【文章內(nèi)容簡介】 蘇聯(lián)莫斯科電力系統(tǒng)曾用電感線圈保護幾個33kV變電所，但因閥型避雷器裝于電感線圈外側，電感與變壓器入口電容諧振，使變電所雷害事故率翻一番，而且電感線圈本身還發(fā)生不少絕緣事故，因而后來拆除了這些電感元件。我國40年代和50年代初，有些發(fā)電機、升壓變壓器和配電變壓器曾采用電感元件保護，可惜未很好總結經(jīng)驗，后來多數(shù)電感元件沒有繼續(xù)使用。只是到了60年代，波蘭才在35～110kV變電所，利用裝于進線入口的電感元件取得良好的防雷效果(閥型避雷器裝于變壓器與電感元件之間，防止了LC諧振)。直到現(xiàn)在，電容電感元件還是我國和國外保護旋轉電機的有效保護裝置。我們過電壓保護與接地國標修訂組調(diào)查分析表明，經(jīng)過電感線圈供電的發(fā)電機，其平均無故障工作時間MTBF(雷害)290年，即提高防雷可靠性3～10倍。我們將電力部門近千個微波站全國指標MTBF≥60年提高到200～500年的微波站過電壓保護柜，措施之一是1∶1變壓器。近年，國外公司在電力、電子保護環(huán)節(jié)中所用的解耦(退耦)元件并非新物，就是一個電感線圈。裸導線5～10m長的電感有時也相當解耦元件。 防雷吸波器T—變壓器；S—水電阻器或導體電阻器；L—電抗線圈；CC2—電容器 鋁電解避雷器1907年在美國出現(xiàn)了鋁電解避雷器，利用它在不同電壓下能通過或閥截電流的特性遮斷工頻續(xù)流，它曾用于100kV高壓電網(wǎng)。1922年美國西屋公司(WH)制出了自動閥型避雷器。1929年美國通用電力公司(GE)制出契利特閥型避雷器，使系統(tǒng)雷擊損壞率下降90％。閥型避雷器通過雷電流能力的發(fā)展情況如下(多數(shù)用8/20μs后試驗，通過20次，且殘壓變化不大于177。10％)。[11]1982193419351937（年）300300010000100000（A）　　后者系4/10μs波形2次，100kA及以上。50年代初，磁吹避雷器問世，它兼能防護雷電過電壓和內(nèi)過電壓，這是避雷器發(fā)展的一個轉折點。因為直到今天，即使在220/380V低壓配電網(wǎng)中的過電壓保護器也要求對操作過電壓波(SEMP)具有防護能力。其2ms方波或工頻續(xù)流通流能力從開始的150A，發(fā)展到80年代初的1500A左右，我國高壓避雷器的2ms方波通波能力發(fā)展情況如下。　 19641972197719801982(年)400800100012001500（A）現(xiàn)在保護220/380V電源的過電壓保護器應具有SEMP的防護能力，其主要判據(jù)是2ms方波的通波能力。當然，還有待定出MOV的耐受電流標準值。 氧化鋅避雷器1968年日本大阪松下電氣公司研制出了新一代“無間隙避雷器”，即氧化鋅避雷器，開始應用于電子工業(yè)。這是一種利用金屬氧化物對電壓敏感特性來吸收交、直流電路中雷電過電壓和操作過電壓，以保護電力、電子器件的裝置。開始主要用于產(chǎn)生電火花的電觸點，用來吸收暫態(tài)電壓能量。1976年，迅速向高電壓電網(wǎng)發(fā)展，日本首先制成84kV級耐污型無間隙避雷器，到80年代初已制出275kV和500kV級超高壓避雷器。由于開始時造價較高，而性能又大有改進，故其發(fā)展和使用在很長一段時間主要用于超高壓電網(wǎng)，而且各國多是從超高壓使用，待價格下降后才逐步用于較低電壓電網(wǎng)。因為前者殘壓每降低8％左右，可使設備的絕緣水平降低一級(6％～8％)，相應的設備造價可下降4％～6％。這對幾百萬元、上千萬元一臺的超高壓電力設備，采用MOV具有很大經(jīng)濟意義，即使一組MOV價值數(shù)十萬元也是值得的。1972年，我國武漢市一個小廠生產(chǎn)出我國第一批氧化鋅壓敏元件，屬于世界上少數(shù)幾個繼日本之后能制造MOV的國家之一。MOV在我國的應用也是從高電壓向低電壓發(fā)展的模式。例如，80年代初，華北500kV超高壓電網(wǎng)首先從瑞典ASEA公司引進500kV MOV，同期機械工業(yè)部同水利電力部共同觀察、分析、談判后決定，西安電瓷廠和撫順電瓷廠分別從美國GE和日本日立公司引進生產(chǎn)專利，不久即造出接近世界水平的500kV MOV。80年代中后期，先后在330kV、220kV、110kV等電網(wǎng)應用國產(chǎn)MOV。80年代后期，又在10kV和低壓220/380V配電網(wǎng)普遍采用氧化鋅避雷器，效果良好。 管型避雷器1927年，美國一些線路開始采用在管內(nèi)產(chǎn)生非游離氣體以遮斷續(xù)流的管型避雷器。～。80年代初，我國又制成一種無續(xù)流管型避雷器，并在高壓電力系統(tǒng)試用。后因用量太少，生產(chǎn)廠效益不佳，陸續(xù)被閥型避雷器所代替。 避雷帶、避雷網(wǎng)、避雷線和耦合地線如前所述，1750年，富蘭克林提出以針尖放出電荷緩慢中和雷云中的電荷的避雷針用來防雷。后來的實踐證明，它不能“避雷”，而是將雷引向自身來保護其周圍的設備。隨著俄國羅蒙諾索夫在重復了富蘭克林的著名風箏試驗之后，于1753年發(fā)表的論文《關于因電力而產(chǎn)生的大氣現(xiàn)象的發(fā)言》中也對此作了重要論證。避雷針的實際應用，必須解決的是它的保護范圍問題。這是在試驗室和實際應用中多年逐步定量化的，而且其精確性已基本滿足了工程設計的需要。正是各國高壓輸電和電力系統(tǒng)的發(fā)展推動了這一科研工作的前進。1925～1926年，Peek第一個在實驗室內(nèi)利用沖擊電壓發(fā)生器造成“人工雷”對避雷針模型放電，研究保護范圍——保護系數(shù)與雷云高度對針高之比(H/h)的關系，并研究了雷云極性對保護系數(shù)的影響。自動重合閘裝置(AПB)和備用電源合閘裝置(ABP)20年代中期，美國Still提出，利用斷路器重合閘消除瞬時短路包括雷擊引起電力線路短路跳閘來保證電力供應，到30年代各國已廣泛采用。后來又發(fā)展二次重合閘、單相重合閘以及單相與三相綜合重合閘。我國于1950年夏，在雞西電業(yè)局安裝蘇聯(lián)提供的35kV開關，這可能是我國第一批帶重合閘的少油開關，隨后寫出雞西發(fā)電廠和電業(yè)局全面改造繼電保護，推廣自動重合閘及備用電源自動合閘(分別稱AПB和ABP)的設計書，后來成為專著出版。很有趣，這項普遍應用于35～500kV輸電系統(tǒng)的技術現(xiàn)在不僅應用于10kV電網(wǎng)，而且也有時應用于重要的220/380V供電，如鐵路信號電源(象北京鐵路局)，應用此項技術和備用電源自動合閘裝置也大大減少了雷擊停電事故。高壓線路雷擊跳閘故障，重合閘能在幾分之一秒重合，成功率達85％左右，即將事故減少到15％左右。重要通信臺(站)的電源也可考慮采用此措施。一些軍用臺(站)即采用備用電源合閘裝置。電磁兼容(EMC) 電力線和電信線發(fā)展初期，雖然兩者難免互相交*和平行接近，但因電力線電壓低、電流小，一般是各行其道，相安無事。電力系統(tǒng)大發(fā)展之后，才產(chǎn)生干擾影響，出現(xiàn)電磁兼容問題。 研究科技史文獻可知，早期電力工程、電信工程著作，防雷問題幾乎不予涉及，因為當時防雷的重要性，包括它的危害程度，因工程規(guī)模小而未引人注目。例如，,Hall ＆ Williams主編著名的科技史宏篇巨著“A History of Technology”，Oxford At The Clearendon Press，1958，以及國內(nèi)電工史專著，對于電工發(fā)展前期的防雷也是或不涉及，或語焉不詳。從避雷針到出現(xiàn)簡單間隙、電容、線圈，經(jīng)過了漫長的158年。到制出原始型避雷器，又經(jīng)過了10年。這絕非因為人類智慧貧因，而是電力工業(yè)的發(fā)展，才有了防雷的需要。防雷和過電壓保護裝置的出現(xiàn)，與輸電電壓等級相關圖()充分說明了這一問題。直到出現(xiàn)幾千萬和上億千瓦的聯(lián)合電力系統(tǒng)(如華北500kV網(wǎng)架連接的系統(tǒng)裝機容量已近4000萬千瓦)，其一次雷擊足以導致大地區(qū)的災難，如美國有名的紐約大停電，才迫使人們利用幾千萬元的高壓試驗設備進行不斷的研究，使防雷系統(tǒng)日臻完善。與此相似，正是由于早期室內(nèi)只有電燈和馬達這類電器，其防雷要求不高，建筑物防雷獨特之處不多。近年電子設備的廣泛應用，而且多數(shù)裝在戶內(nèi)，