武汉市瑞力特电气技术有限公司

按照DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》推荐，我国一般地区雷电流幅值超过I的概率为P=10（-I/88）。雷电流可能达到的幅值与地域、时间跨度相关。从产品的雷击损坏事故来看，地域范围并不重要，可以忽略不计；至于时间跨度，应该考虑产品预期寿命周期，20年是一个大家可以接受的时间。按DL/T620-1997的推荐，对于雷暴日Td=40的地区，每100km、每年的雷击次数NL=0.28×4h(h为架空线的平均高度，m，10kV线路h=10m)，则雷电流幅值超过I的雷击次数N1=1.12h×10（-I/88），时间跨度20年、每100km的雷击次数为N2=224×10（-I/88），以基杆间距为50m计算，则每基杆、20年的时间跨度雷电过电压超过U的次数为N=0.112×10（-I/88）。由此可以计算，10000基杆、20年的时间内，雷电流超过200kA的次数为6次，考虑到配电线路一般位于市区，周围有高大的建筑物和树木的屏蔽作用，可能的雷击次数一定大大小于6次，但从严考虑仍以6次计。

虽然感应雷电流幅值为200kA，但流过保护器的雷电流极少，按规程选择接地电阻30Ω，使用EMTP暂态计算程序，模拟计算结果为流过保护器的雷电流幅值不超过16kA。我们选用D3阀片，它能承受2次65kA的大电流冲击，若设计目标仅考虑200kA及以下的安全性，那么每基杆都安装保护器、20年内，保护器的雷击损坏率约为6/10000，其安全裕度是很大的。若每间隔一基杆安装一组保护器，则保护器的雷击损坏率为1.2‰。而每间隔四基杆安装一组保护器，则保护器的雷击损坏率为2.4‰。为保证保护器的安全运行，因而建议对人口密集地区或雷电易击区，每基杆安装一组保护器，这样20年内雷击损坏率为6/10000，而对于一般地区，则每隔3-5基杆安装一组保护器，则20年内雷击损坏率约为3‰。

同样根据计算[4]，10基杆之外雷电过电压通过保护器的电流已经非常小，其影响可以不计，因而保护器不能每间隔10基杆安装一组保护器，这样不但10基杆之外的雷电过电压不能消除，而且保护器的雷击损坏率为1.2，雷击损坏率太大。

2.3串联间隙

保护器的串联间隙距离关系到保护器的保护特性，要求满足：

（1）在雷电过电压作用下通过与绝缘子的合理配合，串联间隙应可靠动作，保证绝缘子不闪络；

（2）能够可靠耐受最大工频过电压而串联间隙不击穿；

（3）即使在污秽、安装偏置的情况下不明显改变间隙的放电特性。

从满足雷电过电压作用下串联间隙应可靠动作的要求来看，串联间隙的距离越小越好，这样在雷电冲击下发生被保护绝缘子闪络而串联间隙不放电、保护失败的可能性越小。但是与(2)的要求相矛盾，因而间隙不是越小越好。若以绝缘子闪络率不超过5/100000为依据，按国标规定雷电冲击相对标准偏差0.03进行推算，要保证绝缘子闪络率要求，雷电过电压应小于0.88倍绝缘子50雷电冲击闪络电压，同理要保证保护器不动作概率小于5/100000，那么保护器串联间隙50雷电冲击闪络电压应小于0.88倍的雷电过电压。由此可知要保证保护器可靠动作而绝缘子不闪络，要求绝缘子50雷电冲击闪络电压至少要比串联间隙50雷电冲击闪络电压高出25.6以上，即绝缘配合系数应为1.256，这一绝缘配合系数与前苏联的绝缘配合系数一致[5]。

从能够可靠耐受最大工频过电压而串联间隙不击穿这一点来看，串联间隙应足够大，但这又与（1）相矛盾。以10kV为例，串联间隙应可靠耐受1.1√3p.u.，即13.2kV，它必须考虑各种不利的气候条件，如雨、雾、冰等，按照上面所述，绝缘配合系数必须大于1.256，再考虑海拔高度的影响，以海拔1km作为参考，应增加10，即绝缘配合系数为1.38。

至于污秽、安装偏置，在各种可能的情况下经多次试验得到如下结论：在一定的串联间隙，引流环与绝缘子间平均相距25mm下，污秽、安装偏置对放电特性没有太大的影响，可以不予考虑。

2.4操作过电压对保护器的影响

保护器在投入使用过程中，不可避免地要受到操作过电压的影响。对于10kV系统，最严重的情况是开断前系统已有单相接地故障，使用一般断路器操作时产生的过电压可能超过4.0p.u.,即39kV。也就是说，在最大操作过电压39kV下，串联间隙不能被击穿，保护器不应动作。

在考虑以上要求之后，对于PQ2绝缘子保护器技术指标与保护性能如下表：