智能電網(wǎng)：電力系統(tǒng)過電壓及絕緣配合方面存在的10個誤導(dǎo)

近幾年，閱讀到文刊上關(guān)于電力系統(tǒng)過電壓及其絕緣配合方面的文章，我認(rèn)為其中有一些容易引起人們的誤導(dǎo)，綜合起來有10個問題，現(xiàn)提出來討論。

1. 誤導(dǎo)一：把人工沖擊電流波形命名自然雷電流標(biāo)準(zhǔn)波形

自然雷電流波形，世界各國實測得的對地放電雷電流波形基本一致，多數(shù)是單極性重復(fù)脈沖波，少數(shù)為較小的負(fù)過沖，一次放電過程常常包含多次先導(dǎo)至主放電的過程(分別為第一脈沖和隨后脈沖)和后續(xù)電流，放電脈沖數(shù)目平均為2-3個，最多記錄到42個。第一脈沖波前最大陡度達(dá)50kA/μs，平均陡度為32kA/μs，幅值可達(dá)200kA以上;第二脈沖波前陡度比第一脈沖大，可達(dá)100kA/μs以上，幅值比第一脈沖低，波尾都在100μs以上，也就是說，一次雷擊中是一連串的波長100μs以上脈沖波。見圖1。

在一些標(biāo)準(zhǔn)中或一些文獻上，檢驗(計算)物體(如桿塔、引流線)上的壓降，采用陡波前(波尾不規(guī)定)或1/4μs、1/10μs、2.6/50μs沖擊電流波形：檢驗防雷保護器(如金屬氧化物非線性電阻片，以下簡稱MOR)上殘壓，采用陡波(波前時間1μs)沖擊電流和8/20μs標(biāo)稱沖擊電流;檢驗MOR通過雷電流能量能力，采用18/40μs，10/350μs，100/200μs沖擊電流;驗算變電所防雷保護可靠性時，傳統(tǒng)采用雷擊點反擊導(dǎo)線上沖擊波為直角波(波尾很長)的方法，這樣做，達(dá)到了主要目的，是可以接受的。但這些人工沖擊電流波形，都不是自然雷電流標(biāo)準(zhǔn)波形，與自然雷電流波形相差甚遠(yuǎn)。

有人僅從“雷電流標(biāo)準(zhǔn)波形”名詞出發(fā)，使用很不當(dāng)。例如，在驗算變電所防雷保護可靠性時，采用1/10μs或2.6/50μs波形，特別是波尾太短，這與傳統(tǒng)使用斜角波前無窮長波尾，驗算結(jié)果相差甚遠(yuǎn)。又如，對MOR考核能量能力，有的僅用一次或兩次的1/4μs或4/10μs沖擊流，這與20次的18/40μs、10/350μs、100/200μs沖擊電流效應(yīng)相差甚遠(yuǎn)，偏低。

因此，人工沖擊電流不能命名自然雷電流標(biāo)準(zhǔn)波形。

2. 誤導(dǎo)二：按電壓等級對交流無間隙金屬氧化物避雷器(簡稱WGMOA)分類

GB11032-2000《交流無間隙金屬氧化物避雷器》§3.2避雷器分類，見表1(注：未全引，僅引有異議的)。

表1 避雷器分類

GB11032-2000打著等效IEC-60099-4(1991)的旗號，實際不等效。GB11032-2000聲稱“避雷器按其標(biāo)稱放電電流分類”，實質(zhì)是按其電壓等級分類。按電壓等級分類嚴(yán)重誤導(dǎo)WGMOA的應(yīng)用選擇。若發(fā)生事故，將嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)安全運行。

表1中In等級不同，試驗要求不同[見IEC99-4(1991)表1和GB11032-2000表13]。In實質(zhì)上是代表WGMOA的本身安全運行指標(biāo)高低和保護性能好壞。下面就表1中分類的“電站用、并聯(lián)補償電容器用、發(fā)電機用、電動機用以及低壓用的WGMOA分類”等造成的誤導(dǎo)弊病分別敘述。

2.1 電站用WGMOA

用于保護電力變壓器線圈Un=3～66kV側(cè)WGMOAR的In，按GB11032-2000§3.2表1中規(guī)定，In一律只能選5kA，不論其容量大小、重要性如何?事實上，電力變壓器線圈側(cè)Un = 3～66kV 側(cè)，容量大小和重要性相差很大，有的是幾個kVA，有的是幾十萬kVA，怎么能一律用In = 5kA的WGMOA?

電力變壓器線圈各側(cè)用的WGMOA的In等級不同，實質(zhì)上是各側(cè)耐雷指標(biāo)不同。各側(cè)耐雷指標(biāo)不相配合，一次側(cè)(Un = 110kV及以上)耐雷指標(biāo)高，二次側(cè)(Un = 3～66kV)耐雷指標(biāo)低，因此電力變壓器防雷薄弱環(huán)節(jié)在二次側(cè)是顯而易見的，1990～1999年110kV及以上全國在役變壓器類設(shè)備(未包括農(nóng)口管理的)運行情況及事故統(tǒng)計分析完全證實，均發(fā)生在電力變壓器二次側(cè)(Un = 3～66kA)被雷擊損壞[13][14]。

電力變壓器不論一次側(cè)，還是二次側(cè)，線圈損壞，后果都是一樣的，變壓器要停運修理。事實上，電力變壓器二次側(cè)(Un = 3～66kV)線圈損壞修理更困難些。

有人可能會認(rèn)為，流過Un = 3～66kV的WGMOA的雷電流要小，這是誤解。CIGRE.WG33-01的1958年報告就指出：“通過閥式避雷器最大的雷電流是發(fā)生在中壓等級及以下者”。

選擇保護電力變壓器用WGMOA的In等級大小，實質(zhì)是反映電力變壓器耐雷指標(biāo)高低，即防雷保護風(fēng)險程度。選用較高In等級WGMOA，實際是加強電力變壓器防雷保護可靠性。選用較高In等級WGMOA會增加造價，但相對于大型電力變壓器造價來說影響是很小的。

制造Un = 3～66kV的In = 10kA和20kA等級的WGMOA，在技術(shù)上是毫無困難的。

國外用于保護電力變壓器WGMOA各側(cè)均選用相同In等級的。西方制造企業(yè)WGMOA型錄中明確說明：電站型WGMOA，In為10kA和20kA兩個等級;In = 10kA的Ur為3-366kV;In = 20kA的Ur為3-800kV;配電型WGMOA的In才為5kA。用戶按需要選擇。

據(jù)悉，國內(nèi)一些企業(yè)出口的Un = 3～66kV的WGMOA的In，有10kA…不同等級，任用戶選擇。真怪，為什么國內(nèi)用戶，GB11032-2000規(guī)定只能用In = 5kA等級標(biāo)準(zhǔn)套在中國電力系統(tǒng)的電站型WGMOA上?

2.2 并聯(lián)補償電容器用WGMOA

并聯(lián)補償電容器用WGMOA的In等級，實質(zhì)是WGMOA保護性能優(yōu)劣和允許吸收能量大小(使用壽命長短——安全運行可靠性高低)。并聯(lián)補償電容器切合操作過程中，在WGMOA中產(chǎn)生的能量是隨切合操作時用的斷路器發(fā)生一相重?fù)舸┻€是兩相重?fù)舸舸┐螖?shù)、電力系統(tǒng)中性點接地方式的不同、并聯(lián)補償電容器組容量的大小、WGMOA布置不同(相對地、相間和相對中性點等)、并聯(lián)補償電容器組允許過電壓水平的不同而相差很大，怎么不分這些差異?而GB11032-2000§3.2表1中規(guī)定，一律用In = 5kA的WGMOA，根據(jù)何在?國際標(biāo)準(zhǔn)和國外型錄中規(guī)定系列In 等級，讓使用者選擇。1995年CIGRE.WG33-11制定的《并聯(lián)電容器組的避雷器(WGMOA)選擇導(dǎo)則》，對上述影響因數(shù)和應(yīng)用選擇的區(qū)別，進行了詳細(xì)分析計算，內(nèi)容清晰系統(tǒng)，這里不重復(fù)[1]。

2.3 發(fā)電機用和電動用WGMOA(以下統(tǒng)稱電機型WGMOA)

在電力行標(biāo)DL/T620-1997《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》§9中，將發(fā)電機、同步調(diào)相機、變頻機和電動機統(tǒng)稱旋轉(zhuǎn)電機。從絕緣結(jié)構(gòu)看它們是同類的。DL/T620-1997對它們的防雷保護是按其重要性和容量大小分別來處理的。

DL/T620-1997允許的直配旋轉(zhuǎn)電機的重要性和容量差別是很大的，大的發(fā)電機和電動機為60000kW，小的只有幾個kW。旋轉(zhuǎn)電機絕緣遭受雷電波擊穿時，可能產(chǎn)生強烈的工頻短路，燒壞鐵芯，修理困難，花費時間較長。因此，對直配旋轉(zhuǎn)電機防雷保護，要求可靠性較高。

而GB11032-2000規(guī)定：發(fā)電機用WGMOA的In，一律為5kA;電動機用WGMOA的In，一律為2.5kA。正如前面說過的，WGMOA的In等級，實質(zhì)是代表WGMOA的保護性能好壞和WGMOA本身安全運行指標(biāo)高低兩方面：

(1)在防雷保護性能方面：In值的大小決定著旋轉(zhuǎn)電機防雷保護水平、耐雷指標(biāo)高低、旋轉(zhuǎn)電機安全運行可靠性高低問題。我國在20世紀(jì)50年代初，電機型避雷器的In定為3kA，到了60年代初已將In提高到5kA。到了90年代，我國WBMOA“可以和進口產(chǎn)品比高低”[2]完全可以與國際上電機型WGMOA一樣，In提高到10kA[3]。為何GB11032-2000反而倒退了(表1)?實際上，中國已有不少制造廠，在技術(shù)上完全可以生產(chǎn)出電機型WGMOA的In = 10kA產(chǎn)品。價格雖然貴一些，相對大電機而言，是微乎其微的。

(2)在WGMOA本身安全運行方面：In 值的大小決定WGMOA用什么試驗方法和參數(shù)來做型式試驗。例如，GB11032-2000規(guī)定：對電動機用WGMOA的In = 2.5kA 等級，采用方波沖擊200A，4/10μs大電流沖擊25kA，大電流壓力釋放800A;對發(fā)電機用WGMOA的In = 5kA等級，采用方波沖擊電流400A，4/10μs大電流沖擊(40)65kA，大電流壓力釋放10kA，小電流800A。這些所用的驗證參數(shù)對大容量旋轉(zhuǎn)電機用WGMOA是過分偏低的，這是因為In定位過低所致。國外，電機型WGMOA的In定位10kA[3]。也就是說，電機型WGMOA的型式試驗方法和參數(shù)，定位是很高的。我國過去對電機型避雷器的本身安全運行，可靠性定位是當(dāng)時最高的。

2.4 低壓用WGMOA

因GB11032對WGMOA按Ur 等級分類，表1中對低壓(0.28≤Ur ≤0.5Kv)WGMOA的In = 1.5kA，定位太低，遠(yuǎn)低于IEC1312-3(1996)規(guī)定的信息系統(tǒng)供電電源用過電壓保護器(IEC1312-3叫做SPD0的要求，因此，低壓用WGMOA這一廣闊市場幾乎讓位于進口SPD產(chǎn)品。

3 誤導(dǎo)三：把MOR加速老試驗當(dāng)作MOR壽命試驗

在20世紀(jì)70～80所代，曾有人對MOR按115±4℃1000h在施加電壓Uc的加速老化試驗結(jié)果，推算WGMOA等價于在40℃以下運行壽命達(dá)百年或以上。運行經(jīng)驗證明，投運時間不長的， MOR因出現(xiàn)劣化，屢發(fā)生WGMOA過快淘汰的現(xiàn)象。實踐也證明，《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的“加速老化試驗”不是WGMOA壽命試驗。IEC99-4(1991)特別指出：MOR老化壽命“仍在研究中”。西方一些國家標(biāo)準(zhǔn)中亦指出：“利用(型式或出廠)試驗結(jié)果來判斷WGMOA在電力系統(tǒng)上長年使用的老化，通常是困難的，還需今后研究一種切實有效的試驗方法”。

按加速老化試驗結(jié)果推算WGMOA等價于在40℃以下運行壽命可達(dá)百年或以上的結(jié)論，早已被推翻。時至今日，在解釋GB11032-2000修正稿時還宣稱：“(WGMOA)能耐受(加速老化)試驗1000h，避雷器則能在持續(xù)運行電壓(Uc)下運行100年”[4]。不知主持修正稿人新近做了哪些科學(xué)試驗，還是企圖誤導(dǎo)……。若不是有意誤導(dǎo)，有科學(xué)試驗依據(jù)，能否承諾您們生產(chǎn)的WGMOA在25年(100年的四分之一，應(yīng)該不是苛刻的)內(nèi)因自身老化損壞實行免費包換?

WGMOA在使用壽命期間(數(shù)十年)能承受持續(xù)運行電壓(Uc)是當(dāng)今一個還沒有解決的試驗技術(shù)難題。那種認(rèn)為現(xiàn)行加速老化試驗方法已解決了這個問題的觀念是不正確的。IEC99-49(1991)§7.5.2中明確指出：“本(加速老化)試驗程序是為了確定動作負(fù)載試驗中所使用的U CT 及U r電壓值而設(shè)計的“。并特別說明：“此條是臨時性的，因金屬氧化物電阻片(MOR)的老化仍在研究中”。

WGMOA動作負(fù)責(zé)載試驗本應(yīng)在老化試品上進行。在未老化MOR上進行動作負(fù)載試驗，必須加一個考慮了老化影響的足夠程度的系數(shù)，用于老化試驗之后增高功率損耗的補償，這就是IEC99-4(1991)設(shè)計老化試驗的由來。現(xiàn)在看來，由現(xiàn)行加速老化試驗方法決定的補償系數(shù)還不足夠。文[5]建議WGMOA應(yīng)在運行電壓下進行長期(數(shù)千小時上)的實測觀察研究。

此外，在生產(chǎn)企業(yè)，由例行進行加速老化試驗來驗證每批MOR的穩(wěn)定性是必不可少的。

4 誤導(dǎo)四：把SicA動作負(fù)載當(dāng)作WGMOA動作負(fù)載

避雷器動作負(fù)載試驗，原是為有串聯(lián)間隙避雷器設(shè)計的，是模擬連接在交流電力系統(tǒng)上的避雷器在過電壓下，擊穿間隙時的放電電流通過后間隙絕緣恢復(fù)、截斷工頻續(xù)流又隔離電網(wǎng)電壓恢復(fù)正常這一連串動作狀態(tài)而進行的試驗。中國和前蘇聯(lián)過去稱之為續(xù)流試驗(又稱滅弧試驗)。西方國家稱之為動作負(fù)載試驗。串聯(lián)間隙設(shè)計，只限制雷電過電壓，不承擔(dān)限制操作過電壓者，規(guī)定用雷電(短波的大電流)沖擊動作負(fù)載試驗驗證。

WGMOA，只要有過電壓(不論是雷電的還是操作的)，就導(dǎo)通(動作)，其電流是流過雷電負(fù)載或操作負(fù)載或這兩種負(fù)載電流的疊加。WGMOA的MOR并在熱狀態(tài)下疊加這些負(fù)載。這時實際變成了在注入動作負(fù)載時的熱穩(wěn)定。這與SicA動作負(fù)載完全不同，怎么能將SicA動作負(fù)載試驗照搬到MGMOA?

GB11032-2000§6.12 規(guī)定：Ur = 90kV 以下的WGMOA，用雷電(大電流)沖擊試驗驗證。這是完全不對的。

或許有人會說，這規(guī)定是照抄IEC99-4(1991)，可是IEC99-4(1991)從未規(guī)定Ur = 90kV 以下的WGMOA用雷電(大電流)沖擊動作負(fù)載試驗驗證。

或許有人會說，Ur = 90kV 以下的WGMOA不重要，是這樣嗎?不是的。Ur = 90kV 以下的WGMOA，有的用于保護容量幾十萬kVA的電力變壓器(Un = 3～66kV)線圈側(cè)，相當(dāng)重要。

Ur = 90kV 以下的WGMOA不流過操作過電壓負(fù)載嗎?答案是否定的。用試驗驗證WGMOA耐受能力，就應(yīng)盡量用電流沖擊持續(xù)時間和幅值產(chǎn)生的實際應(yīng)力。試驗表明，能量能力的統(tǒng)計，雷電沖擊的能量應(yīng)力要比操作沖擊低。有人會說，施加大電流沖擊(4/10μs)就是從能量考慮的。是的，但其波長和幅值值都不能代表實際應(yīng)力。還有，沖擊次數(shù)只有2次，這就產(chǎn)生疑問，WGMOA能否多次沖擊?

綜上所述，GB11032-2000規(guī)定Ur = 90kV 以下的WGMOA用雷電(大電流)沖擊動作負(fù)載試驗驗證，不符合WGMOA運行實際情況，試驗時注入能量偏小，是當(dāng)前Ur = 90kV 以下的WGMOA損壞多、壽命短的主要原因之一。Ur = 90kV 以下的WGMOA，同樣應(yīng)該用操作(長持續(xù)時間)沖擊動作負(fù)載試驗驗證。此外，操作沖擊動作負(fù)載試驗中預(yù)備試驗應(yīng)該用100/200μs替代8/10μs。

還有一個對WGMOA吸收能量能力的認(rèn)識問題。有人以為，只要WGMOA限制過電壓一次吸收能量不超過試驗驗證時注入值，就認(rèn)為WGMOA沒有能量能力問題，好像與WGMOA限壓次數(shù)無關(guān)。事實上不是這樣的。這是IEC99-4(1991)的一個缺點，CIGRE，WG33-11的1999年報告[6]批評：“IEC99-4(1991)缺乏試驗程序?qū)GMOA正確選擇指導(dǎo)關(guān)系和保護運行中可接受的很低的故障率。”前蘇聯(lián)文獻早就闡述了這個問題，認(rèn)為驗證試驗中注入的能量值是“原始通流容量儲備”，WGMOA每限壓一次就從這“儲備”中消耗一些，“儲備”被消耗光了，就認(rèn)為WGMOA使用壽命到了，不能再用WGMOA限壓。近年西方一些試驗也得出了類似看法。文[7]用工頻60Hz電流0.8A(峰值)至600A(峰值)、沖擊電流從4kA至35kA對三個制造廠生產(chǎn)的大量MOR試品進行試驗，每種電流施加到直至破壞時為止，得到通過MOR電流平均值對數(shù)與破壞時間平均值對數(shù)之間的線性關(guān)系，即logI = -logt + 常數(shù)，并認(rèn)為，這對決定能量吸收能力和避雷器應(yīng)用中的安全裕度將是很有用的工具。

5 誤導(dǎo)五：WGMOA至被保護物之間允許最大距離按電壓等級“一刀切”

對電力變壓器(即變電所)防雷保護，應(yīng)根據(jù)容量和重要性不同來配備防雷保護措施，使一次側(cè)(110kV以上)和二次側(cè)(66kV及以下)耐雷可靠性一致。

首先，一、二次側(cè)WGMOA的In應(yīng)相同，均應(yīng)有很好的進線保護段。

其次，WGMOA至被保護物(如電力變壓器)之間允許最大距離決定于沿架空輸電線路導(dǎo)線上侵入到變電所雷電波陡度和幅值。但影響侵入到變電所雷電波陡度和幅值的因素很多，如直擊雷電參數(shù)(幅值、陡度和波長時間等)、進線段參數(shù)(避雷線根數(shù)和布置位置、桿塔高度和桿塔波阻、接地沖擊時間等)和雷擊點位置(雷擊點至WGMOA距離等)。由此可見，侵入變電所雷電波陡度和幅值是隨機變量，非固定值，是概率分布。選用多大侵入波陡度和幅值實際是反映被保護物(如電力變壓器)耐雷可靠性程度高低。因此，視被保護物(如電力變壓器)的技術(shù)經(jīng)濟重要性的不同，分別選用不同的侵入變電所雷電波陡度和幅值。那種同一級電壓等級，不管重要性(容量大小、事故影響程度)差異，采取“一刀切”，選用同一陡度和幅值是不對的。

根據(jù)我國運行經(jīng)驗，參考西方規(guī)定，對110kV及以上變電所，建議分為五個等級;450/μs、900/μs、1200/μs、1500/μs、2000/μs。

6 誤導(dǎo)六：發(fā)變電所接地網(wǎng)的接地工頻電阻值(R)要求小于或等于0.5Ω

有的人受舊標(biāo)準(zhǔn)影響，盲目地追求發(fā)變電所接地網(wǎng)的接地工頻電阻(R)要求小于或等于0.5Ω，不惜花巨資(有的一個發(fā)變電所花200～300萬元)應(yīng)用降阻劑或應(yīng)用灌注深井接地極來處理，忘卻了發(fā)變電所接地的根本目的。

發(fā)變電所接地目的有四個：

① 降低對人身電擊(含接觸電位差和跨步電位差)危害;

② 降低對低電壓設(shè)備(含計算機、通信設(shè)備、控制系統(tǒng)等的信息系統(tǒng))的反擊和對信息系統(tǒng)的干擾;

③ 提供足夠的承載接地故障電流能力(含過流保護系統(tǒng)允許接地故障電流的幅值和持續(xù)時間);

④ 提供接地故障電流低阻抗返回通路，以保證過流保護系統(tǒng)及時動作的需要。

在1953年以前，當(dāng)時電力系統(tǒng)容量不大，因而規(guī)定“大接地短路電流(大于500A)(即中性點直接接大地和經(jīng)低阻抗接大地的電力系統(tǒng))的電壓1000伏以上的電氣裝置的接地工頻電阻應(yīng)不大于0.5Ω。”

隨著電力系統(tǒng)容量不斷增加，如今接地故障電流大大超過1953年前的情況，尤以包括計算機、通信設(shè)備、控制系統(tǒng)等的信息系統(tǒng)應(yīng)用日益擴大，信息系統(tǒng)能承受的電壓是很低的，遠(yuǎn)低于允許的接觸電位差和跨步電位差，靠接地電阻不大于0.5Ω是滿足不了要求的。

當(dāng)然，在高土壤電阻率地區(qū)，做到接地網(wǎng)的接地工頻電阻值不大于0.5Ω是極不容易的，即使做到了0.5Ω也不滿足要求，這就迫使人們另辟途徑，以達(dá)到滿足上述四個目的要求的技術(shù)經(jīng)濟最佳的措施。

發(fā)變電所電氣裝置接地，按其作用不同分為工作接地、保護接地、防雷接地和防靜電接地四種。對此，曾發(fā)生過爭議，這四種接地是采用一些獨立接地裝置還是采用共同接地網(wǎng)?雖然已往采用獨立接地的實踐消除了連續(xù)低頻雜音，但在雷電情況下信息系統(tǒng)遭到重大災(zāi)難性損壞，現(xiàn)在國內(nèi)外共識是采用共用接地網(wǎng)。

為達(dá)到前述四條接地目的，國內(nèi)外實踐證明，行之有效的措施是：

① 采用淺埋水平均壓接地網(wǎng)。這是降低接觸電位差和跨步電位差的有效措施，均壓接地網(wǎng)最好敷到圍欄或圍墻。對圍欄內(nèi)人員經(jīng)常行走的路面采用瀝青地面或礫石地面。防止人員接觸圍欄產(chǎn)生電擊，可在圍欄外側(cè)鋪設(shè)礫石地面。

② 以防接地網(wǎng)高電位引向發(fā)變電所外，或?qū)⒌碗娢灰虬l(fā)變電所內(nèi)的設(shè)備，采取隔離措施。

③ 等電位連接。尤應(yīng)注意信息系統(tǒng)接地的等電位連接。

④ 采用引外接地極或深井接地極達(dá)到提供接地故障電流低阻抗返回通路，保證過流保護系統(tǒng)及時動作。

引外接地極可敷設(shè)在離發(fā)變電所幾公里的低電阻率的土壤里，還可與進出線路避雷線連接。

井式接地極可埋在地下較深處的土壤電阻較低處。

⑤ 所有接地極及連接線均應(yīng)有足夠載流能力，以保證電氣裝置可靠的接地。近年發(fā)生多起因接地引流線損壞燒毀電力設(shè)備事故。

采用了這些措施，達(dá)到了前述四條接地目的，從理論上說，就可不管接地工頻電阻值多少。電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T621-1997《交流電氣裝置的接地》中§5.1.1第2款已擴大為5Ω。有的規(guī)范已擴大到10Ω。

7 誤導(dǎo)七：避雷針(線)保護范圍的“絕對化”

由于要求的避雷針(線)保護范圍空間內(nèi)被保護物允許遭受雷擊概率不同，所以在不同標(biāo)準(zhǔn)(規(guī)程、規(guī)范等)中規(guī)定有所不同，這是正確的。

不知何故?有文評論，這對那錯，妄圖制造混亂。

避雷針(線)的防雷保護作用，在于它比被保護物高，能把附近雷電從被保護物上方引向自身并安全泄入大地。因此，避雷針(線)的引雷和安全泄入大地是至關(guān)重要的。

避雷針(線)的引雷(攔載)作用，也即對被保護物的保護作用(保護范圍)，與雷電極性、雷電通道電荷分布、空間電荷分布、先導(dǎo)頭部電位、放電定位高度、避雷針(線)數(shù)量和高度、被保護物高度、這些相互之間位置以及當(dāng)時大氣條件、地理條件等因素有關(guān)?，F(xiàn)在對這些因素，有的還未掌握到定量數(shù)據(jù)。所以確定保護范圍采用方法正確性不可能嚴(yán)格證明。一般地是理論分析、實驗室模型研究、長期多年實際運行經(jīng)驗證明三者結(jié)合，才能作為正式推薦使用。

保護范圍是指被保護物在此空間內(nèi)遭受雷擊概率(繞擊率)在可接受值之內(nèi)。例如，電力行標(biāo)DL/T620-1997規(guī)定的避雷針保護范圍內(nèi)繞擊率預(yù)計為0.1%[8]，保護范圍可靠性為0.999。統(tǒng)計了我國4272變電所年的運行經(jīng)驗繞擊率為0.07%[9]。表明低于預(yù)計的0.1%，是可接受的，沒有必要改變，否則造成混亂和浪費。變電所現(xiàn)行直擊雷防護可靠性，比沿架空輸電線路導(dǎo)線上侵入到變電所雷電波防護高很多。

文刊介紹的確定避雷針(線)保護范圍的方法如電氣幾何擊距法(EGM)、修正EGM先導(dǎo)傳播模型(LPM)、滾球法、拋球法等，這些方法是有益嘗試。這些方法中有很多假設(shè)，缺乏實際依據(jù)，例如，至今人們還不知道擊距或球半徑30-60m長空氣間隙放電電壓真值，有的按3kV/cm，或5kV/cm，或10kV/cm推算。

從定性上說，不同擊距或球半徑，也是不同允許的繞擊率(圖2)[8]。

事實上，當(dāng)今世界上，標(biāo)準(zhǔn)上推薦的避雷針(線)保護范圍都是經(jīng)驗公式[17]。

8 誤導(dǎo)八：消弧線圈“消除弧光接地過電壓”

消弧線圈自動跟蹤補償或消弧線圈自動調(diào)諧問世后，使消弧線圈上了一個臺階。但有的文刊，對其功能不是實事求是，而是無限夸大，例如，能“消除弧光接地過電壓”等就是誤導(dǎo)。

“自動跟蹤補償”或“自動調(diào)諧”均是指在工頻狀態(tài)下的。而在間歇性電弧接地時刻，過渡過程通過接地故障點的電容電流分量和電感電流分量(在有消弧線圈時)均是高頻的。這兩者的頻率特性相差懸殊，故兩者是不可能相互補償(調(diào)諧)的。在工頻狀態(tài)下關(guān)于殘流失諧度和合諧度等概念，在分析間歇性電弧接地時刻，過流過程通過接地故障點的電流均是不適用的。

在中性點不接地(絕緣)系統(tǒng)和消弧線圈接地系統(tǒng)，第一次接地時刻，實測和計算得到的接地過渡過程階段的高頻振蕩電流脈沖峰值達(dá)數(shù)百安培之多[10、11]。如重燃則電流脈沖峰值將更大，有的網(wǎng)絡(luò)計算達(dá)600A到1000A。時間雖然短，但電弧危害很大[10、11]。

實測中性點不接地(絕緣)和消弧線圈接地系統(tǒng)中的單相間歇性電弧接地時產(chǎn)生的過電壓，一般達(dá)3～4p.u。為了從物理概念上定性說明，先后有四種假設(shè)，每種假說均是在前人基礎(chǔ)上依據(jù)新的科學(xué)試驗成果建立的[12]。

試驗證明，消弧線圈功能是降低單相接地時發(fā)生間歇性電弧熄滅、重燃的多次重復(fù)過程建弧概率，簡稱降低建弧率。前蘇聯(lián)Α.И.多爾根諾夫教授1958～1959處《過電壓及其保護》下冊中指出：“試驗證明，中性點消弧線圈接地系統(tǒng)中，發(fā)生在健康相(即非故障相)上的過電壓倍數(shù)的最大值仍與中性點不接地系統(tǒng)時的一樣，不過其出現(xiàn)的概率更小而已”，同時指出：“從一方面講消弧線圈減少了重燃次數(shù)可能降低過電壓，另一方面講，消弧線圈減少了故障點流過的電流可能使電弧不穩(wěn)定燃燒(間歇性電弧);消弧線圈降低了故障相恢復(fù)電壓的速度，易于使故障相的重燃是在對地電位最大時發(fā)生，這又使過電壓的數(shù)值增加”。

總之，消弧線圈能“消除弧光接地過電壓”是誤導(dǎo)。但弧光接地過電壓對正常標(biāo)準(zhǔn)絕緣(非弱絕緣)是無危險的。以往的研究工作對接地電流重視不夠需加強。

消除弧光接地等過電壓，行之有效的措施是中性點經(jīng)電阻器接地方式。文[16]介紹了日本20kV電網(wǎng)中性點經(jīng)40(60)Ω+460(690)Ω電阻器接地，0.7s短接460(690)Ω電阻器，達(dá)到迅速準(zhǔn)確切除故障線路。

9 誤導(dǎo)九：把絕緣配合中的“間隔系數(shù)”當(dāng)作“安全系數(shù)”或“裕度系數(shù)”

對220kV及以下電力系統(tǒng)的絕緣配合，常用確定性方法(曾稱慣用法)，即

UW ≥KCUex (1)

式中：UW 為絕緣水平(或可耐受電壓);Uex為過電壓值(或WGMOA的殘壓);KC ，我國曾稱之為配合系數(shù)，IEC規(guī)定現(xiàn)稱為間隔系數(shù)，是與代表性過電壓值相乘以求得配合耐受電壓系數(shù)。

現(xiàn)有些文刊宣稱KC為“安全系數(shù)”或“裕度系數(shù)”。這是誤導(dǎo)，給人一種假象，好似按式(1)求取的UW值是不可能發(fā)生過電壓值或WGMOA殘壓值對絕緣的損壞。事實上不是這樣的。

KC是彌補很多需要考慮的影響因素的系數(shù);如，(ⅰ)流經(jīng)WGMOA電流的幅值和陡度高于試驗值;(ⅱ)WGMOA的MOR老化使殘壓升高;(ⅲ)WGMOA的內(nèi)部電感及接地引流線電感及接地引流線電感的壓降疊加在殘壓上;(ⅳ)WGMOA至被保護物之間距離;(ⅴ)絕緣老化耐壓下降;(ⅵ)運行工頻電壓疊加在殘壓上;(ⅶ)WGMOA殘壓波形[13]與被保護物絕緣耐受試驗電壓波形不同引起的差值，等等。所以，各個國家KC選值是不同的，一般在1.2至1.6之間。各個國家，同級電壓的電網(wǎng)，選擇絕緣水平不相同。這是由于不同的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的過電壓不同，發(fā)生事故后果不同所致。IEC71-1(1993)規(guī)定，同一級Um電網(wǎng)，對應(yīng)著好幾個等級絕緣水平，讓使用者自己根據(jù)具體情況來挑選。那種不管電網(wǎng)具體情況，硬性規(guī)定同一級Um電網(wǎng)給一種絕緣水平是不符合絕緣配合原則的。

10 誤導(dǎo)十：把“絕緣試驗電壓值”完全等同“絕緣水平”

由于這個誤導(dǎo)，在實際工作中，有人遇到經(jīng)絕緣耐壓試驗后的電力設(shè)備，絕緣發(fā)生事故或有避雷器保護的較大空氣間隙放電后，就覺得不好理解。

事實上，絕緣水平是指絕緣耐受各種作用電壓的總稱。絕緣試驗是指在規(guī)定試驗條件下檢驗絕緣強度的各種電壓試驗的總稱。絕緣水平和絕緣試驗是兩個獨立概念。但表征絕緣水平是用絕緣試驗電壓值，因而關(guān)系又很密切。故常在文刊上出現(xiàn)誤把“絕緣試驗電壓值”完全等同“絕緣水平”。

眾所周知，在一定試驗條件下，有限試品上施加少量有限次數(shù)的試驗電壓，由數(shù)理統(tǒng)計知識可知，這樣得出的絕緣耐受電壓值，只能說是“絕緣試驗標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值”，不是產(chǎn)品的絕緣耐受電壓“真值”。凡是抽樣(試品)很少的產(chǎn)品，施加電壓試驗次數(shù)又少的電力設(shè)備，均不是“真值”。

絕級水平這個概念，一般地說，是根據(jù)現(xiàn)行絕緣配合的計算方法，在采用過電壓保護措施下，隨機的電壓下發(fā)生的故障率限制在運行能夠接受的范圍內(nèi)。

試驗的目的，耐受標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定試驗電壓值是保證絕緣在運行壽命期內(nèi)(25年以上)能夠耐受長期運行電壓和隨機過電壓下要求的絕緣水平。研究表明，隨著不同的試品、不同的抽樣方法、不同的試驗方法(含施壓次數(shù)的不同)，可獲得不同的絕緣耐受電壓值，因此，試品的選取和試驗方法是當(dāng)前世界上重點研究課題，如何做到絕緣試驗“標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值”更接近絕緣水平要求耐受電壓的“真值”。一般地說，不同的被試品和不同的試驗方法(含不同的試驗條件和施壓次數(shù)，等等)，就應(yīng)相應(yīng)地要求不同的試驗電壓值，才能使產(chǎn)品達(dá)到絕緣水平要求耐受電壓“真值”。

總之，絕緣強度不是一個“固定值”，而是一個隨機變量，即在某一定電壓下有一個相應(yīng)的絕緣擊穿概率。

此外，實際運行中電氣設(shè)備是承受著多應(yīng)力(電壓、太陽、輻射、機械負(fù)載、溫度變化、濕度、污染……等)綜合作用累積效應(yīng)?，F(xiàn)行規(guī)定是用少數(shù)項組合多應(yīng)力試驗結(jié)果來評價，與實際存在差異。對某些絕緣材料(如合成材料)會產(chǎn)生誤導(dǎo)，一些國家正在致力研究開發(fā)新的絕緣試驗方法

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