電力系統(tǒng)在特定條件下所出現(xiàn)的超過(guò)工作電壓的異常電壓升高(超過(guò)額定值的10%)。屬于電力系統(tǒng)中的一種電磁擾動(dòng)現(xiàn)象。電工設(shè)備的絕緣長(zhǎng)期耐受著工作電壓,同時(shí)還必須能夠承受一定幅度的過(guò)電壓,這樣才能保證電力系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行。研究各種過(guò)電壓的起因,預(yù)測(cè)其幅值,并采取措施加以限制,是確定電力系統(tǒng)絕緣配合的前提,對(duì)于電工設(shè)備制造和電力系統(tǒng)運(yùn)行都具有重要意義。過(guò)電壓分外過(guò)電壓和內(nèi)過(guò)電壓兩大類。
外過(guò)電壓 又稱雷電過(guò)電壓、大氣過(guò)電壓。由大氣中的雷云對(duì)地面放電而引起的。分直擊雷過(guò)電壓和感應(yīng)雷過(guò)電壓兩種。雷電過(guò)電壓的持續(xù)時(shí)間約為幾十微秒,具有脈沖的特性,故常稱為雷電沖擊波。直擊雷過(guò)電壓是雷閃直接擊中電工設(shè)備導(dǎo)電部分時(shí)所出現(xiàn)的過(guò)電壓。雷閃擊中帶電的導(dǎo)體,如架空輸電線路導(dǎo)線,稱為直接雷擊。雷閃擊中正常情況下處于接地狀態(tài)的導(dǎo)體,如輸電線路鐵塔,使其電位升高以后又對(duì)帶電的導(dǎo)體放電稱為反擊。直擊雷過(guò)電壓幅值可達(dá)上百萬(wàn)伏,會(huì)破壞電工設(shè)施絕緣,引起短路接地故障。感應(yīng)雷過(guò)電壓是雷閃擊中電工設(shè)備附近地面,在放電過(guò)程中由于空間電磁場(chǎng)的急劇變化而使未直接遭受雷擊的電工設(shè)備(包括二次設(shè)備、通信設(shè)備)上感應(yīng)出的過(guò)電壓。因此,架空輸電線路需架設(shè)避雷線和接地裝置等進(jìn)行防護(hù)。通常用線路耐雷水平和雷擊跳閘率表示輸電線路的防雷能力。
內(nèi)過(guò)電壓 電力系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)行方式發(fā)生改變而引起的過(guò)電壓。有暫態(tài)過(guò)電壓、操作過(guò)電壓和諧振過(guò)電壓。暫態(tài)過(guò)電壓是由于斷路器操作或發(fā)生短路故障,使電力系統(tǒng)經(jīng)歷過(guò)渡過(guò)程以后重新達(dá)到某種暫時(shí)穩(wěn)定的情況下所出現(xiàn)的過(guò)電壓,又稱工頻電壓升高。常見(jiàn)的有:①空載長(zhǎng)線電容效應(yīng)(費(fèi)蘭梯效應(yīng))。在工頻電源作用下,由于遠(yuǎn)距離空載線路電容效應(yīng)的積累,使沿線電壓分布不等,末端電壓最高。②不對(duì)稱短路接地。三相輸電線路a相短路接地故障時(shí) ,b、c 相上的電壓會(huì)升高。③甩負(fù)荷過(guò)電壓,輸電線路因發(fā)生故障而被迫突然甩掉負(fù)荷時(shí),由于電源電動(dòng)勢(shì)尚未及時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)而引起的過(guò)電壓。操作過(guò)電壓是由于進(jìn)行斷路器操作或發(fā)生突然短路而引起的衰減較快持續(xù)時(shí)間較短的過(guò)電壓,常見(jiàn)的有:①空載線路合閘和重合閘過(guò)電壓。②切除空載線路過(guò)電壓。③切斷空載變壓器過(guò)電壓。④弧光接地過(guò)電壓。諧振過(guò)電壓是電力系統(tǒng)中電感、電容等儲(chǔ)能元件在某些接線方式下與電源頻率發(fā)生諧振所造成的過(guò)電壓。一般按起因分為:①線性諧振過(guò)電壓。②鐵磁諧振過(guò)電壓。③參量諧振過(guò)電壓。
大氣過(guò)電壓由直擊雷引起,特點(diǎn)是持續(xù)時(shí)間短暫,沖擊性強(qiáng),與雷擊活動(dòng)強(qiáng)度有直接關(guān)系,與設(shè)備電壓等級(jí)無(wú)關(guān)。因此220KV及以下系統(tǒng)的絕緣水平往往由防止大氣過(guò)電壓決定。工頻過(guò)電壓由長(zhǎng)線路的電容效應(yīng)及電網(wǎng)運(yùn)行方式的突然改變引起,特點(diǎn)是持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),過(guò)電壓倍數(shù)不高,一般對(duì)設(shè)備絕緣危險(xiǎn)性不大,但在超高壓、遠(yuǎn)距離輸電確定絕緣水平時(shí)起重要作用。操作過(guò)電壓由電網(wǎng)內(nèi)開(kāi)關(guān)操作引起,特點(diǎn)是具有隨機(jī)性,但最不利情況過(guò)電壓倍數(shù)較高。因此300KV及以上超高壓系統(tǒng)的絕緣水平往往由防止操作過(guò)電壓決定。諧振過(guò)電壓:由系統(tǒng)電容及電感回路組成諧振回路時(shí)引起,特點(diǎn)是過(guò)電壓倍數(shù)高、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。
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