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【摘 要】过电压是在相对地或导线之间出现的，峰值超过设备最高电压峰值的电压即为过电压，操作过电压是指在由于操作（如断路器的合闸和分闸）、故障或其他原因，使系统参数突然变化，系统由一种状态转换为另一种状态，在此过渡过程中系统本身的电磁能振荡而产生的过电压。
【关键词】过电压；操作；分合闸；电磁能
引言
由线路投切、故障或其它原因在系统中引起的相对地或相间瞬态过电压；其波形具有缓波前、持续时间短、单极性或振荡、强衰减电压特性。利用高性能避雷器可以使操作过电压限制在较低水平。
1.电网的操作过电压的原因
A.线路合闸和重合闸； B.空载变压器和并联电抗器分闸； C.线路非对称故障分闸和振荡解列； D.空载线路分闸。
线路合闸和重合闸过电压对电网设备绝缘配合有重要影响，应采用有合闸电阻的断路器对该过电压加以限制。避雷器可作为变电所电气设备操作过电压的后备保护装置，该避雷器同时是变电所的雷电过电压的保护装置。设计时对A、C 类过电压，应结合电网条件加以预测。
1.1线路合闸和重合闸操作过电压
空载线路合闸时，由于线路电感-容的振荡将产生合闸过电压。线路重合时，由于电源电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。因此断路器应安装合闸电阻，以有效地降低合闸及重合闸过电压。应按电网预测条件，求出空载线路合闸、单相重合闸和成功、非成功的三相重合闸（如运行中使用时）的过电压分布，求出包括线路受端的相对地及相间统计操作过电压。预测这类操作过电压的条件如下： A.空载线路合闸，线路断路器合闸前，电源母线电压为电网最高电压；B.成功的三相重合闸前，线路受端曾发生单相接地故障；非成功的三相重合闸时，线路受端有单相接地故障。空载线路合闸、单相重合闸和成功的三相重合闸（如运行中使用时），在线路受端产生的相对地统计操作过电压，不应大于2.2UXG 。
1.2分断空载变压器和并联电抗器的操作过电压
由于断路器分断这些设备的感性电流时强制熄弧所产生的操作过电压，应根据断路器结构、回路参数、变压器（并联电抗器）的接线和特性等因素确定。该操作过电压一般可用安装在断路器与变压器（并联电抗器）之间的避雷器予以限制。对变压器，避雷器可安装在低压侧或高压侧，但如高低压电网中性点接地方式不同时，低压侧宜采用磁吹阀型避雷器。当避雷器可能频繁动作时，宜采用有高值分闸电阻的断路器。
1.3线路非对称故障分闸和振荡解列操作过电压
电网送受端联系薄弱，如线路非对称故障导致分闸，或在电网振荡状态下解列，将产生线路非对称故障分闸或振荡解列过电压。预测线路非对称故障分闸过电压，可选择线路受端存在单相接地故障的条件，分闸时线路送受端电势功角差应按实际情况选取。有分闸电阻的断路器，可降低线路非对称故障分闸及振荡解列过电压。当不具备这一条件时，应采用安装于线路上的避雷器加以限制。
1.4空载线路分闸过电压
应采用在电源对地电压为1.3UXG 条件下分闸时不重燃的断路器加以防止。
2.操作过电压的防范措施
限制操作过电压的措施有；选用灭弧能力强的高压开关；提高开关动作的同期性；开关断口加装并联电阻；采用性能良好的避雷器，如氧化锌避雷器；使电网的中性点直接接地运行；
具体防范措施应考虑从技术措施和组织措施两方面着手。当突然切断电感回路的电流时，会产生操作干扰电压，其特点是幅值大，频率高。幅值大则产生过电压，频率高则易通过分布电容传递。据此特点而采取如下技术措施：
2.1线圈两端并联非线性电阻
二极管是常用的非线性电阻。为防止操作时的过电压，常用方法是在线圈两端并联一个非线性电阻，当突然切断电感电路的电流时，往往会产生较大的反电势，由于并联二极管，反电势通过二极管被短路，线圈中的自由分量电流是按指数形式衰减。线圈的端电压等于二极管的压降，其值远小于电源电压。这样，二极管就能消除振荡过电压的产生。但这种办法不适用于交流电路。
2.2线圈两端并联阻容支路
这种办法不仅适用于直流电路也适用于交流电路。其结线方式是把阻容支路并联在线圈两端。在增加的并联支路所组成的回路中，电阻被调整到临界值，因而当开关切断载流线圈电流时不产生振荡。另一方面，由于两支路的时间常数相等，因而不管总电流随时间如何变化，两支路中的自由电流分量总是大小相等，方向相反。电源支路中自由电流分量等于零，也就是说，当开关切断线圈电流时，线圈两端的电压为零。所以这种结线方式，不仅可消除操作过电压，同时也消除了在切断感性负载时，开关触点间产生的电弧及火花。
2.3采用具有金属屏蔽层的电缆
当二次回路中的电缆靠得比较近时，一根电缆的高频电压，会通过分布电容传递到附近另一根电缆缆芯上，为减少过电压的传递，最好采用有金属屏蔽层的电缆，并将屏蔽层在电缆两端分别接地，从而使操作过电压的磁力线绝大部分集中在屏蔽层，不会进入电缆内部，从而避免了过电压的传递。
同时，在完善技术措施的前提下，还应在组织措施方面进行规范，具体做法是在操作规程中规定：综合自动化装置停电前，应先将该设备的所有跳闸、联跳出口压板断开，然后才能拉开二次回路电源；二次回路复电后，应先将保护手动复位，然后再连接出口压板，以确保装置不发生误动作。
结束语
操作过电压在生产实践中是大概率事件，如何有效地认识、预防和减轻操作过电压对电气设备的危害，是电力工作人员需要具备的重要基本知识，值得关注和掌握。
参考文献
[1]鲁铁成 电力系统过电压 中国水利水电出版社 ISBN：9787508465982 2009-06-01
[2]牛捷 输电线路 中国电力 ISBN ：9787512318885 2011-08-01
（工作单位：蛟河凯迪绿色能源开发有限公司）
【关键词】过电压；操作；分合闸；电磁能
引言
由线路投切、故障或其它原因在系统中引起的相对地或相间瞬态过电压；其波形具有缓波前、持续时间短、单极性或振荡、强衰减电压特性。利用高性能避雷器可以使操作过电压限制在较低水平。
1.电网的操作过电压的原因
A.线路合闸和重合闸； B.空载变压器和并联电抗器分闸； C.线路非对称故障分闸和振荡解列； D.空载线路分闸。
线路合闸和重合闸过电压对电网设备绝缘配合有重要影响，应采用有合闸电阻的断路器对该过电压加以限制。避雷器可作为变电所电气设备操作过电压的后备保护装置，该避雷器同时是变电所的雷电过电压的保护装置。设计时对A、C 类过电压，应结合电网条件加以预测。
1.1线路合闸和重合闸操作过电压
空载线路合闸时，由于线路电感-容的振荡将产生合闸过电压。线路重合时，由于电源电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。因此断路器应安装合闸电阻，以有效地降低合闸及重合闸过电压。应按电网预测条件，求出空载线路合闸、单相重合闸和成功、非成功的三相重合闸（如运行中使用时）的过电压分布，求出包括线路受端的相对地及相间统计操作过电压。预测这类操作过电压的条件如下： A.空载线路合闸，线路断路器合闸前，电源母线电压为电网最高电压；B.成功的三相重合闸前，线路受端曾发生单相接地故障；非成功的三相重合闸时，线路受端有单相接地故障。空载线路合闸、单相重合闸和成功的三相重合闸（如运行中使用时），在线路受端产生的相对地统计操作过电压，不应大于2.2UXG 。
1.2分断空载变压器和并联电抗器的操作过电压
由于断路器分断这些设备的感性电流时强制熄弧所产生的操作过电压，应根据断路器结构、回路参数、变压器（并联电抗器）的接线和特性等因素确定。该操作过电压一般可用安装在断路器与变压器（并联电抗器）之间的避雷器予以限制。对变压器，避雷器可安装在低压侧或高压侧，但如高低压电网中性点接地方式不同时，低压侧宜采用磁吹阀型避雷器。当避雷器可能频繁动作时，宜采用有高值分闸电阻的断路器。
1.3线路非对称故障分闸和振荡解列操作过电压
电网送受端联系薄弱，如线路非对称故障导致分闸，或在电网振荡状态下解列，将产生线路非对称故障分闸或振荡解列过电压。预测线路非对称故障分闸过电压，可选择线路受端存在单相接地故障的条件，分闸时线路送受端电势功角差应按实际情况选取。有分闸电阻的断路器，可降低线路非对称故障分闸及振荡解列过电压。当不具备这一条件时，应采用安装于线路上的避雷器加以限制。
1.4空载线路分闸过电压
应采用在电源对地电压为1.3UXG 条件下分闸时不重燃的断路器加以防止。
2.操作过电压的防范措施
限制操作过电压的措施有；选用灭弧能力强的高压开关；提高开关动作的同期性；开关断口加装并联电阻；采用性能良好的避雷器，如氧化锌避雷器；使电网的中性点直接接地运行；
具体防范措施应考虑从技术措施和组织措施两方面着手。当突然切断电感回路的电流时，会产生操作干扰电压，其特点是幅值大，频率高。幅值大则产生过电压，频率高则易通过分布电容传递。据此特点而采取如下技术措施：
2.1线圈两端并联非线性电阻
二极管是常用的非线性电阻。为防止操作时的过电压，常用方法是在线圈两端并联一个非线性电阻，当突然切断电感电路的电流时，往往会产生较大的反电势，由于并联二极管，反电势通过二极管被短路，线圈中的自由分量电流是按指数形式衰减。线圈的端电压等于二极管的压降，其值远小于电源电压。这样，二极管就能消除振荡过电压的产生。但这种办法不适用于交流电路。
2.2线圈两端并联阻容支路
这种办法不仅适用于直流电路也适用于交流电路。其结线方式是把阻容支路并联在线圈两端。在增加的并联支路所组成的回路中，电阻被调整到临界值，因而当开关切断载流线圈电流时不产生振荡。另一方面，由于两支路的时间常数相等，因而不管总电流随时间如何变化，两支路中的自由电流分量总是大小相等，方向相反。电源支路中自由电流分量等于零，也就是说，当开关切断线圈电流时，线圈两端的电压为零。所以这种结线方式，不仅可消除操作过电压，同时也消除了在切断感性负载时，开关触点间产生的电弧及火花。
2.3采用具有金属屏蔽层的电缆
当二次回路中的电缆靠得比较近时，一根电缆的高频电压，会通过分布电容传递到附近另一根电缆缆芯上，为减少过电压的传递，最好采用有金属屏蔽层的电缆，并将屏蔽层在电缆两端分别接地，从而使操作过电压的磁力线绝大部分集中在屏蔽层，不会进入电缆内部，从而避免了过电压的传递。
同时，在完善技术措施的前提下，还应在组织措施方面进行规范，具体做法是在操作规程中规定：综合自动化装置停电前，应先将该设备的所有跳闸、联跳出口压板断开，然后才能拉开二次回路电源；二次回路复电后，应先将保护手动复位，然后再连接出口压板，以确保装置不发生误动作。
结束语
操作过电压在生产实践中是大概率事件，如何有效地认识、预防和减轻操作过电压对电气设备的危害，是电力工作人员需要具备的重要基本知识，值得关注和掌握。
参考文献
[1]鲁铁成 电力系统过电压 中国水利水电出版社 ISBN：9787508465982 2009-06-01
[2]牛捷 输电线路 中国电力 ISBN ：9787512318885 2011-08-01
（工作单位：蛟河凯迪绿色能源开发有限公司）