1、引言
    由碳化硅普阀式避雷器（SiCA）发展到金属氧化物避雷器（MOA）是一个飞跃。MOA又分为间隙金属氧化物避雷器（GMOA）和无间隙金属氧化物避雷器（WGMOA）两类。现行MOA（含WGMOA和GMOA两类）的试验方法，共6类25项，这些试验方法是从SiCA试验方法移过来的。而WGMOA的工作电阻片（MOR）和SiCA的工作电阻片（SiCR）在电网运行电压下的工况是完全不同的。SiCR有串联间隙隔离电网运行电压，平时不承受电网电压，只有串联间隙击穿导通时才承受电网电压而流过续流，续流很快截断，一般只有0．2 s，间隙又恢复绝缘，隔离电网电压，平时SiCR处于冷状态。但MOR不同，长期承受着电网的运行电压，处于热状态，一般在4 0～5 0℃，2节或2节以上的WGMOA串联，当电压分布严重不均匀时温度可达149℃^［1，5］。只要有超过WGMOA启动（动作）电压的（内、外）过电压，WGMOA就导通（动作），承受着大负载。因此，对SiCA有效的试验方法，并不一定对WGMOA有效。
　　对WGMOA现行的试验方法应有一个正确的认识。目前在无新的有效试验方法之前，只能暂时延用SiCA的试验方法，因此亟待研究对WGMOA有效的新试验方法。有的国家的标准委员会提出对WGMOA试验方法应进行革新^［2］。
　　对WGMOA进行试验的目的应是保证产品两方面的可靠性：①WGMOA是用于限制小概率高幅值（内、外）过电压的保护电器，因此对其自身的安全可靠性要求较高。目前用电气试验和机械试验两类方法进行检验，检验方法是根据单因素或少数因素组合过应力试验结果来评判。实际运行中的WGMOA承受着多种应力（如电压、太阳辐射、机械负载、温度变化、湿度、污染等）多因素的综合作用，用现行方法的试验结果进行评价则与实际情况存在差异，有的会产生误导；②WGMOA的保护性能，即在流过雷电流和内过电压电流时的残压关系着被保护电力设备（如电力变压器）的安全可靠性，在实际电网运行时WGMOA流过的动作电流波形和幅值是千差万别的，因而残压也是千差万别的，试验的WGMOA保护性能可用于正确选择WGMOA设备，保证运行中可接受的很低的被保护电力设备故障率。
　　因篇幅所限，不能在此对WGMOA现行的全部试验方法逐项讨论，仅将WGMOA试验中常见的几个错误认识提出来，提醒人们正确认识现行的试验方法，排除误区，重视试验方法的研究工作。

2　误把8／20μs冲击电流当雷电流标准波形

　　2 0世纪二三十年代SiCR问世以来，由于用8／20μs冲击电流对SiCR进行残压试验获得的残压波形，特别是波头部分，近似于1．2／50μs或1．5／40μs冲击电压波形，为适应商业需要，便于比较不同的SiCR，当时规定用8／20μs冲击电流作为避雷器标称放电电流（I_n），后来被某些人误认为是雷电流标准波形，用于很多防雷保护方面，如雷击建筑物或构筑物的计算中，实际是一种误会。
　　但是，对WGMOA的残压，特别在波前部分，就不再与1．2／50μs或1．5／40μs相似。图1中所示的是WGMOA在8／20μs的标称放电电流试验时的典型残压波形^［8］。对这种残压波形的绝缘配合亦存在问题，需另行研究。须强调指出的是，这种波形属特陡波前瞬态电压。量测这种特陡波前瞬态电压时，若量测配置不当，则会引起较大诺差^［8］。
　　不论从哪方面来讲，8／20μs都不是雷电流标准波形。①从波形上，每次闪电平均有2、3个冲击，最多记录到42个，冲击之间的间隔时间一般小于50 ms，大多数系列持续时间是几百μs。也就是说，8／20μs与实测雷电流波形毫无相似之处，更谈不上代表性或标准性；②从8／20μs波形对避雷器的能量等效上讲，现行的8／20μs 4×5I_n使WGMOA承受的能量很小，远小于为输配电防雷目的而采用的WGMOA受到的雷电流能量，主要是持续时间不够。前苏联和中国（GB7327-87）考核SiCA的能量承受能力都用18／40μs波形。文献［3］建议考核WG－MOA的能量能力用100／200μs波形来替代8／20μs波形；③从波前陡度讲，8／20μs远小于实际的雷电流陡度，雷电流陡度对杆塔、避雷针、建筑物、构筑物等的塔头电位和WGMOA残压影响很大。我国电力行业标准计算塔头电位时用di/dt=50kA／μs或平均陡度32 kA／μs，对于电站避雷器，美标IEEE　std142－1991的di/dt取值为10 kA／μs。这个问题早已被发现，因而增加了陡波冲击电流下的残压，陡波冲击电流波前时间为0．9～1．1μs。对WGMOA而言，陡波冲击电流残压一般比8／20μs冲击电流残压高5％～15％，各厂家不一。

　　总之，由于历史的和商业的原因，为便于WGMOA产品的I_n等级划分和统一，现行标准仍用8／20μs表示I_n波形，但决不能认为8／20μs是雷电流的标准波形。

　
　　避雷器的动作负载试验原是为有串联间隙避雷器设计的，是模拟连接在交流电力系统中的避雷器在过电压下击穿间隙时，放电电流流过后间隙绝缘恢复、截断工频续流、又隔离电网电压恢复正常这一连串动作状态而进行的试验，目的是检验避雷器能否反复完成规定次数的动作灭弧而进行的试验。过去国内和前苏联称为续流试验（又称灭弧试验），西方称为动作负载试验。串联间隙设计中只限制雷电过电压不限制操作过电压者，规定用雷电（短波的大电流）冲击动作负载试验验证；承担限制雷电过电压和操作过电压两项任务者，规定用操作（长持续时间电流）冲击动作负载试验验证。
　　WGMOA无串联间隙隔离电网运行电压，MOR长期吸收电网能量发热，特别是当MOR上电压分布不均匀时温度很高。文［1］［5］介绍了两节110kV和220 kV WGMOA的试验结果，实测最大温度上节达149℃，只要有过电压（不论是雷电的还是操作的）WGMOA就导通（动作），流过电流为雷电动作电流或操作动作电流或这两种电流叠加。MOR处在热状态时叠加这些动作电流，WGMOA实际上是在注入动作电流时的热稳定，与SiCR是完全不同的。不能将SiCA动作负载试验照搬到WGMOA。

　　GB11032－2000第6．12条规定；U_r＝90 kV以下的WGMOA，用雷电（大电流）冲击动作负载试验验证这是不对的：
　　（1）IEC99－4（1991）从未规定U_r＝90 kV以下的WGMOA用雷电（大电流）冲击动作负载试验验证。
　　（2）U_r＝90 kV以下的WGMOA有的用于保护容量几百MVA的电力变压器（U_n为3～66 kV）线圈侧是相当重要的。
　　（3）U_r＝90 kV以下的WGMOA是流过操作过电压负载的。若用试验验证WGMOA的能量耐受能力，就应尽量用电流冲击持续时间和幅值产生的实际应力。试验表明，能量能力的统计，雷电冲击的能量应力要比操作冲击的低。有人会说，施加大电流冲击（4／10μs）就是从能量考虑。是的，但其波长和幅值都不能代表实际应力。还有冲击次数只有2次，这就产生了疑问，WGMOA能否承受多次冲击？
　　综上所述，简言之，GB11032－2000规定U_r＝90 kV以下的WGMOA用雷电（大电流）冲击动作负载试验验证，这不符合WGMOA运行实际工况，试验时注入能量偏小，是当前U_r＝90 kV以下的WGMOA损坏多、寿命短的主要原因之一。U_r＝90kV以下的WGMOA，同样应用操作（长持续时间）冲击动作负载试验检验。此外，操作冲击动作负载试验中预备试验应用100／200μs替代8／20μs。
　　还有一个对WGMOA吸收能量能力的认识问题。有人以为，只要WGMOA限制过电压一次吸收能量不超过验证试验时的注入值，就可认为WG－MOA没有能量能力问题，好像与WGMOA限压次数无关。实际上不是这样的。这是IEC99－4（1991）的一个缺点，CIGREWG33－11的1999年报告^［3］批评“IEC99－4（1991）缺乏试验程序对WGMOA正确选择指导关系和保证运行中可接受的很低的故障率”。前苏联文献早就阐述了这个问题，认为验证试验中注入的能量值是“原始通流容量储备”，WG－MOA每限压1次就从这“储备”中消耗一些，“储备”被消耗光了，就认为WGMOA使用寿命到了，不能再用WGMOA限压。近年来西方一些试验也得出类似的结论。文［6］用工频60 Hz峰值电流0．8～600A、冲击电流4～35 kA对3个制造厂生产的大量MOR试品进行了试验，每种电流施加到直至试品被破坏为止，得到通过MOR的电流平均值对数与破坏时间平均值对数之间的线性关系，即logI＝－log t＋C的结果，并认为，这对决定能量吸收能力和避雷器应用中的安全裕度将是很有用的工具。
　　关于现行WGMOA试验方法存在的问题，还不仅是上述所举的3个。例如WGMOA对湿气和局部放电量比SiCA敏感，如何确定它们的允许阈值^［7］。文［5］提出WGMOA在试品冷却到接近＋2℃时进行雷电冲击试验，目的是检验WGMOA壳体内壁表面上是不是产生了冷凝水珠，是不是能产生沿内壁表面闪络；文［5］还提出，是否存在MOR生产质量控制问题，或是不是应增加抽样的要求等，在此不一一列举。本文的目的是提醒人们正确认识现行试验方法，排除误导，重视试验方法的革新。

参考文献：

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［5］　Verma M P．Long－term performance of metal－oxide arrester at　operating voltage．CIGRE，1992：33－204．
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［7］　许颖．关于交流无间隙金属氧化物避雷器技术标准的争议［J］．电网技术，1998（10）．
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