电力系统的过电压防护技术

摘要：过电压是影响电力系统运行的电磁扰动现象，电力系统的电路元件包括架空输电线路、变压器、电缆线路、旋转电机的绕组以及母线。一旦线路系统内部出现误操作或运行故障、遭受雷击等情况，就会产生电磁暂态的现象，进而出现过电压，过电压对电力系统的危害极大。基于此，本文探讨了过电压以及电力系统过电压防护的重要性，并分析了电力系统的过电压防护技术，仅供相关部门进行参考借鉴。

关键词：电力系统；过电压；防护技术

引言

随着我国社会经济的快速发展和人们生活水平的增强，社会大众和各行各业对电力资源的使用和需求不断提升，电力资源在人们日常生活、工作和学习中发挥着十分重要的作用。电力供电系统能否正常运行直接与我国国计民生息息相关，安全运转也是电力部门强调的重要课题。如何确保电力系统正常运行是电力部门最为关心的课题。因此，电力部门的工作人员应对电力系统过电压防护技术、电气设备检测检修等工作进行熟练掌握。

1、过电压概念

通常情况下，过电压是一种出现在交流电装置上的电压，过电压会对电力设备造成不同程度的损害，是峰值比正常运行下的最大稳定电压还要大的电压，因突发性较强，对电力设备的危害较大。根据其产生原因不同，可以将过电压划分为外过电压和内过电压两种类型。前者是因雷电引起的过电压，自然中大气雷云对大地放电的过程中，使得电气设备过电，进而出现过电压，包括直击雷和感应雷两种。直击雷产生的过电电压值较大，对电力设备的危害也极为严重，部分直击雷过电压会将电力设施的绝缘防护装置损坏，进而出现电力设备故障。

内过电压则是出现在电力系统内部的过电压，大都是电力系统内部运行方式发生变化引起的，主要有暂态过电压、操作過电压和谐振过电压。其中暂态过电压是因操作断路器或断路器出现故障而产生的过电压，其产生原因是空载长线的电容效应或甩负荷过电压等；操作过电压则是对电气设备进行的短路或断路操作而产生的过电压，该类型过电压的持续时间不长，且衰减时间极快，借助于性能较高的避雷器可对操作过电压的电压水平进行限制；谐振过电压是在操作电容元件或电感元件或这些元件出现故障而产生的震荡回路，谐振过电压会损害电力系统内的元部件，轻则会熔断熔断器，重则会导致避雷器出现爆炸事故。由于过电压的出现会缩短电力系统的使用寿命，甚至是出现故障问题，进而产生大范围的用电困难，应将电力系统的过电压防护工作做好。

2、电力系统过电压防护的重要性

通常情况下，电力系统产生过电压的关键因素是过电压故障、系统故障或雷电灾害等。作为重要的电力枢纽，变电站是多条输电线路互相交汇的交点，其重要性不言而喻，但是在该过程中，遭受雷击的概率也随之增强，高达58%以上，一旦雷电击中电力系统，就会产生严重的雷电灾害事故，进而导致大面积的停电。因此，预防和避免雷电灾害等事故的出现，对于电力系统的安全运行十分重要。在设计电力系统指出，就应该考虑到雷电灾害造成的危害和雷电灾害等事故引发的过电压防护等问题，并且对其进行深入研究和探讨。对于电力系统工程来说，由于雷电灾害等事故产生的极端过电压，在破坏电力系统的同时，还会造成大范围停电和输电线路受损的情况。另外，结合电力系统雷电灾害事故，若电流在瞬间积聚会导致输送电流的负荷大幅度增强，进而损坏电力相关设备，甚至是引发严重的安全事故。因此，做好电力系统的过电压防护具有十分重要的现实意义。

3、电力系统过电压防护技术

3.1雷击过电压防护技术

对于电力系统雷击过电压的防护技术，主要从以下几方面着手：①对于外电网联络的电源架空线路，电压等级几乎超过了100kv，为了防止线路遭受直击雷的危害，应对其单独设置避雷线。在设计厂区线路的过程中，应严格按照设计规范独立设置多支避雷针；若配电装置的电压超过110kv，也应该设置独立的多支避雷针，在安装避雷针时需严格按照规范要求。②对于外源架空线路，应将避雷针安装在进线开关前，以抑制过电压对外线路的危害，这也是预防电力系统过电压的关键。③因大部分的变压器都在室外安装，高压侧以架空线为主，此时需将避雷针安装在高压侧，在变压器中性点上安装间隙放电保护装置。④在条件许可的条件下，可对6/10kv装置变电所的配空线路与变压器进行串接，隔离开电网和架空线路，应始终确保变电所配空线路回路上安装的避雷器规格同规范要求相符。

3.2内部过电压防护技术

为了将电力系统内部过电压防护工作做好，应从以下几方面出发：①在选择6-10-35kv系统中性接地点方式上，为了有效抑制过电压，在接地过程中应保证电阻值达到最小或者中电阻。若发电机处于事故解列的状态，禁止开展内部过电压防护。②为了做好内部过电压防护，应保证断路器三相同期性能。③应始终确保电动机、发电机和变压器三相绕相的直流电阻不平衡率不超过规定数值。④对于规格为35kv的开关柜，应尽量选用气体绝缘组合电器的GIS，其相关的设备最高工作电压分布在40.5kv左右。

3.3加装电压保护器

为了确保电力系统持续、安全运行，应将电压保护器加装到电力线路中。对于新型的电压保护器来说，可以直接安装在电缆分支箱等终端，通过安装电压保护器，可以有效保护高压引线电缆，还能取代接地保护箱。将大容量保护器应用到电力系统中，实现三芯通电，可起到保护电缆护层的目的。对于单芯电缆的电压保护器，在遇到电流后，部分磁力线会与金属护套交链，此时在护套中就会产生感应电压。随着通过导线的电流和电缆长度的增加，感应电压值会随之上升，若通过的电缆较短，电流越低，感应电压也随之下降。此时的绝缘等级下降，会缩短电缆安全使用寿命，在安装单芯电压保护器时，一端进行接地，一端连接保护器。这种连接方法可以确保通过电压时，对应的电流得以释放，以确保设备和系统安全。

结论：

综上所述，在社会经济快速发展的大背景下，人们日常生产、生活和工作的过程中都与电能密切相关，电力系统的安全、稳定运行直接对社会经济发展产生影响。过电压是影响电力系统正常运行的重要因素，一旦电力系统出现过电压事故，将会对电力系统电能的正常供应和设备正常工作造成严重影响。因此，应结合实际电压等级，有针对性的分析内部过电压情况，以找出过电压事故出现的根本原因，进而采取科学有效的过电压防护技术，确保电力系统电能供应的稳定性水平。

参考文献

[1]段秀丽 .电力系统过电压防护以及电气设备的检测检修[J] .现代职业教育，2016，14（17）： 140.

[2]王东 .电力系统过电压防护以及电气设备的检测检修[J] .科技传播，2013，05（20）： 151+135.

[3]陈杰 .浅谈居家电子电气设备防雷之——过电压防护[J] .科技风，2012，18（17）： 167.

[4]陈国忠 .电力系统过电压防护以及电气设备的检测与检修[J].科技创新导报，2012，21（26）： 100.

作者简介：胥俊（1987-），男，汉族，江西省抚州市南城县人，本科学历，从事：机电工程。

（作者单位：江西爱劳电气安全技术有限公司）