智能電網(wǎng)：電力系統(tǒng)過電壓及絕緣配合方面存在的10

3 誤導(dǎo)三：把MOR加速老試驗(yàn)當(dāng)作MOR壽命試驗(yàn)

在20世紀(jì)70～80所代，曾有人對(duì)MOR按115±4℃1000h在施加電壓Uc的加速老化試驗(yàn)結(jié)果，推算WGMOA等價(jià)于在40℃以下運(yùn)行壽命達(dá)百年或以上。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，投運(yùn)時(shí)間不長(zhǎng)的， MOR因出現(xiàn)劣化，屢發(fā)生WGMOA過快淘汰的現(xiàn)象。實(shí)踐也證明，《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的“加速老化試驗(yàn)”不是WGMOA壽命試驗(yàn)。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(yàn)結(jié)果來判斷WGMOA在電力系統(tǒng)上長(zhǎng)年使用的老化，通常是困難的，還需今后研究一種切實(shí)有效的試驗(yàn)方法”。

按加速老化試驗(yàn)結(jié)果推算WGMOA等價(jià)于在40℃以下運(yùn)行壽命可達(dá)百年或以上的結(jié)論，早已被推翻。時(shí)至今日，在解釋GB11032-2000修正稿時(shí)還宣稱：“(WGMOA)能耐受(加速老化)試驗(yàn)1000h，避雷器則能在持續(xù)運(yùn)行電壓(Uc)下運(yùn)行100年”[4]。不知主持修正稿人新近做了哪些科學(xué)試驗(yàn)，還是企圖誤導(dǎo)……。若不是有意誤導(dǎo)，有科學(xué)試驗(yàn)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(shí)行免費(fèi)包換?

WGMOA在使用壽命期間(數(shù)十年)能承受持續(xù)運(yùn)行電壓(Uc)是當(dāng)今一個(gè)還沒有解決的試驗(yàn)技術(shù)難題。那種認(rèn)為現(xiàn)行加速老化試驗(yàn)方法已解決了這個(gè)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(yàn)程序是為了確定動(dòng)作負(fù)載試驗(yàn)中所使用的U CT 及U r電壓值而設(shè)計(jì)的“。并特別說明：“此條是臨時(shí)性的，因金屬氧化物電阻片(MOR)的老化仍在研究中”。

WGMOA動(dòng)作負(fù)責(zé)載試驗(yàn)本應(yīng)在老化試品上進(jìn)行。在未老化MOR上進(jìn)行動(dòng)作負(fù)載試驗(yàn)，必須加一個(gè)考慮了老化影響的足夠程度的系數(shù)，用于老化試驗(yàn)之后增高功率損耗的補(bǔ)償，這就是IEC99-4(1991)設(shè)計(jì)老化試驗(yàn)的由來?，F(xiàn)在看來，由現(xiàn)行加速老化試驗(yàn)方法決定的補(bǔ)償系數(shù)還不足夠。文[5]建議WGMOA應(yīng)在運(yùn)行電壓下進(jìn)行長(zhǎng)期(數(shù)千小時(shí)上)的實(shí)測(cè)觀察研究。

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

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

避雷器動(dòng)作負(fù)載試驗(yàn)，原是為有串聯(lián)間隙避雷器設(shè)計(jì)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(shí)的放電電流通過后間隙絕緣恢復(fù)、截?cái)喙ゎl續(xù)流又隔離電網(wǎng)電壓恢復(fù)正常這一連串動(dòng)作狀態(tài)而進(jìn)行的試驗(yàn)。中國和前蘇聯(lián)過去稱之為續(xù)流試驗(yàn)(又稱滅弧試驗(yàn))。西方國家稱之為動(dòng)作負(fù)載試驗(yàn)。串聯(lián)間隙設(shè)計(jì)，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(dòng)作負(fù)載試驗(yàn)驗(yàn)證。

WGMOA，只要有過電壓(不論是雷電的還是操作的)，就導(dǎo)通(動(dòng)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(shí)實(shí)際變成了在注入動(dòng)作負(fù)載時(shí)的熱穩(wěn)定。這與SicA動(dòng)作負(fù)載完全不同，怎么能將SicA動(dòng)作負(fù)載試驗(yàn)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(yàn)驗(yàn)證。這是完全不對(duì)的。

或許有人會(huì)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(dòng)作負(fù)載試驗(yàn)驗(yàn)證。

或許有人會(huì)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(hù)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(yàn)驗(yàn)證WGMOA耐受能力，就應(yīng)盡量用電流沖擊持續(xù)時(shí)間和幅值產(chǎn)生的實(shí)際應(yīng)力。試驗(yàn)表明，能量能力的統(tǒng)計(jì)，雷電沖擊的能量應(yīng)力要比操作沖擊低。有人會(huì)說，施加大電流沖擊(4/10μs)就是從能量考慮的。是的，但其波長(zhǎng)和幅值值都不能代表實(shí)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(dòng)作負(fù)載試驗(yàn)驗(yàn)證，不符合WGMOA運(yùn)行實(shí)際情況，試驗(yàn)時(shí)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(zhǎng)持續(xù)時(shí)間)沖擊動(dòng)作負(fù)載試驗(yàn)驗(yàn)證。此外，操作沖擊動(dòng)作負(fù)載試驗(yàn)中預(yù)備試驗(yàn)應(yīng)該用100/200μs替代8/10μs。

還有一個(gè)對(duì)WGMOA吸收能量能力的認(rèn)識(shí)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(yàn)驗(yàn)證時(shí)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(shí)上不是這樣的。這是IEC99-4(1991)的一個(gè)缺點(diǎn)，CIGRE，WG33-11的1999年報(bào)告[6]批評(píng)：“IEC99-4(1991)缺乏試驗(yàn)程序?qū)GMOA正確選擇指導(dǎo)關(guān)系和保護(hù)運(yùn)行中可接受的很低的故障率。”前蘇聯(lián)文獻(xiàn)早就闡述了這個(gè)問題，認(rèn)為驗(yàn)證試驗(yàn)中注入的能量值是“原始通流容量?jī)?chǔ)備”，WGMOA每限壓一次就從這“儲(chǔ)備”中消耗一些，“儲(chǔ)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(yàn)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(duì)三個(gè)制造廠生產(chǎn)的大量MOR試品進(jìn)行試驗(yàn)，每種電流施加到直至破壞時(shí)為止，得到通過MOR電流平均值對(duì)數(shù)與破壞時(shí)間平均值對(duì)數(shù)之間的線性關(guān)系，即logI = -logt + 常數(shù)，并認(rèn)為，這對(duì)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(hù)物之間允許最大距離按電壓等級(jí)“一刀切”

對(duì)電力變壓器(即變電所)防雷保護(hù)，應(yīng)根據(jù)容量和重要性不同來配備防雷保護(hù)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(jìn)線保護(hù)段。

其次，WGMOA至被保護(hù)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(zhǎng)時(shí)間等)、進(jìn)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(shí)間等)和雷擊點(diǎn)位置(雷擊點(diǎn)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(jī)變量，非固定值，是概率分布。選用多大侵入波陡度和幅值實(shí)際是反映被保護(hù)物(如電力變壓器)耐雷可靠性程度高低。因此，視被保護(hù)物(如電力變壓器)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(jí)電壓等級(jí)，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(duì)的。

根據(jù)我國運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，參考西方規(guī)定，對(duì)110kV及以上變電所，建議分為五個(gè)等級(jí);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(gè)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(gè)：

① 降低對(duì)人身電擊(含接觸電位差和跨步電位差)危害;

② 降低對(duì)低電壓設(shè)備(含計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、控制系統(tǒng)等的信息系統(tǒng))的反擊和對(duì)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(hù)系統(tǒng)允許接地故障電流的幅值和持續(xù)時(shí)間);

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

在1953年以前，當(dāng)時(shí)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(diǎn)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(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、控制系統(tǒng)等的信息系統(tǒng)應(yīng)用日益擴(kuò)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(gè)目的要求的技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(hù)接地、防雷接地和防靜電接地四種。對(duì)此，曾發(fā)生過爭(zhēng)議，這四種接地是采用一些獨(dú)立接地裝置還是采用共同接地網(wǎng)?雖然已往采用獨(dú)立接地的實(shí)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(shí)是采用共用接地網(wǎng)。