至主控MCU, 主控MCU对采集的三相避雷器泄漏电流信号进行分析处理, 当避雷器泄漏电流值高于某个阀值时, 即认为高压线路处于带电状态, 控制闭锁驱动电路输出常开节点, 同时控制LED指示驱动电路点亮相应LED灯;当避雷器泄漏电流值低于某个阀值时, 控制闭锁驱动电路输出常闭节点, 同时控制LED指示驱动电路点亮相应LED灯, 指示高压线路处于停电状态。
因为避雷器运行于高压线路上, 且其主用功能是保护线路上的设备不受雷击过电压的伤害, 因此泄露电流传感器就会时常遭受雷击过电压的伤害, 影响其使用性能。对此本文在传感器输出端并联一个TVS管, 当有雷击过电压发生时, 传感器将电位钳制在一定的电压值, 可以有效地防止损坏采集单元, 解决恶劣环境下的抗干扰问题。
3 与其他系统的配合
3.1 与电气闭锁的配合
将带电显示装置“电磁锁接口”的常开接点串接至电气闭锁控制回路中去, 当线路有电时, 带电显示装置接点K断开, 电磁锁不能取得工作电源, 从而不能打开电磁锁, 则不能对地刀进行操作;当线路无电时, 带电显示装置接点K闭合, 电磁锁取得工作电源, 从而能打开电磁锁, 实现了防止带电合地刀 ( 挂地线) 的目的。原理图如图2 所示。
3.2 与微机防误系统的配合
本文研制的带电显示装置与微机防误操作系统的配合是要求在合线路地刀 ( 打开地刀锁) 或线路挂接地线 ( 打开临时接地锁) 之前, 对高压带电显示装置进行验电, 即将电脑钥匙插入带电显示装置中的验电锁中进行验电, 如线路有电则验电不通过, 不能进行下一步操作, 反之亦然。
4 现场安装
根据设计思路, 研制出了XL-1 系列避雷器泄漏电流式高压带电显示装置, 并于2014年10 月20 日将其安全在国网湖州供电公司110k V横街变 (110k V城街1535 线线路侧) , 进行挂网运行试验。现场检验证明该装置传感器安装简单, 只需旁路避雷器引下线即可, 与更换泄漏电流表一样不需要停电, 与常规高压带电显示的传感器安装地点和方式的有显著区别。
110k V横街变避雷器泄漏电流式高压带电显示装置挂网运行至今, 能正确指示线路带电状态, 并接入了微机防误装置, 把线路验电纳入强制闭锁, 各项功能正常。
5 结论
基于避雷器泄漏电流原理的带电显示装置相比传统的带电显示装置, 具有安装维护方便、信号采集可靠、装置运行安全等优势, 对提升变电站防误安装率也有重要意义, 降低了变电站值班员倒闸操作的误操作风险, 保证了供电可靠性, 对企业经济效益、社会效益也有一定的意义。
参考文献
1.1 概述
避雷器的作用是限制过电压以保护电气设备。避雷器的类型主要有保护间隙、阀型避雷器和氧化锌避雷器。保护间隙主要用于限制大气过电压，一般用于配电系统、线路和变电所进线段保护。阀型避雷器与氧化锌避雷器用于变电所和发电厂的保护，在220kV及以下系统主要用于限制大气过电压，在超高压系统中还将用来限制内过电压或作内过电压的后备保护。
1.2 分类及特点
1.2.1 保护间隙
保护间隙，一般由两个相距一定距离的、敞露于大气的电极构成，将它与被保护设备并联，如下图所示，适当调整电极间的距离(间隙)，使其击穿放电电压低于被保护设备绝缘时的冲击放电电压，并留一定的安全裕度，设备就可得到可靠的保护。
当雷电波入侵时，主间隙先击穿，形成电弧接地。过电压消失后，主间隙中仍有正常工作电压作用下的工频电弧电流(称为工频续流)。对中性点接地系统而言，这种间隙的工频续流就是间隙处的接地短路电流。由于这种间隙的熄弧能力较差，间隙电弧往往不能自行熄灭，将引起断路器跳闸，这是保护间隙的主要缺点，也是其应用受限制的原因。此外，由于间隙敞露，其放电特性也受气象和外界条件的影响。
1.2.2 阀型避雷器 阀型避雷器由装在密封瓷套中的间隙(又称火花间隙)和非线性电阻(又称阀片)串联构成。在正常情况下，火花间隙将带电部分与阀片隔开。当雷电波的幅值超过避雷器的冲击放电电压时，火花间隙被击穿，冲击电流经阀片流入大地，阀片上出现电压降(残压)。只要使避雷器的冲击放电电压和残压低于被保护设备的冲击耐压值，设备就可得到保护，而且残压愈低设备愈安全。
1.2.3 氧化锌避雷器
氧化锌避雷器，实际上也是一种阀型避雷器，其阀片以氧化锌(ZnO)为主要材料，加入少量金属氧化物，在高温下烧结而成。在工作电压下ZnO阀片可看作是绝缘体。氧化锌避雷器型号含义如右图。氧化锌避雷器相比氧化硅避雷器，有如下优点：
(1)无间隙、无续流。在工作电压下，ZnO阀片呈现极大的电阻，续流近似为零，相当于绝缘体，因而工作电压长期作用也不会使阀片烧坏，所以一般不用串联间隙来隔离工作电压。
(2)通流容量大。由于续流能量极少，仅吸收冲击电流能量，故ZnO 避雷器的通流容量较大。
(3)可使电气设备所受过电压降低。在相同雷电流和相同残压下，SiO 避雷器只有在串联间隙击穿放电后才泄放电流，而ZnO避雷器(无串联间隙)在波头上升过程中就有电流流过，这就可降低作用在设备上的过电压。
(4)在绝缘配合方面可以做到陡波、雷电波和操作波的保护裕度接近一致。(5)ZnO避雷器体积小、质量轻、结构简单、运行维护方便。
ZnO避雷器的主要特性常用起始动作电压及压比等表示。起始动作电压又称转折电压，从这一点开始，电流将随电压升高而迅速增加，也即其非线性系数迅速进入0.02~0.05的区域。通常以1mA时的电压作为起始动作电压，其值约为其最大允许工作电压峰值的105%~115%。
关键词：线路避雷器；输电线路；杆塔；雷击
为了减少雷击对输电线路安全运行的影响，通常采取多种防雷措施，主要有：降低杆塔接地电阻；架设避雷线；提高线路绝缘水平；加装耦合地线；等等。但在防止绕击雷对线路造成影响及高土壤电阻率的线路杆塔防雷问题上，仍不能找到有效的解决方法。为此，迫切需要采取一些新的技术措施来提高线路杆塔的耐雷水平，以减少雷击跳闸率。
随着合成绝缘材料在防雷技术上的应用和发展，许多国家如美国、日本等，将避雷器安装在输电线路的易击段，以提高线路的耐雷水平，降低雷击跳闸率。广东省广电集团有限公司肇庆四会供电分公司于1999年开始对几条跳闸率较高的35kV及110kV输电线路安装了线路避雷器。经过了几年的运行，取得了满意的效果。
1、线路避雷器防雷的基本原理
对一般高度的杆塔，线路的耐雷水平主要与4个因素有关：线路绝缘子的50%放电电压；有无架空地线；雷电流强度；杆塔的接地电阻。绝缘子的50%放电电压是一定的，雷电流强度与地理位置和气候条件相关，不装避雷器时，提高输电线路耐雷水平往往是采用架空地线、降低杆塔的接地电阻。在山区，降低接地电阻是非常困难的，又容易发生绕击，这也是为什么山区输电线路雷击跳闸率高的原因。
线路避雷器与线路绝缘子并联。当雷击时避雷器动作，避雷器的残压低于绝缘子串的50%放电电压，即使雷击电流增大，避雷器的残压仅稍有增加，绝缘子仍不致发生闪络。雷电流过后，流过避雷器的工频续流仅为毫安级，流过避雷器的工频续流在第一次过零时熄灭，线路断路器不会跳闸，系统恢复到正常状态。图1说明了线路避雷器的伏－秒特性与绝缘子的伏－秒特性的配合关系。绕击时，避雷器的伏－秒特性要比绝缘子的伏－秒特性低15%以上，反击时，可以低20%以上。
2、线路避雷器安装之前的准备工作
线路避雷器主要是用于降低送电线路的雷击跳闸率，而非限制操作过电压，因此线路避雷器宜使用带串联间隙型，并且，安装之前要做好准备工作。
2.1进行规定的电气试验
避雷器安装投运前应进行规定的电气试验。测量其绝缘电阻、直流1mA下的电压U1mA及电压为75%U1mA下的泄漏电流，测量结果应与出厂数据比较无明显变化，并应符合规程规定。表1为肇庆四会供电分公司部分线路避雷器的出厂试验和交接验收试验结果。安装过程中要按要求安装好串联间隙，安装投运后要检查并记录计数器的动作情况，以便日后能够对其他线路作分析比较。
2.2安装线路避雷器的定点原则
a)线路的运行经验。对线路投运至今的运行情况进行分析，确定易遭雷击的杆塔，分析确定是绕击还是反击。
b)线路途经的地形、地貌以及邻近影响。现场勘察线路经过的地段，特别对经过鱼塘、河流及山地等地段的线路要重点分析，记录有可能因地形、地貌条件而使线路杆塔遭受雷击的地段，一般经过此路段的杆塔优先考虑。
c)杆塔的接地电阻和相邻杆塔档距。根据线路投产时设计杆塔的接地电阻要求及实际接地电阻值，确定不符合接地电阻设计要求的杆塔并进行改造，对于因地质条件限制而无法达到要求的优先考虑。
d)综合以上因素分析，结合交通条件，确定线路避雷器安装的最佳地点。
3、输电线路使用线路避雷器的情况
肇庆四会供电分公司的110kV、35kV输电线路共16条，安装了线路避雷器16组，共48只。
其中110kV四沙线全长12.13km，线路经过的地形大部分是平地，其中有一段跨越河流。绝缘子为XP-7型，1992年投入运行。该线路26号、29号塔分别于1998年、1999年遭受雷击，26号塔L2和L3相绝缘子击碎，29号塔L1相绝缘子击碎。对此，我们对该线路数据进行分析、统计，到受雷击的杆塔进行了现场勘察，并测量了杆塔的接地电阻。在现场勘察中，我们发现26号、29号塔的接地电阻在13Ω以上，附近的27号、28号塔位于河流两岸，标称高度比26号、29号塔高。经过分析，我们认为26号、29号塔遭受雷击的原因是部分雷电流经避雷线至26号、29号塔或雷击该塔后，由于该塔的接地电阻较大，雷电流未能够流入大地就使绝缘子发生闪络。因此，我们确定在26号、29号塔各安装一组线路避雷器。至今已运行近2年时间，期间该线路未发生雷击故障，而从放电计数器的读数表明，26号、29号塔避雷器发生了多次动作(见表2)。在同一地区，地形、气候条件相同而未有安装线路避雷器的110kV线路却出现了雷击故障。
35kV清白线全长8.8km，线路杆塔主要位于山地上，杆塔的接地电阻都在16Ω以上。在1997年7月30日，30号杆L2相绝缘子被雷击碎；1999年8月2日，32号杆L1相绝缘子被雷击碎。鉴于此情况，我们于2000年对该线路进行了现场勘察，并根据雷击杆塔的接地电阻及其所在的自然环境，确定在该线路的31号、32号杆各加装一组线路避雷器。运行至今已近3年，期间该线路未发生雷击故障，而从放电计数器的读数表明，31号、32号杆避雷器发生了多次动作(见表2)。
4、结束语
a)多雷击杆塔加装了线路带串联间隙避雷器后，杆塔未发生雷击跳闸，线路的雷击跳闸率降低了，防止雷击线路取得了初步的效果。
b)雷电定位系统便于查找故障点，其提供的雷电流数据对分析绕击、反击有很好的指导作用，建议进一步开展此项工作。
c)继续对有雷击故障的线路进行系统分析，有针对性地加装线路避雷器，以提高杆塔的耐雷水平，提高线路的运行可靠性，同时不断积累应用线路避雷器防雷工作方面的运行经验。
参考文献
摘 要：供电设备试验的模式在由原始的断电测试模式转变为更为先进高效的带电运行模式，带电运行模式的日益普遍提高了供电设备的可靠性。但由于设备带电运行模式测试中避雷器排列方法的差异，常常会出现影响试验结果的阻性电流非正值，使得难以进行正确的判断。笔者以大量的现场试验为基础，提出了一套改进避雷器阻性电流测试的新方法――实际相角法。该方法使得试验结果不再受避雷器安装排列方法差异所影响，更为直观的观测阻性电流的变化趋势，试验结果准确性得到了较大的提升，这对传统的带电测试方法试一次重要的提升，具有实践意义。
【关键词】避雷器 试验 实际相角法 阻性电流
近年来供电设备试验的模式在由原始的断电测试模式转变为更为先进高效的带电运行模式，带电运行模式的供电设备试验可以在不需要断电的情况下，根据其电阻片中阻性电流的变化趋势来了解电阻片的老化以及损坏情况，这是带电运行测试无与伦比的巨大优势，但是对于带电运行测试最难解决的问题就是附近其它带电设备对于测试结果的干扰。设备带电运行模式测试中，常常会由于避雷器安装排列的差异，导致出现影响试验结果的阻性电流非正值，三相阻性电流值差别比较大，和产品出厂时进行测验的值也有很大的差别。很容易得到一个结论就是该方法经过测量试验得到的阻性电流值并不准确。按照理论，阻性泄露电流应当占到总电流的百分之十至百分之二十，很明显会与该带电测量方法得到的测量结果相冲突。对于完善带电运行测试模式很多专家学者做了很多的试验和研究，也作出的不可磨灭的贡献，笔者在这里主要对避雷器阻性电流测量方法改进进行研究，并提出实际相角法的新方法。避雷器阻性电流测量原理与特性
1.1 氧化锌避雷器原理结构与工作特性
氧化锌避雷器是一类先进的保护型电器，它的主要结构阀片是以氧化锌为关键材料，辅以多种金属金属材料高温烧结制造而成。氧化锌避雷器简称MOA，它具有较为不错的非线性性质、残留电压低、通流容量巨大等颇为优异的特性，在正常工作电压下，避雷器阀片的电阻很大，几乎可以视为绝缘体，而在大电压的冲击下可以在很短的时间内调整到低电阻状态下被击穿，大电流得到释放后又可以极快的恢复到高电阻状态，所以在实际中氧化锌避雷器与被保护设备并联，避免线路及设备受到电压危害。由于氧化锌避雷器的种种优点，它被普遍地应用在各个电力系统中并具有非常好好的经济效益。图1为氧化锌避雷器等值电路。
1.2 测量原理
当氧化锌避雷器老化或损坏时，往往会发生其阻性电流增大的现象。所以在实际的运行工作中，测试人员常常根据用电设备在正常电压工作的条件下阻性电流的变化趋势来对氧化锌避雷器的性能进行评估。
近些年RCD-4型阻性电流测量仪是实际工作中使用最为频繁的测量仪器，这种仪器测量氧化锌避雷器阻性电流的测量原理是选取对象（氧化锌避雷器）的电流信号总和，然后再测量一个与被测量氧化锌避雷器两边电压同相的电流信号。总电流信号Ix基波矢量I1在电压基波矢量U1上的投影就可以表示为被测量氧化锌避雷器的阻性电流，如图2。
由于RCD-4型阻性电流测量仪测量回路中输入的电流阻抗相对而言较小，把电流测量仪用于测量的探头连接在放电计数器两端就可以测量出总电流信号I1，这种测量方法十分简便且具有唯一性。
测量电压信号U1的方法大致分为三种：
（1）从标准电压（220V）的电源上测得电压信号U1，这种方法称之为电源法。
（2）在测量现场测得一个感应电压U1，称之为感应法
（3）在电压互感器2次绕组中测得电压U1，这种方法称之为PT法。在这三种方法中最为简单且便于实施的方法是电源法，而且电源法具有危险性低、可靠性高等优点，现已在实际测量中得到了普遍的运用，接线方法见图3。
1.3 三次谐波法的分析及实现
因为在线测试当中，一般要在PT上引用电压的信号作为参考，导致测试试验的结果容易因为PT角差而产生误差。三次谐波法无需引入PT上的电压信号作参考，而且试验方法较为简单便捷，但是三次谐波法也有明显的缺点，使三次谐波法没有得到普遍的应用，主要的缺点：a.不同氧化锌避雷器的阀片，它的阻性电流最大值和三次分量相互间的函数关系互有差异，哪怕相同的阀片在不同的使用阶段也会发生变化，所以测试中结果的准确程度难以得到保证。b.如果母线中也含有三次谐波的分量，这种方法就无法消除这些三次谐波分量对测试的干扰，最终也影响了结果的准确性。
在当前条件下，产生的解决这种问题的方法是三次谐波补偿法，新增了更多的电场探头，使得电网中的三次谐波对于试验结果造成的误差得到了补偿，测试方法也十分的便捷。
图4为三次谐波阻性电流分量测量。传统阻性电流测量方法的弊端
笔者曾在单位管内10千伏石巴贯通线路上对进行氧化锌避雷器不断电测试的试验中出现一些氧化锌避雷器阻性电流产生非正值的特殊现象。在此试验中所采用的仪器是正规的避雷器通电测试仪，所采用的方法是自动边补的测试方法，这种方法已经考虑了氧化锌避雷器三相互相之间的影响，而且对其进行了补偿，但是测试结果中氧化锌避雷器的阻性电流仍然产生了非正值，这表明在进行氧化锌避雷器带电测试中还受到了其他因素的较强影响。
传统阻性电流测量方法主要存在的问题主要是两个方面：
2.1 传统阻性电流测试方法无法直接依据理论进行判断
工作状态正常的氧化锌避雷器阻性泄露电流应当占到总电流的百分之十至百分之二十，当阻性泄露电流占总电流的比例增加并且超出这一范围时，可以判断出该避雷器的工作状态出现了故障。但是传统阻性电流测量方法是分析角度的变化来对避雷器工作状态进行评定的，并没有办法依据理论来对避雷器工作状态进行评定。而且传统测量方法也没有明确的规定角度变化与避雷器工作状态之间的具体变化关系，在实际测试中会有可能会出现判断错误的情况。
2.2 传统阻性电流测量方法的测试结果中可能会产生非正值
避雷器的运行环境十分复杂，存在着非常多的干扰因素，对电压、电流等可能会造成影响。比较重要的干扰因素有：避雷器电压可能会有波动；湿度、锈蚀、表面污垢、温度等对于避雷器阻性泄漏电流的干扰；附近带电体也可能会对测量造成干扰，使得测量结果不准确。当避雷器的带电测量被附近带电体干扰时，哪怕三支氧化锌避雷器的带电特性非常接近，得到的测量结果中阻性电流基波大小也可能存在很大的差异，给判断其工作状态以及劣化成都造成了困难。而且在实际中，近些年来避雷器的排列方式不仅仅只是以“一”字形进行排列，大部分排列方式都是“/”“～”等型进行排列，这使得附近带电体对阻性电流的带电测量影响更为明显，测试结果中可能会产生非正值，使得对避雷器的实际状态更加难以评估，显然用这种传统方法测出的阻性电流值并不是准确的。一种改进测试方法――实际相角法
3.1 原理设计
在现场中氧化锌避雷器的相间相位差由以前的120度变的不确定，我们以提高试验结果的判断更为直接并更为准确为目标，就要想办法清除负值，那么我们采用的校正角就需要用实际相角的差值来进行判断。因为当氧化锌避雷器安装部位确定了后，试验所受到的其他因素的影响也基本确定了下来。实际相角法就是在设备安装运行后假设a，b，c间运行无明显问题，在进行校正后对其阻性电流以及实际的相间相位差进行测量，然后在半年后把上次测量得到的实际相角差作为校正角来更为准确的测量出其阻性电流大小，这样就达成了以阻性电流的变化趋势来评估氧化性避雷器性能得目的，实践中该方法步骤如下：
第一次测试：将各相都用85度来校正，例如测量A相时，测得A相氧化锌避雷器总电流IxA，并测出IA与电压信号的夹角，通过85度校正测出其阻性电流IR1p（A1），通过该方法再分别测出B相、C相阻性电流IR1p（B1）、IR1p（C1），并将实验数据加以保存，将来可以用于判断氧化锌避雷器运行的好坏，通过简单的运算也可以算出A与B的实际相角差和B与C的是实际相角差。
第二次测试：选取B相氧化锌避雷器总电流IxB用于测出IB和电压的夹角φU-I，接着将B相校正角φ0（B）=85°-φU-I引入仪器当中，从而得到了B相阻性电流值IR1p（B）。A相氧化锌避雷器的总电流IxA，通过各相角联系求出A相氧化锌避雷器校正角，引入仪器中可以得出A相阻性电流值IR1P（A），同样方法测出氧化锌避雷器C相阻性电流值IR1P（C），这个时候就可以将IR1P（A）、IR1p（B）、IR1P（C）与原始阻性电流值IR1p（A1）、IR1p（B1）、IR1p（C1）放在一起对比，依据理论可以判断氧化锌避雷器的运行状态。φ0（A）
3.2 实验效果
笔者这两年来将本文所讲的实际相角法运用于许多正常工作的氧化锌避雷器阻性电流不断电测试试验当中，试验结果表明实际相角法的确成功的解决了阻性电流测量结果出现非正值的问题，而且其测量结果也准确的评估了氧化锌避雷器的工作状态，这种测量方法具有安全、高效、准确、便捷等优点。表1为对10kV石巴贯通线路氧化性避雷器与10kV石瓷贯通线路氧化锌避雷器进行现场测试并将实际相角法与原有的电源法测试结果作比较。
2015年9月23日，对10kV瓷乌贯通线路氧化锌避雷器运用了实际相角法进行带电测试，结果很明显的表明C相氧化锌避雷器测得的阻性电流超过了2014年测量的阻性电流值3倍，总电流中的阻性电流占有比例也同样大幅度提高了，通过观察结果运用理论分析得出这个氧化锌避雷器存在着问题，表2为该次现场测试数据。
需要说明的一点是，在做现场测试的过程中必须要考虑到三相电流、三相电压以及接触不良等因素可能对测试结果造成不良的影响，当电源电压每次测试不是同向的时候，因为电源电压相间的相位差是120°，就可以加减120°进行换算，或者也能更换另一相电源。另外，临近线路带电与否也会一定程度上影响到氧化锌避雷器阻性电流的测量准确性，经过笔者多次试验得出，临近线路带电与否对于测量中阻性电流的大小有百分之十五以内的影响，这种大小的误差在实际运行中是可以被允许的，我们依然足以对氧化锌避雷器工作状态进行准确的评估，并且也可以在测量中记录下临近线路带电与否来减小结果误差。结语
传统氧化锌避雷器阻性电流测量方法的弊端严重影响到了其测试结果的准确性，而实际相角法将传统的以相角的不同变化来评估氧化锌避雷器劣化的方法提升为更为直观的利用阻性电流变化趋势来评估氧化锌避雷器的工作状态，真实的表现出氧化锌避雷器的阻性电流值，解决了一直以来传统测试方法中突出的阻性电流负值的问题，使得反映工作中的氧化锌避雷器的工作状态更为准确，并且真实可靠有实际运用的价值。
参考文献
[1]彭倩，黄治华，曹永兴，薛桅，甘德刚，廖卉芬.基于无线同步技术的氧化锌避雷器带电检测系统[J].电瓷避雷器，2014（06）：99-103+108.[2]汲胜昌，杨兰均，李彦明，张伟政，王锡文，彭家立.在线监测氧化锌避雷器的容性电流补偿法[J].高电压技术，2000（04）：16-18+21.[3]嵇丽明，徐?，柯明生，潘海兰，邱??，董树礼，汪桢毅，童志明.氧化锌避雷器无线带电诊断技术的推广与应用[J].高压电器，2013（11）：133-138+144.[4]杨萍.基于无线传输的氧化锌避雷器在线监测系统的研究[D].保定：华北电力大学，2008.[5]张柯.氧化锌避雷器阻性电流在线监测技术的研究[D].保定：华北电力大学，2003.[6]万四维.氧化锌避雷器缺陷与阻性电流的分析探讨[J].广东输电与变电技术，2008（02）：6-8.作者单位
蜻蜓的复眼
我们知道，蜻蜓的每只眼睛由许许多多个小眼组成，每个小眼都能成完整的像，这样就使得蜻蜓所看到的范围要比人眼大得多。与此类似，相控阵雷达的天线阵面也由许多个辐射单元和接收单元（称为阵元）组成，单元数目和雷达的功能有关，可以从几百个到几万个。这些单元有规则地排列在平面上，构成阵列天线。利用电磁波相干原理，通过计算机控制馈往各辐射单元电流的相位，就可以改变波束的方向进行扫描，故称为电扫描。辐射单元把接收到的回波信号送入主机，完成雷达对目标的搜索、跟踪和测量。每个天线单元除了有天线振子之外，还有移相器等必须的器件。不同的振子通过移相器可以被馈入不同的相位的电流，从而在空间辐射出不同方向性的波束。天线的单元数目越多，则波束在空间可能的方位就越多。这种雷达的工作基础是相位可控的阵列天线，“相控阵”由此得名。
有源相阵控雷达和无源相阵控雷达的区别是就是无源是只有单个或者几个发射机子阵原只能接收，而有源是每个阵原都有完整的发射和接收单元！
相控阵雷达的优点：
（1）波束指向灵活，能实现无惯性快速扫描，数据率高；
（2）一个雷达可同时形成多个独立波束，分别实现搜索、识别、跟踪、制导、无源探测等多种功能；
（3）目标容量大，可在空域内同时监视、跟踪数百个目标；
（4）对复杂目标环境的适应能力强；
（5）抗干扰性能好。全固态相控阵雷达的可*性高，即使少量组件失效仍能正常工作。
但相控阵雷达设备复杂、造价昂贵，且波束扫描范围有限，最大扫描角为90°～120°。当需要进行全方位监视时，需配置3～4个天线阵面。
相控阵雷达与机械扫描雷达相比，扫描更灵活、性能更可*、抗干扰能力更强，能快速适应战场条件的变化。多功能相控阵雷达已广泛用于地面远程预警系统、机载和舰载防空系统、机载和舰载系统、炮位测量、靶场测量等。美国“爱国者”防空系统的AN／MPQ-53雷达、舰载“宙斯盾”指挥控制系统中的雷达、B-1B轰炸机上的APQ-164雷达、俄罗斯C-300防空武器系统的多功能雷达等都是典型的相控阵雷达。随着微电子技术的发展，固体有源相控阵雷达得到了广泛应用，是新一代的战术防空、监视、火控雷达。
相控阵雷达有多神？
“宙斯盾”系统的核心就是SPY—1D相控阵雷达，特别是它出众的预警搜索能力和识别能力，仿佛给妄图“独立”的台湾新领导人一根救命稻草，一把梦幻的保护伞，而相控阵雷达又再一次走进国人的视线中。说到相控阵雷达或技术，大家可能很陌生，但如果说起去年美国军方关于中国如何监测其隐型战斗机的报道，大家可能就清楚了。用一大串电视接收天线来监视天空，经济又有效，这就是最原始、最基础的雷达，相控阵雷达。
下面谈一谈雷达和相控阵雷达的发展情况。
一、雷达及其分类
雷达（Radar，即 radio detecting and ranging），意为无线电搜索和测距。它是运用各种无线电定位方法，探测、识别各种目标，测定目标坐标和其它情报的装置。在现代军事和生产中，雷达的作用越来越显示其重要性，特别是第二次世界大战，英国空军和纳粹德国空军的“不列颠”空战，使雷达的重要性显露的非常清楚。雷达由天线系统、发射装置、接收装置、防干扰设备、显示器、信号处理器、电源等组成。其中，天线是雷达实现大空域、多功能、多目标的技术关键之一；信号处理器是雷达具有多功能能力的核心组件之 雷达种类很多，可按多种方法分类：
（1）按定位方法可分为：有源雷达、半有源雷达和无源雷达。
（2）按装设地点可分为；地面雷达、舰载雷达、航空雷达、卫星雷达等。
（3）按辐射种类可分为：脉冲雷达和连续波雷达。
（4）按工作被长波段可分：米波雷达、分米波雷达、厘米波雷达和其它波段雷达。
（5）按用途可分为：目标探测雷达、侦察雷达、武器控制雷达、飞行保障雷达、气象雷达、导航雷达等。
相控阵雷达是一种新型的有源电扫阵列多功能雷达。它不但具有传统雷达的功能，而且具有其它射频功能。有源电扫阵列的最重要的特点是能直接向空中辐射和接收射频能量。它与机械扫描天线系统相比，有许多显著的优点。例如、相控阵省略了整个天线驱动系统，其中个别部件发生故障时，仍保持较高的可*性，平均无故障时间为10万小时，而机械扫描雷达天线的平均无故障时间小于1000小时。下面主要介绍先进的相控阵雷达。
二、相控阵雷达的概况
相控阵技术，早在30年代后期就已经出现。1937年，美国首先开始这项研究工作。但一直到50年代中期才研制出2部实用型舰载相控阵雷达。60年代，美国和前苏联相继研制和装备了多部相控阵雷达，多用于弹道导弹防御系统，如美国的AN/FPS-
46、AN/FPS-85、MAR、MSR，前苏联的“鸡笼”和“狗窝”等。这些都属于固定式大型相控阵雷达，其共同点：采用固定式平面阵天线，天线体积大、辐射功率高、作用距离远。其中美国的AN/FPS-85和前苏联的“狗窝”最为典型，70年代，相控阵雷达得到了迅速发展，除美苏两国外，又有很多国家研制和装备了相控阵雷达，如英、法、日、意、德、瑞典等。其中最为典型的有：美国的AN/TPN-25、AN/TPQ-37和GE-592、英国的AR-3D、法国的AN/TPN-
25、日本的NPM-510和J/NPQ-P7、意大利的RAT-31S、德国的KR-75等。这一时期的相控阵雷达具有机动性高、天线小型化、天线扫描体制多样化、应用范围广等特点。80年代，相控阵雷达由于具有很多独特的优点，得到了更进一步的应用。在已装备和正在研制的新一代中、远程防空导弹武器系统中多采用多功能相控阵雷达，它已成为第三代中、远程防空导弹武器系统的一个重要标志。从而，大大提高了防空导弹武器系统的作战性能。在21世纪，相控阵雷达随着科技的不断发展和现代战争兵器的特点，其制造和研究将会更上一层楼。
三、相控阵原理
相控阵，就是由许多辐射单元排成阵列形式构成的走向天线，各单元之间的辐射能量和相位关是可以控制的。典型的相控阵是利用电子计算机控制移相器改变天线孔径上的相位分布来实现波束在空间扫描，即电子扫描，简称电扫。相位控制可采用相位法、实时法、频率法和电子馈电开关法。在一维上排列若干辐射单元即为线阵，在两维上排列若干辐射单元称为平面阵。辐射单元也可以排列在曲线上或曲面上．这种天线称为共形阵天线。共形阵天线可以克服线阵和平面阵扫描角小的缺点，能以一部天线实现全空域电扫。通常的共形阵天线有环形阵、圆面阵、圆锥面阵、圆柱面阵、半球面阵等。综上所述，相控阵雷达因其天线为相控阵型而得名。
相控阵雷达有相当密集的天线阵列，在传统雷达天线面的面积上目前可安装一千多到两千多个相控阵天线(F-22约有2000个)，任何一个天线都可收发雷达波，而相邻的数个天线即具有一个雷达的功能。扫描时，选定其中一个区块(数个天线单元)或数个区块对单一目标或区域进行扫描，因此整个雷达可同时对许多目标或区域进行扫描或追踪，具有多个雷达的功能。由於一个雷达可同时针对不同方向进行扫描，再加之扫描方式为电子控制而不必由机械转动，因此资料更新率大大提高，机械扫描雷达因受限於机械转动频率因而资料更新周期为秒或十秒级，电子扫描雷达则为毫秒或微秒级。因而它更适於对付高机动目标。此外由於可发射窄波束，因而也可充当电战天线使用，如电磁干扰甚至是构想中发射反相位雷达波来抵消探测电波等。
四、相控阵雷达分类
相控阵雷达大体可分为两大类，即全电扫相控阵和有限电扫相控阵。全电扫相控阵又可称固定式相控阵，即在方位上和仰角上都采用电扫，天线阵是固定不动的。有限电扫相控阵是一种混合设计的天线，即把两种以上天线技术结合起来，以获得所需要的效果，起初把相扫技术与反射面天线技术相结合，其电扫角度小，只需少量的辐射单元，因此可大大降低设备造价和复杂程度。
天线阵，根据扫描情况可分为相扫、频扫、相／相扫、相／频扫、机/相扫、机／频扫、有限扫等多种体制。相扫系列利用移相器改变相位关系来实现波束电扫。频扫是利用改变工作频率的方法来实现波束电扫。相/相扫是利用移相器控制平面阵两个角坐标实现波束电扫。相／频扫是利用移相器控制平面阵一个坐标而另一坐标利用频率变化控制来实现波束电扫．机/相扫是在方位上采用机扫、仰角上采用相扫。机／频扫是在方位上采用机扫、仰角上采用频扫。
五、相控阵雷达的特点
相控阵雷达之所以具有强大的生命力，因为它优胜于一般机械扫描雷达。它具有以下特点：
（1）能对付多目标。相控阵雷达利用电子扫描的灵活性、快速性和按时分割原理或多波束，可实现边搜索边跟踪工作方式，与电子计算机相配合，能同时搜索、探测和跟踪不同方向和不同高度的多批目标，并能同时制导多枚导弹攻击多个空中目标。因此，适用于多目标、多方向、多层次空袭的作战环境。
（2）功能多，机动性强。相控阵雷达能够同时形成多个独立控制的波束，分别用以执行搜索、探测、识别、跟踪、照射目标和跟踪、制导导弹等多种功能。一部相控阵雷达能起到多部专用雷达的作用，如“爱国者”的一部多功能相控阵雷达可以完成相当于“霍克”和“奈基”－2型9部雷达的功能，而且还远比它们能够同时对付的目标多。因此，可大大减少武器系统的设备，从而提高系统的机动能力。
（3）反应时间短、数据率高。相控阵雷达可不需要天线驱动系统，波束指向灵活，能实现无惯性快速扫描，从而缩短了对目标信号检测、录取、信息传递等所需的时间，具有较高的数据率。相控阵天线通常采用数字化工作方式，使雷达与数字计算机结合起来，能大大提高自动化程度，简化了雷达操作，缩短了目标搜索、跟踪和发控准备时间，便于快速、准确地实施畦达程序和数据处理。因而可提高跟踪空中高速机动目标的能力。
（4）抗干扰能力强。相控阵雷达可以利用分布在天线孔径上的多个辐射单元综合成非常高的功率，并能合理地管理能量和控制主瓣增益，可以根据不同方向上的需要分配不同的发射能量，易于实现自适应旁瓣抑制和自适应抗各种干扰，有利于发现远离目标和小雷达反射面目标（如隐形飞机），还可提高抗反辐射导弹的能力。
（5）可靠性高。相控阵雷达的阵列组较多，且并联使用，即使有少量组件失效，仍能正常工作，突然完全失效的可能性最小。此外，随着固态器件的发展，格控阵雷达的固态器件越来越多，甚至已生产出全固态儿控阵雷达，如美国的。“爱国者”雷达，其天线的平均故障间隔时间高达15万小时，即使有10％单元损坏也不会影响雷达的正常工作。
当然，相控阵雷达不是十全十美的，也有其缺点。主要是造价贵，典型的相控阵雷达比一般雷达的造价要高出若干倍。此外，相控阵雷达对于短程弹道导弹的袭击可以说是无能为力，这也是美国及台湾为什么担心大陆方面在福建沿海部署东风导弹的原因。而1991年，海湾战争期间，伊拉克用“飞毛腿”导弹袭击以色列的时候，其“爱国者”导弹根本无法有效将其击落，何况短短的台湾海峡呢？
有源相阵控雷达和无源相阵控雷达的区别
区别就是无源是只有单个或者几个发射机子阵原只能接收，而有源是每个阵原都有完整的发射和接收单元！机载雷达经历了从机械扫描形式到相控阵电子扫描，再到最新的保形“智能蒙皮”天线的发展过程，电子扫描雷达在作战使用中的优势在哪里？未来的综合式射频（RF）传感器系统的总体特点和关键技术是哪些？
近50多年来，机载雷达不断采用新的技术成果，性能不断提高，其中重要的有全向多脉冲射频（MPRF）模式和高分辨率多普勒波束锐化（DBS）技术在雷达中的实际应用。目前，由于在信号处理和砷化镓微波集成电路领域技术的进步，雷达作为战术飞机主传感器的地位仍然会继续保持下去。有源ESA的出现是技术上的又一进步。它的每一个阵元中都有一个RF发射机和灵敏的RF接收机，在各个发射/接收（T/R）模块内都有一个功率放大器、一个低噪声放大器和用砷化镓技术制造的相位振幅控制装置。有源ESA雷达技术放弃了传统的中心式高功率发射机，除了具有无源相控阵雷达的优点外，还提高了能量的使用效率并具有自适应波束控制、强抗干扰能力和高可*性等优点。
西方国家第一代有源相控阵雷达系统接近定型的有美国装备F-22和日本装备FS-X的雷达。英、法和德国共同研制的AMSAR项目也确定使用先进的有源相控阵雷达技术，为其后续的欧洲战斗机雷达的升级改装做准备。从今天的角度来看，雷达技术未来的下一个发展方向是保形“智能蒙皮”阵列，它把有源ESA技术和多功能共用RF孔径结合了起来，在天线阵元的安排上，与飞机机身的结构巧妙地配合，实现宽波段和多功能。保形天线阵列有高性能的处理器并使用空-时自适应处理技术有效地抑制了外部的噪声、干扰和杂波并能以最优化的方式来探测所感兴趣的目标。虽然有许多相关的技术问题需要解决，但保形“智能蒙皮”技术并非是个不切实际的解决方案，预计在20～25年的时间内就可以达到实用阶段。
上图工作原理简述：
220V交流电经过第一、二级EMI滤波后变成较纯净的50Hz交流电，经全桥整流和滤波后输出300V的直流电压，300V直流电压同时加到主开关管、主开关变压器、待机电源开关管、待机电源开关变压器。
由于此时主开关管没有开关信号，处于截止状态，因此主电源开关变压器上没有电压输出，上图中的-12V至+3.3V，5组电压均没电压输出。
但我们同时注意到，300V直流电加到待机电源开关管和待机电源开关变压器后，由于待机电源开关管被设计成自激式振荡方式，待机电源开关管立即开始工作，在待机电源开关变压器的次级上输出二组交流电压，经整流滤波后，输出+5VSB和+22V电压，+22V电压是专门为主控IC供电的。+5VSB加到主板上作为待机电压。当用户按动机箱的Power
启动按键后，（绿）色线处于低电平，主控IC内部的振荡电路立即启动，产生脉冲信号，经推动管放大后，脉冲信号经推动变压器加到主开关管的基极，使主开关管工作在高频开关状态。主开关变压器输出各组电压，经整流和滤波后得到各组直流电压，输出到主板。但此时主板上的CPU仍未启动，必须等+5V的电压从零上升到95%后，IC检测到+5V上升到4.75V时，IC发出P.G信号，使CPU启动，电脑正常工作。当用户关机时，绿色线处于高电平，IC内部立即停止振荡，主开关管因没有脉冲信号而停止工作。-12至+3.3的各组电压降至为零。电源处于待机状态。
输出电压的稳定则是依赖对脉冲宽度的改变来实现，这就叫做脉宽调制PWM。由高压直流到低压多路直流的这一过程也可称DC-DC变换，是开关电源的核心技术。采用开关变换的显著优点是大大提高了电能的转换效率，典型的PC电源效率为70―75%，而相应的线性稳压电源的效率仅有50%左右。
保护电路的工作原理：
在正常使用过程中，当IC检测到负载处于：短路、过流、过压、欠压、过载等状态时，IC内部发出信号，使内部的振荡停止，主开关管因没有脉冲信而停止工作。从而达到保护电源的目的。
由上述原理可知，即使我们关了电脑后，如果不切断交流输入端，待机电源是一直工作的，电源仍有5到10瓦的功耗，
内部电路结构电源的内部电路分为抗干扰电路、整流滤波电路、开关电路、保护电路、输出电路等。
抗干扰电路电源的抗干扰电路位于电源输入插座后，由线圈和电容组成一个滤波电路（如图1 ），它可以滤除电源线上的高频杂波和同相干扰信号，构成了电源抗电磁干扰的第一道防线。由于这部分电路不影响电源的正常工作，很多便宜的电源会把它省略。随着3 C 认证制度的实施，在这部分开始增加P F C （功率因数校正）电路，凡是3 C 认证的电脑电源，必须增加P F C 电路。PFC 电路可以减少对电网的谐波污染和干扰。PFC 电路有两种：有源PFC 和无源P F C 。无源P F C 一般采用电感补偿方法使交流输入的基波电流与电压之间相位差减小来提高功率因数，有源P F C 由电感电容及电子元器件组成，能够获得更高的功率因数，但成本也相对较高。有源P F C 电路具有低损耗和高可靠性等优点， 可获得高度稳定的输出电压，因此，有源P F C 的电源不需要采用很大容量的滤波电容。PFC电路是面已经提到PFC，PFC电路称为功率因素校正电路，功率因素越高，电能利用率就越大，目前PFC电路有两种方式：无源PFC（对称作被动式PFC）和有源PFC（主动式PFC）。电+脑*维+修-知.识_网(w_ww*dnw_xzs*co_m)
无源PFC
无源PFC：通过一个笨重的工频电感来补尝交流输入的基波电流与电压的相位差，强逼电流与电压相位一致。无源PFC效率较低，一般只有65%―70%，且所用工频电感又大又笨重，但由于其成本低，许多ATX电源都采用这种方式（参见上图）。
有源PFC
有源PFC：有源PFC由电子元器件组成，体积小重量轻，通过专通的IC去调整电流波形的相位，效率大大提高，达95%以上。采用有源PFC的电源通常输入端只有一只高压滤波电容，同时由于有源PFC本身可作辅助电源，因而可省去待机电源，而且采用有源PFC的电源输出电压纹
极小。但由于有源PFC成本较高，所以通常只有在高级应用场合才能见到。如下图所示：
