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避雷器分类

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GB11032-2000称等效采用IEC60099-4(1991),而实际并不等效。

GB11032-2000称“避雷器按其标称放电电流分类”,而实质上是按其电压等级分类。

按避雷器电压等级分类严重误导无间隙金属氧化物避雷器(WGMOA)的应用选择,运行中已发生多次事故,影响电力系统的安全运行。

表1中I n等级不同,试验要求不同,见IEC 60099-4(1991)表1和GB11032-2000表13,它实质上是代表WGMOA本身的安全运行指标高低和保护性能好坏。

下面就表1中电站、并联补偿电容器、发电机及电动机用WGMOA分类误导所产生的问题作简要说明。

1 电站用WGMOA
用于保护电力变压器绕组U n=3~66kV侧WGMOA的标称放电电流I n,按GB11032-2000 3.2节表1中规定,只能选用5kA,而不论其容量大小,重要性如何?事实上,电力变压器U n=3~66kV侧容量大小和重要性相差很大,有的是几个千伏安,有的则是几十万千伏安,怎么能一律用I n=5kA的WGMOA?
电力变压器绕组各侧用WGMOA的I n等级不同,实质上是由于各侧耐雷指标不同。

变压器各侧耐雷指标不相配合,一次侧(U n=110kV及以上)耐雷指标高,二次侧(U n=3~66kV)耐雷指标低,因此电力变压器防雷薄弱环节在二次侧,这是显而易见的。

1990~1997年110kV及以上全国在役变压器类设备(未包括农口管理的)运行情况及事故统计分析证实,被雷击损坏的电力变压器均发生在电力变压器的二次侧(U n=3~66kV)。

电力变压器不论一次测,还是二次侧绕组损坏,其后果都是一样的,变压器都要停运检修。

事实上,
电力变压器二次侧绕组损坏检修更困难些。

有人可能会认为,通过U n=3~66kV WGMOA的雷电流要小,这是误解。

CIGRE,WG33-01的1958年报告就指出:“通过阀式避雷器最大的雷电流是发生在中压等级以下者”。

选择保护电力变压器用WGMOA的I n等级大小,实质上是反映了电力变压器耐雷指标的高低,即防雷保护风险程度。

选用较高I n等级的WGMOA,实际上是加强了电力变压器防雷保护的可*性。

而选用较高I n等级WGMOA所增加的造价,相对于大型电力变压器造价来说影响是很小的。

再者,制造U n=3~66kV的I n=10 kA和20kA等级WGMOA,在技术上是毫无困难的。

国外用于保护电力变压器的WGMOA,各侧均选用相同I n等级的。

西方制造企业WGMOA型录中明确说明:电站型WGMOA,其I n有10kA和20kA2个等级;I n=10kA的U r为3~336kV;I n=20kA的U r为3~800kV;配电型WGMOA的I n才为5kA。

用户可以按需要选择。

据悉,国内一些企业出口的U n=3~66kV的WGMOA的I n,有10kA,……,不同等级,任用户选择。

为什么对国内用户GB11032-2000规定只能用I n=5kA。

此外,不知GB11032-2000草拟者为何要把国外配电型WGMOA的I n=5kA等级标准用在中国电力系统的电站型WGMOA上。

2 并联补偿电容器用WGMOA
并联补偿电容器用WGMOA的I n等级,实质上是代表WGMOA的保护性能优劣和允许吸收能量大小,以及使用寿命长短---安全运行可*性高低。

并联补偿电容器切合*作过程中,在WGMOA中产生的能量随切合*作时所用断路器发生一相重击穿还是两相重击穿、击穿次数、电力系统中性点接地方式的不同、并联补偿电容器组容量的大小、WGMOA布置不同(相对地、相间和相对中性点等)、并联补偿电容器组允许过电压水平的不同而相差很大,怎么能不区别这些差异,而在GB11032-2000 3.2节表1中规定一律选用I n=5kA的WGMOA,根据何在?国际标准和国外型录中规定系列I n等级,让客户根据需要选择。

1995年CIGRE,WG33 -11制定的《并联电容器组的避雷器(WGMOA)选择导则》,对上述影响因素和应用选择的区别,进行了详细分析计算[1],内容清晰、系统,这里不再重复。

3 发电机和电动机用WGMOA(以下统称电机型WGMOA)
在电力行标DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》9节中,将发电机、同步调相机、变频机和电动机统称旋转电机。

他们的绝缘结构是同类的。

DL/T620-1997对他们的防雷保护是按其重要性和容量大小分别处理。

DL/T620-1997允许的直配旋转电机的重要性和容量差别是很大的,大的发电机和电动机为60000kW,小的几个千瓦。

旋转电机绝缘遭受雷电波击穿时,可能产生强烈的工频短路,烧坏铁心,修理很困难,花费时间较长。

因此,对直配旋转电机防雷保护的可*性要求较高。

而GB11032-2000规定:发电机用WGMOA 的I n一律为5kA;电动机用WGMOA的I n一律为2.5kA。

正如前所述,WGMOA的I n等级,实质上是代表WG MOA的保护性能和本身的安全运行指标两个方面:
(1)防雷保护性能方面:I n值的大小决定旋转电机的防雷保护水平,耐雷指标高低,以及安全运行可*性高低等问题。

我国在20世纪50年代初,将电机型避雷器的I n定为3kA,到了60年代初已将其提高到5kA。

90年代,我国生产的WGMOA已“可以和进口产品比高低”[2],完全可以与国际上电机型WGMOA一样,将I n定为10kA[3]。

如今GB11032-2000反而倒退了(见表1)。

实际上,我国已有不少制造厂,在技术上完全可以生产出电机型I n为10kA的WGMOA产品。

价格虽贵一些,但相对大电机而言,是微乎其微的。

(2)WGMOA本身安全运行方面:I n值的大小决定WGMOA用什么试验方法和参数来做型式试验。

例如, GB11032-2000规定:对电动机用WGMOA的I n=2.5kA等级,采用方波冲击电流200A,4/10μs大电流冲击2 5kA,大电流压力释放800A;对发电机用WGMOA的I n=5kA等级,采用方波冲击电流400A,4/10μs大电流冲击65(40)kA,大电流压力释放10kA,小电流800A。

这些所用的验证参数对大容量旋转电机用WGMOA
是过分偏低的,这都是由于I n定位过低所致。

国外电机型WGMOA的I n定位在10kA[3]。

也就是说,电机型WGMOA的型式试验方法和参数,定位是很高的。

过去,我国对电机型避雷器的安全运行、可*性定位在当时最高的。

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