过电压保护
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。
- 1 -。
电气一次设备过电压保护措施探讨
电气一次设备过电压保护措施探讨随着电气设备的普及和使用，过电压对电气设备造成的损害也越来越严重。
为了保护电气设备免受过电压的影响，人们逐渐意识到了过电压保护措施的重要性。
本文将围绕电气一次设备过电压保护措施展开探讨，旨在帮助读者了解过电压保护的相关知识，并提供有效的保护措施，以保护电气设备的安全运行。
一、过电压的危害过电压是指电压超出设备额定工作电压范围的现象，它可能是由于雷电、操作失误、设备故障等原因引起的。
过电压对电气设备造成的危害主要表现在以下几个方面：1. 设备损坏：过电压会导致电气设备内部元件的击穿，损坏设备的绝缘系统，甚至引发设备的火灾爆炸。
2. 工作不稳定：过电压会导致设备的工作不稳定，甚至直接影响设备的正常工作。
3. 缩短设备寿命：长期受到过电压的影响，会导致设备元件的老化加剧，缩短设备的使用寿命。
4. 安全隐患：过电压可能导致设备的突发故障，给人员和设备造成安全隐患。
过电压对电气设备的危害不容忽视，必须采取有效的措施进行保护。
二、过电压保护措施为了保护电气设备免受过电压的危害，需要采取相应的保护措施。
下面将从设备和系统两个方面探讨过电压的保护措施。
1. 设备保护措施（1）采用过电压保护器过电压保护器是一种能够在电压超过设定值时自动切断电路的装置，能有效保护设备免受过电压的危害。
根据使用场合和保护对象的不同，过电压保护器可以分为室内型和室外型，也可以分为全流型和分流型。
在选型时应根据实际情况进行选择，以保证其有效性。
（2）安装避雷设施针对雷电引起的过电压，可以通过安装避雷设施来进行保护。
避雷设施包括避雷针、避雷线、避雷带等，能够将雷电的过电压引导至地下，减少对设备的影响。
（3）提高设备的耐压能力通过提高设备的耐压能力，可以减少过电压对设备的影响。
包括采用高耐压等级的绝缘材料、增加设备的绝缘厚度等方法。
（1）合理设计供电系统在供电系统的设计中，应考虑到过电压对设备的影响，合理设置配电变压器、补偿设备等，以减小过电压对设备的冲击。
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。
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。
过电压保护
二、过电压的分类 直接雷击过电压 雷电反击过电压 雷电过电压 感应雷过电压 雷侵入波过电压 过电压 工频过电压 谐振过电压 内部过电压 操作过电压
线性谐振 非线性谐振 参数谐振 切、合空载长线路
切、合空载变压器
开断感应电动机 开断关联电容器 弧光接地
三、雷电过电压
1、雷电放电 雷电放电是雷云所引起 的放电现象。如果放电时 附近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 的高大树木或建筑物放电。
例如：切除空载线路过电压 （断路器灭弧很强，截流过电压）
在电流波形瞬时值未达到零点之前， 就强行将电流截断，如果分断的又是电 感性负载，如高压电动机、变压器等设 备，则有可能发生截流过电压。因为电 流的突然变化，电感性负载设备磁路中 磁通量跟着发生突变，根据电磁感应原 理，将会产生很高的感应电动势，从而 发生过电压。
例如：切除空载线路过电压（断路器灭弧不
够强时）
切空线操作是常见的一种操作，如检修线路断路器触 头分离后，电弧熄灭，但触头间恢复电压上升速度超过了 介质强度的恢复速度，电弧就可能发生重燃，在线路上出 现过电压。如果断路器灭弧能力越差，重燃概率越大，过 电压幅值就越高（3倍以上）且持续时间很长（0.5－1个周 期）。因此220kV及以下系统绝缘水平考虑过电压时，主要 以切空线过电压为依据。
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：
为什么要在间隙两端并联电阻：
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来保护电气设备免受过电压损害的装置。
在电力系统中，由于雷电、操作失误、设备故障等原因，往往会导致电路中出现过电压现象，严重时会损坏设备，因此使用过电压保护器是非常必要的。
过电压保护器的原理主要是利用其自身的特性，在电压超过一定范围时，能够迅速导通，将过电压引向地，起到保护作用。
其主要原理包括击穿原理、电压依赖特性和非线性电阻特性。
首先，过电压保护器的击穿原理是指在一定条件下，介质会发生击穿现象，电阻急剧下降，形成通路，使电压得以释放。
这种击穿特性是过电压保护器能够快速导通的关键。
其次，过电压保护器的电压依赖特性是指在正常工作电压下，其电阻很大，几乎不导电，而在过电压作用下，其电阻迅速下降，形成导通通路，将过电压引向地。
这种特性使得过电压保护器能够在需要时迅速响应，起到保护作用。
最后，过电压保护器的非线性电阻特性是指其电阻随着电压的变化而变化，并且变化曲线是非线性的。
这种特性使得过电压保护器能够在电压超过一定范围时，能够迅速导通，形成通路，将过电压引向地，保护设备免受损害。
总的来说，过电压保护器利用击穿原理、电压依赖特性和非线性电阻特性，能够在电压超过一定范围时，迅速导通，将过电压引向地，起到保护作用。
在电力系统中，使用过电压保护器能够有效保护设备，延长设备的使用寿命，提高系统的可靠性。
除了以上原理外，过电压保护器还有一些其他特点，比如响应速度快、寿命长、体积小、安装方便等。
这些特点使得过电压保护器在电力系统中得到广泛应用，成为保护设备免受过电压损害的重要装置。
综上所述，过电压保护器是一种利用其自身特性，在电压超过一定范围时迅速导通，将过电压引向地，起到保护作用的装置。
其原理主要包括击穿原理、电压依赖特性和非线性电阻特性。
在电力系统中，使用过电压保护器能够有效保护设备，提高系统的可靠性，延长设备的使用寿命。
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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。
S
F
RV
RCD
T
D
C
U
M
RC 1
RC 2
RC 3
RC 4
L B
S 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 a
C a R a
C dc
R dc C dc
R dc C a R a
C 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。
过流保护常采用的有快速熔断器、直流快速断路器、过电流继电器保护措施，以晶闸管变流电路为例，其位置配置如图2-1所示。
负载
触发电路
开关电路过电流继电器
交流断路器
动作电流整定值
短路器电流检测
电子保护电路
快速熔断器变流器直流快速断路器电流互感器
变压器图2-1过电流保护措施和位置配置
实际采用中常常同时采用几种过电流保护措施，相互协调和补充，以提高
保护的可靠性和合理性。
通常，电子电路作为第一保护措施，快速熔断器仅作为短路时的部分区段的保护，直流快速断路器整定在电子电路动作之后实现保护，过电流继电器整定在过载时动作。
电子保护电路在检测到过电流信号后直接控制器件的触发或驱动电路，通过 使器件减小电流或关断器件的方式实现过电流保护。
在全控型器件的驱动电路中常设置过电流保护环节。
快速熔断器是电力电子装置中最有效，应用最广的一种过电流保护措施，熔断时间到5ms 以下。
选择快速熔断器时应考虑一下几方面：
1)电压等级根据熔断后快速熔断器实际承受的电压确定。
2)电流容量按其主电路中的接入方式和主电路连接形式确定。
3)快速熔断器的t I 2
值应小于被保护器件的允许t I 2
值。
4)为保证熔体在正常过载情况下不熔化，应考虑其时间-电流特性。
快速熔断器对器件保护方式可分为：全保护和电路保护两种。
全保护是指不论过载还是短路均由快速熔断器进行保护，适用于小功率装置或器件裕度较大的场合。
电路保护是只能快速熔断器只在短路电流较大的区域保护作用。
快速熔断器一般应用于短路电流较大的场合。
快速开关用在直流电路中，它的安全分断时间最快为10ms 。
而过电流继电器动作时间更长，一般为几百毫秒。
在实际装置中，为了避免经常更换快速熔断器，一般需要用较小容量快速开关或过流继电器，而同时选用较大容量的快速熔断器。
这样，在发生过电流，快速开关或过电流继电器首先动作，即使动作速度不如快速熔断器，同样也可以保护器件。
经过复位后，又可以
正常工作。
三、缓冲电路
缓冲电路（Snubber Circuit )又称为吸收电路。
其作用是电力电子电路中其抑制器件的内因过电压、抑制d u /d t 和d i /d t 减小开关损耗的作用。
缓冲电路分为关断缓冲电路和开通缓冲电路。
关断缓冲电路又称d u /d t 抑制电路，用于吸收器件的关断过电压和换相过电压，抑制d u /d t ，减小关断损耗。
开通缓冲电路又称d i /d t 抑制电路，用于抑制器件开通时的电流过冲和d i /d t ，减小器件的开通损耗。
可将关断缓冲电路和开通缓冲电路结合在一起，称为复合缓冲电路。
还可以用另外的分类方法：缓冲电路中储能元件的能量如果消耗在其吸收电阻上，则被称为耗能式缓冲电路；如果缓冲电路能将其储能元件的能量回馈给负载或电源，则被称为馈能式缓冲电路，或称为无损吸收电路。
如无特别说明，通常讲缓冲电路专指关断缓冲电路，而将开通缓冲电路叫d i /d t 抑制电路。
图9-14所示为IGBT 的一种缓冲电路的电路图。
在无缓冲电路的情况下，
IGBT 开通时电流上升，d i /d t 很大；关断时d u /d t 很大，并出现很高的过电压。
在有缓冲电路的情况下；V 开通时S C 通过S R 向V 放电，使c i 先上一个台阶，以后因有i L ，c i 上升速度减慢；V 关断时负载电流通过S VD 向S C 分流，减轻了V 的负担，抑制了d u /d t 和过电压。
i VD 和i R 的作用是在V 关断时，给i L 提供释放储能的回路。
a)
b)
R i VD
L
V
d i
d t
抑制电路缓冲电路
L i
VD i
R s
C s
V D s
t
u CE i C
O
d i
d t
抑制电路无
时d i
d t
抑制电路有时有缓冲电路时
无缓冲电路时
u CE
i C
图9-14 d i /d t 抑制电路和充放电型RCD 缓冲电路及波形 a) 电路 b)波形
图3-4所示为关断时的c i 和CE u 变化轨迹，称为负载曲线。
可见，有缓冲电路时，d i /d t 和d u /d t 受到很好的抑制，负载曲线与坐标轴包围的区域减小，即关断损耗大大降低了。
A
D
C B
无缓冲电路
有缓冲电路
u CE
i C
O
图9-14所示的缓冲电路被称为充放电型RCD 缓冲电路，适用于中等容量场合。
图9-16示出了另外两种常用的缓冲电路形式。
其中RC 缓冲电路主要用于小容量器件，而放电阻止型RCD 缓冲电路用于中或大容量器件。
L
缓冲电路
L
缓冲电路负载
负载a)
b)
E d
R s
C s E d
R s C s
V D s
图9-16 另外两种常用得到缓冲电路
a)RC 缓冲电路 b)放电阻止型RCD 缓冲电路
此外，应尽量减小线路电感，且应选用内部电感小的吸收电容。
在中小容量场合，若线路电感较小，可只在直流侧总的设一个d u /d t 抑制电路，对IGBT 甚至可以仅并联一个吸收电容。
晶闸管在实际应用中一般只承受换相过电压，没有关断过电压问题，关断时也没有较大的d u /d t ，因此一般采用RC 吸收电路即可。