过电压保护
过电压保护
2．谐振过电压 当谐振过电压发生在铁磁电感与电容组成 的电路中时，称为铁磁谐振电路，有可能 出现过电压事故。
特点:过电压持续时间较长，频率低 . 会引起电压互感器损坏和阀型避雷器爆炸。
防止措施 :电压互感器组采用V/V接线
3．操作过电压
操作过电压是指电力系统中由于操作或事 故，使设备运行状态发生改变,引起振荡， 从而产生过电压。
二.两支避雷针的保护范围 两针间距离D与针高h之间比D/h不宜大于5。
三.多支避雷针的保护范围 各相邻避雷针间保护范围的一侧最小宽度
bｘ≥０则全部面积受到保护。
第三节雷电侵入波防护
防止感应雷过电压和雷电侵入波对变电所 设备绝缘造成击穿损坏，应采取措施减少 近区雷击闪络，避免出现过分强烈的感应 雷多电压。
针或避雷线。 高压长线路空载运行时，末端电高 .
在甲设备的接线端子上标出乙设备接线端 子编号，乙设备的接线端子上标出甲设备接线端子编号
高压长线路空载运行时，末端电压高 .
一.单支避雷针的保护范围 普通阀型避雷器（适用大气过电压保护）
防止措施 :电压互感器组采用V/V接线
KS
KD
KG
例：某避雷针高20m，则该避雷针在8m的高 在中性点不接地系统中发生单相不稳定电弧接地时，可能产生过电压，一般把这种过电压称为电弧接地过电压。
4. 雷电反击过电压
雷云对电力架空线路的杆塔顶部放电，线路绝缘子有可能 产生击穿，对导线放电，这种情况称为雷电反击过电压。
5.感应雷过电压
感应雷过电压是指在电气设备（例如架空电力线路）的附 近不远处发生闪电，虽然雷电没有直接击中线路，但在导 线上会感应出大量的和雷云极性相反的束膊电荷，形成雷 电过电压。
过电压保护名词解释
过电压保护名词解释
过电压保护是一种用于保护电子设备免受过高电压的损坏的技术。
当电子设备接收到超过其额定电压的电压时，该设备可能会受到永久性损坏或临时性故障。
过电压保护技术可以防止这些问题的发生。
过电压保护技术有多种形式。
其中一种形式是使用过压保护器。
过压保护器是一种电子元器件，它可以在电压超出其限制时自动切断电路。
这样可以保护设备免受过电压的损害。
另一种形式是使用电压稳压器。
电压稳压器是一种电子元器件，它可以将电压稳定在设定值以下。
这种技术特别适用于需要稳定电压的设备，如计算机和其他精密设备。
还有一种形式是使用瞬变电压抑制器。
瞬变电压抑制器可以在电压瞬间变化时快速响应，并限制电压上升的幅度。
这种技术适用于瞬间电压尖峰较高的设备，如发电机或变压器。
总之，过电压保护技术可以保护设备免受过高电压的损害。
这种技术在电子设备中广泛使用，以确保设备的正常运行和延长设备的寿命。
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保护电路设计方法 - 过电压保护
保护电路设计方法- 过电压保护2.过电压保护⑴过电压的产生及抑制方法①过电压产生的原因对于IGBT开关速度较高，IGBT关断时及FWD逆向恢复时，产生很高的di/dt，由于模块周围的接线的电感，就产生了L di/dt电压（关断浪涌电压）。
这里，以IGBT关断时的电压波形为例，介绍产生原因和抑制方法，以具体电路（均适用IGBT/FWD）为例加以说明。
为了能观测关断浪涌电压的简单电路的图6中，以斩波电路为例，在图7中示出了IGBT关断时的动作波形。
关断浪涌电压，因IGBT关断时，主电路电流急剧变化，在主电路分布电感上，就会产生较高的电压。
关断浪涌电压的峰值可用下式求出：V CESP=E d＋(-L dI c/dt)式中dl c/dt为关断时的集电极电流变化率的最大值；V CESP为超过IGBT的C-E间耐压(V CES)以至损坏时的电压值。
②过电压抑制方法作为过电压产生主要因素的关断浪涌电压的抑制方法有如下几种：1.在IGBT中装有保护电路（=缓冲电路）可吸浪涌电压。
缓冲电路的电容，采用薄膜电容，并靠近IGBT配置，可使高频浪涌电压旁路。
2.调整IGBT的驱动电路的V CE或R C，使di/dt最小。
3.尽量将电件电容靠近IGBT安装，以减小分布电感，采用低阻抗型的电容效果更佳。
4.为降低主电路及缓冲电路的分布电感，接线越短越粗越好，用铜片作接线效果更佳。
⑵缓冲电路的种类和特缓冲电路中有全部器件紧凑安装的单独缓冲电路与直流母线间整块安装缓冲电路二类。
①个别缓冲电路为个别缓冲电路的代表例子，可有如下的缓冲电路1.RC缓冲电路2.充放电形RCD缓冲电路3.放电阻止形RCD缓冲电路表3中列出了每个缓冲电路的接线图。
特点及主要用途。
表3 单块缓冲电路的接线圈特点及主电用途②整体缓冲电路作为这类缓冲电路的代表例子，有下面几种缓冲电路1.C缓冲电路2.RCD缓冲电路最近，为简化缓冲电路的设计，大多采用整体缓冲电路。
过电压保护
一次雷击或者一次云闪所释放出的能量大约在300千瓦 以上，如果把这些能量全部利用起来，可供一个普通家庭 使用两个月以上。由于雷电释放的能量相当大，它所产生 的强大
电流、灼热 的高温、猛烈 的冲击波、剧 变的静电场和 强烈的电磁辐 射等物理效应 给人们带来了 多种危害。雷 电的破坏主要 有直击雷破坏 和感应雷破坏。
雷击破坏的实例4
×年×月×日，荔波县一对夫妻在大树下躲雨，被雷电击中身亡，当
时与他们相伴而行的还有其爱犬。 14时30分许，雷电交加、天空突降暴 雨，夫妇俩在田间一大樟树下躲雨，爱犬依偎在他们中间。忽然，一道高 光划过天空，雷电向树干劈来，夫妻双双被击中不幸身亡。 据村民讲，大家赶到时，丈夫高桂林被打翻在距树干2米的地方，手里 还握着锄头，其妻谢昌芬被打得卷成一团倒在树根下，夫妻俩头发烧焦， 衣裤被烧烂，惨不忍睹。
• 因直接雷击或感应雷击在输电线路导线中形成迅 速流动的电荷 称它为雷电进行波。雷电进行波 对其前进道路上的电气设备构成威胁，因此也 称为雷电侵入波。一般的变电所，如果有架空 进出线，则必须考虑对雷电侵入波的预防。雷电 侵入波对电气设备的严重威胁还在于:当雷电侵 入波前行时，例如遇到处于分闸状态的线路开 关，或者来到变压器线圈尾端中性点处，则 会产生进行波的全反射。这个反射与侵入波迭 加，过电压增高一倍，极容易造成击穿事故。
图５－１雷云中小水滴分裂带上电荷的过程
3.雷电放电
• 雷电放电是雷云所引起的放电现象。如果天空中有两块带异号电 荷的雷云，当它们互相接近时，会使两块云之间的空气绝缘击穿， 这就是发生在空中的闪电。如果雷云较低，其附近又没有带异 号电荷的其他雷云，这时，雷云就会对地放电，特别是对地面 上的高大树木或高大建筑放电。 • 据雷电观测资料，雷云对地放电大多数要重复2 - 3次。其中第一次 放电过程是分级发展的（称为先导) ，如图5 -2所示。在经过数 次分级先导发展后，雷云的负电荷和地面的正电荷贯通接 触， 沿先导发展路径开始主放电。第一次主放电电流最大。主放电时 间很短，只有50 ~100µs。第一次主放电结束后，经过0.03~ 0.05s间隔时间后，沿第一次放电通路出现第二次放电。第二次 放电不再分级进行，而是连续发展出现主放电。图5 -2的上半部 阴影部分是主放电之后的余辉放电，电流很小，因此发光微弱， 但时间较长。图5 -2下半部是雷电放电时的雷电流曲线。主放电 时的电流很大，能达几千安甚至几十、上百千安。地面上的物体 被雷击中时，强大的雷电流快速流过被击物体时，产生很高的冲 击电压，冲击电压大小与雷电流大小和被击物体冲击电阻大小有 关。
过电压保护
电力电子器件的保护一 、过电压保护电力电子装置中可能产生的过电压外分为外因过电压和内因过电压两类。
外因过电压主要来自雷击和系统中的由分闸、合闸等开关操作引起的。
电力电子装置中，电源变压器等储能元器件，会在开关操作瞬间产生很高的感应电压。
内因过电压主要来自电力电子装置内部器件的开关过程，包括：（1）换相过电压：由于晶闸管或者与全控器件反并联的续流二极管在换相结束不能立刻恢复阻断能力，因而有较大的反向电流过，使残存的载流子恢复，而当其恢复了阻断能力时，该反向电流急剧减小，会由线路电感在器件两端感应出过电压。
（2）关断过电压：全控型器件在较高频率下工作，当器件关断时，因正向电流的迅速降低而由线路电感在器件两端感应出的过电压。
电力电子电路常见的过电压有交流测过电压和直流测过电压。
常用的过电压保护措施及配置位置如图1-1所示。
SFRVRCDTDCUMRC 1RC 2RC 3RC 4L BS DC图9-10 过电压保护措施及装置位置F ─避雷器 D ─变压器静电屏蔽层 C ─静电感应过程电压抑制电容1RC ─阀测浪涌过电压抑制用RC 电路 2RC ─阀测浪涌过电压抑制用反向阻断式RC 电路 RV─压敏电阻过电压抑制器 3RC ─阀器件换相过电压抑制用RC 电路 4RC ─直流测RC 抑制电路 RCD─阀器件关断过电压抑制用RCD 电路过电压保护所使用的元器件有阻容吸收电路、非线性电阻元件硒堆和压敏电阻等，其中RC 过电压抑制电路最为常见。
由于电容两端电压不能突变，所以能有效抑制尖峰过电压。
串联电阻能消耗部分产生过电压的能量，并抑制回路的振荡。
视变流装置和保护装置点不同，过电压保护电路可以有不同的连接方式。
图9-11所示为RC 过电压抑制电路用于交流测过电压抑制的连接方式。
+-+-a)b)网侧阀侧直流侧C a R aC a R aC dcR dc C dcR dc C a R aC a R a图9-11 RC 过电压抑制电路联结方式 a)单相 b)三相二、过电流保护过电流分为过载和短路两种情况。
变压器的过电压现象与其保护措施
变压器的过电压现象与其保护措施变压器是电能传输和分配的重要设备，主要用于将输入电压变换为输出电压，以满足不同设备的电压要求。
然而，在使用变压器的过程中，由于各种原因，可能会出现过电压现象，对变压器造成损害甚至危险。
因此，对变压器的过电压现象进行了详细的研究，并制定了相应的保护措施。
一、变压器的过电压现象1.过电压现象的定义过电压是指变压器的端口电压超过了其额定电压的情况。
过电压分为永久性过电压和瞬时性过电压两种情况。
2.过电压的原因（1）输入电源的突然断电或短路会导致变压器的输出电压瞬时增大，造成瞬时性过电压。
（2）输入电源的电压波动、电流突变等不稳定因素，会使变压器的输出电压超过额定电压一段时间，造成永久性过电压。
（3）雷击、闪络、感应电压等自然因素也是引起变压器过电压的原因。
3.过电压对变压器的影响（1）过电压会使变压器的绝缘材料受到严重的电热损坏，甚至击穿。
（2）过电压会在变压器绕组中产生电火花和过电流，使绕组发热严重，导致变压器的温升升高。
（3）过电压会引起变压器的功率因数下降，进而影响变压器的传输能力。
二、变压器的过电压保护措施为了保护变压器免受过电压的损害，采取以下措施进行过电压保护：1.过电压保护装置安装过电压保护装置是最常见、最有效的过电压保护措施之一、过电压保护装置可以迅速检测到过电压情况，并通过短路绕过变压器绕组，阻止过电压通过变压器进入负载侧。
2.隔离过电压的源头过电压是由输入电源引起的，因此，对输入电源进行隔离是防止过电压的另一种有效方法。
例如，在变压器输入侧增加隔离变压器或使用稳压器，可以降低输入电压的突变和波动，减少过电压的机会。
3.使用绕组保护装置绕组保护装置可以检测绕组中的过电压情况，并在需要时保护绕组免受过电压的损害。
例如，一些绕组保护装置可以通过切断供电电路或通过其他方式将过电压引导到地线，以保护绕组免受损害。
4.定期维护和检测定期进行变压器的维护和检测，可以及时发现并修复潜在的问题，预防过电压的发生。
过电压保护ppt课件
3.阀式避雷器 (1).普通型阀式避雷器
a.结构与元件的作用：
火花间隙：
作用原理：
根据火花间隙的结构，使间隙的放电时间 缩短，由于其伏秒特性曲线平缓，放电分散性 也较小，由于火花间隙由若干个小间隙组合串 联，易于切断工频续流，且不易重燃。
具有分路电阻的火花间隙：
1.保护间隙
作用原理： 当雷电侵入波要危及它所
保护的电气设备的绝缘时， 间隙首先击穿，工作母线 接地，避免了被保护设备 上的电压升高，从而保 护了设备。
6KV和10KV保护间隙，主间隙分别不小于15mm和25mm 辅助间隙不小于10mm。
优缺点：
优点： 结构简单、制造方便 缺点： 伏秒特性曲线比较陡，绝缘配合不理
优缺点
熄弧能力比保护间隙要强，但伏秒特 性较陡且放电分散性大，且会形成截波， 并受大气条件影响较大，所只用在线路 保护和变电所进线段保护
5.金属氧化物（氧化锌）避雷器
(1)、工作原理
正常运行时，在工频电压下氧化物 电阻片具有极高阻值，呈绝缘状态；当 出现过电压时，阀片呈低阻状态，泄放 电流，避雷器两端维持较低的残压，保 护电气设备不受损坏。过电压过后，立 即恢复高电阻值，继续保持绝缘。金属 氧化物避雷器不需要设置火花间隙，也 不需要进行灭弧。
第二节 直接雷击过电压
一.避雷针和避雷线
1.保护作用的原理
能使雷云电场发生突变，使雷电先导的发展沿 着避雷针的方向发展，直击于其上，雷电流通 过避雷针（线）及接地装置泄入大地而防止避 雷针（线）周围的设备受到雷击
独立避雷针
构架避雷针
消雷器
2.保护范围
(1).单支避雷针
hx
h 2
过电压保护器原理
过电压保护器原理
过电压保护器是一种用于保护电气设备的装置，它能够防止电路受到过高的电压而损坏。
其工作原理如下：
1. 电压感应装置：过电压保护器内部包含一个电压感应装置，通常是一个电阻和电容组成的电路。
当电路中的电压超过设定的阈值时，电压感应装置会产生相应的电信号。
2. 触发装置：电压感应装置输出的电信号被传递给触发装置，触发装置可以是电子元件如晶体管、放大器等。
触发装置的作用是放大和处理电信号，以便能够控制过电压保护器的反应。
3. 过电压继电器：当触发装置接收到电压感应装置的信号并进行处理后，会触发过电压继电器。
过电压继电器可以是一种电磁继电器，它会连接或断开电路中的开关，从而保护电气设备不受过电压的影响。
4. 过电压保护：当过电压继电器触发时，它会迅速打开电路中的开关，将电路与电源隔离，从而保护电气设备免受过高电压的影响。
过电压保护器通常会将电路直接短路，或将电路与地连接，以消耗过电压的能量。
总之，过电压保护器通过感应电路中的电压变化，并触发继电器的工作，实现对电气设备的过电压保护。
通过迅速切断电路或将电路与地连接，过电压保护器能够保护电气设备免受过高电压的损害。
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过电压及过电压保护
一什么是过电压
在电力系统中由于某种原因出现的对设备绝缘有危害，暂时性的电压升高现象。
二过电压的分类
分为：内部过电压和外部过电压
（1）系统运行中由于由于断路器的正常操作或系统发生事故时，因电磁能转换所以起的过电压，叫内部过电压。
如操作过电压和谐振过电压. 工频过电压
（2）外部过电压（也叫大气过电压）它有两种形式:直击雷（雷电直接对建筑物或其他物体放电，其过电压所以起的雷电流通过这些物体流入大地，产生破坏性很大的热效应和机械效应）。
感应雷就是雷电的静电感应或电磁感应所引起得过电压
内部过电压
操作过电压产生主要有3种形式(1)切除空载变压器。
（在切除空载变压器时，因断路器可能在电流未过零点时分断，变压器绕组中的磁场能量转换为电能，从而产生过电压。
这种过电压与变压器空载电流的大小和断路器的灭弧能力有关。
）（2）分合空载长线路。
（分合空载长线路时由于断路器触头间电弧多次重燃引起的过电压）（3）弧光接地（在中性点不接地系统中，当发生间歇性的弧光接地时，再发在非故障相引发的高频振荡过电压）工频过电压产生主要有3种形式（1）空载长线路的电压升高（2）三相中性点不接地系统发生单相接地时非故障相对地电压的升高（3）超高大容量线路从满载状态突然甩掉负荷时的电压升高。
这种过电压对电器设备的绝缘影响不大，但是操作过电压一般是在工频过电压的基础上发展起来的。
谐振过电压产生主要有2种形式（1）当电网参数选择不当，因某一线路或母线的自振频率与电源谐波频率之一接近，就会产生谐振过电压。
（2）高压真空开关的同期性差
三过电压保护
（1）外部过电压保护（也就是防雷保护）
雷电的危害
1.热效应。
烧断导线，烧毁电器设备。
2.机械效应。
当雷电直接击中房屋、电杆、树木，雷电电流经过木质纤维时，会产生高热，将其炸裂破坏。
3.电磁场效应。
在雷电电流通过的周围，将产生很大的电磁场，使附近的导线或金属结构产生很高的感应电压，击穿电气设备一引起火灾和爆炸从而产生极其严重的破坏作用。
4.雷电的闪络放电。
烧毁绝缘子造成断路器跳闸，线路停电等供电事故
防雷保护装置
避雷针.（用来保护发电厂，变电所）
作用：将雷电吸引到金属针上，安全的导入大地，从而保护附近的建筑和
设施免受雷击。
原理：在雷雨天气，建筑物上空出现带电云层时，迅雷针被感应上大量电荷，由于避雷针针头是尖的，而静电感应时，导体尖端总是聚集了最多的电荷．这样，避雷针就聚集了大部分电荷．避雷针又与这些带电云层形成了一个电
容器，由于它较尖，即这个电容器的两极板正对面积很小，电容也就很小，也就是说它所能容纳的电荷很少．而它又聚集了大部分电荷，所以，当云层上电荷较多时，避雷针与云层之间的空气就很容易被击穿，成为导体．这样，带电云层与避雷针形成通路，而避雷针又是接地的．避雷针就可以把云层上的电荷导人大地，使其不对所保护的建筑构成危险，保证了它的安全．
避雷针由接闪器、引下线和接地体组成。
接闪器（直接截受雷击的避雷针的针尖直径10——12CM长1——2m的圆钢做成）.引下线是指连接接闪器
与接地体的金属导体
（必须保证不被雷电流烧断采用6MM的圆钢或不低于35平方毫米的镀锌钢绞线）。
接地体是指埋入土壤中或混凝土基础中作散流用的导体（接地体为金属导体其接地电阻不能大于4欧姆）在发电厂和变电所中，避雷针与电器设备的外壳是不能共用一个接地极的；
如果雷击到避雷针上，雷电流通过构架接地引下线流散到地中，由于构架电感和接地电阻的存在，在构架上会产生很高的对地电位，高电位对附近的电气设备或带电的导线会产生很大的电位差。
如果两者间距离小，就会导致避雷针构架对其它设备或导线放电，引起反击闪络而造成事故；
为限制接地导体电位升高，避雷针必须良好接地，并与设备保持一定的距离；避雷针与变配电设备不但不能连接，而且在地面上的空间距离不得小于5米，避雷针接地网与电气设备接地网之间的地下净距离不得小于3米。
避雷线
（主要是保护输电线路也可以用来保护发电厂，变电所）避雷线又称架空地线，架设在杆塔顶部，一根或二根，用于防雷，110-220千伏线路一般沿全线架设。
在雷击不严重的110千伏及较低电压的线路上，通常仅在靠近变电所两公里左右范围内装设避雷线，作为变电所进线的防雷措施。
避雷线一般使用镀锌钢绞线架设，常用的截面是25、35、50、70平方
毫米。
导线的截面越大，使用的避雷线截面也越大。
避雷线也是有三部分组成
金属线.引下线和接地体组成《接地电阻是由接地体附近的土壤电阻决定的但最大不超过30欧姆》
避雷器
作用：防止雷电波沿线路侵入变电所内危害电器设备的绝缘
原理：避雷器与被保护设备并联，当雷电波沿线路传入变电所超过壁垒群殴的保护水平时，避雷器首先对地放电，将雷电压幅值限制在被保护设备雷电压冲击水平以下，使电气设备受到保护。
分类：有5种保护间隙避雷器.管型避雷器.阀型避雷器.磁吹阀式避雷器.氧化锌避雷器。
咱们变电所和线路上用的就是氧化锌避雷器。
三内部过电压
工频过电压谐振过电压操作过电压（在咱们这里预防的方法在真空
开关的下侧并联安装一组氧化锌避雷器但是如果是弧光接地引起的操作过电压用这种方法就不行。
那就必须采用小电流接地选线装置当发生永久性单相接地故障时在整定时间内可以自动报警或断开故障线路）
过电压保护整定原则
3～110kV电网继电保护装置运行整定规程规定：
a) 过电压保护定值应按电容器端电压不长时间超过1.1倍电容器额定电压的原则整定。
b) 过电压保护动作时间应在1min以内
c) 过电压保护可根据实际情况选择跳闸或发出信号
d）过电压继电器宜有较高的返回系数
e）过电压继电器宜优先选用带有反时限特性的电压继电器。