电力系统过电压及绝缘配合方面存在的10个误导(3)

① 采用浅埋水平均压接地网。这是降低接触电位差和跨步电位差的有效措施，均压接地网最好敷到围栏或围墙。对围栏内人员经常行走的路面采用沥青地面或砾石地面。防止人员接触围栏产生电击，可在围栏外侧铺设砾石地面。

② 以防接地网高电位引向发变电所外，或将低电位引向发变电所内的设备，采取隔离措施。

③ 等电位连接。尤应注意信息系统接地的等电位连接。

④ 采用引外接地极或深井接地极达到提供接地故障电流低阻抗返回通路，保证过流保护系统及时动作。

引外接地极可敷设在离发变电所几公里的低电阻率的土壤里，还可与进出线路避雷线连接。

井式接地极可埋在地下较深处的土壤电阻较低处。

⑤ 所有接地极及连接线均应有足够载流能力，以保证电气装置可靠的接地。近年发生多起因接地引流线损坏烧毁电力设备事故。

采用了这些措施，达到了前述四条接地目的，从理论上说，就可不管接地工频电阻值多少。电力行业标准DL/T621-1997《交流电气装置的接地》中§5.1.1第2款已扩大为5Ω。有的规范已扩大到10Ω。

7 误导七：避雷针(线)保护范围的“绝对化”

由于要求的避雷针(线)保护范围空间内被保护物允许遭受雷击概率不同，所以在不同标准(规程、规范等)中规定有所不同，这是正确的。

不知何故?有文评论，这对那错，妄图制造混乱。

避雷针(线)的防雷保护作用，在于它比被保护物高，能把附近雷电从被保护物上方引向自身并安全泄入大地。因此，避雷针(线)的引雷和安全泄入大地是至关重要的。

避雷针(线)的引雷(拦载)作用，也即对被保护物的保护作用(保护范围)，与雷电极性、雷电通道电荷分布、空间电荷分布、先导头部电位、放电定位高度、避雷针(线)数量和高度、被保护物高度、这些相互之间位置以及当时大气条件、地理条件等因素有关。现在对这些因素，有的还未掌握到定量数据。所以确定保护范围采用方法正确性不可能严格证明。一般地是理论分析、实验室模型研究、长期多年实际运行经验证明三者结合，才能作为正式推荐使用。

保护范围是指被保护物在此空间内遭受雷击概率(绕击率)在可接受值之内。例如，电力行标DL/T620-1997规定的避雷针保护范围内绕击率预计为0.1%[8]，保护范围可靠性为0.999。统计了我国4272变电所年的运行经验绕击率为0.07%[9]。表明低于预计的0.1%，是可接受的，没有必要改变，否则造成混乱和浪费。变电所现行直击雷防护可靠性，比沿架空输电线路导线上侵入到变电所雷电波防护高很多。

文刊介绍的确定避雷针(线)保护范围的方法如电气几何击距法(EGM)、修正EGM先导传播模型(LPM)、滚球法、抛球法等，这些方法是有益尝试。这些方法中有很多假设，缺乏实际依据，例如，至今人们还不知道击距或球半径30-60m长空气间隙放电电压真值，有的按3kV/cm，或5kV/cm，或10kV/cm推算。

从定性上说，不同击距或球半径，也是不同允许的绕击率(图2)[8]。

事实上，当今世界上，标准上推荐的避雷针(线)保护范围都是经验公式[17]。

8 误导八：消弧线圈“消除弧光接地过电压”

消弧线圈自动跟踪补偿或消弧线圈自动调谐问世后，使消弧线圈上了一个台阶。但有的文刊，对其功能不是实事求是，而是无限夸大，例如，能“消除弧光接地过电压”等就是误导。

“自动跟踪补偿”或“自动调谐”均是指在工频状态下的。而在间歇性电弧接地时刻，过渡过程通过接地故障点的电容电流分量和电感电流分量(在有消弧线圈时)均是高频的。这两者的频率特性相差悬殊，故两者是不可能相互补偿(调谐)的。在工频状态下关于残流失谐度和合谐度等概念，在分析间歇性电弧接地时刻，过流过程通过接地故障点的电流均是不适用的。

在中性点不接地(绝缘)系统和消弧线圈接地系统，第一次接地时刻，实测和计算得到的接地过渡过程阶段的高频振荡电流脉冲峰值达数百安培之多[10、11]。如重燃则电流脉冲峰值将更大，有的网络计算达600A到1000A。时间虽然短，但电弧危害很大[10、11]。

实测中性点不接地(绝缘)和消弧线圈接地系统中的单相间歇性电弧接地时产生的过电压，一般达3～4p.u。为了从物理概念上定性说明，先后有四种假设，每种假说均是在前人基础上依据新的科学试验成果建立的[12]。

试验证明，消弧线圈功能是降低单相接地时发生间歇性电弧熄灭、重燃的多次重复过程建弧概率，简称降低建弧率。前苏联Α.И.多尔根诺夫教授1958～1959处《过电压及其保护》下册中指出：“试验证明，中性点消弧线圈接地系统中，发生在健康相(即非故障相)上的过电压倍数的最大值仍与中性点不接地系统时的一样，不过其出现的概率更小而已”，同时指出：“从一方面讲消弧线圈减少了重燃次数可能降低过电压，另一方面讲，消弧线圈减少了故障点流过的电流可能使电弧不稳定燃烧(间歇性电弧);消弧线圈降低了故障相恢复电压的速度，易于使故障相的重燃是在对地电位最大时发生，这又使过电压的数值增加”。

总之，消弧线圈能“消除弧光接地过电压”是误导。但弧光接地过电压对正常标准绝缘(非弱绝缘)是无危险的。以往的研究工作对接地电流重视不够需加强。

消除弧光接地等过电压，行之有效的措施是中性点经电阻器接地方式。文[16]介绍了日本20kV电网中性点经40(60)Ω+460(690)Ω电阻器接地，0.7s短接460(690)Ω电阻器，达到迅速准确切除故障线路。

9 误导九：把绝缘配合中的“间隔系数”当作“安全系数”或“裕度系数”

对220kV及以下电力系统的绝缘配合，常用确定性方法(曾称惯用法)，即

UW ≥KCUex (1)

式中：UW 为绝缘水平(或可耐受电压);Uex为过电压值(或WGMOA的残压);KC ，我国曾称之为配合系数，IEC规定现称为间隔系数，是与代表性过电压值相乘以求得配合耐受电压系数。

现有些文刊宣称KC为“安全系数”或“裕度系数”。这是误导，给人一种假象，好似按式(1)求取的UW值是不可能发生过电压值或WGMOA残压值对绝缘的损坏。事实上不是这样的。

KC是弥补很多需要考虑的影响因素的系数;如，(ⅰ)流经WGMOA电流的幅值和陡度高于试验值;(ⅱ)WGMOA的MOR老化使残压升高;(ⅲ)WGMOA的内部电感及接地引流线电感及接地引流线电感的压降叠加在残压上;(ⅳ)WGMOA至被保护物之间距离;(ⅴ)绝缘老化耐压下降;(ⅵ)运行工频电压叠加在残压上;(ⅶ)WGMOA残压波形[13]与被保护物绝缘耐受试验电压波形不同引起的差值，等等。所以，各个国家KC选值是不同的，一般在1.2至1.6之间。各个国家，同级电压的电网，选择绝缘水平不相同。这是由于不同的电网结构产生的过电压不同，发生事故后果不同所致。IEC71-1(1993)规定，同一级Um电网，对应着好几个等级绝缘水平，让使用者自己根据具体情况来挑选。那种不管电网具体情况，硬性规定同一级Um电网给一种绝缘水平是不符合绝缘配合原则的。

10 误导十：把“绝缘试验电压值”完全等同“绝缘水平”

由于这个误导，在实际工作中，有人遇到经绝缘耐压试验后的电力设备，绝缘发生事故或有避雷器保护的较大空气间隙放电后，就觉得不好理解。

事实上，绝缘水平是指绝缘耐受各种作用电压的总称。绝缘试验是指在规定试验条件下检验绝缘强度的各种电压试验的总称。绝缘水平和绝缘试验是两个独立概念。但表征绝缘水平是用绝缘试验电压值，因而关系又很密切。故常在文刊上出现误把“绝缘试验电压值”完全等同“绝缘水平”。

众所周知，在一定试验条件下，有限试品上施加少量有限次数的试验电压，由数理统计知识可知，这样得出的绝缘耐受电压值，只能说是“绝缘试验标准规定值”，不是产品的绝缘耐受电压“真值”。凡是抽样(试品)很少的产品，施加电压试验次数又少的电力设备，均不是“真值”。

绝级水平这个概念，一般地说，是根据现行绝缘配合的计算方法，在采用过电压保护措施下，随机的电压下发生的故障率限制在运行能够接受的范围内。

试验的目的，耐受标准规定试验电压值是保证绝缘在运行寿命期内(25年以上)能够耐受长期运行电压和随机过电压下要求的绝缘水平。研究表明，随着不同的试品、不同的抽样方法、不同的试验方法(含施压次数的不同)，可获得不同的绝缘耐受电压值，因此，试品的选取和试验方法是当前世界上重点研究课题，如何做到绝缘试验“标准规定值”更接近绝缘水平要求耐受电压的“真值”。一般地说，不同的被试品和不同的试验方法(含不同的试验条件和施压次数，等等)，就应相应地要求不同的试验电压值，才能使产品达到绝缘水平要求耐受电压“真值”。

总之，绝缘强度不是一个“固定值”，而是一个随机变量，即在某一定电压下有一个相应的绝缘击穿概率。

此外，实际运行中电气设备是承受着多应力(电压、太阳、辐射、机械负载、温度变化、湿度、污染……等)综合作用累积效应。现行规定是用少数项组合多应力试验结果来评价，与实际存在差异。对某些绝缘材料(如合成材料)会产生误导，一些国家正在致力研究开发新的绝缘试验方法