过电压产生的危害及防止措施

编号：

中国农业大学现代远程教育

毕业论文（设计）

论文题目：过电压产生的危害及防止措施

学生

指导教师

专业

层次

批次

学号

学习中心

工作单位

年月

中国农业大学网络教育学院制

目录

摘要 (3)

前言 (4)

1过电压的基本概念 (4)

1．1过电压的定义 (4)

1．2过电压的分类 (4)

2过电压的危害 (5)

2．1雷击过电压的危害 (5)

2．2操作过电压的危害 (6)

2．3暂态过电压 (7)

3过电压的防止措施 (8)

3．1变电站倒闸操作 (8)

3.1.1切断空载线路过电压 (8)

3.1.2切断空载变压器的过电压 (9)

3.1.3电弧接地过电压 (10)

3.1.4铁磁谐振过电压 (11)

3.1.5电磁式电压互感器饱和过电压 (11)

3．2雷电 (12)

4过电压保护设备及其保护原理、作用 (13)

4．1避雷器 (13)

4．2避雷针 (14)

4．3避雷线 (14)

4．4放电间隙 (15)

结束语 (15)

参考文献 (15)

电力系统过电压是危害电力系统安全运行的主要因素之一，过电压一旦发生，往往造成电气设备损坏和大面积停电事故。过电压来自两个方面，一种是遭受雷击产生的外部过电压，另一种是操作和事故时引起的内部过电压，主要是操作过电压。过电压的数值与电力网和结构、系统容量及参数、中性点接地方式、断路器性能等有关。通常采用避雷器、避雷针、避雷线等方法限制外部过电压。而对于内部过电压，针对操作中产生过电压的形式可采取不同的控制措施，如对于谐振过电压，可采用并联电阻或改变系统运行参数的方法加以限制，对于电弧接地过电压，则产用将系统中性点直接接地的方法等，以达到保证设备安全、系统安全、人员安全的目的。

关键词：过电压危害防止限制

本系统拥有近二十座110kV、35 kV微机综合自动化变电站，吸收xxx、xxx、xxx三个大型发电厂及若干小电厂的电能向xx区供电，并通过重庆xxx变电站同国网相联，是一个具有较高综合自动化水平的大中型电网。但设备多，接线复杂，且各变电站的设备型号不一，如果发生过电压必将引起电网绝缘溥弱环节击穿，引发严重的电气事故。因此，必须，采取防护措施。本系统采用性能优良的避雷器、选用灭弧能力强的高压为路器，提高断路器动作的同期性，在断路器断口加装并联电阻、使电网中性点直接接地运行等方法对过电压加以限制。

1过电压的基本概念

电力系统中的各种设备在运行过程中，除了受到长期的工作电压的作用（要求它能长期耐受、不损坏、也不会迅速老化）外，还会受到比工作电压高得多的过电压的短时作用。

1．1过电压的定义

电力系统正常运行时，电气设备的绝缘处于电网的额定电压下，但是，由于雷电、操作、故障或参数配合不当等原因，会使电力系统中某些部分的电压突然升高，成倍地超过其额定电压，此种电压升高的即称为过电压。

1．2过电压的分类

过电压总体上可以分为外部过电压（又称为大气过电压）和内部过电压。

大气过电压是由直击雷引起的，特点是持续时间短暂，冲击性强，与雷电活动强度直接相关，而与设备电压等级无关。它根据雷击的位置不同分为直击雷过电压、感应雷过电压侵入波过电压。

直击雷过电压。是雷电放电进，直接击在输电线路、杆塔或建筑物。大量雷电流通过被击中物体，经被击中物体的阻抗接地，在阻抗上产生电压降，使被击点出现很高的电位。损坏电气设备或送电线路的绝缘。变电站和送电线路通常采用避雷针、避雷线作为直击雷保护。

感应雷过电压。雷雨季节空工出现雷云进，雷云带有电荷，对地及地面上的一些导电物体都会有静电感应，地面和附近输电线路都会感应出异种电荷，当雷云对地面或其他物体放

电时，雷云的电荷迅速流动地中，输电线上的感应电荷不再受束缚而迅速流动，电荷的迅速流动产生感应雷电波，其电压也很高，其幅值可达500~600Kv，它对电气设备绝缘的破坏性很大。这种情况下产生的就是感应雷过电压，感应过电压对35 kV以下的送电线路和电气设备威胁很大，常因感应雷而引起事故。根据多年运行经验，变电所避雷针遭受直击雷时，附近三相母线将产生感应过电压，使35 kV的绝缘子和10 kV的绝缘子闪络引起事故的情况偶有发生，特别是配电系统由于感应过电压引起的事故是较多的，因此，对感应过电压的危害也应引起足够的重视。

内部过电压是由于操作（合闸、拉闸）、事故、（接地、断线等）或其他原因，引起电力系统的状态发生突然变化，出现从一种稳定状态转谈为另一种稳定状态的过程，在这个过程中可能产生对系统有威胁的过电压。这些过电压是系统内部电磁能的振荡和积聚所引起的，所以叫内部过电压。内部过电压可分为操作过电压和谐振过电压。操作过电压出现在系统操作或故障情况下。谐振过电压是由于电力网中的电容元件和电感元件（特别是带铁芯的电感元件）参数的不利组合谐振而产生的。其中操作过电压还可细分为切除空载线路引起的过电压、空载线路合闸引起过电压、系统解列过电压以及电弧接地过压物切除空载变压器的过电压。谐振过电压也可进一步细分为工频过电压（由长线电容效应、不对称接地故障、甩负荷引起）和谐振过电压（包括线性谐振、铁磁谐振和参数谐振）等。

内部过电压其幅值可达3~4倍相电压，常常会造成电气设备的损坏，引起事故。因此必须采取相应的措施限制内部过电压的幅值，以保证电力系统安全运行。

2过电压的危害

2．1雷击过电压的危害

雷击过电压引起暂态高电压或过电压常常通过网络线路藕合或转移到网络设备上，造成设备损坏。对于中性点不接地的分级绝缘变压器，当雷电波从线路侵入变电站到达变压器中性点、系统单相接地、非全相运行、特别是变压器励磁电感与线路电容谐振时，会产生较高的雷电过电压或工频过电压，对分级绝缘变压器中性构成威胁，甚至使绝缘损坏。

特别地，雷电放电所产生的雷电流高达数十、甚至数百千安，它将引起巨大的电磁效应、机械效应和热效应。从电力工程的角度来看，最值得我们注意的有两个方面：首先，雷电放电在电国系统中引起很高的雷电过电压（亦称为大气过电压），它是造成电力系统绝缘故障