（精选）过电压保护与防雷技术的历史、现状和未来.doc

过电压保护与防雷技术的历史、现状和未来-刘继防雷接地 2007-11-04 10:56:16 阅读785 评论1 字号：大中小 订阅

电子技术和微电子学的发展极大地促进了电子设备的广泛应用，特别是促进了电信和自动化、计算机等电子设施的迅速发展。与此同时，由于这些设备对雷电的耐受能力的脆弱性、雷电事故的频度急速上升以及EMC问题不断出现，引起了人们对防雷技术的广泛关注，因此防雷队伍扩大，防雷产业骤增。从提高电信、电子设施防雷可*性来看，这是一件好事。但是，在新的防雷工作者中，也有一些人员，或因急于求成，或因缺乏专业基础培训的条件，在做了大量有益工作，甚至是开发不少优秀产品的同时，也因对防雷技术发展史缺乏了解而做出事隔几十年的重新“发现”和“发明”，甚至竟然获得专利；有的把违反高电压基本原理的设计方案或装置当作重大发明，甚至用于重要工程或重大工程；有的把我国已成功应用了半个世纪的成功技术当作新技术，或当作是新的IEC的前沿技术；有的把40～50年前，我国已解决的问题又提出新看法和探讨(其中还有的是错误认识)；有的是70年代国内外已开始广泛应用，今天只将其最简单的初级形式移用于220/380V低压电源保护或电子器件保护，就当作是国外引进的最先进的东西加以介绍(甚至还介绍错了)。对于青年防雷科技人员，不仅是如何帮助他们更快地成熟起来，而且还要让后来者居上，除了个人努力以外，我们这些年长的同行如何创造一个有利于新一代人快速发展的科学技术环境是当今值得注意的一个重要问题。我们这一批年长者，固然不该“求全”责难新人，也不该静坐旁观，更不该让人家都去重读一次高电压专业大学，或用有高电压硕士、博士学位者读一尺或几尺厚的书来令年青人望而生畏。本文的目的是，不持消极旁观态度，而是以热诚之心，做一些我认为有益的工作——讲一点防雷技术的历史，善意指出不宜再做哪一类空中楼阁或沙上建殿之事；科学强调敢于怀疑、敢于创新，但对国内外已成功应用半个世纪的技术当作国外最新发明，或再从头探讨则是事倍功半、弊多利少。作者因自1950年初开始从事我国第一个110kV输电线路设计(包括后来的110～220V钢砼杆典型设计)和第一个22kV串联补站的设计，以及随后在1951～1952年担任我国第一条220kV输电设计审和技术指导，从而不可避免地必须及时解决好过电压保护和防雷与接地问题。这些关键问题以高压电力部分为主，但也涉及电站的继电保护、自动化与通信设备，而且包括高压电力线对通信和信号线的危险和干扰影响这个70年代在国际上称为电磁兼容即EMC新学科(上述几个均为水利电力部获奖项目，后者则为我国四部一局同名协议的前身或兰本)[38]，因而要重点从事高电压专业学****和研究[47][17][1][2][3][4][7]。今天，出于对高电压专业中防雷技术的责任感和探讨市场经济新形势下，如何发挥老中青年防雷人员的各自优势以及传统的综合高电压人员与各部门各自领域的防雷科技技人员间的优势互补，形成我国新一代广大防雷科技队伍，逐步达到既有深厚的专业理论的基础，又能大力科技创新的密切合作的专业群体，充分利用现有现代化配套的诸多高电压试验研究设备以及计算机软件，以最快最好的先进技术和适用技术及时解决我们这个多雷、多山国家经济建设、国防建设和现代公共事业运营中遇到的防雷与EMC问题。
一、过电压保护与防雷技术发展简史
1．间隙、磁吹间隙[11]
19世纪70～80年代是电力网发展的初期阶段，几乎无任何过电压保护装置。80年代末期，在电力网中才采用了电话的保护装置——导雷器，实际就是保护间隙串联一个熔断器，或只装间隙。(如图1所示)后来在本世纪30年代初，发展成去游离避雷器，即由纤维管制成的管型避雷器。
注：1-火花间隙
图1 导雷器
上世纪90年代初期，，用来保护直流电力设备。图2所示可以说，这是现代磁吹避雷器的前身。20世纪初，开始注意限制工频续流问题。1901年德国制成用串联线性电阻限流的角形间隙，这是现代阀型避雷器的前身。上述保护装置，实际上主要用来防止感应雷造成的事故。如果是直击雷，或是击于线路上的近区雷击，电气设备多数还会被击毁。值得注意的是，近年德国一公司自称造出吸收能量最大的MOV过电压保护器(多数是40kA、60kA)，而且可通过10/350μs长波通流试验，其特点就是M0V串联一个磁吹角型间隙。
注：1-角形间隙；2 -磁吹线圈；3-直流发电机
图2
2．电容器、电感线圈、吸波器、1:1防雷变压器[11][13][14]
1908年瑞士MOscick提出利用高压电容器作防雷元件的方案，通常是与电抗线