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1、第七章过电压及其保护,过电压的概念 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%，并且持续时间大于1分钟的长时间电压变动现象；电工设备的绝缘长期耐受着工作电压，同时还必须能够承受一定幅度的过电压，这样才能保证电力系统安全可靠地运行。研究各种过电压的起因，预测其幅值，并采取措施加以限制，是确定电力系统绝缘配合的前提，对于电工设备制造和电力系统运行都具有重要意义。,供电系统过电压的形式外部过电压（大气过电压、雷电过电压）直击雷过电压感应雷过电压入侵波过电压内部过电压暂态过电压操作过电压谐振过电压,雷电过电压,雷电过电压又称大气过电压或外部过电压，它是由于电力系统内的设备或建筑物遭受来自
2、大气中的雷击或雷电感应而引起的过电压。雷电过电压产生的雷电冲击波，其电压幅值可高达1亿伏，其电流幅值可高达几十万安，供电系统的危害极大。,直接雷击过电压,天空中的云块因相互摩擦从而带有正电荷或负电荷，继而形成雷云。因静电感应的作用，在雷云和大地之间形成一个巨大的“电容器”，当其间电场强度达到2530kV/cm时，雷云对大地放电，形成一段导电通路，叫雷电先导。,感应雷击过电压,当雷云落在线路附近时，将使线路产生感应过电压。在雷云放电的初始阶段，线路上的电荷因受雷云的束缚，所以导线上的雷电流很小；当雷云对附近地面放电结束时，线路上的电荷因失去束缚力而转变为自由电荷，在感应电压的推动下以电磁波的速度
3、向两侧冲击流动，使所到之处的电压升高，形成感应过电压。感应过电压的幅值一般不超过300kV，故其危害较直接雷击过电压要小，但因感应过电压所造成的雷害事故约占总雷害事故的70左右。因此，应采用避雷器保护。,内部过电压,内部过电压是由于操作、故障或某些非正常运行状态，在使电力系统由一种稳态过渡到另一种稳态的过程中，系统内部电源能量的振荡、互相转换及重新分布时，在某些设备上或系统中出现的过电压。内部过电压一般不会超过系统正常运行时相电压的34倍，因此对电力 线路和电气设备绝缘 的威胁不是很大。,操作过电压,常见的操作过电压包括切断小电感电流负载的截流过电压和开断电容性负载的电弧多次重燃过电压。前者是
4、利用真空断路器切除空载变压器和电动机时，由于开关熄弧能力强，使电流在未自然过零前强迫熄灭，在电感电路中产生电磁振荡而形成的过电压；后者是因断路器开断空载线路和电容器组时，由于断路器断口介质电压恢复速度慢，造成触头间隙产生多次重燃，产生较高的过电压。,弧光接地过电压,在中性点不接地系统中，当发生一相接地时，如果电网中的接地电流较大，则在故障处的电弧就难于自动熄灭。但这种接地电容电流又不足以形成稳定电弧，因而出现时燃时灭的间歇性电弧，使接地电网中的电容、电感回路产生电磁振荡，从而产生遍及全网的弧光接地过电压。这种过电压可采用中性点经消弧线圈接地的措施来加以消除。,铁磁谐振过电压,铁磁谐振是由于电路
5、中电感元件的铁心出现磁饱和现象，使电感量变化构成谐振条件而产生的。电力系统中常见的谐振过电压，有非全相拉合闸、输电线路一相断线后一端接地的铁磁谐振过电压和电压互感器铁磁饱和谐振过电压。,3、变电所过电压保护,变电所的过电压保护主要是雷击保护和由线路侵入的感应冲击波保护。直接雷击的防护 对直接雷击的防护措施，是根据建筑物和室外设备占地面积及其高度装设避雷针，使变电所进线杆塔、电气设备和构架及建筑物全部置于避雷针的保护范围之内。通常应装设四根避雷针。避雷针与被保护物之间应保持5m以上的距离，以防止在避雷针上落雷时造成向被保护设备产生“反击”过电压。避雷针接地极与被保护物接地极之间必须保持3m以上的
6、 距离，且接地电阻不得大于10。,雷电波入侵的防护变电所进线段的防护 雷电波入侵的保护主要是依靠在变电所各段母线上装设阀型避雷器。对35110kV线路进线的变电所在变电所进线段设12km长的避雷线。,变电所的3kV10kV配电装置(包括电力变压器)，应在每组母线和架空进线上装设阀式避雷器,3kV10kV配电装置雷电侵入波的保护接线,小容量变电所雷电侵入波过电压的简易保护,31505000kVA、35kV变电所的简易保护接线,小于3150kVA变电所的简易保护,变电所内电气设备的防护 变电所的主变压器绝缘较弱，它的防雷保护是在进线母线上装设FZ型阀型避雷器。由于避雷器的装设点距变压器越远，变压器承受的过电压幅值越大，所以变压器与避雷器之间应有一最大允许距离3kV10kV配电系统中的配电变压器应装设阀式避雷器保护。阀式避雷器应尽量靠近变压器装设，其接地线应与变压器低压侧中性点(中性点不接地时则为中性点的击穿保险器的接地端)以及金属外壳等连在一起接地。 低压侧中性点不接地的配电变压器，应在中性点装设击穿保险器。,输电线路的防雷保护架空线路距离长，且暴露在旷野之中，遭受雷击的机会较多，应根据网路的电压等级、负荷的重要性，以及所经地段雷电日的多少和投资情况，可沿全线或仅在变电所进、出线段装设避雷线。,
