包括无间隙金属氧化物避雷器和带串联间隙金属氧化物避雷器。在中国电网中已广泛应用。与碳化硅阀型避雷器的主要区别在于阀片材料不同。碳化硅阀型避雷器的阀片材料是碳化硅（金刚砂），而金属氧化物避雷器的阀片材料是由半导体氧化锌（ZnO）和其他金属氧化物（如氧化钻、氧化锰等）在高温（1000℃以上）下烧结而成。

由金属氧化物电阻片阀片串联或并联，用绝缘杆件固定构成芯体，再装入套筒中制成，多用于站用设备的过电压保护。

金属氧化物电阻片是以氧化锌（ZnO）为主要成分，加入少量铋、钴、铬、锰、锑等金属氧化物作为添加剂，充分混合、研磨和搅拌，经喷雾造粒，压制形成所需规格的片状，在1000℃以上高温下烧结而成，形状呈圆饼或环形。

金属氧化物电阻片的微观结构如图1所示，ZnO晶粒（直径大约10微米）是低电阻率介质，在其表层即晶界层（约0.1微米厚）是高电阻率，两者紧密连接。在低电场区（对应于运行电压），晶界层的能量势垒使电子不能从一个晶粒向另一个晶粒移动，呈高阻状态；在高电场区（对应于过电压）当晶界层电场强度达到106伏/厘米时，由于隧道效应，电子会通过势垒，呈低阻状态。金属氧化物电阻片具有优异的非线性特性，大大优于碳化硅电阻片（图2）。

1 氧化锌颗粒 2 晶界层图1 金属氧化物电阻片的微观结构

图2 金属氧化物电阻片的非线性特性曲线

在正常工作电压下电阻片只流过微安级的电流，当作用在避雷器上的电压达到动作电压时，电阻片的阻抗急剧减小，处于大电流导通状态，从而快速泄放过电压能量并将其两端的过电压限制在一定水平，以保护设备的绝缘；在过电压冲击波过后，电阻片会即刻恢复到原高阻状态，因此无须装设串联间隙。由于没有串联间隙，金属氧化物避雷器对过电压响应快，便于与六氟化硫气体绝缘电器和其他伏秒特性平坦的电器的绝缘特性相配合。金属氧化物电阻片具有较大的通流能力，可以用多柱并联的方式来提高通流能力，所以可以吸收很大的操作过电压能量。

金属氧化物避雷器按外套材质分为绝缘外套式和金属罐式。①绝缘外套式避雷器，有瓷套式和复合外套式避雷器两种。主要应用于敞开式变电站（AIS），以及混合式气体绝缘金属封闭开关设备（HGIS）和气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）的进线和经架空线连接的变压器端。其整体结构为立柱式。对于超/特高压避雷器，考虑到制作、加工、安装和运输等因素，往往由几个单元节串联构成，并安装有均压环。每个单元节主要由氧化锌电阻片芯体和外套组成，并要求具有压力释放能力。②金属罐式避雷器，是GIS配套产品。通常，罐式避雷器安装在GIS母线和GIS管道与变压器直连的变压器端。在电气参数上，罐式避雷器与瓷套式避雷器相同。其结构是氧化锌电阻片芯体安装在密闭的金属筒中，内部充有六氟化硫（SF₆）绝缘气体。由于SF₆绝缘气体的高绝缘特性，大大减小了绝缘距离，从而大幅度缩小了设备尺寸。

由避雷器本体和串联间隙两部分组成。①避雷器本体类似无间隙避雷器。串联间隙使避雷器本体只承受很低的工频电压作用，大大减小避雷器的老化，可做到免维护。另外，如果避雷器电阻部分（简称避雷器本体）发生故障，串联间隙可以隔离故障，不影响线路正常运行。为了减小体积和重量，本体外套多采用复合外套。②间隙有带支撑绝缘子和不带支撑绝缘子两种结构。带串联间隙金属氧化物避雷器通常安装在易击线段的杆塔上，与线路绝缘子相并联，用于保护输电线路绝缘子和空气间隙，避免在雷击时发生闪络和跳闸。与无间隙线路避雷器相比，带串联间隙结构的优点是，可通过选择间隙距离，使串联间隙只需在雷电过电压下击穿保护线路绝缘，而在工频过电压和操作过电压下不动作。已经有35～500千伏线路避雷器在运行，对保护易受雷击的线路段、双回线路和高杆塔，积累了一定运行经验。