電涌保護器安裝保護斷路裝置問題》的討論

中國科學院 全宇辰

近幾年，隨著中國雷電防護事業的快速發展，許多行業標準、規范都在這個迅速膨脹和發展的事業中暴露出明顯的不足和滯后，電涌保護器安裝保護斷路裝置問題就是其中的一個。在諸多行業標準中雖然都涉足了這個問題，由于缺少嚴謹的測試方法、參數和基本要求，在實際應用中顯現了十分匱乏的結果，許多行業主管部門也是通過“非官方的”所謂電涌保護器制造商的“企業標準”，來要求防雷工程[包括建筑防雷設計審核]中安裝可以導致出現“防雷事故”的某些斷路裝置，結果出現了許多不該發生的事故，同時也埋下了許多事故“隱患”。筆者的一個學生在某個防雷工程中依照當地防雷主管部門的審核要求，在電涌保護器上串聯安裝指定的斷路保護裝置----微型斷路器，在去年的一次雷擊中出現了問題。首次雷擊電涌保護器動作造成微型斷路器分斷[SPD與電力線路脫離]，緊跟著第2次雷擊，導致用戶后續負載嚴重損壞，在進行事故分析中發現電涌保護器并沒有損壞，出現事故的原因是與電涌保護器串聯的微型斷路器在首次雷擊是分斷，致使用戶負載出現無保護狀態。許多設計院也反映過類似事故，并對后續工程設計的事故隱患深感擔憂和不安。筆者認為這個問題已經嚴重的影響了防雷工作的后續發展。為此開始了這方面的研究和簡單測試，盡管某些測試數據并不十分準確，但所達到的基本效果能夠引起業內的注意和“方方面面”的關注。下面就某些測試及數據向大家匯報、討論，并求得大家的批評指正。

一、問題的提出：

1．標準中斷路裝置的基本作用

為了防止開關型電涌保護器在雷電高壓沖擊時，產生負載電壓的[工頻]后續持續電流導致配電系統整體斷電，故在開關型電涌保護器上串聯斷路保護裝置，一旦雷擊時發生工頻續流出現則斷路器就會動作使得電涌保護器快速與電力線路實現分斷。杜絕和減少開關型電涌保護器續流引起用戶非法斷電事故發生。

限壓型電涌保護器[多數是壓敏電阻]是半導體類電涌保護器，屬于易老化類熱擊穿產品。頻繁的雷電及過電壓可以造成其內部工頻泄漏電流的逐步增大，最終發生熱擊穿現象，為減少限壓型電涌保護器發生上述故障，許多產品雖然內部設置了熱斷路脫扣系統，但由于各企業電涌保護器制造工藝的差異原因，不可能[逐只]實現老化熱脫扣檢驗，只能依據GB2828標準實現工業產品檢驗程序，則部分[漏檢] 電涌保護器仍會發生對地[或對中線]短路[熱擊穿]故障造成用戶非法斷電事故。為了減少類似現象發生，則標準要求在限壓型電涌保護器上串聯斷路裝置，杜絕和減少因電涌保護器損壞造成的用戶非法斷電事故的發生。

2．實際運行出現的問題

由于標準中并未明確指定和規范電涌保護器上串聯的斷路裝置技術類別及參數，所以在執行起標準來就出現了明顯的“偏差和誤解”，這種偏差和誤解已經導致了明顯的“原則差異”，出現了許多嚴重背離標準基本原則的斷路裝置及設計安裝方式，在許多電涌保護器制造商產品樣本上也渲染了一些足以導致出現問題的“推薦安裝方式”，在某些雷電防護刊物上成了“模版和范本”。導致許多專業設計人員和行業主管部門列為“必須”執行的硬性“規定”來貫穿于整個防雷項目中。目前流行的電涌保護器串接的斷路保護裝置有兩類：[可恢復類]微型斷路器和[不可恢復]熔斷器。但在實際運行中卻出現了許多事與愿違的結果。

在筆者應邀在某省的稅務系統下屬縣、市的數十計算機機房進行防雷裝置的檢查工作，發現部分機房的電涌保護器上串聯的微型斷路器都已因雷電而分斷，在出現雷擊事故的幾個機房中雖然安裝了電涌保護器，但電涌保護器上串聯的微型斷路器都已經斷開。我們卸下電涌保護器模塊進行測試，發現模塊參數都沒有本質變化，將微型斷路器閉合 [與SPD接通]和發現電涌保護器仍舊可以使用。這就意味著微型斷路器參數與電涌保護器參數根本就不匹配，使得雷擊造成微型斷路器動作分斷，電涌保護器與被保護負載電力線脫離，當后續雷擊發生時，則用戶負載損壞。這就嚴重的背離了標準的精神和初衷。

出現上述事故后，作為用戶就會指責或片面理解“防雷裝置無用”，指責防雷工程施工企業，施工企業推到驗收[當地防雷主管]部門，驗收部門質訊施工企業，施工企業借口“已經對用戶進行了日常維護培訓”，用戶以“電涌保護器安裝在配電室或配電柜內不易經常巡查”為理由進行推辭，結果就是誰也說不清楚，最終是用戶接受損失。有許多設計院的設計人員稱：“每到雨季就失眠，出現雷擊如電涌保護器損壞是正常的事，就害怕雷擊時微型斷路器分斷，造成后續雷擊燒毀設備事故”。

為此筆者依據標準，對部分典型的斷路裝置進行模擬雷擊實驗，在尋找和捕捉一些參數來進行分析研究，力爭尋到某些“解決和部分解決問題”的路徑，減少和盡量杜絕某些“事故發生”。