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避雷器有无限冲击电压
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避雷器有无限冲击电压,为什么绝缘子没有?

August 14, 2015 • Columns, Woodworth on Arresters, 最近文章汇总

想当年在INMR 的 2008 年第 2 期的专栏里, 清华大 学的梁曦东教授曾感叹,在绝缘子的设计和 尺寸标注中缺乏数据的支持。对于同一问题, Ravi Gorur 先生的文章提出了对绝缘子进行更严格测 试的要求。 读了他们的观点让我很疑惑,对于应用绝缘子时出 现的问题,明明已经存在技术来完全消除,但是为什 么这些问题仍然没有解决呢。事实上,我认为这是 整个绝缘子行业的问题 -- 即当存在一种被证明的 技术解决方案能完全消除绝缘子冲击电压特征时, 该方案仅且在一个很小的时间 段内才被使用。 事实上,我一直在问自己,为什么公用事业和供应绝 缘子的线路设计团队,仍然在采用与过去的一个世 纪相同的方法兴建新的架空线路。为什么避雷器 的优势没有被用来提高电力线绝缘的质量,以满足 今天要求更高的性能需求。 自从约 250 年前发明了莱顿瓶和避雷针,绝缘子已 经被电力工业采用了。众所周知,绝缘子需要良好 的机械特性,以履行它支持导体的基本任务。值得 庆幸的是,多年来这些特性已经大大改善了。人们 还知道,绝缘子需要足够的爬电距离以处理湿污情 况。对于所有户外架空线路绝缘子来说,第三个重 要的特征就是较高的冲击电压指标以承受雷电冲 击。最后,绝缘子需要有一个较长的寿命以提供这 些特性。 因此,我很好奇。如果有一个经济有效的方法让每 一个绝缘子拥有无限冲击电压,为什么这种方法没 有更频繁使用呢? 我可以想象你可能会想:“无限冲击电压?他在说 什么?” 以下是逻辑。 避雷器没有一个冲击电压上限是因为它们不会闪 络。那么,如果将一个避雷器与一个绝缘子并联 装设,那么绝缘子也将不会闪络。从本质上讲,这 意味着绝缘子有了无限的冲击电压(或者说没有 冲击电压,但那时我倾向前者,因为前者的描述更 加积极)。 我最近问一个输电线路设计工程师, 为什么他没有 使用避雷器让绝缘子拥有无限冲击电压。开始的 时候,他奇怪的看着我,好像我疯了。然后,在几分 钟的讨论后,我澄清了自己的观点,他点了点头, 但是答复说他不想在需要维护的线路上安装任何东 西。本质上,他的观点是,他和大部分线路设计师一 样,想搭建杆塔、绝缘子和线路,但不想因为任何原 因再次去视察它 -- 例如安装避雷器 -- 尤其是他认 为他们很容易出现故障。
我觉得恰恰相反。输电线避雷器事实上已经有良 好的性能记录。 另外,如果可靠性仍然是一个在运行中不得不关注
的问题,我想建议设计工程师们再次将眼光投向外 间隙线路避雷器。这种避雷器目前越来越流行,不 久将有自己的标准(例如,IEC60099-8),以确保避雷 器与 IEC 认证的避雷器在同一水平上测试。 在这一新标准中,所有 52KV 以上的避雷器都需要 进行雷电耐久性测试。这个新的测试将为避雷器 带来比以往更高的可靠性水平。同时,值得注意的 是,这种避雷器最重要的特性集中在间隙里。一个 与避雷器串联的空气间隙,将使金属氧化物元素以 及复合材料外壳都不必承受长时间的电压力。在 这两种组成上没有电压力, 就相当于避雷器将无限 冲击电压传授给绝缘子。 那个线路设计工程师问我,如果这种避雷器发生罕 见的故障,系统冲击电压将会发生什么变化呢?答案 很简单:如果避雷器配备了隔离,那么它就有能力脱 离故障中的绝缘子,并且先前的绝缘子冲击电压基 本能够完全恢复。 如果由于期望来自避雷器的额外保护,绝缘子被设 计得更短,那么随着避雷器的故障,系统冲击电压可 能降低。但是什么是真正的负面影响呢?如果系统 中一个绝缘子有一个较低的冲击电压,那么唯一值 得关注的潜在事故就是区域性直接雷击。我预测, 到直接雷击可能发生的时候,故障的避雷器将已经 被找到并且更换了。 我遗漏了某些东西么?如果通过使用轻质、可靠性 高、经济的避雷器, 获得无限冲击电压, 那么为什 么目前在修建的输电线路中没有这种要求呢? 跟往常一样,我欢迎大家的观点和意见,请发送到以 下邮箱地址。如果我们打算将电网建设的更加完 备,当然要通过挑 战旧观念和坦诚的沟通来实现。
Jonathan Woodworth

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