电力系统过电压知识点总结

第四章
1．地面落雷密度：一个雷电日每 km2 的地面上落雷的次数（次/雷电日·km 2 ）。

落雷密度为单位时间单位面积的地面平均落雷次数
2.保护设备与被保护设备的伏秒特性应如何配合？为什么？答案：保护设备的伏秒特性应始终低于被保护设备的伏秒特性。

这样，当有一过电压作用于两设备时，总是保护设备先击穿，进而限制了过电压幅值，保护了被保护设备。

3. ZnO 避雷器的主要优点有哪些？答案：ZnO 避雷器的主要优点有无间隙、无续流、电气设备所受过电压可以降低、通流容量大、ZnO 避雷器特别适用干直流保护和 SF6 电器保护等优点。

适于大批量生产，造价低，经济性能好。

4.跨步电压：人的两脚着地点之间的电位差称为跨步电压。

(取跨距为 0.8m)工作接地中，对人身安全造成威胁的电位差包括接触电位差和跨步电位差人所站的地点与接地设备之间的电位差称为接触电势
5.内部过电压倍数：内部过电压倍数：内部过电压幅值与最大运行相电压幅值之比。

6.【简答题】什么叫做操作过电压？答案：电力系统是由电源、电阻、电感、电容等元件组成的复杂系统，当开关操作，或事故状态引起系统拓扑结构发生改变时，各储能元件的能量重新分配并发生振荡，在设备上将会产生数倍于电源电压的过渡过程的过电压，称为操作过电压。

电力系统由于操作从一种稳定工作状态通过震荡转变到另一种工作状态的过渡过程所产生的过电压称为操作过电压。

7.简述电力系统中操作过电压的种类。

答案：①间歇电弧接地过电压②空载变压器分闸过电压③空载线路分闸过电压④空载线路合闸过电压一种是计划性的合闸操作，另一种是自动重合闸操作⑤电力系统解列过电压
8.在不同电压等级中起主导作用的操作过电压类型？答案：（一）6～10kV，35～60kV：电弧接地过电压；（二）110～220kV：切空载变压器，切除空载线路过电压；（三）330～500kV：合空载线路过电压。

9.电弧接地过电压：在中性点绝缘的电网中发生单相接地时，将会引起健全相得电压升高到线电压。

如果单相接地为不稳定的电弧接地，即接地点的电弧间歇性地熄灭和重燃，则在电网健全相和故障相上将会产生很高的过电压，一般把这种过电压称为电弧接地过电压。

10.影响电弧接地过电压的因素有哪些？答案：（一）电弧熄灭与重燃时的相位；（二）系统的相关参数（相间电容、线路损耗）；（三）中性点接地方式。

11.电弧接地过电压的发展过程和幅值大小都与什么有关？答案：电弧过电压的发展过程和幅值大小都与熄弧的时间有关，存在两种熄弧时间：（1）电弧在过渡过程中的高频振荡电流过零时即可熄灭（2）电弧要等到工频电流过零时才能熄灭
12.什么叫做截流？答案：流过电感的电流在到达自然零点前被断路器强行切断，称为强制熄弧，使得储存在电感中的磁场能量被强迫转化为电场能，导致电压的升高。

当采用灭弧能力很强的断路器切断很小的励磁电流时，工频励磁电流的电弧可能在自然过零前被强制熄灭，甚至电流在接近幅值 m I 时被突然截断，这就是断路器的截流现象。

13.为什么说切空载变压器容易发生截流现象？答案：切断 100A 以上的交流电流时，电弧通常都是在工频电流自然过零时熄灭的；但当被切断的电流较小时（空载变压器的激磁电流很小，一般只是额定电流的 0.5％～4％，约数安到数十安），电弧提前熄灭，亦即电流会在过零之前就被强行切断。

14.断路器的性能和变压器的参数是怎么影响切空变压器的？答案：切断小电流电弧时，性能差的断路器，由于切断电流能力不强，切除空载变压器时过电压较低；而切除小电流电弧时性能好的断路器，由于切流能力强，切除空载变压器过电压较高。

另外，当断路器的灭弧能力差时，切流后在断路器触头间容易引起电弧重燃，而这种电弧重燃与切空线相反，使变压器侧的电容中电场能量向电源释放，从而降低了过电压。

使用相同断路器，即使是在相同的截流能力下，当变压器的电容越大和电感越小时，过电压会降低。

15.如何限制切空载变压器的过电压？答案：（一）在断路器的变压器侧加装阀式避雷器。

（二）在断路器的主触头上并联一线性或非线性电阻。

（三）需频繁进行变压器的分合闸操作的场合可采用：在电弧炉变压器的低压绕组侧并接三相整流电路，直流回路中接有大容量电解电容。

16.在不同电压等级中起主导作用的操作过电压类型？答案：（一）6～10kV，35～60kV：电弧接地过电压；（二）110～220kV：切空载变压器，切除空载线路过电压；（三）330～500kV：合空载线路过电压。

17.试说明电力系统中影响切空载线路过电压的因素有哪些？答案：（一）断路器的灭弧性能；（二）线路泄漏损耗；（三）中性点运行方式；（四）系统参数。

18.试说明电力系统中限制切空载线路过电压的措施有哪些？答案：（一）提高断路器的灭弧性能，减少或避免电弧重燃；（二）在断路器中加装并联电抗器；（三）装设避雷器。

（四）线路上装设泄流设备，如电磁式电压互感器
19.为什么在断路器的主触头上并联电阻有利于限制切除空载长线时的过电压？答案：使用带并联电阻的断路器（如图）是一个有效的措施，这种断路器有两个触头，主触头并联一个电阻 R，是辅助触头，断路器的动作分两步进行。

分闸时先断开主触，使 R 串联在回路之中阻尼了振荡的发生，消耗电容电荷的能量，使电弧不易发生重燃；再经过 1.5~2 个工频周波，辅助触头断开，因 R 消耗了部分能量，线路残余电压较低，上电弧不易发生重燃，即使中的电弧发生重燃，因 R 的阻尼作用，过电压显著降低。

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20．在切除空载线路时，如何判断电弧是否能够重燃？答案：电弧重燃的根本原因是断口间的电压大，电场强度大，导致了断口间的空气被击穿，形成导电通路，在切除空载线路时，如果断路器触头之间的绝缘强度恢复速度大于恢复电压上升的速度，触头间的电弧就不会重燃，如果断路器触头之间的绝缘强度恢复速度小于恢复电压上升的速度，触头间的电弧就有可能发生重燃。

21.切除空载线路和切除空载变压器时为什么能产生过电压？答案：切空线操作是常见的一种操作，如检修线路。

断路器触头分离后，电弧熄灭，但触头间恢复电压上升速度超过了介质强度的恢复速度，电弧就可能发生重燃，在线路上出现过电压。

切除空载变压器时流过电感的电流在到达自然零点前被断路器强行切断，称为强制熄弧，使得储存在电感中的磁场能量被强迫转化为电场能，导致电压的升高。

22.为什么说自动重合闸过电压是合闸过电压中最严重的一种？答案：正常合闸的情况，空载线路上没有残余电荷，初始电压 U c (0)=0。

如果是自动重合闸的情况，那么条件将更为不利，主要原因在于这时线路上有一定残余电荷和初始电压，重合闸时振荡将更加激烈。

计划性合空载线路产生的最大过电压为 2.0 倍，三相重合空载线路产生的最大过电压为 3.0 倍
23.影响合闸过电压产生的主要因素？答案：（1）合闸相位；如果合闸不是在电源电压接近幅值时发生，出现的合闸过电压自然就较低了。

（2）线路残余电压的大小与极性。

（3）线路参数，电网结构，母线出线数，断路器合闸时三相的同期性和导线的电晕有关
24.采用带并联电阻的断路器时，并联电阻主要起什么作用，可有效降低空载线路合闸过电压？答案：并联电阻起到了阻尼振荡以及降低了振荡过程中初始值与稳态值之间的差值的作用。

25.限制合闸过电压的措施有哪些？答案：（一）在断路器中加装并联合闸电阻；（二）采用同步合闸；（三）消除和削弱线路残余电压（电磁式电压互感器）。

（四）氧化锌避雷器
26.为什么在断路器的主触头上并联电阻有利于限制空载线路合闸过电压？答案：如图所示，带并联电阻的断路器合闸时，辅助触头 K2 先闭合，电阻 R 接入电路中，阻尼了高频振荡，R 愈大阻尼作用愈强，这个阶段过电压降低。

经过 1.5~2 个工频周期，主触头 K1 再闭合，把合闸电阻 R 短接，完成了合闸过程。

由于合闸的第一阶段，阻尼电阻 R 的作用，使线路电压较低，主触头合闸时触头之间电压也较低，主触头合闸产生的振荡过程较弱，合闸过电压也就较低。

R 两端的电压愈低，产生的过电压就愈低，并联电阻 R 愈小，过电压也愈低。

图图图图图图图图。