电力系统过电压保护培训课件
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《过电压保护》PPT课件
特点:过电压持续时间较长，频率低 . 会引起电压互感器损坏和阀型避雷器爆炸。 防止措施 :电压互感器组采用V/V接线
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8
3．操作过电压
操作过电压是指电力系统中由于操作或事 故，使设备运行状态发生改变,引起振荡， 从而产生过电压。
例: 切、合高压空载长线路 （空载变压器、 电容器、高压电动机）
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20
1.掌握继电保护基本要求。
2.掌握变压器（线路、高压电动机、电力电 容器）保护的配置及作用、保护原理。
3.掌握自动重合闸的作用、装置及要求。
4.掌握备用电源自动投入装置的作用、及基 本要求。
5.掌握变电站的操作电源（直流、交流）。
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21
第一节 继电保护任务及基本要求
雷电过电压
内部过电压
工频过电压和谐振过电压 称为暂时过电压
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4
三.雷电过电压
1． 形成： 雷电是带电荷的云所引起的放电现象。（一般情 况负电荷的雷云较多）
2. 雷云对地放电大多数要重复2-3次 第一次主放电电流最大，时间很短，只有 50-100μS 余 辉放电电流很小，时间较长。
3. 直接雷击过电压
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9
开关设备的灭弧能力特别强 引发截流过电 压。开断空载变压器和开断高压电动机都 有可能出现强制灭弧（截流）过电压。
在中性点不接地系统中发生单相不稳定电 弧接地时，可能产生过电压，一般把这种 过电压称为电弧接地过电压。
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10
第二节 直接雷击过电压保护
为防止直接雷击电力设备，一般采用避雷 针或避雷线。 一.单支避雷针的保护范围 例：某避雷针高20m，则该避雷针在8m的高 度的保护半径为（ ）
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8
3．操作过电压
操作过电压是指电力系统中由于操作或事 故，使设备运行状态发生改变,引起振荡， 从而产生过电压。
例: 切、合高压空载长线路 （空载变压器、 电容器、高压电动机）
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20
1.掌握继电保护基本要求。
2.掌握变压器（线路、高压电动机、电力电 容器）保护的配置及作用、保护原理。
3.掌握自动重合闸的作用、装置及要求。
4.掌握备用电源自动投入装置的作用、及基 本要求。
5.掌握变电站的操作电源（直流、交流）。
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21
第一节 继电保护任务及基本要求
雷电过电压
内部过电压
工频过电压和谐振过电压 称为暂时过电压
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4
三.雷电过电压
1． 形成： 雷电是带电荷的云所引起的放电现象。（一般情 况负电荷的雷云较多）
2. 雷云对地放电大多数要重复2-3次 第一次主放电电流最大，时间很短，只有 50-100μS 余 辉放电电流很小，时间较长。
3. 直接雷击过电压
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9
开关设备的灭弧能力特别强 引发截流过电 压。开断空载变压器和开断高压电动机都 有可能出现强制灭弧（截流）过电压。
在中性点不接地系统中发生单相不稳定电 弧接地时，可能产生过电压，一般把这种 过电压称为电弧接地过电压。
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第二节 直接雷击过电压保护
为防止直接雷击电力设备，一般采用避雷 针或避雷线。 一.单支避雷针的保护范围 例：某避雷针高20m，则该避雷针在8m的高 度的保护半径为（ ）
电力系统过电压介绍课件 (一)
电力系统过电压介绍课件 (一)
电力系统过电压介绍课件是一种通过教学手段来引导学生了解电力系统中存在的过电压问题。
通过对过电压的定义、产生原因、危害以及防护措施等方面的讲解，让学生对于过电压有一个清晰的认识，从而在实际的工作中能够避免和解决过电压问题。
一、过电压的定义
过电压指的是电力系统中出现的瞬时或持续的电压异常高于给定水平的现象。
这种电压的异常可以是由于系统突然发生的负荷变化、电力故障或是环境因素导致的。
二、过电压的产生原因
1.负载变化
2.电气设备的故障
3.除雷器的失效
三、过电压的危害
1.对电力设备造成的破坏
2.对用电设备造成的伤害
3.可能引发人身安全问题
四、防护措施
1.过电压保护器
2.定期检查和维护设备
3.合理使用电力设备
4.采用可靠的除雷器
综上所述，电力系统过电压介绍课件的重要性不言而喻。
只有通过教
育手段来引导人们认识和理解过电压的危害，以及采取科学合理的防
护措施，才能有效地保障电力系统的稳定运行和人们的生命财产安全。
电力系统过电压保护培训教材
x≥h/2， rx=0.47(h-hx)p ▪ 当hx＜h/2， rx=(h-1.53hx)p
2021/7/1
15
▪ 五、两根避雷线保护范围
两避雷线间各横截面的保护范围，由通过两避雷线 顶点1、2及保护范围边缘最低点0的圆弧确定，0点 高度的计算式为
h0=h-D/4P
过电压：电力系统中危及绝缘的电压升高。 危害：造成人员伤亡、线路或设备绝缘击穿损
坏，不仅中断供电，甚至引起火灾等。
2021/7/1
3
二、过电压分类
直接雷击过电压
雷电反击过电压
雷电过电压 感应雷过电压
雷电侵入波过电压
过电压
工频过电压 线性谐振过电压
谐振过电压 非线性谐振过电压
内部过电压
参数谐振过电压
2021/7/1
5
三、雷电过电压 1、雷云形成 雷电是带电荷的云
所引起的放电现象
2、雷电放电
放电分三步：先导放电、主放电、余辉放电。
雷电流可达几千安甚至几十、上百千安,电压可达千 万伏至上亿伏.
2021/7/1
6
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7
3、直接雷击过电压
雷云直接对电器设备或电力线路放电，雷电流流过这些设
2021/7/1
12
二、两支等高避雷针保护范围
▪ 两针间的保护范围应按通过两针顶点及保护范围上部边缘 最低点的圆弧来确定，点的高度按下式计算：
▪ h0=h-D/7p
▪ 水平面上保护范围的一侧宽度可按下式计算，
2021/7b/1x=1.5(h0-hx)
13
▪ 三、多支避雷针保护范围
2021/7/1
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第四节 过电压保护设备
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▪ 五、两根避雷线保护范围
两避雷线间各横截面的保护范围，由通过两避雷线 顶点1、2及保护范围边缘最低点0的圆弧确定，0点 高度的计算式为
h0=h-D/4P
过电压：电力系统中危及绝缘的电压升高。 危害：造成人员伤亡、线路或设备绝缘击穿损
坏，不仅中断供电，甚至引起火灾等。
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3
二、过电压分类
直接雷击过电压
雷电反击过电压
雷电过电压 感应雷过电压
雷电侵入波过电压
过电压
工频过电压 线性谐振过电压
谐振过电压 非线性谐振过电压
内部过电压
参数谐振过电压
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5
三、雷电过电压 1、雷云形成 雷电是带电荷的云
所引起的放电现象
2、雷电放电
放电分三步：先导放电、主放电、余辉放电。
雷电流可达几千安甚至几十、上百千安,电压可达千 万伏至上亿伏.
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3、直接雷击过电压
雷云直接对电器设备或电力线路放电，雷电流流过这些设
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二、两支等高避雷针保护范围
▪ 两针间的保护范围应按通过两针顶点及保护范围上部边缘 最低点的圆弧来确定，点的高度按下式计算：
▪ h0=h-D/7p
▪ 水平面上保护范围的一侧宽度可按下式计算，
2021/7b/1x=1.5(h0-hx)
13
▪ 三、多支避雷针保护范围
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第四节 过电压保护设备
过电压保护ppt课件
想； 间隙动作后会形成截波； 熄弧能力低
3.阀式避雷器 (1).普通型阀式避雷器
a.结构与元件的作用：
火花间隙：
作用原理：
根据火花间隙的结构，使间隙的放电时间 缩短，由于其伏秒特性曲线平缓，放电分散性 也较小，由于火花间隙由若干个小间隙组合串 联，易于切断工频续流，且不易重燃。
具有分路电阻的火花间隙：
1.保护间隙
作用原理： 当雷电侵入波要危及它所
保护的电气设备的绝缘时， 间隙首先击穿，工作母线 接地，避免了被保护设备 上的电压升高，从而保 护了设备。
6KV和10KV保护间隙，主间隙分别不小于15mm和25mm 辅助间隙不小于10mm。
优缺点：
优点： 结构简单、制造方便 缺点： 伏秒特性曲线比较陡，绝缘配合不理
优缺点
熄弧能力比保护间隙要强，但伏秒特 性较陡且放电分散性大，且会形成截波， 并受大气条件影响较大，所只用在线路 保护和变电所进线段保护
5.金属氧化物（氧化锌）避雷器
(1)、工作原理
正常运行时，在工频电压下氧化物 电阻片具有极高阻值，呈绝缘状态；当 出现过电压时，阀片呈低阻状态，泄放 电流，避雷器两端维持较低的残压，保 护电气设备不受损坏。过电压过后，立 即恢复高电阻值，继续保持绝缘。金属 氧化物避雷器不需要设置火花间隙，也 不需要进行灭弧。
第二节 直接雷击过电压
一.避雷针和避雷线
1.保护作用的原理
能使雷云电场发生突变，使雷电先导的发展沿 着避雷针的方向发展，直击于其上，雷电流通 过避雷针（线）及接地装置泄入大地而防止避 雷针（线）周围的设备受到雷击
独立避雷针
构架避雷针
消雷器
2.保护范围
(1).单支避雷针
hx
h 2
3.阀式避雷器 (1).普通型阀式避雷器
a.结构与元件的作用：
火花间隙：
作用原理：
根据火花间隙的结构，使间隙的放电时间 缩短，由于其伏秒特性曲线平缓，放电分散性 也较小，由于火花间隙由若干个小间隙组合串 联，易于切断工频续流，且不易重燃。
具有分路电阻的火花间隙：
1.保护间隙
作用原理： 当雷电侵入波要危及它所
保护的电气设备的绝缘时， 间隙首先击穿，工作母线 接地，避免了被保护设备 上的电压升高，从而保 护了设备。
6KV和10KV保护间隙，主间隙分别不小于15mm和25mm 辅助间隙不小于10mm。
优缺点：
优点： 结构简单、制造方便 缺点： 伏秒特性曲线比较陡，绝缘配合不理
优缺点
熄弧能力比保护间隙要强，但伏秒特 性较陡且放电分散性大，且会形成截波， 并受大气条件影响较大，所只用在线路 保护和变电所进线段保护
5.金属氧化物（氧化锌）避雷器
(1)、工作原理
正常运行时，在工频电压下氧化物 电阻片具有极高阻值，呈绝缘状态；当 出现过电压时，阀片呈低阻状态，泄放 电流，避雷器两端维持较低的残压，保 护电气设备不受损坏。过电压过后，立 即恢复高电阻值，继续保持绝缘。金属 氧化物避雷器不需要设置火花间隙，也 不需要进行灭弧。
第二节 直接雷击过电压
一.避雷针和避雷线
1.保护作用的原理
能使雷云电场发生突变，使雷电先导的发展沿 着避雷针的方向发展，直击于其上，雷电流通 过避雷针（线）及接地装置泄入大地而防止避 雷针（线）周围的设备受到雷击
独立避雷针
构架避雷针
消雷器
2.保护范围
(1).单支避雷针
hx
h 2
过电压保护 PPT
第三节
雷电侵入波防护
• 具体措施： • 对于3kV~ 10kV配电装置其进线防雷保护和母 线防雷保护的接线方式： • 35kV~110kV架空线路，如果未沿全线架设避雷 线，则应在变电所1km~2km的进线段架设避雷 线，其保护角不宜超过200，最大不应超过300。 • 35kV~110kV线路如果有电缆进线段，在电缆与 架空线的连接处应装设阀型避雷器，其接地端 应与电缆的金属外皮连接。
第三节
雷电侵入波防护
四、配电变压器防雷保护 • 3kV~10kV配电变压器装设阀式避雷器保 护。 • 35kV/0.4kV配电变压器其高低压侧均应 装设阀式避雷器保护，以防止低压侧雷 电侵入波击穿高压侧绝缘。
第四节
过电压保护设备
一、保护间隙 • 是由两个金属电极构成的较简单的防雷 设备。固定在绝缘子上的电极一端和带 电部分相连，另一个电极则通过辅助间 隙与接地装置相连接，辅助间隙的作用， 主要是防止主间隙因鸟类、树枝等造成 短路时，不致引起线路接地。 • 按结构的不同分为棒型、球型、角型等。
第五章 过电压保护
第一节
过电压概述
• 过电压及其危害 • 电力系统中这种危及绝缘的电压升高称 为过电压。 • 危害：雷击会造成人员伤亡；会造成电 力线路或电气设备绝缘损坏，中断供电， 甚至引起火灾；由于操作不当引起的内 部过电压会引起电气设备绝缘击穿损坏， 造成电力系统的极大破坏。
雷电 过电压
第一节
• 四、内部过电压
过电压概述
第一节
过电压概述
• 工频过电压的特点是持续时间可能较长， 但工频过电压数值并不很大，对电力系 统的正常绝缘危险不大。但是，如果在 发生其他内部过电压的时候，又存在工 频过电压，则过电压更为严重。
《电力系统过电压》课件
设备绝缘损坏
设备损坏
过电压可能导致设备绝缘层击穿，引 发短路或设备故障。
过高的过电压可能导致设备直接损坏 ，造成经济损失。
设备性能下降
过电压可能使设备性能参数发生变化 ，导致设备运行不稳定。
对系统的危害
系统稳定性受影响
过电压可能引起系统电压波动， 影响电力系统的稳定运行。
设备连锁跳闸
过电压可能导致连锁跳闸，影响整 个系统的供电可靠性。
案例二：某变电站操作过电压事故
总结词
操作过电压事故
案例分析
操作人员未按照规程进行操作 ，导致断路器断口电容放电， 产生过电压。
详细描述
某变电站在进行倒闸操作时， 因操作不当引发过电压事故。
解决方案
加强操作人员的培训和管理， 确保严格按照规程进行操作，
并定期检查和维护设备。
案例三：某输电线路内部过电压事故
调度管理
合理调度和管理电力系统的运行，避免因操作不当或调度失误引 起的过电压问题。
人员培训
培训计划
制定详细的培训计划，对电力系统的工作人员进行定期培训，提高 他们的技能和知识水平。
培训内容
培训内容应包括电力系统的基本知识、过电压的危害及预防措施、 应急处理等方面的知识和技能。
培训效果评估
对培训效果进行评估，及时发现并改进培训中的不足之处，确保工作 人员具备足够的技能和知识来应对过电压问题。
继电保护
02
继电保护是电力系统中的重要组成部分，当系统出现异常时，
继电保护能够迅速切断故障部分，防止过电压的扩大。
系统监控
03
通过实时监测系统的运行状态，可以及时发现和解决潜在的问
题，从而避免过电压的发生。
04
《电力系统过电压》课件
• 加强设备绝缘，防止 过电压产生。
系统规划
• 合理设计电力系统结 构和拓扑，减少电力 系统的脆弱性。
• 良好的接地系统可以 减缓过电压对系统的 影响。
实时监测
• 使用过电压监测技术 和设备，实时监测电 力系统的电压波动。
• 快速响应过电压事件， 采取相应的措施避免 损失。
过电压监测技术
电压测量
通过电压测量装置实时监测电 力系统的电压波动和过电压情 况。
由闪电、雷电或线路故障等外部因素引起的过电 压。
内部过电压
由电力设备故障或操作失误等内部因素引起的过 电压。
过电压的原因
1 自然灾害
闪电、雷击和地震等自然灾害是造成过电压的常见原因。
2 设备故障
电力设备故障或过载可能导致电力系统出现过电压情况。
3 操作失误
不正确的操作或维护程序可能导致电力系统受到过电压的影响。
过电压的危害
1
设备损坏
过电压可能导致设备烧毁、损坏或失效，给企业和个人带来巨大损失。
2
停电
过电压可能导致电力系统中断，造成停电和生产中断。
3
电击危险
过电压可能对人员安全构成威胁，导致电击事故发生。
过电压的防护
设备保护
• 安装保护装置，如避 雷器和过压保护器， 以降低过电压对设备
• 的定期影维响护。和检查设备， 确保其正常运行。
《电力系统过电压》PPT 课件
在这个PPT课件中，我们将深入探讨电力系统过电压的不同方面，包括定义、 类型、原因、危害、防护以及监测技术。让我们一起了解这个重要而有趣的 主题。
电力系统过电压的定义
什么是过电压？
过电压是指电力系统中超过额定电压的瞬时电压波动或持续时间较长的电压峰值。
系统规划
• 合理设计电力系统结 构和拓扑，减少电力 系统的脆弱性。
• 良好的接地系统可以 减缓过电压对系统的 影响。
实时监测
• 使用过电压监测技术 和设备，实时监测电 力系统的电压波动。
• 快速响应过电压事件， 采取相应的措施避免 损失。
过电压监测技术
电压测量
通过电压测量装置实时监测电 力系统的电压波动和过电压情 况。
由闪电、雷电或线路故障等外部因素引起的过电 压。
内部过电压
由电力设备故障或操作失误等内部因素引起的过 电压。
过电压的原因
1 自然灾害
闪电、雷击和地震等自然灾害是造成过电压的常见原因。
2 设备故障
电力设备故障或过载可能导致电力系统出现过电压情况。
3 操作失误
不正确的操作或维护程序可能导致电力系统受到过电压的影响。
过电压的危害
1
设备损坏
过电压可能导致设备烧毁、损坏或失效，给企业和个人带来巨大损失。
2
停电
过电压可能导致电力系统中断，造成停电和生产中断。
3
电击危险
过电压可能对人员安全构成威胁，导致电击事故发生。
过电压的防护
设备保护
• 安装保护装置，如避 雷器和过压保护器， 以降低过电压对设备
• 的定期影维响护。和检查设备， 确保其正常运行。
《电力系统过电压》PPT 课件
在这个PPT课件中，我们将深入探讨电力系统过电压的不同方面，包括定义、 类型、原因、危害、防护以及监测技术。让我们一起了解这个重要而有趣的 主题。
电力系统过电压的定义
什么是过电压？
过电压是指电力系统中超过额定电压的瞬时电压波动或持续时间较长的电压峰值。
5电力系统大气过电压及保护课件
IL 2I0
一般地区，雷电流幅值超过 I的概率可按下式计算
lgP IL 108
6、雷电流的波前时间、陡度及波长
➢雷电流的波前时间T1处于1～4µs的范围内，平均为 2.6µs。波长T2处于20～100µs的范围内，多数为50µs 左右。
➢我国防雷设计采用2.6/50µs的波形；在绝缘的冲击 高压试验中，标准雷电冲击电压的波形定为 1.2/50µs
电力系统的接地分为三类：
工作接地：根据系统正常运行要求设置。如三相系统的中 性点接地，其作用是稳定电网的对地电位，以降低电气设 备的绝缘水平。（0.5-10Ω） 保护接地：为保障人身安全而将电气设备金属外壳等接地， 它在故障条件下才发挥作用（1-10Ω） 防雷接地：用来将雷电流顺利泻入大地，以减小引起的过 电压（1-30Ω）
发电厂和变电站的防雷接地：根据安全和工作接
地要求敷设一个统一的接地网，然后再在避雷针 和避雷器下面增加接地体以满足防雷接地的要求。
小结
• 电力系统中广泛采用避雷针和避雷线作为直接雷击防 护装置。
• 保护间隙与被保护绝缘并联，它的击穿电压比后者低， 使过电压波被限制到保护间隙F的击穿电压Ub。
• 变电所的防雷保护主要依靠阀式避雷器。
研究表明：雷电放电的 先导通道具有分布参数 的特性，可认为它是一 个具有电感、电容等均 匀分布参数的导电通道， 称为雷电通道，其波阻 抗为Z0
雷电流波： i0 .L
彼德逊法则 2
iL2L 2i0
5.1.3 雷电参数
1、雷暴日及雷暴小时
• 为评价某地区雷电活动的强度，常用该地区多年统 计所得到的平均出现雷暴日或雷暴小时来估计的
避雷针保护范围
rx(hh x)P (h xh 2)
rx(1 .5 h2h x)P (h xh 2)
一般地区，雷电流幅值超过 I的概率可按下式计算
lgP IL 108
6、雷电流的波前时间、陡度及波长
➢雷电流的波前时间T1处于1～4µs的范围内，平均为 2.6µs。波长T2处于20～100µs的范围内，多数为50µs 左右。
➢我国防雷设计采用2.6/50µs的波形；在绝缘的冲击 高压试验中，标准雷电冲击电压的波形定为 1.2/50µs
电力系统的接地分为三类：
工作接地：根据系统正常运行要求设置。如三相系统的中 性点接地，其作用是稳定电网的对地电位，以降低电气设 备的绝缘水平。（0.5-10Ω） 保护接地：为保障人身安全而将电气设备金属外壳等接地， 它在故障条件下才发挥作用（1-10Ω） 防雷接地：用来将雷电流顺利泻入大地，以减小引起的过 电压（1-30Ω）
发电厂和变电站的防雷接地：根据安全和工作接
地要求敷设一个统一的接地网，然后再在避雷针 和避雷器下面增加接地体以满足防雷接地的要求。
小结
• 电力系统中广泛采用避雷针和避雷线作为直接雷击防 护装置。
• 保护间隙与被保护绝缘并联，它的击穿电压比后者低， 使过电压波被限制到保护间隙F的击穿电压Ub。
• 变电所的防雷保护主要依靠阀式避雷器。
研究表明：雷电放电的 先导通道具有分布参数 的特性，可认为它是一 个具有电感、电容等均 匀分布参数的导电通道， 称为雷电通道，其波阻 抗为Z0
雷电流波： i0 .L
彼德逊法则 2
iL2L 2i0
5.1.3 雷电参数
1、雷暴日及雷暴小时
• 为评价某地区雷电活动的强度，常用该地区多年统 计所得到的平均出现雷暴日或雷暴小时来估计的
避雷针保护范围
rx(hh x)P (h xh 2)
rx(1 .5 h2h x)P (h xh 2)
《电力系统过电压》PPT课件
一、谐振过电压的类型
❖（1）线形谐振过电压 ❖（2）参数谐振过电压 ❖（3）铁磁谐振过电压
二、铁磁谐振过电压
E～
UL
L I
C UC
特点：
产生串联铁磁谐振的必要条件是： 电感和电容的伏安特性必须相交， 铁磁元件的非线性是产生铁磁谐 振的根本原因。
第三节 切断空载 线路过电压
l
～
z
QF
-Uφ
(a)
❖ 通常“云—地”之间的线状雷电在开始时往往 是一微弱发光的通道从雷云向地面伸展，它以 逐级推进的方式向下发展，每级长度约 25~50m，每级的伸展速度约104 km/s，平均 发展速度只有100~800km/s这种预放电称为先 导放电。
❖ 当先导放电接近地面时，地面上一些高耸的物 体因周围电场强度达到了能使空气电离程度， 会发出向上的迎面先导，当它与下行先导相遇 时，就出现了强烈的电荷中和过程，出现极大 的电流，这就是雷电的主放电阶段，伴随着雷 鸣和闪光。这段时间极短，只有50~100 μs， 它是沿着负的下行先导通道，由下而上逆向发 展的，亦称“回击” 。
第五节 切除空载变压器过电压
一、发展过程
电弧
u～
i=iL+iC ≈iL
iL
iC
LT
CT
切除空载变压器等值电路
产生原因：
流过电感的电流在到达自然零 值之前就被断路器强行切断，从而 迫使储存在电感中的磁场能量转为 电场能量而导致电压的升高。
二、影响因素与限制措施
❖影响因素 ❖ （1）断路器性能 ❖灭弧能力越强的断路器，其
• 电机绝缘的冲击耐压水平与保护它的避 雷器的保护水平相差不多、裕度很小。
• 发电机绕组的匝间电容很小和不连续， 迫使过电压进入电机绕组后只能沿着绕 组导体传播，而它的每匝绕组的长度又
❖（1）线形谐振过电压 ❖（2）参数谐振过电压 ❖（3）铁磁谐振过电压
二、铁磁谐振过电压
E～
UL
L I
C UC
特点：
产生串联铁磁谐振的必要条件是： 电感和电容的伏安特性必须相交， 铁磁元件的非线性是产生铁磁谐 振的根本原因。
第三节 切断空载 线路过电压
l
～
z
QF
-Uφ
(a)
❖ 通常“云—地”之间的线状雷电在开始时往往 是一微弱发光的通道从雷云向地面伸展，它以 逐级推进的方式向下发展，每级长度约 25~50m，每级的伸展速度约104 km/s，平均 发展速度只有100~800km/s这种预放电称为先 导放电。
❖ 当先导放电接近地面时，地面上一些高耸的物 体因周围电场强度达到了能使空气电离程度， 会发出向上的迎面先导，当它与下行先导相遇 时，就出现了强烈的电荷中和过程，出现极大 的电流，这就是雷电的主放电阶段，伴随着雷 鸣和闪光。这段时间极短，只有50~100 μs， 它是沿着负的下行先导通道，由下而上逆向发 展的，亦称“回击” 。
第五节 切除空载变压器过电压
一、发展过程
电弧
u～
i=iL+iC ≈iL
iL
iC
LT
CT
切除空载变压器等值电路
产生原因：
流过电感的电流在到达自然零 值之前就被断路器强行切断，从而 迫使储存在电感中的磁场能量转为 电场能量而导致电压的升高。
二、影响因素与限制措施
❖影响因素 ❖ （1）断路器性能 ❖灭弧能力越强的断路器，其
• 电机绝缘的冲击耐压水平与保护它的避 雷器的保护水平相差不多、裕度很小。
• 发电机绕组的匝间电容很小和不连续， 迫使过电压进入电机绕组后只能沿着绕 组导体传播，而它的每匝绕组的长度又
《过电压保护与接地》课件
过电压可能导致电气设备 绝缘击穿，造成设备损坏 。
系统瘫痪
过电压可能导致电力系统 瘫痪，影响正常供电。
火灾风险
过电压可能引发火灾，对 人员和财产安全造成威胁 。
过电压的防范措施
安装避雷器
优化接地系统
在关键设备上安装避雷器，防止雷击 过电压。
优化接地系统，降低谐振过电压的发 生概率。
配置保护装置
配置适当的保护装置，限制操作过电 压。
接地电阻的大小直接影响到接地 系统的保护效果和设备正常运行
。
接地电阻越小，表示接地效果越 好，能够更好地保护设备和人身
安全。
在实际应用中，需要根据设备和 系统的要求，选择合适的接地方 式和降低接地电阻的措施，以确
保接地系统的有效性。
04
过电压保护与接地工程实例
变电站过电压保护与接地
01
02
总结词：重要性、措施 、案例分析
防雷箱
防雷箱是一种集合了多种过电压保护装 置的箱体，用于保护电力系统和电子设
备免受雷电和操作过电压的损坏。
防雷箱通常安装在变电所、配电室、通 信基站等场所，内部集成了避雷器、防 雷器、浪涌保护器等元件，能够提供全
面的过电压保护。
防雷箱具有防水、防尘、防腐等特点， 能够适应各种恶劣环境，确保设备和系
输电线路过电压保护与接地
总结词：特点、方法 、案例分析
详细描述
介绍输电线路过电压 保护与接地的特点， 由于输电线路长，地 形复杂，过电压和接 地问题更加突出。
阐述输电线路过电压 保护的方法，如提高 线路绝缘水平、采用 不平衡绝缘、安装避 雷线等。
分析某地区输电线路 过电压保护与接地的 实际案例，包括杆塔 接地电阻的测量、防 雷设施的配置等，强 调实际操作中的技巧 和经验。
系统瘫痪
过电压可能导致电力系统 瘫痪，影响正常供电。
火灾风险
过电压可能引发火灾，对 人员和财产安全造成威胁 。
过电压的防范措施
安装避雷器
优化接地系统
在关键设备上安装避雷器，防止雷击 过电压。
优化接地系统，降低谐振过电压的发 生概率。
配置保护装置
配置适当的保护装置，限制操作过电 压。
接地电阻的大小直接影响到接地 系统的保护效果和设备正常运行
。
接地电阻越小，表示接地效果越 好，能够更好地保护设备和人身
安全。
在实际应用中，需要根据设备和 系统的要求，选择合适的接地方 式和降低接地电阻的措施，以确
保接地系统的有效性。
04
过电压保护与接地工程实例
变电站过电压保护与接地
01
02
总结词：重要性、措施 、案例分析
防雷箱
防雷箱是一种集合了多种过电压保护装 置的箱体，用于保护电力系统和电子设
备免受雷电和操作过电压的损坏。
防雷箱通常安装在变电所、配电室、通 信基站等场所，内部集成了避雷器、防 雷器、浪涌保护器等元件，能够提供全
面的过电压保护。
防雷箱具有防水、防尘、防腐等特点， 能够适应各种恶劣环境，确保设备和系
输电线路过电压保护与接地
总结词：特点、方法 、案例分析
详细描述
介绍输电线路过电压 保护与接地的特点， 由于输电线路长，地 形复杂，过电压和接 地问题更加突出。
阐述输电线路过电压 保护的方法，如提高 线路绝缘水平、采用 不平衡绝缘、安装避 雷线等。
分析某地区输电线路 过电压保护与接地的 实际案例，包括杆塔 接地电阻的测量、防 雷设施的配置等，强 调实际操作中的技巧 和经验。
电力系统过电压及其保护 PPT
例2：t=0时刻，A点有 一个幅值为50kV的
无限长直角波沿线 路传播， B点有一 个幅值为50kV、持 续时间1us的截断波 沿线路传播，A点、 B点距离O点都为 300米，问：1~4us， A、B、O三点的电 压分别是多少？
例3：t=0时刻，A点有一个 u=50t的无限长斜角波沿 线路传播， A点、B点距 离O点都为300米，问： 1~4us，A、B、O三点的 电压分别是多少？
例题
例1：两平行导线系统，若雷击于 避雷线（导线1），导线2对地绝 缘，则雷击时相当于有一很大的 电流注入导线1，此电流将引起电 压波u1自雷击点沿导线1向两侧运 动，试求导线2上的电压u2。
解：此系统可列出下列方程
u1=z11i1+z12i2
u2=z21i1+z22i2
因为导线2对地是绝缘的，故i2=0,于是得：
§4.2行波的折、反射
电力系统中常会遇到具有分布参数的长线与另一条具有不同波阻 抗的长线或集中阻抗相连的情况。例如在一条架空线与一条电缆 相连接的情况下，波从一条线路向另一条线路传播时，在节点处 会产生波的折射和反射。
设U1q，i1q是沿线路1传播的前行电压波设和电流波；U2q，i2q是前行波 到达节点发生折射后传到线路2上的前行电压波和电流波；U1f，i1f是前 行波在节点处发生反射后沿线路1返回的反行电压波和反行电流波。
解：因为3、4、5是对地绝缘 的，故i3=i4=i5=0,可得方程
u1=z11i1+z12i2 u2=z21i1+z22i2 u3=z31i1+z32i2 u4=z41i1+z42i2 u5=z51i1+z52i2 由于两根避雷线是对称的，故u1=u2,i1=i2,z11=z22, 于是导线3与避雷线之间的耦合系数是
精品文档过电压及其保护PPT演示课件PPT学习教案
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线路与电力电缆
第20页/共23页
电力电缆保护
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谢 谢 大 家 ！
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电压两大类。
统内部结构、各项参数、运行状
雷电过电压与气象条件有 关，是外部原因造成的， 因此又称为大气过电压或 外部过电压。
态、停送电操作和是否发生事故 等多种因素有关，十分复杂。不 同原因引起的内部过电压，其过 电压数值大小、波形、频率、延 续时间长短也并不完全相同，防
止的对策也有区别。
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第二节 内部过电压
• 一、工频过电压 • 1、空载线路电容效应 • 2、单相接地或三相系统中发生不对称故障（不对称接地短路） • 3、甩负荷 • 二、谐振过电压 • 1、线线谐振过电压 • 2、铁磁（非线性）谐振过电压 • 3、参数谐振。设备参数达到配合是的谐振 • 三、操作过电压 • 1、切、合高压空载长线路 • 2、切、合空载变压器 • 3、弧光接地过电压
• （二）变电所母线防雷保护 • 母线和架空进线都 要装避雷器
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第五节 变压器的中性点防雷保护
1、中性点直接接地系统：装防雷设施 2、中性点小接地系统：一般不装防雷 3、中性点经消弧线圈接地：装防雷设施 4、配电变压器的防雷： A、3-10千伏：靠近变压器侧装避雷器。Y，YN的低压侧也装避雷器。 B、35/0.4千伏：高低压侧均要装，防止雷电侵入波。
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一、雷电放电
第三节 雷电过电压
是带电荷的云所引起的放电现象。分为：雷云之间放电；雷云对地放电两种。
雷对地放电：云层对地放电，特别是高大树木、建筑。要重复2-3次。
主放电：先导通道达到地面或与正电荷的先导相遇，使先导通道以及雷云中的负荷与大地的 正电荷迅速中和。速度快，电流大，几十到几百千安。
线路与电力电缆
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电力电缆保护
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电压两大类。
统内部结构、各项参数、运行状
雷电过电压与气象条件有 关，是外部原因造成的， 因此又称为大气过电压或 外部过电压。
态、停送电操作和是否发生事故 等多种因素有关，十分复杂。不 同原因引起的内部过电压，其过 电压数值大小、波形、频率、延 续时间长短也并不完全相同，防
止的对策也有区别。
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第二节 内部过电压
• 一、工频过电压 • 1、空载线路电容效应 • 2、单相接地或三相系统中发生不对称故障（不对称接地短路） • 3、甩负荷 • 二、谐振过电压 • 1、线线谐振过电压 • 2、铁磁（非线性）谐振过电压 • 3、参数谐振。设备参数达到配合是的谐振 • 三、操作过电压 • 1、切、合高压空载长线路 • 2、切、合空载变压器 • 3、弧光接地过电压
• （二）变电所母线防雷保护 • 母线和架空进线都 要装避雷器
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第五节 变压器的中性点防雷保护
1、中性点直接接地系统：装防雷设施 2、中性点小接地系统：一般不装防雷 3、中性点经消弧线圈接地：装防雷设施 4、配电变压器的防雷： A、3-10千伏：靠近变压器侧装避雷器。Y，YN的低压侧也装避雷器。 B、35/0.4千伏：高低压侧均要装，防止雷电侵入波。
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一、雷电放电
第三节 雷电过电压
是带电荷的云所引起的放电现象。分为：雷云之间放电；雷云对地放电两种。
雷对地放电：云层对地放电，特别是高大树木、建筑。要重复2-3次。
主放电：先导通道达到地面或与正电荷的先导相遇，使先导通道以及雷云中的负荷与大地的 正电荷迅速中和。速度快，电流大，几十到几百千安。
电力系统过电压资料PPT课件
第六章 电力系统过电压
过电压：由于雷击或电力系统中的操作、事故 等原因，会使某些电气设备和线路承受的电压大大 超过正常运行电压，危机设备和线路安全的绝缘， 危机绝缘升高的电压。。
第一节 电力系统过电压概述
一、过电压及其危害 过电压对电气设备和电力系统安全运行危害极大。 可能破坏绝缘、损坏设备、造成人员伤亡、造成重大 事故，影响电力系统安全发、供、用电。 二、过电压的分类 外部过电压：外部原因造成的过电压，成称大气过 电压。 内部过电压：在电力系统内部结构、各项参数、运 行状态、传递或转化过程中引起的。 三、雷电过电压的类型 直击雷、感应雷、
第二节 常用防雷设备
一、接闪器 在防雷装置中用以接收雷云放电的金属导体称为接闪器。
有避雷针、避雷线、避雷带、避雷网等。所有接闪器都要经过 接地引下线与接地体相连，可靠接地。防雷装置工频接地电阻. 要求不超过10 1、避雷针 采用镀锌圆钢或镀锌钢管制成。
针长1m以下：圆钢为12mm；钢管为16mm。 针长1~2m：圆钢为16mm；钢管为25mm。 烟囱顶上的针：圆钢为 20mm。
一、架空电力线路防雷措施
1、架设避雷线 第三节 防雷保护
110kV线路及220kV线路及以上电力线路上才沿线路全 线装设避雷器。
35kV及以下电力线路装设避雷器。
2、加强线路绝缘
在铁横担线路上改用瓷横担或更高一级的绝 缘子加强线路绝缘。
3、利用导线三角形排列的顶线兼作防雷保护线
在顶线绝缘子上装设保护间隙。
作用：它能对雷电场产生一个附加电场，使 雷电场发生畸变，将雷云放电的通路，由 原来可能从被保护物通过的方向吸引到避 雷针本身，使雷云向避雷针放电，然后由 避雷针经引下线和接地体把雷电流泄放到 大地中去。
过电压：由于雷击或电力系统中的操作、事故 等原因，会使某些电气设备和线路承受的电压大大 超过正常运行电压，危机设备和线路安全的绝缘， 危机绝缘升高的电压。。
第一节 电力系统过电压概述
一、过电压及其危害 过电压对电气设备和电力系统安全运行危害极大。 可能破坏绝缘、损坏设备、造成人员伤亡、造成重大 事故，影响电力系统安全发、供、用电。 二、过电压的分类 外部过电压：外部原因造成的过电压，成称大气过 电压。 内部过电压：在电力系统内部结构、各项参数、运 行状态、传递或转化过程中引起的。 三、雷电过电压的类型 直击雷、感应雷、
第二节 常用防雷设备
一、接闪器 在防雷装置中用以接收雷云放电的金属导体称为接闪器。
有避雷针、避雷线、避雷带、避雷网等。所有接闪器都要经过 接地引下线与接地体相连，可靠接地。防雷装置工频接地电阻. 要求不超过10 1、避雷针 采用镀锌圆钢或镀锌钢管制成。
针长1m以下：圆钢为12mm；钢管为16mm。 针长1~2m：圆钢为16mm；钢管为25mm。 烟囱顶上的针：圆钢为 20mm。
一、架空电力线路防雷措施
1、架设避雷线 第三节 防雷保护
110kV线路及220kV线路及以上电力线路上才沿线路全 线装设避雷器。
35kV及以下电力线路装设避雷器。
2、加强线路绝缘
在铁横担线路上改用瓷横担或更高一级的绝 缘子加强线路绝缘。
3、利用导线三角形排列的顶线兼作防雷保护线
在顶线绝缘子上装设保护间隙。
作用：它能对雷电场产生一个附加电场，使 雷电场发生畸变，将雷云放电的通路，由 原来可能从被保护物通过的方向吸引到避 雷针本身，使雷云向避雷针放电，然后由 避雷针经引下线和接地体把雷电流泄放到 大地中去。
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接接地等 禁止单相PT或两相PT运行
工频过电压 概述
概念
工频过电压――在电力系统正常或故 障时产生，电压一般超过最大工作相 电压，频率为工频或接近工频，时间 较长可达几秒。
在超高压中的影响
工频与操作过电压常常同时发生，后者 高频常叠加与工频之上，工频高则操作 过电压也高。
工频升高决定避雷器工作条件。如避雷 器最大运行工作电压按单相接地非故障 相工频电压升高考虑。
分级先导 主放电 余辉放电 箭形先导 （重复放电）
放电种类
雷电标准冲击波形
IEC标准： 1.2/50us(1.5/40us) 实践防雷保护 计算中，采用 2.6/50US
陡度：α＝I/2.6KA/us 雷暴日（15――40） 落雷密度（次数/雷暴日.KM2）
即使中性点直接接地系统也会产生断线过电压， 过电压数值较中性点不接地变压器小
加强巡视与检修，防止断线 不采用熔断器，防止断路器不同期操作
操作中性点不接地变压器时，中性点临 时接地
谐振过电压之四
电磁式电压互感器过励 引起的铁磁谐振过电压
过励条件
中心点不接地系统，发生单相接地时， 非故障相电压升高引起某相PT过励（感 性），而故障相又恢复（容性）；或外 界电压升高时，造成某一相电磁PT过励。
2u电压传到末端发生电压全反射，则造 成对地电压4u+(-u)=3u，电流发生负反 射，反射波所到之处，合成电流为0，当 波到首端时，触头间电流必然过0，电弧 熄灭。
同理分析可知，第二次电弧重燃，电压可 达-5U，第三次电弧重燃，电压可达7U等。
过电压倍数
中性点直接接地系统，110—220kV，不 超过3倍，330—500限制在2倍；中性点 非直接接地系统，限制在3.5倍，操作单 相接地的空载线路可达4倍。
谐振过电压－－线性谐振过电压；铁磁 谐振过电压；参数谐振过电压
第一部分
操作过电压
操作过电压之一
切除空载线路过电压
产生条件：
单端电源电路切除变压器后再切除线路 的操作
两端电源电路两端断路器分闸时间的差 异（0.01--005s）时，后断开的断路器的 操作
35—220kv电网 幅值高、时间长（0.5-1个 周期）
参数谐振――某些参数在外力作用下周 期性变化时引起的谐振。（发电机电抗 的周期性变化）
铁磁谐振――由于铁芯磁饱和现象引起L 改变（减小）产生的谐振。
谐振过电压之一
线性谐振过电压
基本原理回路
XL=XC
f＝f0
Z=0 I=∞
UC＝I.XC=∞
谐振种类：
工频谐振（基波50HZ）、分频谐振(1/2、 1/3、1/5、2/3、3/5HZ表计抖动慢)、高
不对称断路引起健全 相电压升高
突然甩负荷
第三部分
雷电过电压
雷云形成条件
水蒸气； 有使水蒸气凝结为水珠的气象和地形条
件； 使气流能强烈持久的上升。
气流上升――水珠――冰――雷云（随着气 流上升，温度下降，空气冷却）
“寒潮雷”、“热潮雷” 、“山地雷”
雷云电荷形成
雷云放电过程
谐振过电压
概述
谐振过电压――电力系统的电感和电容元 件，在一定条件下产生不同类型的谐振 现象，进而引起的电压升高称之。（感 抗和容抗并不一定相等）
谐振过电压持续时间长，稳定，直至谐 振条件破坏
பைடு நூலகம்
分类
线性谐振――L.C参数不变（消弧线圈）， 当电源频率与系统自振频率相等或接近 时的谐振。
Ua=-U+U=0
Ub=0.5U+U=1.5U
Uc=0.5U+U=1.5U
过电压计算(第二次电弧)
当A至正的幅值时， Ua=U+U=2U Ub=-0.5U+U=0.5U Uc=-0.5U+U=0.5U
此时电弧重燃，重燃后各相稳态电压为 Ua=0 Ub=-1.5U Uc=-1.5U
过电压幅值=2稳态值—初始值
影响因素
中性点接地方式---直接接地降低20%左 右
断路器灭弧性能 母线出线数 电磁PT
限制措施
采用不重燃断路器 采用金属氧化锌避雷器 断路器并联分闸电阻：
工作原理----先拉QS1，1.5—2个周期后 拉QS2。R的作用：释放线路残余电荷； 阻尼作用。过电压不会超过2.28倍。中 值电阻R在1000欧—3000欧之间。
工频升高使断路器并联电阻电流过大， 对热容性要求高。
持续时间长，考验严峻。
目前，500kv电网要求，母线工频过电压 不超过最高工作相电压（有效值）1.3、 线路为1.4
目前，500kv电网要求，母线工频过电压 不超过最高工作相电压（有效值）1.3、 线路为1.4。
产生原因
空载长线路引起的电 容效应
b点稳定性：(不稳定)
I↑→E＞△U→I↑→d I↓→a
I↓→E＜△U→
主要特点
产生条件--XL＞XC ，即C＞1/ω 2L（线 性谐振 XL＝XC）
若电源电势较小，有两个稳定工作状态： 非谐振状态（a）和谐振状态(e)
若电源电势较高，只有一个谐振状态(e)， 且可以自激产生
铁磁回路参数平缓变化时，谐振现象可 能突然产生或消失，并伴有相位反倾现 象
等值电路 实际电路
等值电路
因为回路为容性，故电流超前电压90度； 当电弧为0时，电压为最大值。
即在电压为负的最大值时分闸，则： 线路积累初始电压-U
当电源电压达正U时，触头间电压为2U， 电弧可能复燃，若复燃，则相当于电源 为2U，电流为2U/Z的波从首端向末端传 播，所到之处电压为U，电流由0变为 2U/Z。
过程分析
电容值 不变
电感值 随铁心 饱和程 度而减 小
E=△U=│UL-UC ∣-----a、b、e运行点 为电势平衡点
c点为谐振点
d之前，电流小、感性工作状态、UC电压 不高
d之后，电流大、容性工作状态、UC电压 高
“小扰动”理论
a点稳定性：（a、e稳定点） I↑→E＜△U→I↓→a I↓→E＞△U→ I↑→a
原理接线
等值电路
原理分析
正常，三相对称，分子为0，电势为0 过励，不对称，分子不为0，电势不为0，
引起中性点偏移，各相电压叠加使之升 高，造成虚幻接地现象
现象判断
若由此引起铁磁谐振，则：
基波谐振---两相对地电压升高 谐波谐振---三两相对地电压升高，或虚
幻接地
分频谐振(1/2、1/3、1/5、2/3、3/5HZ 表计抖动慢)、高频谐振（100、150、 200HZ表计抖动快）
雷电过电压之一
直击雷过电压
直击避雷针过电压计算
u=i.R+Ldi/dt
直击导线过电压计算
利用彼德逊等值电路进行分析计算
雷击杆塔顶部过电压计算
计算方法与 直击避雷针相同
雷电过电压之二
感应雷过电压
感应原理
感应过电压计算
无避雷线时，且S>65m，U=25.Iho/S，最 大可达300－－400KV,对35KV以下影响大；
避雷器应装在变压器侧 高低压接地方式一致，只在低压装，经
济 高压中性点直接接地，低压不接地，只
在低压装氧化锌避雷器
操作过电压之三
弧光接地过电压
产生条件
10KV电网总长超过1000Km，35KV电网 总长超过100Km，接地电流超过30A或 10A
物理过程分析
若A相电压为最大时短路，则短路前， Ua=U
近似计算U＝aho a－－I/2.6 ho－－线路平均高度
有避雷线时，感应过电压更小
第四部分
过电压保护装置
保护器种类
避雷针 避雷线 避雷器 消雷器
避雷针
结构 保护范围（45度、1.5h） 作用
避雷线（架空地线）
电力系统过电压保护
主讲：陈邓伟
河南电力技师学院
学习过电压保护工作的意义
了解过电压产生的原因、特性和防止对 策；
掌握保护装置构造、性能和使用方法； 正确理解过电压保护的方法和要求； 做好过电压保护装置的运行和管理工作
（运行巡视、试验、检修） 事故分析、研究、提出整改措施； 做好日常过电压的测量、统计、分析工
作，积累经验。
一.过电压概念
对电气设备绝缘有危险的电压升高和电 位差升高。过电压分为内部过电压和外 部过电压。
外部过电压可通过定量计算确定。
内部过电压常以几倍最高运行相电压表 示:
二.影响内部过电压的因素
电力网结构 系统容量和参数 中性点接地方式 断路器性能 母线出线数 电力网运行接线 操作方式
操作过电压之二
切除空载变压器过电压
产生原因
切除变压器、电抗器、电机等 断路器切除100A以上交流电流，电弧熄
灭是在交流电流自然过零时刻，此时切 断，变压器绕组中电流为0，储存磁场能 量为0，不会产生过电压。
断路器切除变压器空载电流时，由于空 载电流仅占0.5—4%，电弧熄灭不会是 在交流电流自然过零时刻，存在“截流 现象”
谐振过电压之三
断线谐振过电压
等值电路
当变压器过励时，等值电路如下：
防范措施
中性点接有消弧线圈的补偿系统，不管何种补 偿方式，变压器轻载或空载运行，由于断路器 拒动等都有可能引起断线过电压
中性点直接接地系统也会由于操作中性点不接 地变压器时，由于断路器拒动等都有可能引起 断线过电压
Ub=2*(-1.5U) —0.5U=-3.5U
Uc=2*(-1.5U) —0.5U=-3.5U 再重燃又回到第一次状态，重复发生
工频过电压 概述
概念
工频过电压――在电力系统正常或故 障时产生，电压一般超过最大工作相 电压，频率为工频或接近工频，时间 较长可达几秒。
在超高压中的影响
工频与操作过电压常常同时发生，后者 高频常叠加与工频之上，工频高则操作 过电压也高。
工频升高决定避雷器工作条件。如避雷 器最大运行工作电压按单相接地非故障 相工频电压升高考虑。
分级先导 主放电 余辉放电 箭形先导 （重复放电）
放电种类
雷电标准冲击波形
IEC标准： 1.2/50us(1.5/40us) 实践防雷保护 计算中，采用 2.6/50US
陡度：α＝I/2.6KA/us 雷暴日（15――40） 落雷密度（次数/雷暴日.KM2）
即使中性点直接接地系统也会产生断线过电压， 过电压数值较中性点不接地变压器小
加强巡视与检修，防止断线 不采用熔断器，防止断路器不同期操作
操作中性点不接地变压器时，中性点临 时接地
谐振过电压之四
电磁式电压互感器过励 引起的铁磁谐振过电压
过励条件
中心点不接地系统，发生单相接地时， 非故障相电压升高引起某相PT过励（感 性），而故障相又恢复（容性）；或外 界电压升高时，造成某一相电磁PT过励。
2u电压传到末端发生电压全反射，则造 成对地电压4u+(-u)=3u，电流发生负反 射，反射波所到之处，合成电流为0，当 波到首端时，触头间电流必然过0，电弧 熄灭。
同理分析可知，第二次电弧重燃，电压可 达-5U，第三次电弧重燃，电压可达7U等。
过电压倍数
中性点直接接地系统，110—220kV，不 超过3倍，330—500限制在2倍；中性点 非直接接地系统，限制在3.5倍，操作单 相接地的空载线路可达4倍。
谐振过电压－－线性谐振过电压；铁磁 谐振过电压；参数谐振过电压
第一部分
操作过电压
操作过电压之一
切除空载线路过电压
产生条件：
单端电源电路切除变压器后再切除线路 的操作
两端电源电路两端断路器分闸时间的差 异（0.01--005s）时，后断开的断路器的 操作
35—220kv电网 幅值高、时间长（0.5-1个 周期）
参数谐振――某些参数在外力作用下周 期性变化时引起的谐振。（发电机电抗 的周期性变化）
铁磁谐振――由于铁芯磁饱和现象引起L 改变（减小）产生的谐振。
谐振过电压之一
线性谐振过电压
基本原理回路
XL=XC
f＝f0
Z=0 I=∞
UC＝I.XC=∞
谐振种类：
工频谐振（基波50HZ）、分频谐振(1/2、 1/3、1/5、2/3、3/5HZ表计抖动慢)、高
不对称断路引起健全 相电压升高
突然甩负荷
第三部分
雷电过电压
雷云形成条件
水蒸气； 有使水蒸气凝结为水珠的气象和地形条
件； 使气流能强烈持久的上升。
气流上升――水珠――冰――雷云（随着气 流上升，温度下降，空气冷却）
“寒潮雷”、“热潮雷” 、“山地雷”
雷云电荷形成
雷云放电过程
谐振过电压
概述
谐振过电压――电力系统的电感和电容元 件，在一定条件下产生不同类型的谐振 现象，进而引起的电压升高称之。（感 抗和容抗并不一定相等）
谐振过电压持续时间长，稳定，直至谐 振条件破坏
பைடு நூலகம்
分类
线性谐振――L.C参数不变（消弧线圈）， 当电源频率与系统自振频率相等或接近 时的谐振。
Ua=-U+U=0
Ub=0.5U+U=1.5U
Uc=0.5U+U=1.5U
过电压计算(第二次电弧)
当A至正的幅值时， Ua=U+U=2U Ub=-0.5U+U=0.5U Uc=-0.5U+U=0.5U
此时电弧重燃，重燃后各相稳态电压为 Ua=0 Ub=-1.5U Uc=-1.5U
过电压幅值=2稳态值—初始值
影响因素
中性点接地方式---直接接地降低20%左 右
断路器灭弧性能 母线出线数 电磁PT
限制措施
采用不重燃断路器 采用金属氧化锌避雷器 断路器并联分闸电阻：
工作原理----先拉QS1，1.5—2个周期后 拉QS2。R的作用：释放线路残余电荷； 阻尼作用。过电压不会超过2.28倍。中 值电阻R在1000欧—3000欧之间。
工频升高使断路器并联电阻电流过大， 对热容性要求高。
持续时间长，考验严峻。
目前，500kv电网要求，母线工频过电压 不超过最高工作相电压（有效值）1.3、 线路为1.4
目前，500kv电网要求，母线工频过电压 不超过最高工作相电压（有效值）1.3、 线路为1.4。
产生原因
空载长线路引起的电 容效应
b点稳定性：(不稳定)
I↑→E＞△U→I↑→d I↓→a
I↓→E＜△U→
主要特点
产生条件--XL＞XC ，即C＞1/ω 2L（线 性谐振 XL＝XC）
若电源电势较小，有两个稳定工作状态： 非谐振状态（a）和谐振状态(e)
若电源电势较高，只有一个谐振状态(e)， 且可以自激产生
铁磁回路参数平缓变化时，谐振现象可 能突然产生或消失，并伴有相位反倾现 象
等值电路 实际电路
等值电路
因为回路为容性，故电流超前电压90度； 当电弧为0时，电压为最大值。
即在电压为负的最大值时分闸，则： 线路积累初始电压-U
当电源电压达正U时，触头间电压为2U， 电弧可能复燃，若复燃，则相当于电源 为2U，电流为2U/Z的波从首端向末端传 播，所到之处电压为U，电流由0变为 2U/Z。
过程分析
电容值 不变
电感值 随铁心 饱和程 度而减 小
E=△U=│UL-UC ∣-----a、b、e运行点 为电势平衡点
c点为谐振点
d之前，电流小、感性工作状态、UC电压 不高
d之后，电流大、容性工作状态、UC电压 高
“小扰动”理论
a点稳定性：（a、e稳定点） I↑→E＜△U→I↓→a I↓→E＞△U→ I↑→a
原理接线
等值电路
原理分析
正常，三相对称，分子为0，电势为0 过励，不对称，分子不为0，电势不为0，
引起中性点偏移，各相电压叠加使之升 高，造成虚幻接地现象
现象判断
若由此引起铁磁谐振，则：
基波谐振---两相对地电压升高 谐波谐振---三两相对地电压升高，或虚
幻接地
分频谐振(1/2、1/3、1/5、2/3、3/5HZ 表计抖动慢)、高频谐振（100、150、 200HZ表计抖动快）
雷电过电压之一
直击雷过电压
直击避雷针过电压计算
u=i.R+Ldi/dt
直击导线过电压计算
利用彼德逊等值电路进行分析计算
雷击杆塔顶部过电压计算
计算方法与 直击避雷针相同
雷电过电压之二
感应雷过电压
感应原理
感应过电压计算
无避雷线时，且S>65m，U=25.Iho/S，最 大可达300－－400KV,对35KV以下影响大；
避雷器应装在变压器侧 高低压接地方式一致，只在低压装，经
济 高压中性点直接接地，低压不接地，只
在低压装氧化锌避雷器
操作过电压之三
弧光接地过电压
产生条件
10KV电网总长超过1000Km，35KV电网 总长超过100Km，接地电流超过30A或 10A
物理过程分析
若A相电压为最大时短路，则短路前， Ua=U
近似计算U＝aho a－－I/2.6 ho－－线路平均高度
有避雷线时，感应过电压更小
第四部分
过电压保护装置
保护器种类
避雷针 避雷线 避雷器 消雷器
避雷针
结构 保护范围（45度、1.5h） 作用
避雷线（架空地线）
电力系统过电压保护
主讲：陈邓伟
河南电力技师学院
学习过电压保护工作的意义
了解过电压产生的原因、特性和防止对 策；
掌握保护装置构造、性能和使用方法； 正确理解过电压保护的方法和要求； 做好过电压保护装置的运行和管理工作
（运行巡视、试验、检修） 事故分析、研究、提出整改措施； 做好日常过电压的测量、统计、分析工
作，积累经验。
一.过电压概念
对电气设备绝缘有危险的电压升高和电 位差升高。过电压分为内部过电压和外 部过电压。
外部过电压可通过定量计算确定。
内部过电压常以几倍最高运行相电压表 示:
二.影响内部过电压的因素
电力网结构 系统容量和参数 中性点接地方式 断路器性能 母线出线数 电力网运行接线 操作方式
操作过电压之二
切除空载变压器过电压
产生原因
切除变压器、电抗器、电机等 断路器切除100A以上交流电流，电弧熄
灭是在交流电流自然过零时刻，此时切 断，变压器绕组中电流为0，储存磁场能 量为0，不会产生过电压。
断路器切除变压器空载电流时，由于空 载电流仅占0.5—4%，电弧熄灭不会是 在交流电流自然过零时刻，存在“截流 现象”
谐振过电压之三
断线谐振过电压
等值电路
当变压器过励时，等值电路如下：
防范措施
中性点接有消弧线圈的补偿系统，不管何种补 偿方式，变压器轻载或空载运行，由于断路器 拒动等都有可能引起断线过电压
中性点直接接地系统也会由于操作中性点不接 地变压器时，由于断路器拒动等都有可能引起 断线过电压
Ub=2*(-1.5U) —0.5U=-3.5U
Uc=2*(-1.5U) —0.5U=-3.5U 再重燃又回到第一次状态，重复发生