這種避雷器(MOA)又稱之為氧化鋅避雷器、它是20世紀70年代初出現的一種新型避雷器，具有保護性能好、通流容最大、動作響應快、結構簡單以及體積小等優點?，F在已形成從低壓到高壓，直至超高壓等系列產品，并得到較為廣泛的應用。從發展趨勢來看，MOA必將取代傳統的碳化硅避雷器。
     該避雷器所采用的閥片是由微小的氧化鋅(ZnO》晶粒作為主要材料， 再摻以微量的、更小的氧化鉍(Bi2O)、 氧化鈷(Co20)、氧化猛(MnO)、和氧化絡(Cr2O3)等多種金屬氧化物粉末，經過成型、高溫繞結、表面處理等一系列工藝過程而制成，因此又稱這種氧化鋅片為金屬氧化物電阻片。
     在該電阻片中，氧化鋅晶粒的直徑大約在10-15um，為N型半導體材料，電阻率較低，大約在1-10Ω.cm，而周圍由氧化鉍等組成的晶界層，厚度大約在lum,屬P型半導體材料，電阻率高達10的8次方Ω.cm。在正常工作電壓下，晶界層上的電場強度較低，只有少量電子可以靠熱激發穿過晶界層的勢壘，形成很小的漏電流，所以該電阻片呈高阻狀態。當外加電壓升高，晶界層上的電場強度增大到足夠值時，產生隧道效應、大量電子可以通過晶界層，使流過的電流急速增大，于是該電阻片的電阻值大幅度降低，呈低阻狀態。氧化鋅電阻片的這種效應使其伏安特性具有顯著的非線性特性。如果用經驗公式來表示，即可表達為:

               I=KUa

式中: K為氧化鋅的材料系數:a為非線性系數，共值大約在26.
    與碳化硅的a=4-6相比，氧化鋅電阻片的非線性系數高得多。正是由于這種優異的非線性伏安特性，使得氧化鋅電阻片可以不用串聯放電間隙來隔離工作電壓而直接接到電網上運行也不致被燒壞，這樣避雷器便成為無間隙的了。但是，氧化鋅電阻片還必須具有吸收來自雷電沖擊能量后的自動恢復能力面不致遭受損壞。否則，氧化鋅電阻片的溫度和漏電流會不斷增加，最后導致過熱而破壞，這種情況稱之為氧化鋅電阻片的熱擊穿。

   氧化鋅電阻片的通流能力較大，一般大約為碳化硅電阻片的4-4.5倍， 而且性能穩定，具有耐多重雷擊和重復動作的操作過電壓能力，特別適合在長電纜和大電容器組、高海拔地區和SF6全封閉組合器中用作避雷器。不過氧化鋅電阻片在運用中長期受工頻電壓作用，也會出現老化現象，所以在實際使用時應定期檢測漏電流等參數，以確保其安全可靠。

   氧化鋅電阻片的陡波響應特性也十分優越，如圖4.30所示。它沒有間隙放電的延時，而只需考慮陡被下伏安特性曲線的上翹情況即可。不過，該曲線的上翹與碳化硅的情況相比卻低得多，因而氧化鋅電阻片極大地提高了對陡波過電壓的保護效果。這點對于具有較平坦伏安特性的SF6氣體絕緣變電站(GIS) 的保護尤其適合，易于絕緣配合，增加了安全裕量，提高了保護性能。 

   此外，氧化鋅電阻片的漏電流在微安級，因而實際上可以視為是無漏流的。并且在雷電或操作過電壓的作用下，它只吸收過電壓能量(并將其轉化成電阻材料的發熱)而不吸收續流能量，這樣不僅減輕了電阻片自身的負擔而且對系統的影響也甚微。與碳化硅電阻片相比，氧化鋅電阻片單位面積的殘壓僅為4.15kV。如果雷電沖擊下的保護電平為相電壓2倍的話，則流過氧化鋅電阻片的漏電流將低于10-5A，相比在碳化硅電阻上的漏電流將高達數百安培。

    氧化鋅電阻片除具有優異的伏安特性、陡波響應特性外還具有良好的溫度響應特性，如圖4.31所示。

    由該圖可以看出，在低電流范圍內(<10-3A/cm?)，氧化鋅電阻片具有負的溫度系數，而在大電流段則具有很小的正溫度系數，不過，在通常情況下都可以忽略不計，因此氧化鋅電阻片的保護特性不受溫度變化的影響，這點使得由它制作的

   金屬氧化物避雷器適合在與系統最高工作電壓相等的持續運行電壓作用下，溫度變化也能穩定而可靠的工作，而不會發生熱擊穿而損壞。

   由于配方不同。氧化鋅電阻片在性能上分為相互不能替代的兩大類。一類其電壓梯度高(在100 ~ 250V/mm)，大電流特性好(U10ka/U1mA≤1.4)，但只對≤2ms窄脈沖敏感，且能量密度較小;而另一類則能量密度較大，承受寬脈沖浪涌能力強，但電壓梯度僅在20 ~ 50V/mm, 大電流特性也較差(U10ka/U1ma>2.0)。前一類通常用于避雷器中，而后一類則常常用于低壓系統的浪涌保護器里。另外，一個氧化鋅電阻片可看做是由許多微型PN結串聯而成的，增加氧化鋅電阻片的軸向長度就相當于增加了PN結串聯的數目，可以提高電阻片的擊穿電壓，而增加氧化鋅電阻片的半徑就相當于增加了PN結并聯的數目，可以提高電阻片的通流能力，由此采用不同的氧化鋅電阻片尺寸便可以制造出不同規格的避雷器來

   有關金屬氧化物避雷器的電氣性能可分別見表4.8和表4.9所列

    在110 ~ 500kV電力系統，我國一般都采用中性點直接接地的運行方式，這對金屬氧化物避雷器的應用十分有利。但在10 ~35kV中性點非直接接地的電力系統中，發生單相接地故障時，一般允許帶單相接地故障運行兩小時，甚至更長時間而線路斷路器也不跳閘。此時其他健全相的電壓升高到線電壓，這對無間隙氧化鋅避雷器將是一個嚴峻的考驗。如果這時再發生弧光接地或諧振電壓，氧化鋅避雷器動作放電時就有可能爆炸損壞，對此，應采用并聯間隙或串聯間隙的氧化鋅避雷器來防止該問題發生。

    并聯間隙的氧化鋅避雷器，其電路原理如圖4.32所示，圖中R1和R2為氧化鋅電阻片，G為并聯間隙。正常運行時，由R1和R2共同承擔工作電壓，荷電率較低，可將漏電流限制到足夠低的數值。當沖擊放電電流太大時，避雷器殘壓有可能超過要求的保護電平時，G被擊穿，將R2短路，于是避雷器殘壓此時僅由R決定了。避雷器的U1mA原來是由R1和R2共同來確定，因此U10KA/U1mA可以降低。估計在避雷器并聯間隙后，可以將該壓比從無間隙的2 ~2.2倍降低到1.7~1.8倍。

    串聯間隙的氧化鋅避雷器，其電路原理如圖4.33所示，圖中G1和G2為串聯間隙，R1 R2為碳化硅分路電阻，Rz為氧化鋅電阻片，C為調節沖擊因素的并聯電容。正常工作情況下，R1和R2作為G和G2的均壓電阻，又與Rz構成-一個分壓器，分擔著避雷器的電壓負荷。若R1和R2負擔50%的電壓，其余一半由Rz負擔，顯然也就降低了氧化鋅電阻片的荷電率。這是碳化硅電阻片做不到的，因為小電流時它的電阻與分路電阻相比太小了，但氧化鋅電阻片則不同，小電流時它的電阻完全可以與分路電阻相比較。當過電壓作用時，R1與R2上的電壓升高，G1與G2被擊穿，避雷器的殘壓這時完全由氧化鋅電阻片來決定。同樣在滅弧中，兩間隙也僅負擔- -半恢復電壓，其余一半由氧化鋅電阻片分擔，從而大大減輕了間隙的滅弧負擔。這個原理可以將串聯間隙的氧化鋅避雷器的壓比降低到1.24。