關(guān)鍵詞：雷電過電壓、操作過電壓、鐵磁諧振過電壓、弧光接地過電壓

 3～35KV電力供電系統(tǒng)上，過電壓現(xiàn)象十分普遍。如果沒有防范措施，隨時都可能發(fā)生，也隨時都可以發(fā)現(xiàn)。過電壓將對電氣或電子裝置，其中的電路，元器件，造成直接破壞，這種破壞，依據(jù)其嚴(yán)重程度，大體可分為以下四種情況：　?、偈乖O(shè)備、裝置短時間工作錯亂；　?、谠斐蓾摴收?，即使得電路和器件的性能下降，壽命縮短，提前失效；

    ③造成電路或器件的******性損壞；　?、軐?dǎo)致起火，觸電等安全事故。

 異常過電壓可能是外來的，也可能是設(shè)備，裝置內(nèi)部自生的。外侵過電壓的侵入途徑，可以通過導(dǎo)線、電路傳導(dǎo)進(jìn)入，也可以通過靜電感應(yīng)，電磁感應(yīng)侵入。過電壓的出現(xiàn)可能是有規(guī)律的周期性的，但更多則是隨機(jī)的。因此在大多數(shù)情況下，很難準(zhǔn)確的把握它。異常過電壓，依據(jù)其成因的不同，可以分為雷電過電壓、操作過電壓、鐵磁諧振過電壓及弧光接地過電壓。

雷電及操作過電壓

一、雷電過電壓形成及分類

 雷電過電壓，是由于電力系統(tǒng)的設(shè)備或建(構(gòu))筑物遭受來自大氣中的雷擊或雷電感應(yīng)而引起的過電壓，因其能量來自系統(tǒng)外部，故又稱為外部過電壓。 

 雷電過電壓有兩種基本形式：直擊雷過電壓和感應(yīng)雷過電壓。 

1．直擊雷過電壓 

 直擊雷（direct lightning）過電壓是指雷云直接對電氣設(shè)備或建筑物放電而引起的過電壓。強(qiáng)大的雷電流通過這些物體導(dǎo)入大地，從而產(chǎn)生破壞性極大的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)，造成設(shè)備損壞，建筑物破壞。 

 圖1.1 直擊雷的放電                                            圖1.2 雷電流波形

 2．感應(yīng)雷過電壓 

 所謂感應(yīng)雷過電壓，是指當(dāng)架空線附近出現(xiàn)對地雷擊時，在輸電線路上感應(yīng)的雷電過電壓。感應(yīng)雷過電壓的形成過程可以用圖9.1.3來表示，在雷云放電的起始階段，雷云及其雷電先導(dǎo)通道中的電荷所形成的電場對線路發(fā)生靜電感應(yīng)，逐漸在線路上感應(yīng)出大量異號的束縛電荷Q。由于線路導(dǎo)線和大地之間有對地電容C存在，從而在線路上建立一個雷電感應(yīng)電壓U=Q/C。當(dāng)雷云對地放電后，線路上的束縛電荷被釋放而形成自由電荷，向線路兩端沖擊流動。這就是感應(yīng)雷過電壓沖擊波。

圖1.3感應(yīng)雷過電壓的形成過程

 高壓線路上的感應(yīng)過電壓，可高達(dá)幾十萬伏，低壓線路上的感應(yīng)過電壓，也可達(dá)幾萬伏。如果這個雷電沖擊波沿著架空線路侵入變電站或廠房內(nèi)部，對電氣設(shè)備的危害很大。

二、操作過電壓的產(chǎn)生及分類

 操作過電壓操作過電壓是指電路中的斷路器、隔離開關(guān)、繼電器、可控硅開關(guān)等通斷轉(zhuǎn)接時，在系統(tǒng)電路中、電路對地以及開關(guān)兩端所產(chǎn)生的過電壓。產(chǎn)生操作過電壓的原因是由于線路及其中的元器件都帶有電感和電容，儲存在電感中磁能和儲存在電容中的靜電場能量，在電路狀態(tài)突變時產(chǎn)生能量轉(zhuǎn)換，過度的振蕩過程，由振蕩而出現(xiàn)過電壓。操作過電壓的持續(xù)時間比雷擊過電壓長，比暫態(tài)過電壓短，在數(shù)百微妙到100mS之間，并且衰減很快。

 常見的真空斷路器操作過電壓又可以分為截流過電壓、多次重燃過電壓、三相開斷過電壓。

 1. 截流過電壓。由于真空斷路器有良好的滅弧性能，當(dāng)開斷小電流時，電弧在過零前就會熄滅，由于電流被突然切斷，其滯留于電機(jī)等電感繞組中的能量必然向繞組的雜散電容充電，轉(zhuǎn)變?yōu)殡妶瞿芰?。對于電機(jī)和變壓器，特別是空載或容量較小時，則相當(dāng)于一個大的電感，且回路電容量較小，因此會產(chǎn)生高的過電壓，特別是開斷空載變壓器時更危險(xiǎn)。從理論上講可以產(chǎn)生很高的過電壓，但由于觸頭和回路中有一定的電阻產(chǎn)生損耗以及發(fā)生擊穿，對過電壓值有相當(dāng)?shù)囊种谱饔?，但這種抑制作用是有限的，不能消除在切斷小電流時出現(xiàn)的過電壓。因此特別對感應(yīng)負(fù)載在采用真空斷路器作為操作元件時，應(yīng)加裝過電壓保護(hù)設(shè)備。

 2.多次重燃過電壓。多次重燃過電壓是由于弧隙發(fā)生多次重燃，電源多次向電機(jī)電容進(jìn)行充電而產(chǎn)生的。在真空斷路器切斷電流的過程中，觸頭的一側(cè)為工頻電源，另一側(cè)為LC回路充放電的振蕩電源，如果觸頭間的開距不夠大，兩個電壓疊加后就會使弧隙之間發(fā)生擊穿，斷路器的恢復(fù)電壓就會升高。如果觸頭開距不夠大，就會發(fā)生第二次重燃，再滅弧、再重燃以致發(fā)生多次重燃現(xiàn)象，多次的充放電振蕩，觸頭間的恢復(fù)電壓逐級升高，負(fù)載端的電壓也不斷升高，致使產(chǎn)生多次重燃過電壓，損壞電氣設(shè)備。 

 3.三相開斷過電壓。三相開斷過電壓是由于斷路器首先開斷相弧隙產(chǎn)生重燃時，流過該相弧隙的高頻電流引起其余兩相弧隙中的工頻電流迅速過零，致使未開斷相隨之被切斷，在其他兩相弧隙中產(chǎn)生類似較大水平的截流現(xiàn)象，從而產(chǎn)生更高的操作過電壓，所產(chǎn)生的過電壓是加在相與相之間的絕緣上。在開斷中小容量電機(jī)或輕負(fù)載情況下容易出現(xiàn)三相開斷過電壓。 

三、雷電及操作過電壓防治

 以上可以看出，雷電過電壓和操作過電壓產(chǎn)生是隨機(jī)的而且每次過電壓的波形（頻率、幅值）都有所不同。目前國內(nèi)采取的措施有：

 1 、裝設(shè)金屬氧化