關(guān)于內(nèi)部過電壓的產(chǎn)生原因以及常見的分類解析

人類社會的進步離不開社會上各行各業(yè)的努力，各種各樣的電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代離不開我們的設計者的努力，其實很多人并不會去了解電子產(chǎn)品的組成，比如電力系統(tǒng)中的內(nèi)部過電壓。

電氣設備和電源線有時需要在運行期間更改運行模式，即需要停電運行。如切斷和閉合變壓器;切割和電源線;切割和電容器;切割和關(guān)閉電機。此外，操作中的電氣設備和電源線可能會發(fā)生事故，例如短路跳閘，斷開連接和接地。無論是由于停電還是電氣事故，都會導致電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的局部變化，即從一種狀態(tài)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)，即發(fā)生過渡過程。在電路的過渡過程中，它將引起電場能和磁場能的轉(zhuǎn)換。此時，可能會出現(xiàn)很高的電壓并形成過電壓。該過電壓稱為內(nèi)部過電壓。

內(nèi)部過電壓的原因很多，所引起的過電壓的大小也不同。有時，幾個因素會相互重疊，并且由此引起的過電壓值會非常高。通常認為，對地的內(nèi)部過電壓可以達到相電壓的3到4倍。相之間的內(nèi)部過電壓是對地內(nèi)部過電壓的1.3到1.4倍。根據(jù)現(xiàn)場操作經(jīng)驗，有時內(nèi)部過電壓會高達相間電壓的5-6倍。

內(nèi)部過電壓是由電力系統(tǒng)內(nèi)的電場和磁場能量的傳遞或轉(zhuǎn)換引起的，因此與電力系統(tǒng)的電感和電容參數(shù)有關(guān)。電阻消耗能量并可以抑制過電壓。可以看出，內(nèi)部過電壓與電源系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，各種參數(shù)，運行狀態(tài)，停電和輸電操作以及是否發(fā)生接地，斷路和其他事故有關(guān)，非常復雜。由于各種原因引起的內(nèi)部過電壓，電壓的大小，波形，頻率和持續(xù)時間并不完全相同，并且預防措施也不同。

在中性點安裝消弧線圈可以避免因電弧接地而產(chǎn)生的過電壓。改善電網(wǎng)參數(shù)或運行方式，避免形成共振條件;確保斷路器同時運行且不會重燃或接觸斷路器安裝低值并聯(lián)電阻器以減少操作過電壓;安裝并聯(lián)電抗器以補償電路的電容效應，以在連接空載線時限制過電壓;完善發(fā)電機調(diào)速裝置，減少甩負荷造成的過電壓;性能良好的避雷器可限制過電壓。

為了便于研究，現(xiàn)行國家技術(shù)標準把內(nèi)部過電壓分為工頻過電壓、諧振過電壓和操作過電壓，其中工頻過電壓和諧振過電壓又稱作暫時過電壓。

所謂的暫時過電壓并不意味著過電壓持續(xù)很短的時間，而是持續(xù)很長時間。電源系統(tǒng)的運行部門需要采取措施盡快消除它，以便過電壓只能暫時存在，而不能長期存在。實際上，在各種內(nèi)部和外部過電壓中，最短的過電壓波長是雷電過電壓，主放電僅為50-100us，雷電沖擊波的波長以微秒為單位。內(nèi)部過電壓的持續(xù)時間長于雷電過電壓，工頻過電壓可達到數(shù)小時，諧振過電壓為數(shù)分鐘，工作過電壓以毫秒為單位。時間較短，但比雷電脈沖波長長一千倍。

雷電沖擊波的時間較短，因此可以使用避雷器將雷電侵入波有效地釋放到地面，以避免過電壓擊穿損壞受保護的設備。對于內(nèi)部過電壓，由于持續(xù)時間長，避雷器無法在短時間內(nèi)將其放電到地面，并且避雷器本身的閥板電阻的熱容量不允許大電流長時間通過。在10KV中性點不接地系統(tǒng)中，有時單相接地故障會激發(fā)電壓互感器鐵磁諧振過電壓，從而導致避雷器爆炸。

單相電弧接地引起的過電壓主要發(fā)生在中性點未接地的電網(wǎng)中。當傳輸線較長且線路電壓較高時，單相接地電流也會增加，許多電弧接地故障無法自動熄滅。另一方面，由于接地電流不足以產(chǎn)生穩(wěn)定的電弧，因此形成了不穩(wěn)定的狀態(tài)，在該狀態(tài)下，滅弧和引燃相互交替。這種間歇性電弧現(xiàn)象會導致電網(wǎng)運行狀態(tài)的瞬態(tài)變化，從而導致電磁能量的強烈振蕩，并在非故障階段導致嚴重的瞬態(tài)過程過電壓。

本文只能帶領(lǐng)大家對內(nèi)部過電壓有了初步的了解，對大家入門會有一定的幫助，同時需要不斷總結(jié)，這樣才能提高專業(yè)技能，也歡迎大家來討論文章的一些知識點。