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关键词：雷击过电压内过电压操作过电压直配电机串联间隙氧化锌避雷器过电压吸收器
中图分类号：TM714.2 文献标识码：A 文章编号：
一、过电压的种类
电气设备在运行中承受的过电压，有来自外部的雷电过电压和由于系统参数发生变化时由电磁振荡，电荷积聚而引起内部过电压两种类型，按其产生原因可进行如下分类：
雷击过电压的原因直击雷和感应雷造成的。而内过电压的原因主要是由于操作、事故或其它原因引起电力系统的状态发生实然变化，将从一种稳态转变为另一种稳态的过渡过程，在这个过程中可能产生对系统有危险的过电压。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谐振或系统故障情况下，谐振过电压是由于电力网中电容元件和电感元件（特别是带铁磁电感元件）参数的不利组合谐振而产生的。
内部过电压和雷击过电压是较高的，它可能引起绝缘弱点的闪络，可能引起电气设备的绝缘损坏，甚至烧毁。
现行的《工业与民用电力装置的过电压保护设计规范》（GB，164-83）与建国初期的《电力设备过电压保护设计技术导则》相比较，在过电压保护方面的技术水平和技术风貌基本上没有改变，如使用阀型避雷器、管型避雷器、保护间隙等。对内部过电压只略为提及，容易被忽视。在电力网中虽然内过电压一般不超过4 .0倍最高工作相电压，但有些内过电压其陡波陡度却很大，或者伴随有较大过电流产生，在实际运行中因内过电压损坏电气设备的事故时有发生，如真空断路器的重燃过电压，高压电动机的操作过电压，电压互感器的分频铁磁谐振过电压等。因此，对电气设备有危害的一些内过电压应该引起重视和设防。
下面列出一些内部过电压的类型、倍数及防止措施表：
过电压名称 过电压倍数 限制措施合空载线路 3.0Uxg 采用有中值和低值并联电阻的断路器切断空载变压器或电抗器 3.0Uxg-4.0Uxg 装设阀型避雷器空载变压器突然合闸 2.0Uxg中性点不接地系统间歇性弧光接地 3.0Uxg参数谐振 3.0Uxg 避免在只带空载线路的变压器低侧合闸。
铁磁谐振配电变压器高压线圈对地短路送电线路一相断线后一端接地以及开关或刀闸非同期动作等 2.5Uxg （1）选用励磁特性较好的电磁式电压互感器或电容互感器。
（2）10KV以下母线上装设一组三相对地电容器。
（3）改变运行方式。
电容传递 低压系统经消弧线圈接地，应适当选择消弧线圈脱谐度，错开谐振点，如低压系统无消弧线圈，安装星形接线的电容器。
空载长线路未端电压升高 2.5Uxg--1.73Uxg
二、过电压保护的种类和选择
1、 避雷器
（1）最原始的雷电过压保护器件雷电过压时间隙被击穿，电孤在角长，当电压过零时熄弧。它一般较难保证其动作特性精确稳定。
（2）管型避雷器也是较为早期的避雷器产品，实为具有一定熄弧能力的保护间隙。但在多次动作后管内径会增大，喷气时去游离作用降低，使动作特性变坏，可能出现难以熄弧情况，且受断流范围制约。生产管型避雷器的厂家较少，有时选不到符合规格的产品。
（3）碳化硅避雷器和氧化锌避雷器都可统称为阀型避雷器。按保护用途避雷器又可分为配电避雷器、电站避雷器、电机避雷器、电机中性点避雷器和并联补偿电容器避雷器等。它们各有其不同的保护水平，因此宜按电力网中各站点所要求的保护水平，分别具体选用配电、电站、电机等避雷器，而不再笼统地选用阀型避雷器。避雷器为过电压保护设备它也同时是过电压易损设备，避雷器本身也有过电压防护问题。
阀型避雷器按其阀片种类和有无间隙可分为碳化硅避雷器、串联间隙氧化锌避雷器、无间隙氧化锌避雷器三大系列。氧化锌避雷器在对相地保护的同时，以对相间过电压提供保护 。在3kV一35kV电网中宜优先推广使用串联间隙氧化锌避雷器，故我厂6-10KV配电系统使用的避雷器基本上为YHW（C）氧化锌避雷器。
串联间隙氧化锌避雷器。因有串联间隙具有承受暂态过电压的能力，同时因为氧化锌阀片不靠间隙切断续流和灭弧，故间隙数量非常少，如3kV—10kV只一个间隙，35kV仅三个间隙，动作无延时，具有无间隙氧化锌避雷器的一切性能优点，性能稳定，使用寿命长，一般均具有陡波和雷电幅值保护功能（称二功能串联间隙氧化锌避雷器），更有采用并联电阻复合间隙进一步加强了操作过电压保护功能（称三功能串联间隙氧化锌避雷器）。
2、保护电容器
保护电容器主要用于感性设备的过电压保护如电机和变压器，它的任务是限制操作过电压和降低（雷电和操作过电压）陡波陡度。有单用电容器和电阻和电容串联组成的阻容装置的过电压吸收器。单电容过电压保护器电容量和体积较大，不便于普遍使用。
目前美国、日本和德国等都采用阻容装置保护电机。一般可按防操作过电压要求确定保护电容量，按T=RC（时间常数），校验陡度，故电容较小。Lc型过电压吸收器由网型电阻和干式高压金属化电力电容器组成，其外壳选用阻燃型工程塑料，内部采用高耐电强度绝缘材料封闭，因此具有防潮、吸收性能好、体积小、耐压高、损耗低（基本不发热）、容量稳定、电容元件的自愈性可延长寿命、无污染、安装维护方便等特点，它适用于电网电压3kV～35kV。我厂部分馈出6-10KV负载使用TBP-A过电压保护器。
3、防谐设备和消谐装置
（1）防谐设备
选用JSJW、JDJJ、JDX优质电压互感器，励磁特性好，不易磁饱和。选用 4台JDZ、JDZJ或JSJW加JDZ型电压互感器组合，即在原三台（相）电压互感器基础上增加中线电压互感器，其各侧绕组分别串接在高压、低压侧中线上及开口三角回路中，正常运行时中线绕组几乎没有电压，分频谐振时因中线绕组串入L增加一倍，基本维持原感抗，限制励磁涌流防止磁饱和，从而防止分频谐振。
（2）消谐装置
RXQ型消谐器，串接在三相电压互感器一次侧中线上，以阻尼铁磁谐振，但在分频谐振时，一次侧中线上电位不高（接近u），相当于串一较大阻值电阻接地，消谐效果不佳。
KSX型可控硅分频消谐装置，靠触发回路的选频作用有选择地导通，可控硅为消振执行元件，它将开口三角绕组瞬时短接，在这一强烈阻尼作用下迅速消除铁磁谐振，但是当引起谐振的激发因素长期存在时（如单相弧光接地），电压互感器有过载损坏可能。
FXG1（XXG一10或35）型消谐器，由鉴频器和消谐管组成，当产生谐振时，鉴频器动作，将消谐管小于1Ω电阻接入开口三角绕组回路，若谐振长期存在，消谐管内热动作开关将转接到10Ω～100Ω电阻上，避免电压互感器过载，宜选用。
我厂所有高压站均选用4台电压互感器组合，而只有一、四两个高压站使用有KSX196-HB型消谐器。
三、小结 ：
为了提高电网安全运行水平，在35kV及以下电网中应推广使用串联问隙氧化锌避雷器。使用串联间隙氧化锌避雷器具有承受暂态过电压的能力，它在泄放过电压能量时不会造成短路故障或工频能量浪费，这一突出特点使其具有非凡生命力。
对于旋转电机过电压保护，防止雷电过电压，限制操作过电压，降低（雷电或操作过电压）陡波陡度的三项任务，推广使用干式过电压吸收器，但要求产品质量稳定 。
防谐设备可从根本上防止分频铁磁谐振，这是治本之策，应尽量采用，3kV～10kV推荐4台电压互感器组合，而选用消谐器通常是经济的措施。
中图分类号：TM714.2 文献标识码：A 文章编号：
一、过电压的种类
电气设备在运行中承受的过电压，有来自外部的雷电过电压和由于系统参数发生变化时由电磁振荡，电荷积聚而引起内部过电压两种类型，按其产生原因可进行如下分类：
雷击过电压的原因直击雷和感应雷造成的。而内过电压的原因主要是由于操作、事故或其它原因引起电力系统的状态发生实然变化，将从一种稳态转变为另一种稳态的过渡过程，在这个过程中可能产生对系统有危险的过电压。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谐振或系统故障情况下，谐振过电压是由于电力网中电容元件和电感元件（特别是带铁磁电感元件）参数的不利组合谐振而产生的。
内部过电压和雷击过电压是较高的，它可能引起绝缘弱点的闪络，可能引起电气设备的绝缘损坏，甚至烧毁。
现行的《工业与民用电力装置的过电压保护设计规范》（GB，164-83）与建国初期的《电力设备过电压保护设计技术导则》相比较，在过电压保护方面的技术水平和技术风貌基本上没有改变，如使用阀型避雷器、管型避雷器、保护间隙等。对内部过电压只略为提及，容易被忽视。在电力网中虽然内过电压一般不超过4 .0倍最高工作相电压，但有些内过电压其陡波陡度却很大，或者伴随有较大过电流产生，在实际运行中因内过电压损坏电气设备的事故时有发生，如真空断路器的重燃过电压，高压电动机的操作过电压，电压互感器的分频铁磁谐振过电压等。因此，对电气设备有危害的一些内过电压应该引起重视和设防。
下面列出一些内部过电压的类型、倍数及防止措施表：
过电压名称 过电压倍数 限制措施合空载线路 3.0Uxg 采用有中值和低值并联电阻的断路器切断空载变压器或电抗器 3.0Uxg-4.0Uxg 装设阀型避雷器空载变压器突然合闸 2.0Uxg中性点不接地系统间歇性弧光接地 3.0Uxg参数谐振 3.0Uxg 避免在只带空载线路的变压器低侧合闸。
铁磁谐振配电变压器高压线圈对地短路送电线路一相断线后一端接地以及开关或刀闸非同期动作等 2.5Uxg （1）选用励磁特性较好的电磁式电压互感器或电容互感器。
（2）10KV以下母线上装设一组三相对地电容器。
（3）改变运行方式。
电容传递 低压系统经消弧线圈接地，应适当选择消弧线圈脱谐度，错开谐振点，如低压系统无消弧线圈，安装星形接线的电容器。
空载长线路未端电压升高 2.5Uxg--1.73Uxg
二、过电压保护的种类和选择
1、 避雷器
（1）最原始的雷电过压保护器件雷电过压时间隙被击穿，电孤在角长，当电压过零时熄弧。它一般较难保证其动作特性精确稳定。
（2）管型避雷器也是较为早期的避雷器产品，实为具有一定熄弧能力的保护间隙。但在多次动作后管内径会增大，喷气时去游离作用降低，使动作特性变坏，可能出现难以熄弧情况，且受断流范围制约。生产管型避雷器的厂家较少，有时选不到符合规格的产品。
（3）碳化硅避雷器和氧化锌避雷器都可统称为阀型避雷器。按保护用途避雷器又可分为配电避雷器、电站避雷器、电机避雷器、电机中性点避雷器和并联补偿电容器避雷器等。它们各有其不同的保护水平，因此宜按电力网中各站点所要求的保护水平，分别具体选用配电、电站、电机等避雷器，而不再笼统地选用阀型避雷器。避雷器为过电压保护设备它也同时是过电压易损设备，避雷器本身也有过电压防护问题。
阀型避雷器按其阀片种类和有无间隙可分为碳化硅避雷器、串联间隙氧化锌避雷器、无间隙氧化锌避雷器三大系列。氧化锌避雷器在对相地保护的同时，以对相间过电压提供保护 。在3kV一35kV电网中宜优先推广使用串联间隙氧化锌避雷器，故我厂6-10KV配电系统使用的避雷器基本上为YHW（C）氧化锌避雷器。
串联间隙氧化锌避雷器。因有串联间隙具有承受暂态过电压的能力，同时因为氧化锌阀片不靠间隙切断续流和灭弧，故间隙数量非常少，如3kV—10kV只一个间隙，35kV仅三个间隙，动作无延时，具有无间隙氧化锌避雷器的一切性能优点，性能稳定，使用寿命长，一般均具有陡波和雷电幅值保护功能（称二功能串联间隙氧化锌避雷器），更有采用并联电阻复合间隙进一步加强了操作过电压保护功能（称三功能串联间隙氧化锌避雷器）。
2、保护电容器
保护电容器主要用于感性设备的过电压保护如电机和变压器，它的任务是限制操作过电压和降低（雷电和操作过电压）陡波陡度。有单用电容器和电阻和电容串联组成的阻容装置的过电压吸收器。单电容过电压保护器电容量和体积较大，不便于普遍使用。
目前美国、日本和德国等都采用阻容装置保护电机。一般可按防操作过电压要求确定保护电容量，按T=RC（时间常数），校验陡度，故电容较小。Lc型过电压吸收器由网型电阻和干式高压金属化电力电容器组成，其外壳选用阻燃型工程塑料，内部采用高耐电强度绝缘材料封闭，因此具有防潮、吸收性能好、体积小、耐压高、损耗低（基本不发热）、容量稳定、电容元件的自愈性可延长寿命、无污染、安装维护方便等特点，它适用于电网电压3kV～35kV。我厂部分馈出6-10KV负载使用TBP-A过电压保护器。
3、防谐设备和消谐装置
（1）防谐设备
选用JSJW、JDJJ、JDX优质电压互感器，励磁特性好，不易磁饱和。选用 4台JDZ、JDZJ或JSJW加JDZ型电压互感器组合，即在原三台（相）电压互感器基础上增加中线电压互感器，其各侧绕组分别串接在高压、低压侧中线上及开口三角回路中，正常运行时中线绕组几乎没有电压，分频谐振时因中线绕组串入L增加一倍，基本维持原感抗，限制励磁涌流防止磁饱和，从而防止分频谐振。
（2）消谐装置
RXQ型消谐器，串接在三相电压互感器一次侧中线上，以阻尼铁磁谐振，但在分频谐振时，一次侧中线上电位不高（接近u），相当于串一较大阻值电阻接地，消谐效果不佳。
KSX型可控硅分频消谐装置，靠触发回路的选频作用有选择地导通，可控硅为消振执行元件，它将开口三角绕组瞬时短接，在这一强烈阻尼作用下迅速消除铁磁谐振，但是当引起谐振的激发因素长期存在时（如单相弧光接地），电压互感器有过载损坏可能。
FXG1（XXG一10或35）型消谐器，由鉴频器和消谐管组成，当产生谐振时，鉴频器动作，将消谐管小于1Ω电阻接入开口三角绕组回路，若谐振长期存在，消谐管内热动作开关将转接到10Ω～100Ω电阻上，避免电压互感器过载，宜选用。
我厂所有高压站均选用4台电压互感器组合，而只有一、四两个高压站使用有KSX196-HB型消谐器。
三、小结 ：
为了提高电网安全运行水平，在35kV及以下电网中应推广使用串联问隙氧化锌避雷器。使用串联间隙氧化锌避雷器具有承受暂态过电压的能力，它在泄放过电压能量时不会造成短路故障或工频能量浪费，这一突出特点使其具有非凡生命力。
对于旋转电机过电压保护，防止雷电过电压，限制操作过电压，降低（雷电或操作过电压）陡波陡度的三项任务，推广使用干式过电压吸收器，但要求产品质量稳定 。
防谐设备可从根本上防止分频铁磁谐振，这是治本之策，应尽量采用，3kV～10kV推荐4台电压互感器组合，而选用消谐器通常是经济的措施。