过电压在线监测及单相接地故障管理系统的应用
35kV系统过电压下的设备自我保护与恢复
文章编号：１００４－２８９Ｘ（２０２１）０２－００９８－０５３５ｋＶ系统过电压下的设备自我保护与恢复李新强（晋能控股煤业集团供电分公司，山西 晋城 ０４８００６）摘 要：本文介绍了一种３５ｋＶ系统过电压下的设备自我保护与恢复系统，该系统可以有效解决电压互感器烧毁、熔断器熔断问题，通过工程现场实测数据分析表明，该系统的应用取得了满意的效果。
关键词：过电压；铁磁谐振；电压互感器；自我保护中图分类号：ＴＭ８６ 文献标识码：ＢＳｅｌｆ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＲｅｃｏｖｅｒｙｏｆｔｈｅＥｑｕｉｐｍｅｎｔｕｎｄｅｒ３５ｋＶＳｙｓｔｅｍＯｖｅｒｖｏｌｔａｇｅＬＩＸｉｎ ｑｉａｎｇ（ＪｉｎｎｅｎｇＨｏｌｄｉｎｇｓＣｏａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＧｒｏｕｐＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＢｒａｎｃｈ，Ｊｉｎｃｈｅｎｇ０４８００６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓａｋｉｎｄｏｆｅｑｕｉｐｍｅｎｔｏｆｓｅｌｆ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｒｅｃｏｖｅｒｙｓｙｓｔｅｍｕｎｄｅｒ３５ｋＶｓｙｓｔｅｍｏｖｅｒ ｖｏｌｔａｇｅ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｓｏｌｖｅｖｏｌｔａｇｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｂｕｒｎ ｏｕｔａｎｄｆｕｓｅｂｌｏｗｏｕｔｐｒｏｂｌｅｍｓ．Ｔｈｅａｃｔｕａｌｍｅａｓ ｕｒｅｄｐａｒａｍｅｔｅｒｓｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｆｉｅｌｄｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｕｓｅｇｅｔｓａｆｉｎｅｒｅｓｕｌｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｏｖｅｒｖｏｌｔａｇｅ；ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｒｅｓｏｎａｎｃｅ；ｖｏｌｔａｇｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ；ｓｅｌｆ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ１ 引言长期以来，我国３５ｋＶ的电网大多采用中性点不接地的运行方式。
此类运行方式的电网在发生单相接地时，故障相对地电压降低，非故障相的对地电压将升高３ ５倍相电压甚至更高，这就需要ＰＴ饱和特性要好，即饱和点要高；某３５ｋＶ系统中由于过电压引起ＰＴ烧毁、高压熔丝熔断等问题却一直没有得到解决，尤其是某３５ｋＶ变电站，从投运以来ＰＴ已连续十几年在系统接地后发生多次烧毁现象，同时高压熔断器也频繁熔断，严重威胁着设备及电网的安全运行。
10kV配电线路单相接地故障定位新方法的研究和应用
接地 线 路注 入特 定 频 率 的 电流 信 号 ， 用 信 号 寻 迹 原 理 即可 实现 故 障选 线并 可确 定故 障 点 。
（ １ ） 测 试信 号 发 生装 置 ： 当线 路 发 生 单 相 接 地 故 障时 ， 该 装置 可 向 １ ０ ｋ Ｖ故 障 线路 注入 异 频 检 测 信号 ， 以使 手持 信号 检 测 装 置 根 据此 信 号 进 行 故 障
条 拉 合 以 寻 找故 障 线 路 ， 工作量 较大 。 故 障测 距 法 受 路 径 阻抗 、 线 路 负荷 和 电源 参 数 的影 响 较大 ， 对 于带 有 多分 支 的农 网配 电线路 ， 阻抗 法 无 法排 除伪 故 障点 。
１ ０ ｋ Ｖ架空线路发 生故 障后 ， 停 电 快 速 准 确 定 位
集 中在单 相接 地 故 障定 位 方 面 ， 主要 分 为 逐条 拉 线 法、 故 障测 距法 、 在线 监测 法 和信号 注 入法 等 。
逐 条 拉 线 法 是 根 据 系 统 中 的 某 一 条 线 路 发
生 单 相接 地 故 障时 ， 线路 中有零 序 电压 产生 ， 如
果 操作人员将 某一条 线路拉 开 后 ， 零 序 电压 就 消
．
８ ３・
贵 州电力技术
第 ｌ ６卷
负 荷 电流 。
（ ５ ） 操 作人 员 远离 高 压 ， 巡 查 人 员 在 地 面 通 过
绝 缘杆 操作 ， 安全 可 靠 。
（ ３ ） 手持数据接收装置 ： 用 于 接 收 并 显 示 信 号 检测 装置 发 回 的测 量 数 据 （ 负 荷 电流 、 异 频电流 ） ， 从 而判 断单 相接 地故 障 的故 障点 。
定位。
MXJD单相接地故障管理系统技术说明书
MXJD单相接地故障管理系统说明书编制：安徽一天电气技术有限公司ANHUI ONESKY ELECTRIC TECH. CO., LTD.概述在我国3~35KV中压输配电系统中，大部分采用中性点不直接接地方式，即中性点不接地或经消弧线圈接地。
中性点不直接接地方式在单相接地的状态下，系统线电压仍可保持三相对称而不影响用电设备的正常工作。
所以，采用中性点不直接接地方式输配电系统的供电可靠性要远高于中性点直接接地的输配电系统。
这是中性点不直接接地方式最大的优点，也是我国长期坚持在中压输配电系统中使用这种接地方式的基本原因。
但是，从多年的运行经验和近年来中压输配电系统的发展情况看，中性点不直接接地方式也给中压输配电系统带来了一些问题：1.中性点不直接接地系统容易发生高压震荡，从而引起各种过电压。
2.中性点不直接接地系统中发生单相接地故障时，通常表现为弧光接地的形式，此时非故障相线路对地电压最高可升至3.5倍额定相电压。
这种遍布整个系统的过电压往往会在系统绝缘薄弱处引起对地闪络。
同时，接地电弧容易灼伤接地处的线路绝缘，特别是电缆线路，接地电弧容易烧穿电缆的相间绝缘而造成电缆相间短路，引发“电缆放炮”。
另外，在弧光接地的过程中，由系统电磁参数的变化而引起系统发生激烈的电磁震荡。
在震荡过程中，系统对地电容的充放电电流会在电弧熄灭和故障消除时通过系统中的电压互感器的中性点形成回路。
该直流电流往往远大于电压互感器的额定电流，从而造成互感器的铁心饱和，一次侧电流因而急剧增大，熔断电压互感器保险丝，甚至烧毁电压互感器。
3.难以确定发生单相接地故障的支路。
目前市场上基于小电流选线原理的单相接地故障选线装置，在系统发生单相接地故障时，采集流过各支路的零序电容电流的大小和方向并经过不同的分析方法来确定发生单相接地故障的支路。
由于系统零序电容电流信号小，并且会受到故障点的状态、位置等等多种因素的影响，检测的准确性不高，从而给用户的用电安全带来隐患。
试论10kV电力系统单相接地故障分析与处理方法
试论10kV电力系统单相接地故障分析与处理方法1. 引言1.1 研究背景10kV电力系统是工业生产中常见的一种电力系统，其在供电中发挥着重要作用。
在使用过程中，由于各种原因，10kV电力系统可能会出现单相接地故障，给电网运行带来一定的隐患。
对于10kV电力系统单相接地故障进行深入研究和分析，旨在提高电网的稳定性和可靠性，减少故障对生产和生活带来的影响。
研究背景部分，将深入探讨10kV电力系统单相接地故障的特点、影响以及可能的原因，为后续的分析和处理提供理论依据。
通过对10kV电力系统单相接地故障的研究，可以为电力系统运行管理和维护提供重要参考，保障电网的正常运行，并有效应对潜在的风险和挑战。
对10kV电力系统单相接地故障进行深入研究具有重要的理论和实践意义。
1.2 研究目的研究目的是为了深入探讨10kV电力系统单相接地故障的发生机理，解析其影响因素和特点，从而为准确诊断和及时处理故障提供理论支持。
通过分析10kV电力系统单相接地故障的处理方法和预防措施，提高电力系统的可靠性和稳定性，保障供电质量，保障用户的正常用电。
通过实际案例的分析，总结经验教训，为电力系统的运行和维护提供指导。
通过本研究，旨在为相关领域的研究人员和工程师提供参考，推动10kV电力系统单相接地故障分析与处理方法的进步，为电力系统的安全运行贡献力量。
1.3 研究意义本文旨在探讨10kV电力系统单相接地故障的分析与处理方法，为电力系统运行维护提供重要参考。
具体而言，本研究具有以下几点重要意义：10kV电力系统是工业和民用用电的重要组成部分，其运行稳定与否直接关系到生产生活的正常进行。
而单相接地故障是影响系统正常运行的主要问题之一，研究其故障概述、原因分析、处理方法、预防措施以及案例分析，有助于提升系统的可靠性和稳定性。
对于电力系统运维人员和技术人员来说，了解10kV电力系统单相接地故障的相关知识是必不可少的。
本文的研究内容可以为他们提供实用的指导和参考，帮助他们提高故障处理的效率和准确性，从而保障电力系统的正常运行。
浅谈35kV变电站系统单相接地故障的分析及应急处理
浅谈35kV变电站系统单相接地故障的分析及应急处理摘要:针对电力系统接地的特点并结合晋煤集团所辖35kV变电站实际运行中出现过的系统单相接地故障现象进行分析、判断,最终得出处理、解决办法。
关键词:系统接地特点接地时的故障现象接地故障处理1、电力系统接地的特点电力系统按接地处理方式可分为大电流接地系统（包括直接接地,电抗接地和低阻接地）、小电流接地系统（包括高阻接地,消弧线圈接地和不接地）。
晋煤集团所辖35kV变电站采用的都是中性点不接地或经消弧线圈接地的运行方式,即为小电流接地系统。
晋煤集团电力系统在运行过p查看后台信息,电压棒图显示电压三相指示值不同,接地相电压降低或为零,其它两相电压升高倍为线电压,此时为稳定性接地。
如果电压棒图指示不停浮动,这种接地现象即为间歇性接地。
当发生弧光接地产生过电压时,非故障相电压很高,常伴有电压互感器高压一次侧熔断器熔断,甚至严重时可能会烧坏电压互感器。
完全接地。
如果发生A相完全接地,则故障相的电压降到零,非故障相的电压升高倍到线电压,此时电压互感器开口三角处电压为100V,电压互感器保护测控装置采集到零序电压3U0越上上限,后台监控系统发出接地信号。
不完全接地。
当某一相(如C相)不完全接地时,此时通过高电阻或电弧接地,中性点电位偏移,这时故障相的电压值降低,但不为零。
非故障相的电压值升高,它们大于相电压,但达不到线电压。
电压互感器开口三角处的电压达到整定告警值（上限值、上上限值）,后台监控系统发出接地信号。
电弧接地。
如果发生一相完全接地,则故障相的电压降低,但不为零,非故障相的电压升高到线电压。
此时电压互感器开口三角处出现100V电压,后台监控系统发出接地信号。
母线电压互感器一相二次熔断器熔断。
故障现象为电笛响,后台监控系统弹出“电压互感器断线”的告警显示对话框,一相电压为零,另外两相电压正常。
处理办法是退出低压等与该互感器有关的保护,更换二次熔断器。
电压互感器高压侧出现一相(A相)断线或一次熔断器熔断。
单相接地故障管理系统的应用研究
单相接地故障管理系统的应用研究发布时间：2023-07-12T06:48:31.837Z 来源：《科技潮》2023年13期作者：屈喜平孙洁[导读] 在6—35KV电力系统主要采用中性点不接地系统或经消弧线圈接地的非有效接地方式。
陕西龙门钢铁有限责任公司陕西韩城 715405摘要：我国6-35kV中压电网主要采用中性点不接地或经消弧线圈接地的非有效接地方式。
随着电网的迅速扩容和电力电缆的大量使用，系统电容电流增大，发生单相接地故障时消弧困难，且选线准确率问题未得到很好解决。
本文介绍了MXJD-X/C单相接地故障管理系统，基于可控硅脉冲电流进行准确选线，并将消弧线圈和触点消弧技术整合，形成一个系统解决方案。
并介绍了该装置在龙钢变10KV系统的应用。
关键词：可控硅单相接地消弧线圈触点消弧一、中性点非有效接地系统的特点在6—35KV电力系统主要采用中性点不接地系统或经消弧线圈接地的非有效接地方式。
发生单相接地时，非故障相对地电压，线电压对称，允许系统短时间带故障运行，提高了中压系统的供电可靠性。
但过电压，危及系统绝缘，还可能引起弧光过电压及谐振过电压，如不能及时消除，可能导致单相瞬时性接地故障发展成单相永久接地故障或两相故障，造成避雷器炸裂、电缆放炮、电压互感器烧毁等严重事故。
解决这一问题的关键在于发生接地后如何快速有效地处理。
常见的单相接地故障处理方法有消弧线圈补偿法和触点消弧法。
消弧线圈补偿法适用于临时性接地故障，当系统发生永久性产单相接地故障，如电缆内部出现单相对地绝缘击穿时，消弧线圈补偿系统电容电流流经故障点，当电弧熄灭故障相电压恢复时被破坏的电缆内部相对地绝缘不能恢复，会再次击穿。
这样反复击穿不断向故障点注入能量，逐步破坏故障点附近相间绝缘，最后可能导致电缆相间短路造成事故扩大化。
而触点消弧法则适用于处理永久性单相接地故障。
当发生临时性单相接地故障时，单独采用触点消弧法则会给系统造成一个人为的接地点，把可能是可以消除的临时性接地故障转变了一个永久性故障，显然这也不是一个正确的选择。
10kv配电网单相接地故障及处理方法的分析
2020.1 EPEM53电网运维Grid Operation摘要：分析小电流接地系统10kV配电网最为常见的单相接地故障，探讨故障的成因、危害以及具体的表现形式，分析优化解决路径，加强技术支持系统应用等，提高故障消除的时效性。
关键词：10kV配电网；单相接地故障；接地故障区域10kV 配电网单相接地故障及处理方法的分析国家电网福建省电力有限公司大田县供电公司 廖尚誉在发生单相接地故障时10kV 配电网需局部停电以便查找消除故障，这将会对生产生活的连续性造成一定的影响。
10kV 配电网的运行管理人员只有按照分层分析方法进行灵活的技术调整，才能够全面提高电网运行的安全稳定性。
1 10kv 配电网单相接地故障1.1 单相接地故障特征单相接地故障的发生与天气情况有关，一般来说，晴朗的天气出现单相接地故障的概率较低，而如果降水较为密集、雷电活动频繁、风力超过六级、24小时降雪量超过10mm，则单相接地故障发生的概率将会显著的提高。
在小电流接地系统发生单相接地故障时，10kV 配电网故障相的对地电压会显著的降低，降低幅度超过70%，非故障相的相电压会升高40%~80%，系统线电压仍然保持对称，线电压有效值依然处于正常供电电压，故障电流值较小，可以给用户继续稳定供电1~2个小时，但随着电网长期非正常运行，如果没有迅速采取事故处理措施，将对用户的正常供电和电力设备造成严重的威胁。
如果线路持续保持故障状态，将增加对绝缘薄弱处击穿的可能，进而发展为相间短路，造成事故跳闸，扩大停电范围。
1.2 单相接地故障的原因不可抗力原因。
不可抗力是造成单相接地故障的主要原因之一，在风力超过十级、强对流天气或者其它泥石流、滑坡、洪涝、鸟害等自然灾害影响下，极易发生单相接地故障。
受极端雨雪、冰雹或雷电的影响下，易造成由绝缘子单相击穿、导线单相断线、避雷器遭受破坏等设备故障引起的单相接地故障。
而在大风天气中，易引起树枝触碰导线、飘浮物挂碰导线，甚至发生树木倾倒压导线、电力杆塔坍塌等线路走廊遭受严重破坏的事件，从而形成单相接地故障。
高压架空线路故障指示系统的原理与应用
冶金设备管理与维修
高压架空线路故障指示 系统的原理与应用
何敬 国 赵 慧 尹 庆
王
敏
李锡 刚
（ 钢动力 部 莱 芜 ２ １ ０ ） 莱 ７ １４
摘 要 从分析 电力系统单相接地短路故障着手 ， 高压线路故 障指示 系统的原理 与应 用进行 了阐述 。 对 接地短路 故障指示
第 ２ 卷 ２ １年第 １ 总第 １５ ８ ００ 期（ ４ 期）
３４ 故 障指示 的动 作与 复位 ． 故 障指 示 实 时跟 踪 线 路 的运 行 状 态 ， 旦 检 一
测 到 线 路 发 生 接 地 或 短 路 故 障 时 ， 驱 动 故 障 便 指 示 器 的故 障显 示 窗 口由 非 故 障 状 态 的 白色 变 为 故 障指 示 状 态 的 红 色 。 同 时 启 动 内部 时 间计 数 电 路 开 始 计 时 ， 如 规 定 故 障指 示 器 在 发 生 例 故 障 指 示 ６ 后 恢 复 到 正 常 状 态 ， 么 故 障 指 ｈ之 那 示 器 的显 示 窗 口在 发 生 故 障后 的 ６ 内呈 故 障 ｈ之 指 示 状 态 ， 发 生 故 障 ６ 之 后 自动恢 复 到 正 常 在 ｈ
２ 现 状
接取决于线路的长短 。也就是说线路越短 ， 那么
该 电容 的容 量 就小 ， 生 故 障时 的放 电 电流 就 相 发
应比较小 。而该电流值的大小决定 了故障指示器
的 动作 响 应 灵 敏度 ， 言之 ， 换 线路 越 长 ， 么 线 路 那 的分 布 电容容 量越 大 ， 生故 障时 放 电 电流 越大 ， 发 故障指 示器 的响应就 越发灵 敏 。
障后 的稳态有一个 过渡过程 ， 称其为暂态过程 。
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中图分类号：TM7 文献标识码：B 文章编号:1671-8321 (2019) 07-0106-03
0引言
10kV中性点不接地供电系统，因10kV供电系统全部 采用高压电缆，单相接地电容电流高。过渡过程的高频电 流增加至少十倍以上，而且作用的时间大大延长。当发 生间歇弧光接地时，由于高频电流的增加，发生在非故 障相的弧光接地过电压提高到相电压的4~7倍，容易引 起多处绝缘薄弱的地方放电击穿和设备瞬间损坏。配电 网的铁磁谐振过电压，会造成电压互感器烧毁事故和熔 断器的频繁熔断，严重威胁着配电网的安全。当一相发 生金属性接地故障时，接地相对地电位为零，其它两相 对地电位比接地前升高苗倍，当发生单相金属性接地 故障时，因总降配电站消弧柜不带选线装置，当发生单 相接地故障动作后不能准确选出故障支路，需要人工拉 闸选出故障线路。选线过程中需要人工对消弧柜进行试 复位。如果人工拉闸选线不对，系统会重新经历一次弧 光过电压冲击，消弧柜会再次动作。大大影响了供电系 统运行的安全。
电力系统中的事故大多为绝缘事故，而造成绝缘事 故的主要原因是各种过电压，如外部雷击过电压及内部 操作过电压。当总降变电站出线较多时，雷电过电压会随 线路入侵造成故障；当系统出现接地故障会产生弧光接 地过电压。当前系统故障录波采用消谐消弧PT柜装置， 主要记录的是工频故障波形，并以电流事件触发为主，对
光
配
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图6通讯拓扑图
106 /中国水泥2019.7
暂态过电压的高频信号则难以记录，它无法反应雷电及 操作过电压的状态，在雷电出现过高电压时，即使高电压 损坏了设备，此电压值也无法被记录，从而无法判断问题 的原因。
为解决厂区iokvM统接地事故的发生，在liokv变电 站及厂区10kV系统安装过电压监测记录及单相接地故障 选线。改造完成后，总降配电系统能自动跟踪记录暂态过 电压出现的时间、幅值和波形的装置，真实、完整地记录 过电压的发生、发展及结束，在出现绝缘故障时提供完 整有效的事件记录，有利于分析故障原因，并指导故障的 防范。10kV系统内无论总降馈出线或下级车间配电室负 载出线发生单相接地故障，装置故障选线可直接选准到 本故障馈出线，并通过通讯系统输送至主控制器选线管 理机或后台监控系统。
选线装置有着极高的选线准确性,可以从根本上解决中
性点非有效接地系统的故障选线问题，准确率可达100%。 在总降10kV母线各安装一套单相接地故障管理系
统，母线段每条馈出线柜安装1只零序电流互感器（变比 200/1）和1只选线信号采集单元。装置主控制器采集系统 母线PT侧三相及零序电压信号，零序电流互感器及选线 信号采集单元采集电流信号，主控制器和选线信号采集
自动控制与智能化 Automatic Control & Intelligentizetion
过电压在线监测及单相接地 故障管理系统的应用
孙兴辉I,刘伟军2
(1.广东电网有限责任公司梅州供电局，广东梅州514021； 2.福建塔牌水泥有限公司，福建龙岩364302 )
摘 要：10kV中性点不接地供电系统，随着供电负荷的增大，若对电容电流增大的现象不加以限制，就会对 系统造成危害。选择过电压在线监测及单相接地故障管理系统，减少了单相接地故障，提高了供电的可靠 性。 关键词：过电压在线监测；单相接地故障选线处理；故障管理系统
单元之间通过CAN进行通信。 1.3通讯拓扑图（见图6）
»:
（屏蔽双绞线）
OPT-CANL
0PT-485L
485通讯（屏蔽双绞线） 485通讯（屏蔽双绞线）选线管理机
can总线（屏im黴）'
（屏蔽双绞线） （屏蔽双绞践）
CAN总线（屏蔽双绞线）
OPP£ANL
⑷总线（屏胡绞践）
OPT-ONL
光 纤
OPT-CANL
线改造;下级配电室每条馈线柜安装1只零序电流互感器 和1只选线信号采集单元，车间配电室内的所有选线信号 采集单元之间通过CAN进行通信，总配和下级配电室之 间的信号通过光纤或者原有网络交换系统进行数据通讯 共享，最终系统分级选线结果在选线管理机显示。
改造完成后10kV系统内无论总配馈出线或下级车间 配电室负载出线发生单相接地故障，则装置故障选线可 直接选准到本故障馈出线，并通过通讯系统输送至主控 制器选线管理机或后台监控系统。
电力系统各种不同类型的过电压有其相对明确的特 征。当暂态过电压监测及记录系统形成监测网络后，可形 成海量数据库，通过专家系统自动识别和分类过电压（见 图2~图5）,并通过统计分析进行各类关联，如雷电的类 型、强度及地理分布；操作过电压与不同设备、不同操作 的关联；暂时过电压对不同设备和材料的绝缘乃至运行 寿命的影响等。这些数据的监测、采集、记录和分析，对 过电压的防护、事故分析有着十分重要的意义。
OPT-CANL
£电 i 霄一懑茫
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2019.7 CHINA CEMENT \107
技术改造Modification
铁磁线性参墩熬鬻甩婶 图1过电压监测及记录系统流程图
图4弧光接地波形图 图5雷击引起的中性点低频振荡波形图
1.2单相接地故障选线装置 为完全解决整个10kV系统总配与下级各车间配电室
间的分级选线问题，车间配电室负载出线发生单相接地 故障时，可快速准确地选线到末端，在总降配电站各增设 一台选线管理机，然后每个车间配电室依次进行接地选
1技术方案
1.1过电压监测及记录系统 分别安装在llOkV总降变电站I段和II段母线侧，与消
弧处理柜通过电缆进行连接，在安装过电压监测及记录 系统时I段和II段均可不停电进行。
过电压监测及记录系统能完整记录从正常电压到发 生电压畸变直至事件结束的整个过程，确保数据及波形 记录的真实和完整。图1为过电压监测及记录系统流程。