电网中的过电压

过电压是超过电网元件绝缘上最高工作电压 (Unom) 振幅的电压。根据应用场所的不同，区分相、相间、内部绕组和触点间过电压。后者发生在开关设备（开关、隔离开关）同相的开路触点之间施加电压时。

区分以下过电压特性：

• 最大值 Umax 或多重性 K = Umax / Unom；

• 暴露时间；

• 弯曲的形状；

• 网络元素的范围宽度。

这些特征受统计分散的影响，因为它们取决于许多因素。

在研究电涌保护措施的可行性和绝缘的选择时，需要考虑电力系统设备因停工抢修、设备故障引起的损坏的统计特征（数学期望和偏差） ，电力消费者拒绝产品和破坏技术流程。

高压网络过电压的主要类型如图1所示。

米。一、高压电网过电压的主要类型

由存储在电路元件中或由发电机提供给它的电磁能的波动引起的内部过电压。根据发生条件和可能暴露于绝缘的持续时间，可区分静止、准静止和操作过电压。

操作过电压——在电路或网络参数突然变化（线路、变压器等的计划和紧急切换）以及接地故障和相间故障时发生。当电网的元件（线路导体或变压器和电抗器的绕组）打开或关闭（能量传输中断）时，会发生振荡瞬态，这可能导致显着的过电压。当发生电晕时，损耗会对这些过电压的第一个峰值产生抑制作用。

电路电容电流的中断可能伴随着断路器中的反复电弧和反复的瞬变和过电压以及变压器空转时小感应电流的跳闸——断路器中电弧的强制中断和能量的振荡转换其平行功率的电场能量中的磁性变压器场。有电弧接地故障 在具有隔离中性点的网络中 还观察到多次电弧击打和相应电弧浪涌的发生。

发生准稳态过电压的主要原因是电容效应，例如由发电机馈电的单端传输线引起的。

不对称线路模式发生时，例如，当一相接地短路、断路、断路器的一相或两相时，会导致基频电压进一步增加或在某些高次谐波（频率的倍数）处引起过电压EMF … 发生器。

具有非线性特性的系统中的任何元件，例如具有饱和磁芯的变压器，也可能是高次谐波或低次谐波以及相应的铁磁谐振过电压的来源。如果有一种机械能源会随着电路的固有频率周期性地及时改变电路参数（发电机电感），就会发生参量谐振。

在某些情况下，还需要考虑在施加多次换向或其他不利因素时，随着多重性增加而发生内部过电压的可能性。

限制 330-750 kV 网络中的开关过电压，其中绝缘成本特别重要，功能强大 阀门限制器 或反应堆。在电压等级较低的网络中，避雷器不用于限制内部过电压，选择避雷器的特性使其不会在内部过电压下跳闸。

闪电浪涌是指外部浪涌，当暴露于外部电动势时会发生。最大的雷电浪涌发生在线路和变电站发生直击雷时。由于电磁感应，附近的雷击会产生感应浪涌，这通常会导致绝缘电压进一步增加。到达变电站或电机，从失败点蔓延 电磁波, 会在其绝缘上造成危险的过电压。

为保证网络的可靠运行，有必要对其实施有效、经济的防雷保护。 110 kV 以上的架空线路导体上方的高垂直避雷针和防雷电缆可防止直接雷击。

对来自线路的浪涌的保护由变电站的阀门和管道避雷器执行，并改进了所有电压等级线路上变电站引路的防雷保护。有必要借助特殊的避雷器、电容器、电抗器、电缆插件和改进的架空线路方法的雷电保护，为旋转电机提供特别可靠的雷电保护。

通过消弧线圈将网络的中性部分接地，自动重合闸和缩短线路，小心防止绝缘，停止和接地大大增加了线路的可靠性。

应该注意的是，绝缘体的介电强度会随着暴露于电压的持续时间的增加而降低。在这方面，相同幅度的内部和外部过电压对绝缘造成不同的危险。因此，绝缘水平不能用单一的耐压值来表征。

选择所需的绝缘等级，即如果不对系统中发生的过电压进行全面分析，就不可能选择测试电压，即所谓的绝缘配合。

绝缘配合问题是主要问题之一。这种情况是由于一个或另一个标称电压的使用最终取决于系统中绝缘成本与导电元件成本之间的比率。

隔离协调问题包括一项基本任务——设置系统隔离级别……隔离协调必须基于所施加过电压的指定幅度和波形。

目前，220kV及以下系统的绝缘配合是针对大气过电压进行的，220kV以上必须考虑内部过电压进行配合。

大气浪涌绝缘配合的实质是绝缘的冲击特性与作为限制大气浪涌主要装置的阀门特性的配合（匹配）。据研究，采用试验电压的标准波。

在协调内部过电压时，由于内部过电压的发展形式较多，不可能集中使用单一的保护装置。网络方案必须提供必要的简洁性：并联电抗器、使用无需重新点火的开关、使用特殊火花隙。

对于内部过电压，直到最近才进行绝缘测试波形的归一化。已经积累了大量材料，并且很可能在不久的将来对测试波进行相应的标准化。