摘要：电气设备是人们生产和生活过程中十分重要的设备，工业农业生产依靠大型电气设备提供电力，而人们的日常生活用电也与发电机、变压器、电力线路等密不可分。在电气设备运行过程中，会出现一些由于电力负荷导致的意外事故，比较常见的是电流引起的意外事故，而过电压作为一种电气设备运行中很容易导致意外的情况，往往不为人们所重视。要保证用电安全以及用电稳定，了解并掌握过电压的相关内容和其防护措施十分重要。
关键词：电气设备；过电压；防护；分析
1导言
在港口铁路的生产运行中，电气设备在一些辅助设施上的作用越来越重要。而电气设备在正常的运行过程中不仅电气会受到运行所带来的电压，还会遭受不利的状况及电压对其造成的伤害。在长时间的运行过程中，电气设备就面临着被损坏的可能。
2过电压的概念
过电压是一种产生于交流电装置上的电压，过电压大多指会对电力设备造成损害的电压，是峰值大于正常运行下最大稳定电压的影响峰值的一种电压，过电压由于其突发性通常会对电气设备造成不同程度的损害，因此在电气设备设置时需要格外注意。过电压依照其产生原因主要可以分为外过电压和内过电压两大类。外过电压大多是由于雷电引起的过电压，由于自然中大气雷云对地面放电，导致雷击引起电气设备过电，形成过电压，有雷电直击和感应雷两种。一般直击雷过电压由于过电电压幅度大，对电力设备的损害程度较大，部分直击雷过电压会破坏电力设施的绝缘防护设置，直接造成电力设备的故障。内过电压是指发生在电力系统内部的过电压，一般由电力系统内部的运行发生改变而引起，主要分为三类，包括暂态过电压、操作过电压以及谐振过电压。暂态过电压主要指由于断路器操作或者发生故障而引起的过电压，一般由于空载长线的电容效应或者甩负荷过电压等原因导致。操作过电压是电气设备进行断路操作或者发生了短路引起的过电压，操作过电压持续时间较短，并且衰减时间较快，一般利用高性能的避雷器可以较好地限制操作过电压的电压水平。谐振过电压是由电感、电容元件等进行操作或者发生故障形成的振荡回路引起的，谐振过电压一般会对电力系统的元部件造成损害，轻则熔断器熔断，重则引起避雷器爆炸等。为了避免内过电压和外过电压对电气设备造成损害，使得电力设备寿命降低甚至故障，造成大规模的用电困难，设置防护措施用以限制过电压、降低危害是电气设备的防护设置的重要内容。
3设备中过电压产生的具体原因
3.1电气设备中暂态过电压产生的原因
电气设备中暂态过电压的产生一般是由于雷击或者电气开关动作所导致，而雷击和电气开关动作都会对电气设备产生较大的不利影响。雷击会直接击到电气设备的电源输入线中，而后会通过电气设备电源线再次损害设备；而对于电气设备开关动作所产生的过电压，当整个电气设备处于运行状态时，内部的电流在流动过程中会出现磁场能量与电流大小成正比的情况，而这时电气设备的开关动作会直接产生暂态过电压，最终导致对电气设备造成损害。
3.2电气设备中操作过电压产生的原因
在相关人员进行具体操作的过程中也极易出现过电压，从而进一步损害电气设备，而操作过电压的产生存在较大的不确定性，还具有较大频率振荡的特点。在相关操作过程中，空载电路切除会使线路存在残留的电压，而残留的电压极易使内部产生过电压。在空载电路合闸的过程中也会出现操作过电压，由于回路上出现高频振荡的现象而产生了过电压，而操作过电压的产生具有不确定性和较大频率振荡的特点，但是操作过电压还具有较容易控制的特性，相关人员应把握住操作过电压的特点和特性，采取科学、正确的保护措施，这样才能更好地起到保护电气设备的作用，减少电气设备中过电压的产生。
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4过电压防护
4.1消弧保护装置
某公司应用SHK-XHG消弧、消谐、选线及过电压保护装置。消弧装置原理：当电压互感器开口三角电压越限而且有两相电压接近或超过线电压时，消弧控制器根据故障相对地电压的变化判断是弧光接地还是金属性接地。当发生接地故障时可分相控制的高压真空接触器可在8～12ms完成分合闸，三相接触器操作回路互相闭锁，当一相动作后，其他两相不会再动作。消弧过电压装置整体在30ms左右将故障相金属接地，其动作时间快于微机综保加普通断路器的动作时间。消弧装置可将发生在相间和相对地之间的各种过电压限制在3.5倍相电压左右，将弧光接地过电压限制在线电压的安全水平。措施一，某公司筹建初期在每个配电站均配置了消弧装置，当发生单相接地时几台消弧装置同时动作，导致系统长时间处于接地状态，需同时在几个配电站复位操作才能取消接地。经与厂家联系确认每条生产线只需有一台消弧装置投入运行即可，没有必要多台消弧装置同时投入。后将窑头、矿山配电站的消弧装置退出，只将生料站消弧装置投入运行。措施二，由于多次发生接地故障，消弧保护装置的主回路熔断器已经熔断两相，恢复熔断器。措施三，新版本的消弧控制器有自复位功能，装置动作5s后真空接触器分闸，若是瞬时性故障，则系统恢复正常，若为永久性故障则装置再次动作后不再分闸。将消弧控制器更换为新版本。措施四，投入矿山架空线路的零序电流保护功能，为防止误动作，原来矿山架空线路的零序电流功能处于退出状态。经过多次观察，线路正常运行时零序电流为零，投入零序电流保护后不会引起误动作。零序保护动作的时间约在100ms以上，此时间长于消弧装置的动作时间。当发生接地故障时消弧控制器动作将故障相单相接地，之后矿山架空线路零序电流保护动作切除故障线路，5s后消弧控制器复位，避免了处于长时间接地状态，降低过电压带来的损害。
4.2过电压保护装置
某公司广泛应用TBP B-12.7/131型过电压保护器，B表示应用于发电机、变压器、母线线路和开关的场合，12.7为过电压保护器持续运行电压，该保护器的放电电压为23.2kV，也就是将过电压限制在23.2kV左右。FR为氧化锌非线性电阻，CG为放电间隙，由于采用对称结构，因此无论是相间还是相对地，都有相同的过电压保护倍数。TBP B-12.7/131型过电压保护器电气原理与消弧过电压保护装置的保护范围不同，消弧过电压装置的作用范围为整个配电系统，过电压保护器的作用范围在本开关柜内。二者限制过电压的水平基本一致。措施一，某公司总降变电站10kV线路没有装设过电压保护器，淡季检修时安装过电压保护器，完善系统的过电压保护。措施二，加强设备（电缆）的绝缘。
5结论
暂时过电压、操作过电压在运行过程中最容易遭到忽视，要引起重视。虽然在设计时采取了各种限制过电压措施，但需要明确的一点是各种限制过电压措施并不能把电压限制在持续电压的水平上，所以加强设备的基本绝缘尤其是薄弱点（电缆终端头绝缘）处理尤为重要。
参考文献:
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[6]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(07):179.
论文作者:孙伟,姜波
论文发表刊物:《电力设备》2018年第15期
论文发表时间:2018/8/20
标签：过电压论文; 电气设备论文; 电压论文; 操作论文; 装置论文; 动作论文; 故障论文; 《电力设备》2018年第15期论文;