电力系统过电压及其防护

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。

/ L0Z= / ──√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。

电力系统过电压及其防护摘要：在电力系统运行中，由于种种原因，系统中某部分的电压可能升高，其数值大大超过设备的正常运行电压，这种现象称为过电压。

其后果是设备绝缘损坏，造成长时间的停电，危及人身及财物安全。

所以要加以对电力系统过电压及防护。

关键词：电力系统；内部过压；雷电过压一.电力系统过电压的概念通常情况下，电力系统处于正常的工作状态，系统的运行也正常，此时电气设备在额定的电压之下处于绝缘的状态，而一旦遭遇雷击或者由于操作不当、仪器发生故障或者参数配置不合理等原因，造成系统中的某区域的的局部电压升高而超出设备正常的运行范围称之为过电压。

这种过电压一般可以分为内部和大气这两种过电压，前者发生的原因主要是拉闸、合闸的操作，接地或者断线的事故以及其他的一些不可预料的细节问题，这些小问题可能引起电力系统的状态突然发生变化从而产生局部过高电压，造成整体系统的危害，内部过电压发生的跟本原因还是由于系统内的电磁能集聚和振荡所引的。

通常将系统内部的过电压划分为：暂态的过电压和操作过电压。

顾名思义发，操作过电压就是由于系统的操作故障或者失误时所引发的，主要的特点就是随机性较大。

后者的大气过电压通常被划分为感应雷击、直接雷以及侵入雷电波这三种过电压，这种过电压的特点就是持续的时间非常短，但是其冲击的能力非常强，对系统的伤害也比较大，破坏程度的强弱跟雷电活动的强度有非常紧密的关系，而与设备的电压等级关系不大，在220KV之下电气系统的整体绝缘水平主要是由防止大气的过电压所决定的。

二、内部电力系统过电压1.操作过电压内部过电压中操作过电压具有很大的随机性，这种情况的过电压在最糟糕的情况下其倍数相对较高，330Kv以及这之上的超高压的系统绝缘水平是由操作过电压决定的，其除了具有随机性的特点之外，还具有较高的幅值和高频的振荡，另外就是衰减较为迅速。

这种操作过电压产生的原因有很多，其中主要的包括了：第一，在将空载电路切除的过程中容易产生过电压，此时产生的原因主要是由于电弧的重燃和在线路上的残留的电压；第二，发生在空载电路合闸上的过电压主要是由于在合闸的过程中，由于瞬间的暂态中发生了回路上的高频振荡；第三，如果电网中的中性点没有接地，而恰巧单相金属接地的情况发生了，那么将会使得正常相的电压达到线电压。

电力系统过电压分析及预防尹世耀发布时间：2023-05-15T10:19:52.913Z 来源：《中国科技信息》2023年5期作者：尹世耀[导读] 电力系统的电气设备在运行中除了承受工作电压外，还会遭到过电压的作用和侵害。

作用于电力系统的过电压，由于过电压的存在，它将使电力系统运行的电气设备绝缘受损戴卡优艾希杰渤铝（天津）精密铝业有限公司天津市前言：电力系统的电气设备在运行中除了承受工作电压外，还会遭到过电压的作用和侵害。

作用于电力系统的过电压，由于过电压的存在，它将使电力系统运行的电气设备绝缘受损，设备寿命缩短，甚至造成停电事故，损毁电力设施，因此必须采取各种措施来限。

按其起因及持续时间，可分为两大类型，一种为雷电过电压，另一种为内部过电压。

在电力系统中，由于断路器操作、故障或其他原因，使系统参数发生变化，引起系统内部电磁能量的振荡转化或传递所造成的电压升高，称为电力系统内部过电压。

1.电力系统的过电压分类电气设备在正常运行时,其绝缘承受电网工作电压。

由于某种原因,如因运行操作、雷击和故障等原因,使电气设备上出现峰值电压超过系统正常运行的最高峰值电压称为过电压。

根据产生过电压的来源,一般分为内部过电压和外部过电压两种。

(1)内部过电压内部过电压是由于电力系统中磁能与电能间的转换,或能量通过电容的传递,以及线路参数选择不当,引起电力系统的状态突然从一种稳态转变为另一种稳态的过渡过程中产生的过电压。

这种过电压是由于系统内部原因而造成并且能量又来自电网本身所以叫内部过电压。

1>内部过电压又可分为操作过电压、谐振过电压和工频过电压。

如操作断路器,切断或合上空载变压器、空载线路则会产生操作过电压。

2>电力系统发生单相接地故障,则会产生谐振过电压。

又如电力系统因事故断线,则有可能产生工频过电压。

(2)外部过电压外部过电压是由于雷击电气设备产生的,又被称为大气过电压或雷电过电压。

此过电压能量来自电网外部的冲击波影响,所以称外部过电压。

电力系统电压及其防护试卷及答案解析一、单选题1、大气过电压是指由(A)引起的过电压。

(2分)A:导线发热B:大气放电C:短路故障D:雷电2、输电线路末架设避雷线的情况下，雷击线路的部位有导线和(A)。

____(2分)A:整个杆塔B:塔底C:塔中D:塔顶3、波过程是()电路的过渡过程。

____(2分)A:其他都不是B:集中参数C:分布参数和集中参数D:分布参数4、操作过电压是指频率为50HZ,一般持续时间在()以内的过电压。

____(2分)A:0.15B:0.1C:0.20D:0.055、要增大输送功率或增加传输距离，需要()输电电压。

____(2分)A:增大B:减少C:无关D:不变6、带电质点的复合率与正，负电荷的浓度有关，浓度越大则复合率()(2分)A:越小B:越大C:先增大后减小D:先减小后增大7、50%放电电压是指一定距离的球间隙，一定电压作用下球间隙的放电____(2分)A:50%B:70%C:60%D:80%8、气体介质的介电常数比固体介质()。

(2分)A:与环境有关B:高C:低D:无法比较9、介质老化的主要原因是(___(2分)A:局部放电B:材料老化C:损耗D:氧化10、导线出现电晕后，对地电容()(2分)A:增大B:减少C:不变D:无法确定11、电离是指电子脱离原子核的束缚而形成自由电子和(A)的过程。

(2分) A:离子B:正离子C:质子D:负离子12、大气中间隙的放电电压随空气密度的增大而()。

(2分)A:不变B:增大C:减小13、绝缘的温度越高，电介质的老化越()。

(2分)A:慢B:无关C:快D:先慢后快14、避雷器距变压器有一定的电气距离时，变压器上的电压为振荡电压，(2分) A:变压器冲击耐受电压B:避雷器残压C:避雷器冲击放电电压D:变压器工作电压15、带电质点的扩散是由于质点的()造成的。

____(2分)A:运动B:热运动C:扩散D:对流16、我国现阶段发电以()为主。

电力系统通信站过电压防护规程
1. 基本要求
(1) 通信站的过电压防护必须按照国家及地方有关规定和标准执行。

(2) 通信站的直接接地电位应小于或等于额定电压。

(3) 建筑物及周围场地应有良好的接地装置和接地网。

(4) 设备必须可靠运行，在特殊环境中能正常工作。

2. 过电压防护
(1) 在高雷电活动区域应使用避雷针等避雷设备。

(2) 采用合适的避雷器，过电压保护器等防护设备。

(3) 对于高压直流输电线路附近的通信站，应采取特殊的过电压防护措施。

(4) 在通信站的电力系统中加装熔断器、断路器、继电器等保护装置。

(5) 充分利用仪表设备的监控功能，对过电压进行实时监测。

3. 安全检查
(1) 定期检查避雷器、过电压保护器、熔断器、断路器、继电器等保护装置的性能和状况。

(2) 定期检查设备接地的情况，保证接地电阻符合要求。

(3) 在雷雨天气和发生地震等突发事件时，要及时检查通信站电力系统的安全情况。

以上是电力系统通信站过电压防护规程的基本要求和措施。

在实际应用中，还需要根据具体情况进行针对性的改进和完善。

供配电系统过电压的危害及防范措施摘要：供配电系统作为电力系统中的重要组成部分，其日常运行过程中，经常会受到内外部的电压的袭击，进而导致供配电系统出现过电压现象。

过电压现象通常都是瞬时的，但是会对电器产生严重损害。

偶尔一次的过电压，对电器设备的损害较小，但是会损害电器的绝缘设备，这样供配电系统就无法承受下一次的过电压现象。

因此，文章重点就供配电系统过电压的危害及防范措施展开分析。

关键词：供配电系统；过电压；危害；防范措施供配电系统由变压器、电动机、电缆和断路器组成。

在日常工作中，这些设备会受到各种因素的影响，导致电气设备出现过电压现象，为了更好的保证电气设备和保护装置的安全运行，一定要了解过电压的原因，这样才能采取有效的预防措施。

1供配电系统过电压现象分析1.1雷电过电压雷电过电压是由直接雷电或感应活动在云层中引起的，所以又称外部过电压或大气过电压，室外配电装置总变电站和总变电站引入的外部架空线路都可能遭受直接雷电，国内实际监测结果表明，对于电缆线路、变电站和涉及的电气设备，雷电过电压持续时间很短，只有十几微秒，其主要形式是相对过电压，其峰值电压在额定电压的6倍以上。

1.2操作过电压操作过电压是由节流、重燃和三相断路器同时短路引起的一类过电压。

其主要形式是相间过电压。

一般情况下，电压最高可达3.5倍，电流最宽波形不高于5ms，电压低于其他过电压，操作过电压不会造成设备损坏。

1.3电弧接地过电压电弧接地过电压会对人身安全和国家财产造成很大的危害和损失，主要是由于中性点不接地系统产生单相间歇接地的“熄弧—重燃”接地，造成高频振荡，在此过程中形成间歇电弧接地过电压。

这种过电压的持续时间可以达到十分钟以上，而且它的覆盖范围很广。

如果整个电网存在绝缘弱点，则会在该绝缘弱点处产生绝缘火花或直接击穿。

1.4配变高压绕组接地谐振过电压三相配变高压绕组接地共振，主要是因为三相配电网中的接地故障，致使接地或高压保险丝熔化而发生共振。

电力系统内部过电压及防护措施分析【摘要】在电力设备正常运行过程中，有时即使无雷电等外部侵入也会出现损坏的事故。

通常将电网内部原因造成的过电压称为内部过电压，其对电网系统有着直接而有效的影响。

本文将对电力系统内部过电压进行分析，并且提出切实可行的防护措施。

【关键词】电力系统；过电压；防护措施；分析引言在电力系统中，其运行的可靠性与过电压大小有着不可分割的关系。

过电压可以分为稳态过电压与暂态过电压两种。

内部过电压能量大部分来自于电网自身，并且在额定电压基础之上而产生的，因此，其幅值一般和额定电压的大小成正相关，并且具备统计的性质。

1 暂时过电压种类1.1 由接地故障而导致的过电压在电力系统中，故障时有发生，发射管单相接地故障次数相对较多，并且其伴随着系统电压等级增大而不断增加。

当发生故障为单相接地故障时，以故障点为作为等效点系统等值正序、负序阻抗为：Z1=Z2=JX1，零序限抗为：ZO=JX0，等值电动势为E，A相接地时，B、C两正常相的过电压UB、UC可按照下式进行计算：因为避雷器并不具有保护单相接地时增大单相电压的功能，但是在实际运行过程中，发生单相故障的次数却最多，所以即使产生单相接地故障时正常相过电压尚未达到，然而在实际操作中防护内部过电压常常是用单相接地时正常相工频过电压的值来选择合适的避雷器灭弧电压，并且对于中性点非接地系统来说，因为X0/X11/ωC时，才会引起电压升高导致铁磁谐振，铁磁谐振之后会导致电流反响，极易引起电机反转的故障。

一般情况下，可以采取相应的措施来破坏谐振的条件，例如：减小电抗、增加电阻或者使用消谐器等等。

2 暂态过电压防护措施2.1 间歇性电弧接地过电压间歇性电弧接地过电压一般都是发生在中性点不接地系统之中，因为此类系统具备发生单相接地仍然能持续工作两小时的特征，所以其中电弧可能发生多次充入，使得线路中负荷进行多次重新分配，引起中性点电压上升，最终导致过电压。

虽然此种过电压的幅值相对较小，只为额定电压的3倍左右，然而由于其持续的时间比较长，并且范围相对比较广，将对弱绝缘设备造成严重影响，应该采取相应措施来避免。