电气一次设备过电压保护问题探讨

电气一次设备过电压保护问题探讨

赵汝有

（云南省电网有限责任公司临沧供电局云南省临沧市677000）

摘要：随着当前社会经济的飞速发展，我们对电力资源的需求量也与日俱增，各类发电项目也纷纷立项上马。电力供电系统运行的是否安全可靠关系到国计民生，因此，如何确保电力系统的正常运转，历来为电力部门所重视。因此，电力工作者需经常面对电力系统的过电压防护及电气设备的检测与检修工作，本文阐述了如何做好电力系统过电压防护以及电气设备的检测检修工作。

关键词：电气一次设备；过电压；保护；问题

1过电压简介

过电压是指在超过正常运行电压，该电压可以使电力系统的保护设备或者绝缘设备失去保护或者绝缘的作用。过电压可分为内部过电压和雷电（外部）过电压两部分。空载线路可分为闸过电压、分闸过电压及空载线路合闸过电压等，较为常见的有电弧接地过电压。持续时间很长的谐振现象在系统电感、电容参数配合不当的情况下及电压升高，统称为谐振过电压，较为常见的包括参数谐振过电压、铁磁谐振过电压及有线性谐振过电压。水电厂电磁一次设备损坏或者因为停电的呢干部可避免的因素，均会引起过电压发生。因此做好电气一次设备的过电压保护措施就显得尤为重要。

2电力系统过电压分类

2.1雷电过电压

分为直击雷过电压和感应雷过电压。直击雷过电压由雷电流通过被击物在阻抗上产生的压降和兼有雷电通道的电磁场的感应电压共同组成，其幅值极高；感应雷过电压是在输电线路附近地面遭到雷击时，由电场和电磁场的剧烈变化形成的过电压，这种过电压多数为正极性，波前时间约l0us，其幅值一般不大于500kv，对60kv以下的线路有击穿的危险。

2.2工频过电压

对于工频过电压来说，其特点较为明显，主要产生在较长的电气线路中，电容效应或者是电网的运行方式发生了变化而引起的。这种过电压持续的时间会相对较长，但是过电压的倍数也不高。对于绝缘的设备来说，不会产生较大的危险性，但是在超高压的状态或者是进行远距离输电工作时就会产生较为直接的影响。

2.3操作过电压

操作过电压是由于工作人员操作失误导致的电压升高现象。一般工作人员操作失误切断电路会影响电压的变化，从而出现过电压情况。操作过电压是由于内部原因造成的，因此，提高工作人员的专业素质，可以有效的避免操作过电压的出现。

2.4故障过电压

系统中发生单相短路或间歇电弧接地而产生的过电压。无论哪种过电压，作用的时间都很短暂，仅为几十微秒。操作过电压和故障过电压的数值一般为额定相电压的2-4.5倍，而大气过电压可达额定相电压的8-12倍。2.5倍以下的过电压，变压器一般是能够承受的，超过2.5倍，无论哪种过电压都可能损坏变压器的绝缘。防止过电压损坏变压器的方法是：在变压器中，除了应加强高压绕组对地的绝缘外，还应特别加强首端和末端附近两个匝间的绝缘，或者采用静电环和静电屏使绕组的第一匝和头几匝的电压分布均匀。对35千伏以上的变压器，还应尽量采用中性点接地系统来防止过电压造成损坏。

2.5谐振过电压

谐振过电压在正常运行操作中出现频繁，其危害性较大；过电压一旦发生，往往造成电气设备损坏和大面积的停电事故。许多运行经验表明，中低压电网中过电压事故大多数都是由谐振现象所引起的。由于谐振过电压作用时间较长，在选择保护措施方面造成困难。为了尽可能地防止发生谐振过电压，在设计和操作电网时，应事先进行必要的估算和安排，避免形成严重的串联谐振回路；或采取适当的防止谐振的措施。谐振过电压轻者令到TV的熔断器熔断、匝间短路或爆炸；重者则发生避雷器爆炸、母线短路、厂用电失电等严重威胁电力系统和电气设备运行安全的事故。

3电气一次设备过电压保护措施探讨

3.1加强检查和试验，提高绝缘弱点的绝缘强度

在低压系统中，加强定期检查和耐压试验，及时排除绝缘弱点，如每年对电机的定子绕组进行一次绝缘测定，定期检查各低压开关抽屉绝缘部分是否良好。对那些绝缘强度较弱的电子设备，能采用绝缘安装尽量绝缘安装。在这次事故后，对供电系统所有直流测量头均采用绝缘安装。

3.2操作过电压的措施

为限制合闸引起的操作过电压，通常开关中增加一个并联电阻和一对辅助触头，使合闸过程分为两个阶段。这样，使每一个的幅值；又由于电阻的阻尼作用，加速了振荡过程的衰减，使过电压幅值受到有效的限制。除采用开关的并联电阻作为限制操作过电压的重要措施外，避雷器也是很重要的保护设备。避雷器限制操作过电压是以其操作波放电电压和操作冲击残压表示其保护水平，这些数值的选取决定于系统的情况和避雷器元件的性能，设备的操作冲击绝缘水平是由避雷器的操作冲击残压决定的，但是由于采用了带并联电阻的开关，只是在并联电阻失灵或其他意外情况出现较高幅值的操作过电压时，避雷器才动作，即改善了避雷器的工作条件，又将过电压限制在允许的范围内，系统得到可靠的保护。

3.3放电间隙保护

所谓保护间隙，是由两个金属电极构成的一种简单的防雷保护装置。其中一个电极固定在绝缘子上，与带电导线相接，另一个电极通过辅助间隙与接地装置相接，两个电极之间保持规定的间隙距离。保护间隙构造简单，维护方便，但其自行灭弧能力较差。其间隙的结构有棒型、球型和角型三种。棒型间隙的伏秒特性较陡，不易与设备的绝缘特性配合；球型间隙虽然伏秒特性最平坦，保护性能也很好，但它与棒型间隙一样，都存在着间隙端头易烧伤的缺点，烧伤后间隙距离增大，不能保证动作的准确性。近年来角型间隙被广泛用于配电线路和配电设备的防雷保护。

3.4防雷保护

在雷电过电压造成的损害中，侵入波是影响最为严重的一种因素。侵入波会严重影响电气设备的使用寿命，降低电气设备的安全性。一旦电路系统遭到了侵入波的破坏，就会导致电气设备受损，使整个电路系统瘫痪。因此，在电气设备的使用中，需要通过多种途径进行防雷保护，减少侵入波对电气设备的损害，在日常作业中使用的防雷保护装置一般分为两种：一种是加装电路进线保护装置，提高电气设备的过电压承受能力。另外一种是使用阀型避雷器，该装置可以增加电气设备的安全性和稳定性，减少过电压对电力操作人员的威胁。

3.5电气设备的在线监测

电气设备在线监测系统有其特定技术要求：首先，电力系统及输变电设施，应以不改变和影响电气设备的正常工作为前提；其次，电力系统需能主动进行检测并进行数据处理及存储；另外，电力系统需要具备自检测及报警应对功能；并且，电力系统对于检测灵敏度及抗干扰能力要求较强，需要在保证精度的前提下，提供主动的电气设备在线检测管理。

结束语：

电气一次设备过电压防护是保障电力系统安全、正常运行的重要措施，在新时期电力系统自动化过程中，电气一次设备过压防护是一项技术难题，需要在运行实践中，不断根据电气一次设备的具体条件，设计过电压防护系统，定期进行设备检修，总结技术经验。

参考文献：

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