试论电气一次设备过电压保护措施

摘 要 电气一次设备的保护对电气设备系统的正常运行具有十分重要的作用，需要结合具体的情况采取相对应的措施。通过对电气设备过电压保护的内涵与特点进行分析，结合电气一次设备过电压的类型，提出了电气一次设备的过电压保护的具体措施。

关键词 电气；一次设备；过电压

电力系统在正常工作的过程中，一般都需要一个稳定的电压，但是在特殊的情况下，由于电压的异常升高，往往会产生电磁波，有时会超过电力系统能够承受的电压极限，就会对电力系统的电气设备造成破坏，为了有效保证电气设备的安全稳定，在对电气设备进行设计时，都需要进行过压保护设计，以保证出现过压的情况不会对电气造成破坏，影响设备正确的工作。

1 电气过电压的内涵及分类

电气过电压主要是指在电气在工作的过程中，出现超过正常工作电压幅度的电压，而且这张能够电压幅度的大小是不确定的，而小幅度的过电压对电气设备的破坏程度较小，在经过长时间的积累之后就会显示破坏力，而大幅度的过电压往往会对电力产生巨大的破坏，导致电气设备不能正常的工作，在具体日常维护中需要特别注意[1]。

电气设备的过电压可分为内部和外部两种情况，外部过电压引起的因素主要是由外部的自然现象造成的，例如雷云放电，有雷击过电压、感应雷击过电压等情况，这种情况下，外部过电压的大小是与雷电的大小紧密相连的，雷击越大，产生的过电压就比较大。内部过电压主要由于电气系统内部出现的过电压情况，例如谐振过电压、操作过电压和工频过电压等现象，内部过电压的出现对电气设备的破坏性是比较大的，如谐振低电压对电气设备的破坏程度是比较高的，而操作过电压往往是操作原因引起的，具有短暂性的特征。再如工频过电压是由于电气设备中的电容效应或者电压运行变化产生的过电压，对电气设备的危害性也是十分巨大的。

2 过电压对电气一次设备的影响

电气设备在正常的运行过程中，要求工作电压在稳定的状态下运行，一般情况下，电气一次设备主要运用发电、配电与传输中，如果出现过电压的情况，就会造成整个设备破坏的情况，对于不受电气设备，由于受到自身耐压等级的影响，在外部過电压影响的情况下，主要受制于雷击强度的影响，如果要求改变雷击的影响程度，需要加强对电气设备抗雷击程度即可而内部电压的处理往往是比较麻烦的，例如谐振过电压主要来自电网不稳定的情况，它对电气设备是十分巨大的，在后期的维护工作中也是非常困难的，而对于这种过电压的预防，主要是在设备设计的初期进行预估分析，而工频过电压对电气设备的破坏主要产生与超高压状态与远距离电力传输的过程中出现的情况，在不同的内部过电压情况，需要采用不同的方式进行分析与处理[2]。

3 电气一次设备过电压保护措施

电气设备在不同的情况引起的过压因素也不相同，结合过压对电气设备造成的影响，需要结合不同的情况，采取不同的方案，对电气一次设备进行保护，以保证电气设备的正常运行。

3.1 励磁变压器

由于外部过电压的产生存在一定的特殊性，在过电压保护器上使用无间隙避雷针来解决雷击产生的过电压，在使用励磁变压器时需要结合电气一次设备的特殊性，需要综合分析如下的问题：第一，为了避免电气设备出现短路的情况，需要考虑电气设备氧化锌的电阻特性，以采取有效的措施，例如电气设备的非线性电阻老化容易导致设备短路的情况，而且电气设备的最高吸收限度不能超过100NHz的连续电压，采用励磁变压器需要能够解决这类问题；第二，一般的避雷器由于绝缘程度较低，抗击穿能力较差，而且励磁变压器的保护效果不是十分强，如果产生过电压的情况，就容易损失励磁变压器，这样就需能够动态的调整励磁变压器的参数，做到对励磁变压器的过电压保护，同时因为在进行过电压保护时还容易出现参数随着电气设备的二次电压变化而发生变化[3]。

3.2 放电间隙

为了保证电气一次设备的安全，可以采用一些简单的保护装置来保护电气设备，采用放电间隙就是一种简单的防雷装置，它的优点构造比较简单，而且便于维护，在电气设备保护中使用比较方便，它的缺点是不能够自动消灭电弧。通常情况下，放电间隙主要采用棒形、球形和角形三种结构的保护方式，棒形由于极陡的伏秒特性，稳定性能较差，难以与设备绝缘进行无缝的配合，一般不使用这种放电间隙；球形虽然保护性能和伏秒特性都处于中上等水平，在电气保护中有时能够使用到，但是它的端头容易发生烧伤，使得电气设备的间隙距离扩大，不能稳定的进行工作，导致电气设备的动作缺乏准确型，针对二者的优缺点，目前主要采用角行放电间隙，它能够有效避免上述二者的缺点，是目前在电气设备过电压保护中经常用电的一种保护装置。

3.3 出线过电压

由于电气一次设备保护对整个系统设备的正常工作具有十分重要的作用，针对这种一次设备的保护，在保护的过程中，一般都采用CIS与AIS两种配电保护装置，并要求CIS的保护装置至少要在2000m的架空电线上，并且在电气设备的出线连接处按照避雷设备，保证电气运行时的电压稳定，而且要求避雷设备不能安装在母线上，同时，要保证在电缆段与避雷器相连的另一端务必接地，才能有效保证电气设备的安全，而对于单芯和三芯电缆也需要采用同样的方法。AIS装置能够对35～220kV的进线段进行控制与保护，但是AIS装置在保护时也需要按照避雷装置，同样也禁止将避雷装置安装在母线上，在使用AIS保护装置时，需要注意外端接地与电缆金属的外表接触情况的处理，重点避免电气设备运行时容易出现的意外情况[4]。

4 结束语

电气设备的过电压保护具有十分重要的作用，对于电气一次设备的过电压保护措施需要根据具体的情况，采用不同的保护策略，过电压造成的后果轻则损坏电气设备，影响整个电气系统的正常工作，重则会为企业带来巨大的经济损失。因此，在具体的工作中，需要对电气设备的具体情况进行分析，以采取有效的过电压保护措施。

参考文献

[1] 韩春辉.试论水电厂电气一次设备过电压保护措施[J].科技与企业，2015，（7）：179.

[2] 吴德明，邓鹏程.水电厂电气一次设备过电压保护措施探讨[J].华中电力，2007，20（5）：25-27.

[3] 曹俊涛，许杨.水电厂电气一次设备过电压保护措施研究分析[J].科技创新与应用，2014，（1）：175.

[4] 姚泠全.水电厂电气设备长周期运行措施分析[J].科技创新与应用，2013，（28）：121.

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