L'installazione di parafulmini e cavi di protezione contro i fulmini può impedire ai fulmini di colpire direttamente le apparecchiature elettriche, ma le apparecchiature elettriche possono comunque essere colpite da un fulmine a causa di vari motivi (come schermatura, contrattacco o mancanza di parafulmini e cavi di protezione contro i fulmini a causa delle condizioni ). Inoltre, quando un fulmine colpisce la linea o il suolo in prossimità della linea, si genereranno sovratensioni sulla linea di trasmissione e saranno trasmesse alla cabina lungo la linea sotto forma di onde, mettendo in pericolo le apparecchiature con isolamento debole nella cabina . Pertanto, al fine di proteggere le apparecchiature elettriche, è necessario installare un altro dispositivo di protezione contro le sovratensioni, che è lo scaricatore.
Oltre alla sovratensione da fulmine, il sistema di alimentazione ha anche una sovratensione interna e la sua magnitudo è correlata alla massima tensione di fase operativa del sistema. Agli albori dello sviluppo dell'industria dell'energia elettrica, la tensione nominale del sistema era bassa e il livello di isolamento delle apparecchiature elettriche era sufficiente per resistere all'effetto della sovratensione interna. La minaccia rappresentata dalla sovratensione da fulmine era molto maggiore della sovratensione interna al sistema.
La funzione originaria dello scaricatore è quella di limitare la sovratensione da fulmine. Con lo sviluppo dell'industria energetica, il livello di tensione sta diventando sempre più alto, i sistemi ad altissima tensione e ad altissima tensione appaiono uno dopo l'altro e anche l'ampiezza della sovratensione operativa sta diventando sempre più alta e la sua durata è più lungo di quello della sovratensione da fulmine, il che garantisce il funzionamento sicuro delle apparecchiature elettriche. rappresentano una seria minaccia, pertanto è necessario utilizzare uno scaricatore di sovratensione per limitare la sovratensione interna. I moderni scaricatori di fulmini sono responsabili del duplice compito di limitare la sovratensione da fulmine e la sovratensione interna durante il funzionamento, quindi alcuni paesi li cambiano in limitatori di tensione o limitatori d'onda.
Nel nostro paese è ancora chiamato parafulmine secondo l'abitudine. Un parafulmine è un dispositivo di protezione che rilascia energia di sovratensione e limita l'ampiezza di sovratensione dell'isolamento dell'apparecchiatura. Di solito è collegato tra il filo e la terra ed è collegato in parallelo con l'apparecchiatura protetta. I parafulmini funzionano in modo diverso rispetto ai parafulmini e ai cavi dei fulmini. In circostanze normali, lo scaricatore è nello stato di interruzione. Quando la tensione che agisce sullo scaricatore supera il suo valore di protezione, lo scaricatore si accende, la resistenza diminuisce e la corrente si disperde a terra, in modo che l'ampiezza della sovratensione sia limitata entro il valore consentito dell'isolamento dell'apparecchiatura. , per evitare danni all'isolamento delle apparecchiature causati da sovratensioni ad alta ampiezza e per proteggere le apparecchiature elettriche collegate in parallelo. Una volta scaricato lo scaricatore sotto l'azione della tensione impulsiva, si verificherà un cortocircuito verso massa. Dopo la scomparsa della sovratensione istantanea, la tensione della frequenza di rete continua ad agire sullo scaricatore e la corrente di cortocircuito della frequenza di rete scorrerà attraverso lo scaricatore, che è chiamato rotazione libera della frequenza di rete.
Lo scaricatore dovrebbe interrompere da solo la corrente a ruota libera della frequenza di alimentazione nel tempo e ripristinare il suo stato di isolamento, in modo che il sistema di alimentazione non scatti e si spenga e possa continuare a funzionare normalmente. Si può notare che il processo di lavoro dello scaricatore comprende tre processi: limitazione della tensione, spegnimento dell'arco e ripristino.
La rigidità dielettrica d'urto delle apparecchiature elettriche è rappresentata dalla sua curva caratteristica volt-secondo. Affinché lo scaricatore ottenga l'effetto di protezione previsto, la rigidità dielettrica dello scaricatore e dell'apparecchiatura protetta deve essere ragionevolmente abbinata e la curva caratteristica volt-secondo dello scaricatore deve essere relativamente piatta, che non è solo inferiore a la curva caratteristica volt-secondo dell'apparecchiatura protetta, ma anche superiore a quella dell'apparecchiatura protetta. La tensione di frequenza di rete più alta che può apparire sull'apparecchiatura protetta per evitare il malfunzionamento dello scaricatore.
Esistono molti metodi di classificazione per gli scaricatori. A seconda del tipo di tensione della rete elettrica, possono essere suddivisi in scaricatori CA e scaricatori CC. A causa dei diversi oggetti di protezione nella stazione di conversione, gli scaricatori CC sono suddivisi in scaricatori di protezione lato CC e scaricatori di protezione lato CA. , scaricatore per protezione reattore di livellamento, scaricatore per protezione valvola ponte, ecc.;
A seconda del suo utilizzo, può essere suddiviso in scaricatore di tipo centrale, scaricatore di tipo distribuzione e scaricatore per scopi speciali (come scaricatore per batteria di condensatori di compensazione, ecc.);
A seconda delle sue condizioni di lavoro, può essere suddiviso in scaricatore di condizioni di utilizzo normale, scaricatore di plateau, scaricatore resistente all'inquinamento, scaricatore tropicale, ecc.;
In base al materiale del guscio, può essere suddiviso in scaricatore di conchiglie in porcellana, scaricatore di conchiglie organiche e scaricatore di conchiglie in ferro;
Secondo il suo principio di funzionamento, può essere suddiviso in intercapedine di protezione, scaricatore tubolare (noto anche come scaricatore di scarico), scaricatore di valvola (compreso scaricatore di valvola ordinario e scaricatore di valvola di soffio magnetico) e scaricatore di ossido di metallo (es. scaricatore di ossido di zinco).
I vuoti di protezione e gli scaricatori tubolari vengono utilizzati principalmente per limitare le sovratensioni da fulmine e sono generalmente utilizzati per la protezione delle sezioni di linea in ingresso dei sistemi di distribuzione di energia e delle sottostazioni. Gli scaricatori del tipo a valvola e all'ossido di zinco possono essere utilizzati per la protezione da sovratensione in centrali elettriche e sottostazioni. Gli scaricatori per valvole comuni vengono utilizzati principalmente per limitare la sovratensione da fulmine, mentre gli scaricatori per valvole di soffiaggio magnetiche e gli scaricatori all'ossido di zinco possono essere utilizzati per limitare la sovratensione da fulmine e possono anche essere utilizzati per limitare la sovratensione da fulmine. per limitare la sovratensione interna.