在過去的幾十年里，有間隙的碳化硅閥板避讓裝置在我國廣泛應用于防雷和防過壓技術。該裝置是在碳化硅閥的基礎上增加了電氣間隙。碳化硅閥的非線性系數(shù)大（a=0.2-0.3）。在正常系統(tǒng)對地電壓下，工頻連續(xù)電流有數(shù)百安培。為了保護閥門和電氣系統(tǒng)的安全，必須采用串聯(lián)間隙的方法來阻斷工頻延續(xù)。但串聯(lián)間隙，由于其密封困難，導致放電電壓不穩(wěn)定，影響對電氣設備的保護效果，特別是近年來真空斷路器的廣泛使用，由于其優(yōu)良的滅弧性能，它還帶來了各種工作電壓。以往的避雷器如果用于過電壓保護，在性能或保護上都不能滿足要求。人們轉向尋找新的保護裝置。這種新型保護裝置就是金屬氧化物避雷器。

ZnO避雷器有兩種結構：一種是無間隙的Zn0避雷器，一種是有間隙的Zn0避雷器。

用新型金屬氧化物避雷器閥門代替原有的碳化硅閥門。氧化鋅閥具有優(yōu)良的非線性特性（a=0.04-0.05），其伏安特性曲線非常平坦。在正常的系統(tǒng)工作電壓下，Zn0閥只流過幾微至幾十微的電流。因此，早期的氧化鋅避雷器動作響應快，吸收過電壓的能量大，剩余電壓小，因此具有優(yōu)良的保護性能，保護用電設備免受過電壓損壞。特別適用于真空斷路器，其優(yōu)良的滅弧性能電氣設備在運行中吸收過電壓，再加上體積小、重量輕，因此很受真空斷路器生產(chǎn)單位的歡迎。

但是這種ZnO避雷器在電力系統(tǒng)使用過程中經(jīng)歷了一個非常艱難的過程。由于制造質量、結構、材料選擇和配方不合理等問題，氧化鋅避雷器在中性點不接地系統(tǒng)中使用時，經(jīng)常在運行和系統(tǒng)中被燒毀，在系統(tǒng)運行時常發(fā)生爆炸事故。發(fā)生火災和單相接地，因此人們對使用ZnO避雷器有很多擔憂。

衡量ZnO避雷器性能的關鍵參數(shù)之一是毫安直流時的標稱電壓U1mA。就是給它的Zn0閥塊加一個直流電壓。當流過它的電流為1mA時，氧化鋅避雷器上加的電壓為U1mA。當小接地電流系統(tǒng)存在單相接地故障或電弧接地過電壓時，氧化鋅避雷器上加的電壓為良好的工頻線電壓或工頻過電壓。這個電壓設為um，它與標稱電壓U1mA的比值稱為充電率，用K表示：

(1)早期產(chǎn)品的充電率一直在65%-75%（有廠家數(shù)據(jù)說可以達到0%），所以N0在小電流擠壓系統(tǒng)中的使用條件并不嚴格。在本系統(tǒng)中，Zn0在正常運行時應持續(xù)承受工頻相電壓qm=us。當發(fā)生電弧接地時，氧化鋅避雷器將承擔系統(tǒng)的完整*大線電壓qlm=us)。當發(fā)生電弧接地過電壓時，將承受高達系統(tǒng)相電壓2.5-3.5倍的沖擊。 U1mA 的值可由下式確定： U1mA= × 一點零五 × Uo (2)

其中u---zr0避雷器額定工作電壓

例如6kvzn0的額定電壓為7.6kv，所以UIMA(6)=×一點零五×7.6kv=11.28kv，U1mA(g)=11.3kv

10kV系統(tǒng)的Zn0額定電壓為12.7ky，所以U1mA(10)=×一點零五×12.7kv=18.85kv U1mA(10)=18.9kv

以10kV系統(tǒng)為例，當系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，考慮高工作電壓nm=1.1p及以上作為系統(tǒng)的平均工作電壓，10K為10.5k)，完美相的接地電壓會上升到l=1.1×10.5kv=11.5kv，此時氧化鋅避雷器的充電率是：目前氧化鋅避雷器閥片允許長期運行的充電率只有70%左右—— 80%。因此，當發(fā)生單相接地時，這種氧化鋅避雷器會造成頻繁損壞。如果單相通過不穩(wěn)定電弧接地，即接地點的電弧間歇性熄滅并重新點燃，則健全相會出現(xiàn)電弧接地過電壓，一般可達系統(tǒng)相的2.5～3.5倍電壓。