过电压指标、标准、措施
过电压指标、标准、措施
一、过电压定义及指标
1、过电压定义
过电压是指工频下交流电压均方根值升高，超过额定值的10%，并且持续时间大与1分钟的长时间电压变动现象；过电压的出现通常是负荷投切的结果，例如：切断某一大容量负荷或向电容器组增能（无功补偿过剩导致的过电压）。
过电压分外过电压和内过电压两大类。
（1）外过电压
又称雷电过电压、大气过电压，由大气中的雷云对地面放电而引起的，分直击雷过电压和感应雷过电压两种。大气过电压由直击雷引起，特点是持续时间短暂，冲击性强，与雷击活动强度有直接关系，与设备电压等级无关。因此220KV 以下系统的绝缘水平往往由防止大气过电压决定。
1）雷电过电压的持续时间约为几十微秒，具有脉冲的特性。直击雷过电压是雷闪直接击中电工设备导电部分时所出现的过电压。雷闪击中带电的导体，如架空输电线路导线，称为直接雷击。雷闪击中正常情况下处于接地状态的导体，如输电线路铁塔，使其电位升高以后又对带电的导体放电称为反击。直击雷过电压幅值可达上百万伏，会破坏电工设施绝缘，引起短路接地故障。
2）感应雷过电压是雷闪击中电工设备附近地面，在放电过程中由于空间电磁场的急剧变化而使未直接遭受雷击的电工设备（包括二次设备、通信设备）上感应出的过电压。
（2）内过电压
电力系统内部运行方式发生改变而引起的过电压，有暂态过电压、操作过电压和谐振过电压。
1）暂态过电压是由于断路器操作或发生短路故障，使电力系统经历过渡过程以后重新达到某种暂时稳定的情况下所出现的过电压，又称工频电压升高。特
点是持续时间长，过电压倍数不高，一般对设备绝缘危险性不大，但在超高压、远距离输电确定绝缘水平时起重要作用。
常见的有：①空载长线电容效应（费兰梯效应）。在工频电源作用下，由于远距离空载线路电容效应的积累，使沿线电压分布不等，末端电压最高。②不对称短路接地。三相输电线路a相短路接地故障时，b、c 相上的电压会升高。③甩负荷过电压，输电线路因发生故障而被迫突然甩掉负荷时，由于电源电动势尚未及时自动调节而引起的过电压。
2）操作过电压是由于进行断路器操作或发生突然短路而引起的衰减较快持续时间较短的过电压。特点是具有随机性，但最不利情况过电压倍数较高。
常见的有：①空载线路合闸和重合闸过电压。②切除空载线路过电压。③切断空载变压器过电压。④弧光接地过电压。
3）谐振过电压是电力系统中电感、电容等储能元件在某些接线方式下与电源频率发生谐振所造成的过电压。特点是过电压倍数高、持续时间长。
一般按起因分为：①线性谐振过电压。②铁磁谐振过电压。③参量谐振过电压。
2、过电压指标
（1）线路耐雷水平
定义：雷击线路时不致引起线路绝缘闪络的最大雷电流值，以kA为单位。
（2）雷击跳闸率
定义：架空输电线路在规定长度和规定雷暴日下因雷击引起的事故跳闸次数。我国有关标准规定采用每百公里每40个雷暴日下的跳闸次数。
雷击跳闸率n 的概念：每百公里线路、40雷电日，由于雷击引起的开断数（重合成功也算一次），称为该线路的雷击跳闸率，简称跳闸率，跳闸率是衡量线路防雷性能好坏的综合指标，它可定性地用下式表示：
n=N×P1×η 式中，N——线路上的总落雷数P1——是雷电流幅值等于或大于耐雷水平的概念η——建弧率NP1——表示会引起闪络的雷击数。所以NP1η表示会引出开关跳闸的雷击次数，即跳闸率[1]。
二、过电压标准
在电力设备绝缘设计中，根据DL/T620-1997过电压保护标准对操作过电压倍数做如下规定：
35KV及以下低电阻接地系统k=3.2；
66KV及一下系统（除低电阻接地系统外）k=4.0；
110KV及200KV系统k=3.0；
330KV（直接接地）k=2.75；
500KV系统（直接接地）k=2.0或2.2。
三、过电压措施
1、变压器过电压保护措施
为了防止变压器绕组绝缘在过电压时被击穿，必须采取适当的过电压保护措施，目前主要采用下列措施：
（1）避雷器保护。在变压器的出线端装设避雷器，当雷电波从输电线侵入时，避雷器的保护间隙被击穿，过电压波对地放电，这样雷电波就不会侵入变压器，从而保护了变压器。
（2）加强绝缘。除了加强变压器高压绕组对地绝缘外，针对雷电波作用的特性，还要加强首端及末端部分线匝的绝缘，以承受由于起始电压分布不均匀而出现的较高的匝间电压。这种方法效果有限，而且加厚绝缘使散热困难，同时减少了匝间电容，增大了匝间电压梯度。目前只在35kV及以下的变压器中采用。
（3）增大匝间电容。匝间电容相对于对地电容愈大时，则电压的起始分布愈均匀，电压梯度越小，因此增加匝间电容是有效的过电压保护措施。过去常采用加装静电板或静电屏的方法，现在在110kV以上的高压变压器上，广泛采用纠结式线圈。纠结式线圈制造工艺简单，不增加材料，与连续式线圈相比能显著增大匝间电容，所以现在高压大型电力变压器的高压绕组大多数采用了这种绕线法。
2、交流特高压输电系统限制内部过电压的主要措施
1）输电线路上装设高压并联电抗器，其中性点通过小电抗接地；
2）线路的架空地线（避雷线）采用光纤电缆（OPGW）或良导体导线；
3）变电站母线和输电线路上装设吸收能量较大的避雷器；
4）断路器采用合分闸电阻；
5）在GIS变电站中采用有电阻接入的隔离刀闸装置。
3、防止雷电侵入波引起过电压的措施
1）装设避雷针
2）装设避雷线
3）装设避雷器
4）加装熔断器
4、电网中限制操作过电压的措施
1）选用灭弧能力强的高压开关；
2）提高开关动作的同期性；
3）开关断口加装并联电阻；
4）采用性能良好的避雷器,如氧化锌避雷器；
5）使电网的中性点直接接地运行。
交流电气装置过电压保护设计要求及限制措施电压及
交流电气装置过电压保护设计要求及限制措施 摘要：交流电气装置过电压保护设计要求及限制措施，SPD设置及接地线设计关键词：电气装置过电压保护设计限制措施SPD 1. 1过电压概述 表1_1低压系统过电压类别 大气过电压 直击雷过电压 感应雷击过电压 雷电波侵入过电压 操作过电压 操作容性负载过电压 电容器组 空载长线路 操作感性负载过电压 空载变压器 电抗器 电动机 真空断路器 谐振引起的过电压 工频过电压 并列或解列过电压 负载的投入与切除
IT系统发生接地故障引起对地电压升高 TN系统或TT系统中性线开路引起对地电压升高 低压系统相导体与中性导体间的短路时中性线对地电压升高 低压系统故障相的接地故障电压不超过50V，非故障相对地电压升高 高压系统接地故障电压窜入低压侧（高压为接地系统，变电所内一个接地系统）。当切断时间大于 5 s时，允许的工频过电压W+250 V ；当切断时间小 于或等于5 s时，允许的工频过电压见+1200 V。 1.2耐冲击类别（过电压类别）的划分 1. 耐冲击类别（过电压类别）划分的目的 耐冲击类别是根据对设备预期不间断供电和能承受的事故后果来区分设备适用 性的不同等级。通过对设备耐冲击水平的选择，使整个电气装置达到绝缘配合， 将故障的危害性降低到允许的水平，以提供一个抑制过电压的基础。 耐冲击类别标识数字越高，表明设备的耐冲击性能越高，可供选择的抑制过电 压的方法越多。 耐冲击类别这一概念适用于直接从电源线上接电的设备。 2. 耐冲击类别（过电压类别）说明 I类耐冲击设备是打算与建筑物固定电气装置相连的设备。保护措施应在此设 备之外，既可固定在电气装置内也可固定在电气装置和此设备之间，以限制瞬 态过电压在规定的水平。 II类耐冲击设备是与建筑物固定电气装置相连的设备。 注：此类设备举例：家用电器、便携式工具以及类似负荷。 III类耐冲击设备是固定电气装置的组成部分和其他预期具有较高适用性类别的 设备。 注：此类设备举例：固定电气装置的配电盘、断路器、布线系统，包括电缆、 母线、接线盒、开关、插座），工业用设备以及某些其他设备，如与固定电气 装置永久相连的固定式电机。 IV类耐冲击设备是用于建筑物电气装置主配电盘来电侧电源进线端或其附近的 设备。 注：此类设备举例：电气测量仪表、一次过电流保护电器以及滤波器。需装设电涌保护器时，应符合下列各条： 1.自身抑制
几种限制过电压的措施介绍
https://www.360docs.net/doc/2c19384326.html, 几种限制过电压的措施介绍 如何降低切空线路过电压的措施，我们来讨论一下几种 第一：提高断路器灭弧性能，因为切除空载线路过电压的主要原因是断路器开断后触头间电弧的重燃，因此限制这种过电压的最有效措施是改善断路器的结构，提高触头间介质的恢复强度和灭弧能力，以减少或避免电弧重燃。近年来，已经广泛采用的压缩空气断路器，带压油式灭弧装置的少油断路器以及SF6断路器都大大改善了灭弧性能，在切除空载线路时，基本上不重燃。 第二：采用带并联电阻的断路器，这种断路器有两个触头，主触头K1并联一个电阻R，K2是辅助触头。断路器的动作分为两步进行。分闸时先断开主触头K1，线路仍通过R与电源相连，线路上的残余电荷可通过R向电源释放。这时R上的电压即为K1上的恢复电压；只要R不太大，主触头间就不会发生电弧的重燃。在经过1.5~2个工频周期后，辅助触头K2断开，因R消耗了部分能量，线路残余电压较低，故触头K2上的恢复电压不高，K2上不易发生电弧重燃。即使发生重燃，因R串在回路中仰制了振荡，过电压也显著降低，实际值只有2.28倍左右。从K1断开不易发生重燃的目的出发，希望R值小些；从仰制振荡和使K2不易发生重燃的角度看又希望R值大些，对一般开关1000~3000Ω，这样的电阻称为中值并联电阻。 此外，在线路首端或末端装设ZnO或阀型避雷器也有助于降低切除空载线路过电压。 我国在几十条110~220kV线路上进行了实测，结果表明，切除空载线路过电压的随机变量，其统计分布近似正常分布。按断路器性能分类有如下结果：使用重燃次数较多的断路器时，出现3.0倍过电压的概率为0.86%；使用重燃次数较少的空气断路器时，出现
电网过电压问题分析及防范措施
电网过电压问题分析及防范措施 摘要：电网在正常运行时，由于会遭受雷击、倒闸操作、设备故障或参数配合 不当等原因，造成电网某一部分短时电压升高，这种电压升高称为过电压。过电 压的出现，会破坏设备绝缘、从而导致设备损坏，甚至造成系统安全事故。研究 过电压的成因，预测其幅值，并采取相应限制措施，这对电气设备的制造应用和 电力系统安全运行都具有重要意义。 关键词：过电压；防范措施 电网过电压是电力系统中很常见的故障，对电力系统安全运行造成威胁。如 何分析及防范，提高电网抵御过电压能力，保障电力系统安全稳定，具有重大意义。本文通过对过电压产生的各种原因进行分析，并提出相应的防护措施。过电 压一般分为外部过电压和内部过电压。 一、外部过电压又称大气过电压，它是由雷云放电产生的直击雷过电压和感 应雷过电压 这种现象在电网过电压中所占比例极大。其过电压的幅值取决于雷电参数和 防雷措施，该种过电压的特点是持续时间短，冲击性强，具有脉冲特性，与雷击 强度有直接关系，其持续时间一般只有数十秒左右。 对大气过电压的防护技术措施主要包括可装设符合技术要求的防雷装置，如 避雷线、避雷针、避雷器（包括由间隙组成的管型避雷器）和放电间隙，它又分 接闪器、引下线和接地装置三部分组成。 二、内部过电压 它是电网内部的能量在传递或转化过程中产生，施加于电气设备上，造成瞬 时或持续高于电网额定允许电压，对设备安全运行构成威胁。由于内部过电压的 能量来自于电网本身，所以它的幅值和电网电压基本成正比例关系。根据产生原 因不同，内部过电压可分为两大类，一类是由于故障或操作开关引起，如工频过 电压、操作过电压。另一类是由于电网中电感和电容参数相互配合发生谐振而引 起的，如谐振过电压。 1、工频过电压及限制措施 工频过电压是指由电力系统故障、电网运行方式的改变、长线路的电容效应、突然甩负荷等原因引起的短时工频电压升高（超过正常工作电压），其特点是持 续时间较长，但数值不很大，对设备绝缘一般威胁不大，但对超高压、远距离输 电电网影响较大，对配置其设备绝缘水平起重要作用。 限制工频过电压的措施，一般有通过线路并联高压电抗器或静止无功补偿装 置来补偿空载线路的电容效应。采用变压器中性点直接接地方式可降低不对称接 地故障引起的工频电压升高。发电机配置励磁调节器或调压装置，使发电机在突 然甩负荷时能抑制过电压的产生和发展；配置快速调速系统，以限制发电机在突 然甩负荷后因转速上升引起的工频过电压。 2、操作过电压及防范措施 操作过电压是指因电网内开关操作，造成电网网络参数变化而引起的过电压，此类过电压一般持续时间约在250~2500µs之间。具有随机性，其最不利的情形 过电压倍数较高。常见的操作过电压有：切、合高压空载长线路，切、合空载变 压器，切、合电容器，开断高压电动机，弧光接地，振荡解列等。其防范措施有： 1）确保区域电网中有足够数量的变压器中性点直接接地，变压器在投、停等倒闸操作时将先将中性点接地，待正常运行后恢复原有中性点接地方式。
厂用高压母线过电压原因分析及对策 2.16改
厂用高压母线过电压原因分析及对策 张少飞（青岛捷能电力设计有限公司，山东青岛266061） 陈宗宁（青岛汉河热电有限公司，山东青岛266061） 摘要：企业在实际运行中可能遇到各种厂用母线过电压故障，故障原因不尽相同，本文仅针对一现实案例进行分析，剖析原因，并找出解决方案。 关键词：母线；过电压；外特性 0 引言 某热电厂为企业的自备电厂，装有1台汽轮发电机组，发电机额定功率15MW，额定电压10.5kV。热电厂通过两条10kV联络线与企业的变电站相连。变电站共两台主变，容量 6300kVA，变比35±2*2.5%/10.5kV，两台主变并列运行。发电机组采用并网不上网，正常运行方式：发电机发出功率10000kW，扣除热电厂自用电2000kW，剩余8000kW功率送至企业变电站最终由生产车间全部消耗，原则上不向外网输送电量。 本文实例： 第1次并网：机组并网前10kV母线电压10.6kV，并网成功十几秒后，在增加无功的过程中，母线电压上升至12kV，造成锅炉给水泵过电压保护动作跳闸，机组打闸停机，锅炉紧急停炉。 第2次并网：经过上述故障跳闸，运行人员判断机组并网后电压急剧升高是生产车间无功补偿装置未退出造成的，于是联系将生产车间所有补偿装置（380V）退出，之后机组顺利并网成功。此时35kV侧联络线功率因数只有0.8左右。为了提高功率因数，发电机组需要增发无功功率。因担心电压升高导致再次停机，运行人员开始尝试性缓慢增加无功，以提高功率因数，并时刻关注母线电压。当母线电压增加至11.5kV时，功率因数仍无法达到0.9，于是放弃继续增加无功。调整无功，使母线电压维持11.2kV运行，但此时35kV联络线功率因数不达标。 1 原因分析 发电机并网前，生产车间生产时10kV母线电压10.6kV，不生产时10.9kV。根据国家标准《电能质量供电电压偏差》（GB/T 12325-2008），20kV及以下三相供电电压偏差为标称电压的±7%。根据国家标准《标准电压》（GB/T 156-2007）系统标称电压为10kV，设备最高电压12kV。由此可见，发电机并网前10kV母线电压已偏高，说明主变高压侧抽头位置不合适，需要调整。 针对本文实例，下面分析10kV母线电压升高的原因。
过电压指标、标准、措施
过电压指标、标准、措施 一、过电压定义及指标 1、过电压定义 过电压是指工频下交流电压均方根值升高，超过额定值的10%，并且持续时间大与1分钟的长时间电压变动现象；过电压的出现通常是负荷投切的结果，例如：切断某一大容量负荷或向电容器组增能（无功补偿过剩导致的过电压）。 过电压分外过电压和内过电压两大类。 （1）外过电压 又称雷电过电压、大气过电压，由大气中的雷云对地面放电而引起的，分直击雷过电压和感应雷过电压两种。大气过电压由直击雷引起，特点是持续时间短暂，冲击性强，与雷击活动强度有直接关系，与设备电压等级无关。因此220KV 以下系统的绝缘水平往往由防止大气过电压决定。 1）雷电过电压的持续时间约为几十微秒，具有脉冲的特性。直击雷过电压是雷闪直接击中电工设备导电部分时所出现的过电压。雷闪击中带电的导体，如架空输电线路导线，称为直接雷击。雷闪击中正常情况下处于接地状态的导体，如输电线路铁塔，使其电位升高以后又对带电的导体放电称为反击。直击雷过电压幅值可达上百万伏，会破坏电工设施绝缘，引起短路接地故障。 2）感应雷过电压是雷闪击中电工设备附近地面，在放电过程中由于空间电磁场的急剧变化而使未直接遭受雷击的电工设备（包括二次设备、通信设备）上感应出的过电压。 （2）内过电压 电力系统内部运行方式发生改变而引起的过电压，有暂态过电压、操作过电压和谐振过电压。 1）暂态过电压是由于断路器操作或发生短路故障，使电力系统经历过渡过程以后重新达到某种暂时稳定的情况下所出现的过电压，又称工频电压升高。特
点是持续时间长，过电压倍数不高，一般对设备绝缘危险性不大，但在超高压、远距离输电确定绝缘水平时起重要作用。 常见的有：①空载长线电容效应（费兰梯效应）。在工频电源作用下，由于远距离空载线路电容效应的积累，使沿线电压分布不等，末端电压最高。②不对称短路接地。三相输电线路a相短路接地故障时，b、c 相上的电压会升高。③甩负荷过电压，输电线路因发生故障而被迫突然甩掉负荷时，由于电源电动势尚未及时自动调节而引起的过电压。 2）操作过电压是由于进行断路器操作或发生突然短路而引起的衰减较快持续时间较短的过电压。特点是具有随机性，但最不利情况过电压倍数较高。 常见的有：①空载线路合闸和重合闸过电压。②切除空载线路过电压。③切断空载变压器过电压。④弧光接地过电压。 3）谐振过电压是电力系统中电感、电容等储能元件在某些接线方式下与电源频率发生谐振所造成的过电压。特点是过电压倍数高、持续时间长。 一般按起因分为：①线性谐振过电压。②铁磁谐振过电压。③参量谐振过电压。 2、过电压指标 （1）线路耐雷水平 定义：雷击线路时不致引起线路绝缘闪络的最大雷电流值，以kA为单位。 （2）雷击跳闸率 定义：架空输电线路在规定长度和规定雷暴日下因雷击引起的事故跳闸次数。我国有关标准规定采用每百公里每40个雷暴日下的跳闸次数。 雷击跳闸率n 的概念：每百公里线路、40雷电日，由于雷击引起的开断数（重合成功也算一次），称为该线路的雷击跳闸率，简称跳闸率，跳闸率是衡量线路防雷性能好坏的综合指标，它可定性地用下式表示： n=N×P1×η 式中，N——线路上的总落雷数P1——是雷电流幅值等于或 大于耐雷水平的概念η——建弧率NP1——表示会引起闪络的雷击数。所以 NP1η表示会引出开关跳闸的雷击次数，即跳闸率[1]。
第5章 电力系统内部过电压及其限制措施
第5章电力系统内部过电压及其限制措施内部过电压的概念 1、定义：在电力系统内部，由于断路器的操作或系统发生故障，使系统参数了发生变化，引起电磁能量的转化或传递,在系统中出现的过电压。 2、类型： （1）工频过电压 （2）操作过电压 （3）谐振过电压 3、特点： （1）过电压的能量来源于电网本身。 （2）过电压的幅值与电网的工频电压大致有一定的倍数关系，通常以系统的最高运行相电压为基础计算过电压倍数K。 （3）过电压持续的时间较长。 5、1 电力系统工频过电压 一、工频过电压的产生 系统正常运行或故障时产生。如： 1、空载长线路末端电压的升高。 2、发生单相接地故障时，非故障相电压的升高。 3、甩负荷引起的工频电压升高。 二、特点 1、过电压倍数不大，对正常绝缘的电气设备一般没有危险 2、在超高压输电中成为确定系统绝缘水平的重要因素。 （1）工频电压升高将直接影响操作过电压的幅值。 （2）工频电压升高是决定保护电器（避雷器）工作条件的重要因素。 （3）工频电压升高持续时间长，对设备的绝缘不利。 三、形式： 1、空载长线路末端电压升高 2、不对称短路引起的工频电压升高 3、甩负荷引起的工频电压升高 四、空载长线路电容效应引起的电压升高(X C>>X L) 1、输电线路的等值电路： 2、首端与末端电压之比为：
对于无穷大容量的系统，可以证明： 式中：α—相位常数，α=0.06°/KM l—线路长度 说明线路末端电压高于首端电压，线路越长，末端电压越高，这种现象是由于电容性充电电流造成的，称为电容效应。 3、系统电源容量对电容效应的影响 沿线路的工频电压按余弦规律分布 K20 =U2 / E = COS φ/ COS （αl+ φ） Φ= arctg X s / Z 式中：X s —系统电源的等值阻抗 Z —导线的波阻抗 可见，电源容量越小，电抗越大，工频电压升高越严重，即电源电抗的存在相当于使线路变长了。 举例说明：P.125 五、不对称短路引起的工频电压升高 1、系统发生单相或两相接地故障时，非故障相（健全相）上工频电压将升高（阀式避雷器的灭弧电压是以此升高值决定） 2、分析单相接地（以A相接地为例）： 利用对称分量法可以求出：（推导从略） 零序电抗X0的大小与系统中性点接地方式有关 （1）对于3～10KV系统（中性点绝缘系统）： X0由线路容抗决定，为负值。 则X0 / X1的值比稍大。即：健全相上电压为1、1倍线电压 选110%避雷器：如10KV避雷器的灭弧电压为 （220KV及以下系统的最高工作电压按1、15Un确定） 即选FZ—10/12.7的避雷器 （2）对于35 ～60KV中性点经消弧线圈接地系统 X0为正值，健全相上电压接近线电压 选100%避雷器： 如35KV避雷器的灭弧电压为 1、0*1、15Un =1、15*35 = 40.25KV 即选FZ—35/41避雷器 （3）110 ～220KV为中性点直接接地系统 一般X0 / X13，则健全相上电压不大于1、4倍相电压。约80%线电压。选80%避雷器：
电气设备运行中的过电压及防护措施
电气设备运行中的过电压及防护措施 摘要：近些年，人们生活质量水平不断进步的同时，对电力有着越来越高的需求，在电力运行系统中，电气设备只是其中一小部分，但是电气设备出现问题时，对整个电力系统的危害确却是很大的，严重时还可能危害到生命安全，所以对电 气设备的保护是非常重要的，要想保护好就需要让专门人员做好设计工作，检察 人员提高警惕，只有这样才能减少发生事故的可能。 关键词：电气设备运行；过电压；防护措施 1引言 在电气设备运行过程中，会出现一些由于电力负荷导致的意外事故，比较常 见的是电流引起的意外事故，而过电压作为一种电气设备运行中很容易导致意外 的情况，往往不为人们所重视。要保证用电安全以及用电稳定，了解并掌握过电 压的相关内容和其防护措施十分重要。 2过电压概念及过电压保护 2.1过电压概念 过电压即为电气系统正常工作的电压超过了自身的承压极限，当出现此现象时，就会对电气设备造成不同程度的损伤，基于大部分情况来说，此类现象往往 不会出现太大程度的超出，所以对电气设备造成的损伤程度较小，需要经过一段 时间的发展才会明显表现出来，而对此程度的损伤进行防护也相对简单，只需要 通过正常维护工作即可避免此影响。但在少部分情况下，其超出承压的电压值较高，容易对设备造成毁灭性的损坏，并且可能威胁到周边工作人员的安全，所以 需要对此进行重视。理论上过电压被分为外部、内部两个部分，外部的过电压多 数是因为自然因素的干扰而产生，例如自然雷电等等，此类现象相对少见，而内 部的过电压即为电气系统内部能量的一种变化，常出现例如谐振过电压、操作过 电压、工频过电压的现象，其中谐振过电压的危害最高，很容易对电气设备造成 毁灭性的损害；操作过电压现象出现相对较少，其原因在于操作上的失误，出现 后的持续时间压相对短暂，危害程度较为不稳定；工频过电压则属于电容效应等 原因变化而产生的过电压现象，在危害程度上较小，但也不容忽视。 2.2过电压保护 过电压保护即当电器设施的电压比正常电压高时，为防止线路出现其它问题，电源会自动断开或通过其它方式对电压进行控制，以达到保护电器设施的目的。 电力体系中包含很多电气设施及元件，故而在对过电压进行预防时应充分考虑其 设施元件的不同性，从而增强其运行功能。雷击是导致过电压现象的主要原因， 但其本质则是因绝缘子绝缘性大幅度降低，无法在雷雨气候下保护相关设施不受 雷电所影响。同时，部分绝缘子包含硅橡胶材料，该材料受到雷击出现高温会造 成烧熔现象，从而导致其绝缘性受到破坏。因此想要确保线路不受雷击的影响， 就必须确保绝缘子的绝缘性。 3过电压防护的方法 3.1过电线路保护 电力线路是电气设备中十分重要的组成部分，一般大型电气设备中电力线路 也是过电压的高发地带。电力线路可分为输电线路以及配电线路，一般输电线路 容易由于雷击或雷电的影响出现外过电压，为了保护过电线路由于过电压造成断 路或故障，一般对输电线路设置绝缘子以及其他避雷和限制电压的装置，用以保 护线路安全。过电线路保护需要设立防雷装置，防雷保护装置主要分为五种避雷
过电压类别和防止过电压的措施电工基础
过电压类别和防止过电压的措施 - 电工基 础 过电压定义：用数字表示的瞬态过电压条件。此概念仅适用于直接由低压电网供电的设备。用I、II、III和IV表示过电压类别。 ——过电压类别I：连接至具有限制瞬态过电压至相当低水平措施的电路的设备（例如：具有过电压爱护的电子电路）上所承受的过电压。——过电压类别II：由配电装置供电的耗能设备（此类设备包含如器具，可移动式工具及其他家用和类似用途负荷）上所承受的过电压。假如此类设备的平安（牢靠）性和适用性具有特强要求时，则接受过电压类别III； ——过电压类III：安装在配电装置中的设备，以及设备的使用平安（工作牢靠）性和适用性必需符合特殊要求者（此类设备包含如安装在配电装置中的开关电器和永久连续至配电装置的工业用设备）上所承受的过电压； ——过电压类别IV：使用在配电装置电源端的设备（此类设备包含如电表和前级过电流爱护设备）上所承受的过电压； 怎样防止过电压的产生 电气系统的内部过电压触发的缘由很多，既有线路参数匹配引起的工频过电压，也有开关操作时电弧复燃引起的操作过电压；此外还有电感负载负荷截流引起的过电压和电感电容串联引起的谐振过电压。内部过电压，特殊是操作过电压引起的事故时有发生；据统计资料，一般工频过电压不会超过2倍相电压，切除空载线路引起的操作过电压
和间歇性电弧引起的过电压不会超过3． 5倍相电压，铁磁谐振过电压不会超过3倍相电压。但是，实际运行阅历证明，事故的发生往往是几种过电压叠加在一起，过电压倍数有时高达额定相电压的7～8倍。 1．操作过电压 在6～35 kV的中性点非直接接地系统中，当进行负载的起动或停止操作或发生事故时，由于开关触头间电弧重燃，运行状态发生突变，引起电容和电感元件之间电磁能量相互转换，消灭一种振荡性过电压，即产生操作过电压。 (1)电动机起动合闸过电压 理论上认为，电动机合闸起动时，电动机机端产生的过电压为式中，；为合闸电压瞬时值；z；为电动机冲击波阻抗；Z 为电缆冲击波阻抗。一般地，Z=100～5000Q，z =20～50 Q，因此电动机合闸起动时，电动机机端产生的过电压可达2倍相电压。对于真空开关，触头闭合前往往会发生预击穿，电弧的燃弧和熄灭可达数十次，这种预燃过电压幅值较大且波前很陡，对电动机的绝缘可造成较大的威逼,电机产生过电压可装设电机型过电压爱护器。 (2) 电动机起动状态分闸过电压 运行阅历表明，在断开感性负载时，由于感性电流不在零点就被迫截断即所谓的截流，造成开关触头间电弧燃烧很不稳定，波形产生高频振荡，在电感回路中产生的突变电流会感应出很高的电压。 1)截流过电压由于真空断路器有良好的灭弧性能，当断开小电流时，
500KV电网过电压保护绝缘配合与电气设备接地暂行技术标准
500kV 电网过电压保护绝缘配合与电气设备接地暂行技术标准 SD 119—84 主编部门：水利电力总电力科学研究院高压研究所 批准部门：中华人民共和国水利电力部 实行日期：1984年3月22日 中华人民共和国水利电力部 关于颁发《500kV电网过电压保护绝缘配合与 电气设备接地暂行技术标准》的通知 (84)水电技字第18号 现颁发“500kV电网过电压保护绝缘配合与电气设备接地暂行技术标准”(SD119—84)，过去以会议纪要或其他形式所作的有关这方面的规定作废，凡我部系统的设计单位和发供电单位，对新建工程均按此标准执行，对原有设备以及扩建工程可参照执行。 执行该标准中出现的问题，请告部科技司，以便修订时参考。 1984年3月22日 1 总则 1.0.1 本标准适用于500kV电网的过电压保护、绝缘配合与电气设备接地。 1.0.2 水利电力部1979年颁发的《电力设备过电压保护设计技术规程》SDJ7—79(以下简称SDJ7—79)和《电力设备接地设计技术规程》SDJ8—79(以下简称SDJ8—79)的部分条款，同样适用于500kV电网。对于这部分条款，本标准列出其相应章、节及条目，仍应按该两规程执行。 2 电网电压、中性点接地方式及运行中出现的各种电压 2.0.1 电网额定电压为500kV。电网最高电压及设备最高电压为550kV(按GB156—86)。 2.0.2 电网中性点采用直接接地方式。即电网中变压器中性点直接或经小阻抗与接地装置连接。电网任意一处的零序电抗与正序电抗比值X2/X1≤3。 注：变压器中性点经小阻抗接地时，以不影响变压器中性点的绝缘水平为限。 2.0.3 运行中出现的作用于电网设备绝缘上的电压有： a.正常运行时的工频电压； b.工频过电压、谐振过电压； c.操作过电压； d.雷电过电压。 3 工频过电压、谐振过电压、操作过电压及其保护 3.1 工频过电压、谐振过电压及其保护 3.1.1 工频过电压、谐振过电压与电网结构、容量、参数、运行方式以及各种安全、自动装置的特性有关。工频过电压、谐振过电压除增大绝缘承受电压外，还对选择过电压保护装置有重要影响，设计电网时应结合实际条件预测。 对工频过电压，应采取措施尽量加以降低。工频过电压水平应通过技术经济比较加以确
电力系统过电压及其保护措施电力配电知识
电力系统过电压及其爱护措施 - 电力配电 学问 电力系统在特定条件下所消灭的超过工作电压的特别电压上升。过电压属于电力系统中的一种电磁扰动现象。电工设备的绝缘长期耐受着工作电压，同时还必需能够承受肯定幅度的过电压，这样才能保证电力系统平安牢靠地运行。 在我国电力系统工作运行的过程中，电气设备不仅要承受工作电压，还将会患病到过电压的损害以及作用。这其中的过电压就是作用于电力系统中的电压，而过电压还可以分为两种：一种是内部过电压；另一种是雷电过电压。这其中由系统中的谐振和开关操作上引起的过电压就是内部过电压，该过电压在数值上已经超过了工作电压的数值；而系统中有雷电所引起的过电压就是雷电过电压。 1 电力系统过电压的概念 过电压是指在一般状况下，电力系统经常处于正常工作的状态，而此时的电气设备也在额定的电压下处于绝缘的状态，但是，当患病雷击或者由于操作不当、参数配置错误等缘由，就会造成电力系统中的一些特定区域的电压值上升，最终超出电力设备的正常运行范围。 过电压分为两种：一种是大气电压；另一种是内部过电压。而其中的内部过电压形成的主要缘由则是断线和此处内容被屏蔽弟使所发生的事故，合闸与拉闸时的操作以及一些存在的不行猜测的系统影响因素，但是就是由于这一系列的问题，在电力系统中将会引起运行状态上的变化，从而产生了系统局部性过高电压，最终将会导致电力
系统整体患病到损害。而内部过电压还可以分为两种：一种是暂态过电压；而另一种是操作过电压，它是由于电力系统中操作故障所引起的，最大的特点是随机性较大；而大气过电压可以分为侵入雷电波、直接雷击、感应雷击这三种过电压，并且该电压还具备冲击力量强、持续的时间短对系统的损害大等诸多优点。 2 过电压产生的缘由 2.1 操作过电压产生的缘由及解决措施 内部过电压中的操作过电压不仅具有随机性，还具有很高的频率振荡，并且衰减格外快速。其中，这种操作过电压产生的缘由有很多，其中包括了以下几点。 （1）切除空载电路的时候简洁产生过电压，这是由于由于在线路上残留的电压造成的。 （2）空载电路合闸上产生的过电压是由于在合闸的时候，突然发生了回路上的高频振荡而造成的。 其中，实行的解决措施有：使用灭弧力量强的高压断路器，而且要将电网中性点接地进行运行操作。 2.2 谐振过电压产生的缘由及解决措施 谐振过电压是由于在电网中，电容和电感元件的参数组合不合理而产生的，从而最终导致谐振的产生，这种过电压具有倍数高且持续时间长的特点。而引起谐振过电压产生的缘由有以下几种：（1）线性的谐振过电压，是由于谐振回路是由输电线路电感等一些不带铁芯的电感元件构成的。
变压器的过电压现象及其保护措施
变压器的过电压现象及其保护措施 1 问题提出 变压器运行时,假设电压超过其最大允许工作电压,称为变压器的过电压。过电压往往对变压器的绝缘有很大的危害,甚至使绝缘击穿。过电压分为操作过电压和大气过电压两种。输电线路直接遭雷击或雷云放电时,电磁场的剧烈变化所引起的过电压称为大气过电压;当变压器或线路上的开关合闸或拉闸操作时,因系统中电磁能量振荡和积聚而产生的过电压称为操作过电压。变压器的这两种过电压都是作用时间短促的瞬变过程。 操作过电压一般为额定电压的3.0～4.5倍,而大气过电压数值很高,可达额定电压的8～12倍,并且绕组中电压分布极不均匀,进线端头部分线匝承受的电压很高。因此,必须采取必要的措施,防止过电压的发生和进展有效的保护。 过电压在变压器中破坏绝缘有两种情况,一是将绕组与铁心(或油箱)之间的绝缘、高压绕组与低压绕组之间的绝缘(这些绝缘称为主绝缘)击穿;另一种是在同一绕组内将匝与匝之间或一段绕组与 另一段绕组之间的绝缘击穿。 由于过电压时间极短,电压从零上升到最大值再下降到零均 在极短的时间内完成,因此具有高频振荡的特性,其频率可达100kHz 以上。在正常运行时,电网的频率是50Hz,变压器的容抗很大,而感抗ωL很小,因此可以忽略电容的影响,电流完全从绕组内部流过。 2 原因分析
以下简单说明两种不同类型过电压产生的原因: (1)操作过电压 在一般的电网中,使用的绝大多数是降压变压器,下面以降压 变压器空载拉闸操作为例说明操作过电压产生的原因。 根据变压器参数的折算法可知,把二次侧(低压侧)电容折算 到一次侧(高压侧)时,电容折算值很小,因此二次侧电容的影响可以 略去不计。这就是说,空载时可以忽略二次侧的影响。就一次绕组来说,由于每单位长度上的对地电容CFe''是并联的,故对地总电容值为: CFe=ΣCFe'' 由于一次侧单位长度上的匝间电容Ct''是串联的,故其匝间总电容值为: Ct=1/(Σ1/Ct'') 在电力变压器中,通常CFe>>Ct,所以定性分析时,匝间电容的影响也 可略去不计。 空载变压器从电网上拉闸时,假设空载电流的瞬时值不等于 零而是某一数值Ia,这时相应的外施电压瞬时值为Ua。于是在拉闸操作瞬间,一次侧电感L1中储藏的磁场能量为1/2(L1Ia2),电容CFe上储藏的电场能量为1/2(CFeUa2)。由于这时变压器的电路是由电感L1和电容CFe并联的电路,故在拉闸操作瞬间,回路内将发生电磁振荡 过程。在振荡过程中,当某一瞬间电流等于零时,此时磁场能量全部转化为电场能量,由电容吸收,电容上的电压便升高到最大值Ucmax。 当拉闸操作电流和电容上的电压一定时,绕组的电感愈大,对
第九章 过电压及其防护措施自学指导书
第九章过电压及其防护措施 一、本章学习方法指导 通过本章学习，应了解电力系统过电压的基本概念和发电厂 变电所典型防雷方案的配置，熟悉大气过电压种类和形成过程，掌握过电压防护器具的工作原理和避雷针保护范围的计算方法。 二、过电压的基本知识 电力系统过电压的分类 电力系统过电压可分大气过电压和内过电压两类。大气过电 压是由大气中雷云引起的过电压，有直接雷击过电压、感应雷击 过电压和反击雷雷击过电压。内过电压是电力系统内部能量的传 递或转化而引起的过电压，过电压幅值与电网额定电压有直接关系。常见的内过电压有操作过电压、谐振过电压和谐振过电压。 2.雷击的危害 (1)雷击时产生很高电的电压，危害电气设备和电力系统安全； (2)雷击时产生很高大的雷电流，在放电通道上产生弧光与高温，损坏设备或造成火灾； (3)雷击时造成人员或牲畜伤亡。 3.电力系统过电压的基本概念 (1)行波。沿导线传播的电压波、电流波统称为行波，其实质 是电磁能量沿导线传播。 (2)波速。行波在架空线路与电缆线路中的传播速度不同。架 空线路的波速υ=3⨯108 m/s，即行波在架空线路中以光速传播。
(3)波阻抗。在波动过程中，把单方向的电压波与电流波之 比定义为波阻抗Z。 / L0 Z= / ── √C0 波阻抗与线路长度无关，只与线路的特性有关。对架空线路而言，220kV及其以下线路的波阻抗为400Ω;330kV线路的波阻抗为310Ω;500kV线路的波阻抗为280Ω。 (4)行波的折射与反射。行波在波阻抗不同的线路的传播速度不同，在分析过电压时遇到波阻抗不同的元件连接，例如架空线路与电缆线路的连接、母线与变压器连接等情况。将不同波阻抗元件的连接点称为结点。两个不同波阻抗的线路连接点为结点。线路1、2的波阻抗分别为Z1、Z2。当行波沿线路波阻抗为Z1向线路波阻抗为Z2传播时，结点前后都必须保持单位长度导线的电场能量与磁场能量总合相等；由于Z1≠Z2，故行波到达A点时必然要发生电压、电流的变化，即结点A 处要发生行波的折射与反射。 假设雷电波u1、i1沿线路1向线路2传播，常称u1、i1为入射波。当入射波到达结点A时，通过结点A之后在线路2上的前行波u2、i2是入射波经结点A折射产生的，称为折射波；而在线路1上的反行波u f、i f是入射波经结点A反射产生的，称为反射波。