过电压的分类及预防

一、电力系统中各种绝缘在运行过程中除了长期受到工作电压的作用外，还会受到各种比工作电压高得多的过电压的作用。按照产生根源的不同，过电压有如下分类：

1.内部过电压

1.0暂时过电压

1.0.1工频过电压

1.0.2谐振过电压

1.1操作过电压（并非狭义的开关倒闸操作，应为电网参数的突变，系统中的操作过电压一般由下列原因引起：

——切断空载线路

——空载线路合闸

——切断空载变压器和并联电抗器

——断续电弧接地

220KV及以下系统中，由于绝缘水平较高，能承受可能出现的操作过电压，一般不采取限制措施。330KV及以上系统中，应采用限制操作过电压的措施。

1.1.1系统操作过电压计算倍数的确定，应考虑系统结构，系统容量，电气参数，中性点接地方式，断路器性能，母线上的出线回路数以及系统运行接线，操作方式等因素。操作过电压计算倍数宜取下列数值。

对地绝缘，以设备的最高运行相电压Uxg的倍数表示：

3-66KV 计算用最大过电压 4.0

110-220KV 计算用最大过电压 3.0

330KV 2%统计过电压 2.2

500KV 2%统计过电压 2.2

相间绝缘，以相地操作过电压的倍数表示：

3-220KV 1.3-1.4

330-500KV 1.5

1.1.2空载线路在分闸过程中，当断路器触头间的绝缘恢复强度低于电压恢复强度时，断路器发生重击穿，使线路上电压发生震荡，产生分闸过电压。对3-66KV系统空载线路分闸过电压一般不超过4.0Uxg，110-220KV系统一般不超过3.0Uxg（设备最高运行相电压Uxg）。空载线路分闸过电压是控制220KV及以下系统操作过电压绝缘水平的主要依据。采用不重击穿断路器是限制分闸过电压的有效措施。线路侧采用电磁式电压互感器，可泄放线路残余电荷，以降低触头间恢复电压，可避免断路器重击穿或降低重击穿过电压。330kv及以上系统应采用不重击穿断路器。

1.1.3空载线路合闸时，由于线路电感电容的震荡将产生合闸过电压。线路重合闸时，由于电源电动势较高以及线路上残余电荷的存在，加剧了这一电磁振荡过程，使过电压进一步提高。线路合闸和重合闸过电压是控制330KV及以上系统操作过电压绝缘水平的主要依据，必须将此种过电压限制在系统允许的操作过电压范围内，限制合闸和重合闸过电压的措施有：

——采用无间隙金属氧化物避雷器保护，避雷器应能承受安装点的各种过电压的副值和持续时间（除谐振过电压）。避雷器的通流容量和允许吸收能量应满足系统的要求。

——计算采用无间隙金属氧化物避雷器限制合闸过电压达不到要求时，还应采用具有合闸电阻的断路器，使合闸分两阶段进行，以降低合闸时触头间的电位差，使震荡过电压得到降低。

1.1.4空载变压器和电抗器分闸时，由于断路器强制熄弧引起电磁能转换震荡而产生的多电压。它与断路器结构，回路参数，变压器（并联电抗器）的接线和特性等因素有关。

采用灭弧性能较强又无分闸电阻的断路器（除SF6断路器）断开励磁电流标幺值较大的空载变压器时，所产生高幅值过电压，可在断路器与变压器（并联电抗器）间装设避雷器予以限制。对变压器而言，避雷器可安装在低压侧或高压侧，但如高低压系统中性点接地方式不同时，低压侧宜采用保护水平较低的避雷器。（水力发电厂过电压保护和绝缘配合设计技术导则P14）

2.雷电过电压（外部过电压）

2.1直击雷过电压

2.2感应雷过电压

二、220kV以下系统中，电气设备的绝缘水平主要由雷电过电压所决定。对于超高压系统，在现有防雷措施下，雷电过电压一般不如内部过电压危险性大，因此系统绝缘水平主要由内部过电压水平决定。