过电压类别和防止过电压的措施
治理过电压的措施
治理过电压的措施过电压是指电路中电压超过额定值的现象，常见的有电力系统中的过电压。
过电压对设备和电路的正常运行会造成严重的影响甚至损坏，因此，采取一定的措施来治理过电压是十分必要的。
本文将从不同角度介绍几种常见的治理过电压的措施。
1. 增加电源的稳定性电源的不稳定性是导致过电压的主要原因之一。
为了增加电源的稳定性，可以采取以下措施：(1) 使用稳压器：稳压器是一种能够将电源输出的电压稳定在一定范围内的电子元件。
通过使用稳压器，可以减小电源波动对电路的影响，从而有效地治理过电压。
(2) 增加电源的容量：通过增加电源的容量，可以提供更稳定的电压输出，减小电网负荷变化对电路的干扰。
(3) 使用UPS电源：UPS电源是一种具有电池备份功能的电源设备，可以在电网电压异常时提供稳定的电源输出，有效地避免过电压对设备的损害。
2. 安装过电压保护装置过电压保护装置是一种能够在电路中检测到过电压时迅速切断电路的设备。
常见的过电压保护装置有：(1) 避雷针：避雷针是一种通过尖端放电来保护建筑物和设备的装置。
当雷电靠近时，避雷针能够迅速将电荷导入地下，避免雷击引起的过电压。
(2) SPD（Surge Protective Device）：SPD是一种通过引入电阻、电容和电感等元件来吸收过电压的装置。
当电路中出现过电压时，SPD能够快速将过电压吸收，保护设备的安全。
(3) 熔断器：熔断器是一种能够在电路中出现过电流时迅速切断电路的装置。
在过电压情况下，通常会伴随过电流的出现，熔断器可以起到保护设备的作用。
3. 地线的正确使用地线的正确使用可以有效地降低过电压对设备的影响。
地线的作用是将电路中的故障电流迅速导入地下，保护设备和人身安全。
因此，在安装电路时，应该正确接地，确保地线的连接可靠。
4. 合理设计电路合理设计电路是避免过电压的重要手段之一。
在电路设计中，可以采取以下措施：(1) 使用电压稳定器：电压稳定器是一种能够将输入电压稳定在一定范围内的电子元件。
过电压指标、标准、措施
过电压指标、标准、措施一、过电压定义及指标1、过电压定义过电压是指工频下交流电压均方根值升高，超过额定值的10%，并且持续时间大与1分钟的长时间电压变动现象；过电压的出现通常是负荷投切的结果，例如：切断某一大容量负荷或向电容器组增能（无功补偿过剩导致的过电压）。
过电压分外过电压和内过电压两大类。
（1）外过电压又称雷电过电压、大气过电压，由大气中的雷云对地面放电而引起的，分直击雷过电压和感应雷过电压两种。
大气过电压由直击雷引起，特点是持续时间短暂，冲击性强，与雷击活动强度有直接关系，与设备电压等级无关。
因此220KV 以下系统的绝缘水平往往由防止大气过电压决定。
1）雷电过电压的持续时间约为几十微秒，具有脉冲的特性。
直击雷过电压是雷闪直接击中电工设备导电部分时所出现的过电压。
雷闪击中带电的导体，如架空输电线路导线，称为直接雷击。
雷闪击中正常情况下处于接地状态的导体，如输电线路铁塔，使其电位升高以后又对带电的导体放电称为反击。
直击雷过电压幅值可达上百万伏，会破坏电工设施绝缘，引起短路接地故障。
2）感应雷过电压是雷闪击中电工设备附近地面，在放电过程中由于空间电磁场的急剧变化而使未直接遭受雷击的电工设备（包括二次设备、通信设备）上感应出的过电压。
（2）内过电压电力系统内部运行方式发生改变而引起的过电压，有暂态过电压、操作过电压和谐振过电压。
1）暂态过电压是由于断路器操作或发生短路故障，使电力系统经历过渡过程以后重新达到某种暂时稳定的情况下所出现的过电压，又称工频电压升高。
特点是持续时间长，过电压倍数不高，一般对设备绝缘危险性不大，但在超高压、远距离输电确定绝缘水平时起重要作用。
常见的有：①空载长线电容效应（费兰梯效应）。
在工频电源作用下，由于远距离空载线路电容效应的积累，使沿线电压分布不等，末端电压最高。
②不对称短路接地。
三相输电线路a相短路接地故障时，b、c 相上的电压会升高。
③甩负荷过电压，输电线路因发生故障而被迫突然甩掉负荷时，由于电源电动势尚未及时自动调节而引起的过电压。
电网过电压问题分析及防范措施
电网过电压问题分析及防范措施摘要：电网在正常运行时，由于会遭受雷击、倒闸操作、设备故障或参数配合不当等原因，造成电网某一部分短时电压升高，这种电压升高称为过电压。
过电压的出现，会破坏设备绝缘、从而导致设备损坏，甚至造成系统安全事故。
研究过电压的成因，预测其幅值，并采取相应限制措施，这对电气设备的制造应用和电力系统安全运行都具有重要意义。
关键词：过电压；防范措施电网过电压是电力系统中很常见的故障，对电力系统安全运行造成威胁。
如何分析及防范，提高电网抵御过电压能力，保障电力系统安全稳定，具有重大意义。
本文通过对过电压产生的各种原因进行分析，并提出相应的防护措施。
过电压一般分为外部过电压和内部过电压。
一、外部过电压又称大气过电压，它是由雷云放电产生的直击雷过电压和感应雷过电压这种现象在电网过电压中所占比例极大。
其过电压的幅值取决于雷电参数和防雷措施，该种过电压的特点是持续时间短，冲击性强，具有脉冲特性，与雷击强度有直接关系，其持续时间一般只有数十秒左右。
对大气过电压的防护技术措施主要包括可装设符合技术要求的防雷装置，如避雷线、避雷针、避雷器（包括由间隙组成的管型避雷器）和放电间隙，它又分接闪器、引下线和接地装置三部分组成。
二、内部过电压它是电网内部的能量在传递或转化过程中产生，施加于电气设备上，造成瞬时或持续高于电网额定允许电压，对设备安全运行构成威胁。
由于内部过电压的能量来自于电网本身，所以它的幅值和电网电压基本成正比例关系。
根据产生原因不同，内部过电压可分为两大类，一类是由于故障或操作开关引起，如工频过电压、操作过电压。
另一类是由于电网中电感和电容参数相互配合发生谐振而引起的，如谐振过电压。
1、工频过电压及限制措施工频过电压是指由电力系统故障、电网运行方式的改变、长线路的电容效应、突然甩负荷等原因引起的短时工频电压升高（超过正常工作电压），其特点是持续时间较长，但数值不很大，对设备绝缘一般威胁不大，但对超高压、远距离输电电网影响较大，对配置其设备绝缘水平起重要作用。
过电压技术及防范措施
操作过电压
电力系统由于进行断路器操作或发生突然短路而引起的过电压。常见的 操作过电压有以下几种。
①空载线路合闸与重合闸过电压：输电线路具有电感和电容性质。空载线路 合闸时简化的等值电路原理如图2所示。
图2中L为电源和线路的等值电感，C为线路的等值电容,e（t）为交流电源。
当开关 K突然合上时，在回路中会发生以角频率
增大谐振回路的阻尼是限制谐振过电压的主要措施。还应力求从系统运 行方式上避免可能发生的谐振过电压。
谢谢各位专家
工频过电压是由于断路器操作或发生短路故障，使电力系统经历过渡过程 以后重新达到某种暂时稳定的情况下所出现的过电压。暂时过电压主要是工 频振荡，持续时间较长，衰减过程较慢，故又称工频电压升高。常见的暂时 过电压有以下几种。 ①空载长线电容效应（费兰梯效应）：输电线路具有电感、电容等分布参数 特性。在工频电源作用下，远距离空载线路由于电容效应逐步积累，使沿线 电压分布不相等，末端电压最高。线路首端电压U1与末端电压U2的关系为
过电压技术及防范措施
内过电压—谐振过电压
②铁磁谐振过电压：谐振回路中的电感元件因铁心的磁饱和现象，使电感参数 随电流（磁通）而变化，成为非线性电感。例如，电磁式电压互感器就是这种 元件。非线性电感与电容串联而激发起的一种谐振现象称为铁磁谐振，它会使 电气设备出现过电压。由于发生铁磁谐振回路中的电感不是常数，回路的谐振 频率也不是单一值。同一回路既可能产生工频的基波谐振，又可能产生高次谐 波（如2、 3、5次谐波）或分谐波（如1/2、1/3、1/5次谐波）谐振。
针对过电压的起因，电力系统必须采取防护措施以限制过电压幅值。 如安装避雷线、避雷器、电抗器，开关触头加并联电阻等，以合理实 施绝缘配合，确保电力系统安全运行。
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。
电力系统过电压分析
电力系统过电压分析过电压是指电力系统中出现的电压超过额定值或设定范围的瞬时现象。
过电压可能由于线路故障、雷击、开关操作和电气设备故障等原因引起。
过电压对电力系统的安全稳定运行产生重要影响，因此，对电力系统的过电压进行准确的分析和评估是必要的。
一、过电压的分类1. 外部过电压：外部过电压是指来自电力系统外部的电压幅度超过了正常运行时的额定值。
外部过电压的主要原因是雷击，雷击可以通过设备接闪装置和接地装置来减轻其影响。
2. 内部过电压：内部过电压是指电力系统内部某个节点的电压幅值超过了正常运行时的额定值，可能导致电力设备的损坏。
内部过电压包括故障过电压和运行过电压。
二、过电压的影响1. 设备损坏：过电压可能导致设备的击穿，损坏电气设备，特别是对绝缘性能较差的设备，如变压器、继电器和电能表等。
2. 系统不稳定：当过电压较大或持续时间较长时，电力系统可能变得不稳定，导致设备间的电能传递受到影响。
三、过电压分析的方法过电压分析是通过数学模型和计算方法对电力系统的过电压进行仿真和计算，以评估过电压对电力系统的影响，并确定相应的防护措施。
1. 瞬态稳定分析：通过瞬态稳定分析可以确定电力系统在过电压冲击下的稳定性。
该分析主要考虑电力系统的动态过程，包括电压暂降、电流冲击和设备响应等。
2. 静态稳定分析：静态稳定分析主要评估电力系统在过电压下的静态稳定性。
静态稳定分析可以评估过电压对电力系统中各个节点电压和功率的影响。
3. 电磁暂态分析：电磁暂态分析是通过计算每个节点的电压和电流的瞬时变化来评估过电压对电力系统的影响。
该分析主要关注电力系统的电磁暂态响应。
四、过电压防护措施为了减轻过电压的影响并保护电力系统的安全稳定运行，需要采取一定的过电压防护措施。
1. 接闪装置：接闪装置可接地试验系统，通过将过电压引到接闪装置上，从而保护电力设备免受雷击等外部过电压的影响。
2. 绝缘配合：合理选择和配合电力系统的绝缘设备和绝缘材料，提高系统的绝缘能力，防止内部过电压的产生和传播。
浅析电气设备过电压安全防范措施
浅析电气设备过电压安全防范措施
电气设备过电压是指电压超过设备额定工作电压的情况，会给设备带来严重的损坏甚
至引发火灾和人身伤害。
为了保证电气设备的安全运行，必须采取一系列的过电压安全防
范措施。
第一，合理设计供电系统。
电气设备的供电系统应当根据设备的额定工作电压、额定
电流以及使用环境等因素设计，确保设备能够正常工作，并且有足够的容量来承受可能出
现的过电压冲击。
第二，安装电气保护器件。
过电压保护器是防范过电压的重要手段，如避雷装置、限
流器、过电压保护器等。
这些保护器件能够在电压超过设备额定工作电压时自动切断电流，保护设备的安全运行。
地线接地。
地线接地是过电压安全防范的重要手段之一。
通过将电气设备的金属外壳
和电气接地体连接在一起，可以使过电压通过接地体安全地分散到地下，保护设备和人员
的安全。
第四，安装电压稳定器。
电压稳定器是一种能够调节电压波动的设备，可以有效防范
过电压对设备的影响。
通过自动调节电压，保持设备正常运行所需的稳定电压范围。
第六，定期检测和维护。
定期对电气设备进行检测和维护是保障设备运行安全的重要
措施。
通过定期检查设备的工作状态和电气性能，及时发现和修复可能存在的故障和隐患，确保设备能够处于良好的工作状态。
电气设备过电压安全防范措施是非常重要的，能够保护设备的安全运行，防止可能引
发的事故和损失。
只有加强过电压的预防和防范，才能保证电气设备的可靠运行和人员的
安全。
电力系统过电压及其保护
操作过电压
在电力系统中进行操作（如开关操作 ）时产生的过电压。
操作过电压通常发生在电力系统的开 关操作过程中，如开关的开合、变压 器分接头的调整等。这些操作可能会 在系统中产生瞬态的电压波动。
工频过电压
由于电力系统的故障或其他原因导致的工频电压异常升高。
工频过电压通常是由于电力系统的故障，如线路短路、变压 器故障等，导致系统的工频电压异常升高。这种过电压可能 对电力设备和系统造成严重损坏。
限制过电压的措施需要根据具体情况进行选择和实施，以达到最佳的保 护效果。
05
案例分析
某地区电力系统过电压案例
案例背景
过电压类型
某地区电力系统在运行过程中多次发生过 电压现象，给电网安全带来严重威胁。
该案例涉及雷电过电压、操作过电压和暂 时过电压等多种类型。
案例经过
案例分析
在一次雷雨天气中，该地区电力系统受到 雷电过电压冲击，导致部分设备损坏，电 网运行受到影响。
03
过电压的危害
对设备的危害
设备损坏
过电压可能导致电气设备绝缘层 击穿，造成设备损坏或永久性故 障。
降低设备寿命
频繁的过电压冲击会加速设备老 化，缩短设备使用寿命。
对运行的影响
电力中断
过电压可能引起保护装置动作，导致 大面积停电或电力供应中断。
稳定性问题
过电压可能影响电力系统的稳定性， 增加系统振荡和崩溃的风险。
绝缘配合的目的是提高设备的绝缘水平，降低设备损坏的风险，同时减少维修和更 换设备的成本。
限制过电压的其他措施
除了避雷器和绝缘配合外，还可以采取其他措施来限制过电压，如改善 接地系统、加强设备维护和检修等。
改善接地系统可以降低雷电和操作过电压对设备的影响，提高设备的耐 压能力。加强设备维护和检修可以及时发现和处理设备存在的隐患和缺 陷，避免设备在运行过程中发生故障。
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过电压类别和防止过电压的措施
过电压定义：用数字表示的瞬态过电压条件。
此概念仅适用于直接由低压电网供电的设备。
用I、II、III和IV表示过电压类别。
——过电压类别I：连接至具有限制瞬态过电压至相当低水平措施的电路的设备（例如：具有过电压保护的电子电路）上所承受的过电压。
——过电压类别II：由配电装置供电的耗能设备（此类设备包含如器具，可移动式工具及其他家用和类似用途负荷）上所承受的过电压。
如果此类设备的安全（可靠）性和适用性具有特强要求时，则采用过电压类别III；
——过电压类III：安装在配电装置中的设备，以及设备的使用安全（工作可靠）性和适用性必需符合特殊要求者（此类设备包含如安装在配电装置中的开关电器和永久连续至配电装置的工业用设备）上所承受的过电压；
——过电压类别IV：使用在配电装置电源端的设备（此类设备包含如电表和前级过电流保护设备）上所承受的过电压；
怎样防止过电压的产生
电气系统的内部过电压触发的原因很多，既有线路参数匹配引起的工频过电压，也有开关操作时电弧复燃引起的操作过电压；此外还有电感负载负荷截流引起的过电压和电感电容串联引起的谐振过电压。
内部过电压，特别是操作过电压引起的事故时有发生；据统计资料，一般工频过电压不会超过2倍相电压，切除空载线路引起的操作过电压和间歇性电弧引起的过电压不会超过3． 5倍相电压，铁磁谐振过电
压不会超过3倍相电压。
但是，实际运行经验证明，事故的发生往往是几种过电压叠加在一起，过电压倍数有时高达额定相电压的7～8倍。
1．操作过电压
在6～35 kV的中性点非直接接地系统中，当进行负载的起动或停止操作或发生事故时，由于开关触头间电弧重燃，运行状态发生突变，引起电容和电感元件之间电磁能量相互转换，出现一种振荡性过电压，即产生操作过电压。
(1)电动机起动合闸过电压
理论上认为，电动机合闸起动时，电动机机端产生的过电压为式中，；为合闸电压瞬时值；z；为电动机冲击波阻抗；Z 为电缆冲击波阻抗。
一般地，Z=100～5000Q，z =20～50 Q，因此电动机合闸起动时，电动机机端产生的过电压可达2倍相电压。
对于真空开关，触头闭合前往往会发生预击穿，电弧的燃弧和熄灭可达数十次，这种预燃过电压幅值较大且波前很陡，对电动机的绝缘可造成较大的威胁,电机产生过电压可装设电机型过电压保护器。
(2) 电动机起动状态分闸过电压
运行经验表明，在断开感性负载时，由于感性电流不在零点就被迫截断即所谓的截流，造成开关触头间电弧燃烧很不稳定，波形产生高频振荡，在电感回路中产生的突变电流会感应出很高的电压。
1)截流过电压由于真空断路器有良好的灭弧性能，当断开小电流时，真空电弧在过零前就熄灭。
由于电流被突然切断，其滞留于电机等电感绕组中的能量必然向绕组的杂散电容充电，转变为电场能量。
对于电机和变压器，特别是空载或容量小时，则相当于一个大的电感，
且回路电容较小，因此会产生大的过电压。
可以产生很高的过电压，但由于触头和回路中有一定的电阻产生损耗以及发生击穿，对过电压值有相当的抑制作用。
但这种抑制作用是有限的，不能消除过电压。
因此，特别是对电感负载在采用真空断路器作为操作元件时，应加装过电压保护器,过电压保护器型号有很多种,用户可根据自己的保护对象来选型。
3)三相同时断开过电压
三相同时断开过电压是由于断路器首先断开相弧隙产生重燃时，流过该相弧隙的高频电流引起其余两相弧隙中的工频电流迅速过零，致使未开断相随之被切断，在其余两相弧隙中产生类似较大水平的截流现象，从而产生更高的操作过电压。
所产生的过电压是加在相与相之间的绝缘上。
在开断中小容量电机或轻负载情况下容易出现三相开断过电压,所以要安装三相组合过电压保护器。
2．谐振过电压
对于复杂的电气系统，由一系列具有不同自振频率的振荡回路组成，其振荡条件为感抗和容抗相等，即一，或∞L= ，因此谐振频率(固有自振频率)fo = 。
在进行开关操作或发生系统单相接地时，由于瞬变过程电源波形会引起某种变化，非正弦的电源波形含有一系列的谐波。
当电路中的自振频率之一与电源谐波频率之一恰好相等时，就会发生这一频率的谐振过电压。
谐振是一种稳定现象，谐振过电压的持续时间可能很长，一旦发生，往往造成严重的后果。
铁磁谐振过电压。
正常情况下，电路中电感大于电容，但由于某种原因使电感电压升高，电感磁饱和，感抗减小，出现感抗与容抗相等，甚至感抗小于
容抗形成相位反转，引起铁磁谐振，激发产生持续的较高幅值的铁磁谐振过电压，铁磁谐振过电压不会超过3倍相电压，实践表明，大多在1．5～2倍之间。
铁磁谐振可以是基波谐振、高次谐波谐振、分次谐波谐振。
这种谐振产生的过电压的幅值虽然不高，但因过电压频率往往远低于额定频率，铁心处于高度饱和状态，其表现形式可能是相对地电压升高、励磁电流过大或以低频摆动，引起绝缘闪络、避雷器炸裂、高值零序电压分量产生、虚幻接地现象出现和不正确的接地指示。
严重时还可能诱发保护误动作或在电压互感器中出现过电流引起TV烧坏。
尽管10kV装设了一次消谐器，但一次消谐器是在发生谐振以后才会起作用，铁磁谐振可以持续较长时间，只是由于一次消谐器的作用，谐振持续时间很短，但并不能从源头杜绝谐振。
无论是操作过电压、线性谐振，还是铁磁谐振，都应在10kV母线侧装设了过电压保护器、一次消谐器。
电力系统中，负载起停频繁，操作过电压特别是真空开关操作时极易产生过电压。
由于电路是由电感、、电容和电阻构成的复杂电路，可以组合成一系列具有不同自振频率的振荡回路。
在进行开关操作或出现其他异常时，由于瞬变过程电源波形会引起某种变化，非正弦的电源波形含有一系列的谐波。
当电路中的自振频率之一与电源谐波频率正好相等时，就会出现这一频率的谐振过电压。
过电压一旦发生，往往造成严重的后果。
因此在中性点不接地系统中，除应在每组电压互感器的高压绕组中性点装一只一次消谐器，进行有效地限制弧光接地过电压和消除铁磁谐振外，还应在相应部位装设合适的过电压保护器来限制各种过电压。
此外，设备选型也很重要，如果选型不合适和质量存在问题，即便采取再好的措施也难避免事故的发生。