过电压保护与防雷技术的历史、现状和未来——电信与电子设施防雷与EMC技术发展的展望国家电力公司(100031)刘继1前言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、电子设施防雷可靠性来看,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,如90年代初的感应雷防雷器;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;有的据说观察竹林长期不受雷击,就以仿生新发明,认为其弯曲、拔稍上尖下粗和略称潮湿是有利放出电荷防止雷击的奥秘而申报第四、第五个专利,该发明家其余专利也大抵如此。更可悲的是我见之于堂堂正规书刊;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低压电源保护和电子器件保护,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,而且还要热心创造条件,以利于后来者居上,这就要除了青年同志个人努力以外,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,这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。本文的目的正是,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的钢砼杆典型设计)和第一个22kV串联补站的设计,以及随后在1951~1952年担任我国自行设计施工的第一条220kV输电线路,即著名的506工程(长369km)的设计主审和技术指导,和220kV变电所防雷和接地的审核和指导,从而不可避免地必须及时解决好其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以后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,后者为则我国四部一局同名协议的前身或兰本,作者因而破格升为工程师)[38],因而当时要重点从事高电压专业的学习和研究[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1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。2过电压保护与防雷技术、电磁兼容技术发展简史2.1避雷针人类对雷电采取防护措施,最早可追溯到12世纪。我国湖南现存的岳阳慈氏塔(约在1100年重建),自塔顶有6条铁链沿六个角下垂至地面上一定高度,可用来防止雷击损坏。有的古塔还将此类铁链沉入井,实现良好接地。几年前作者偶然在安庆调查一类似上述结构的古塔,六条铁链下垂到地面以上...