操作过电压与谐振过电压的不同，如何防止过电压的产生？

 

       在6～35kV的中性点非直接接地系统中，当进行负载的起动或停止操作或发生事故时，由于开关触头间电弧重燃，运行状态发生突变，引起电容和电感元件之间电磁能量相互转换，出现一种振荡性过电压，即产生操作过电压。

       理论上认为，电动机合闸起动时，电动机机端产生的过电压为式中， 为合闸电压瞬时值；z为电动机冲击波阻抗；Z 为电缆冲击波阻抗。一般地，Z=100～5000Q，z =20～50Q，因此电动机合闸起动时，电动机机端产生的过电压可达2倍相电压。对于真空开关，触头闭合前往往会发生预击穿，电弧的燃弧和熄灭可达数十次，这种预燃过电压幅值较大且波前很陡，对电动机的绝缘可造成较大的威胁,电机产生过电压可装设电机型过电压保护器。

       运行经验表明，在断开感性负载时，由于感性电流不在零点就被迫截断即所谓的截流，造成开关触头间电弧燃烧很不稳定，波形产生高频振荡，在电感回路中产生的突变电流会感应出很高的电压。

        1）截流过电压由于真空断路器有良好的灭弧性能，当断开小电流时，真空电弧在过零前就熄灭。由于电流被突然切断，其滞留于电机等电感绕组中的能量必然向绕组的杂散电容充电，转变为电场能量。对于电机和变压器，特别是空载或容量小时，则相当于一个大的电感，且回路电容较小，因此会产生大的过电压。可以产生很高的过电压，但由于触头和回路中有一定的电阻产生损耗以及发生击穿，对过电压值有相当的抑制作用。但这种抑制作用是有限的，不能消除过电压。因此，特别是对电感负载在采用真空断路器作为操作元件时，应加装过电压保护器,过电压保护器型号有很多种,用户可根据自己的保护对象来选型。

        2）三相同时断开过电压是由于断路器首先断开相弧隙产生重燃时，流过该相弧隙的高频电流引起其余两相弧隙中的工频电流迅速过零，致使未开断相随之被切断，在其余两相弧隙中产生类似较大水平的截流现象，从而产生更高的操作过电压。所产生的过电压是加在相与相之间的绝缘上。在开断中小容量电机或轻负载情况下容易出现三相开断过电压,所以要安装三相组合过电压保护器。

       对于复杂的电气系统，由一系列具有不同自振频率的振荡回路组成，其振荡条件为感抗和容抗相等，即 一 ，或∞L= ， 因此谐振频率(固有自振频率)fo = 。在进行开关操作或发生系统单相接地时，由于瞬变过程电源波形会引起某种变化，非正弦的电源波形含有一系列的谐波。当电路中的自振频率之一与电源谐波频率之一恰好相等时，就会发生这一频率的谐振过电压。谐振是一种稳定现象，谐振过电压的持续时间可能很长，一旦发生，往往造成严重的后果。

       铁磁谐振过电压，正常情况下，电路中电感大于电容，但由于某种原因使电感电压升高， 电感磁饱和，感抗减小，出现感抗与容抗相等，甚至感抗小于容抗形成相位反转，引起铁磁谐振，激发产生持续的较高幅值的铁磁谐振过电压，铁磁谐振过电压不会超过3倍相电压，实践表明，大多在1．5～2倍之间。铁磁谐振可以是基波谐振、高次谐波谐振、分次谐波谐振。这种谐振产生的过电压的幅值虽然不高，但因过电压频率往往远低于额定频率，铁心处于高度饱和状态，其表现形式可能是相对地电压升高、励磁电流过大或以低频摆动，引起绝缘闪络、避雷器炸裂、高值零序电压分量产生、虚幻接地现象出现和不正确的接地指示。严重时还可能诱发保护误动作或在电压互感器中出现过电流引起TV烧坏。尽管10kV装设了一次消谐器，但一次消谐器是在发生谐振以后才会起作用，铁磁谐振可以持续较长时间，只是由于一次消谐器的作用，谐振持续时间很短，但并不能从源头杜绝谐振。

 

       电力系统中，负载起停频繁，操作过电压特别是真空开关操作时极易产生过电压。由于电路是由电感、电容和电阻构成的复杂电路，可以组合成一系列具有不同自振频率的振荡回路。在进行开关操作或出现其他异常时，由于瞬变过程电源波形会引起某种变化，非正弦的电源波形含有一系列的谐波。当电路中的自振频率之一与电源谐波频率正好相等时，就会出现这一频率的谐振过电压。过电压一旦发生，往往造成严重的后果。因此在中性点不接地系统中，除应在每组电压互感器的高压绕组中性点装一只一次消谐器，进行有效地限制弧光接地过电压和消除铁磁谐振外，还应在相应部位装设合适的过电压保护器来限制各种过电压。此外，设备选型也很重要，如果选型不合适和质量存在问题，即便采取再好的措施也难避免事故的发生。