过电压的概念-带电作业安全技术

2013年01月30日

       电力系统往往由于外部(如雷电放电)和内部(如故障或操作)的原因,常会出现对绝缘有危险而持续时间较短的电压升高,这种电压升高或电位差升高称为过电压。过电压的时间虽然很短,但对电力系统的正常运行和带电作业的安全危害很大。所以设备的绝缘配合,带电作业安全距离的选择,绝缘工具的最短有效长度以及绝缘工具电气试验标准等都必须考虑这一重要因素。因此,在阐述带电作业安全技术以前,先简要地介绍一下过电压的概念。过电压分为内过电压和外过电压两种:

一、内过电压

       由于电网中能量的转化或传递所产生的电网电压升高,叫做电网的内过电压。内过电压幅值得大小一般是以电网工频相电压的倍数K表示,K称内过电压倍数。

       在110KV及以下电网中,当有一般的保护措施时,内过电压对正常绝缘一般是没有危险的。在220KV及以上电网中,绝缘水平的选择在很大程度上取决于内过电压。带电作业安全距离的确定亦是如此。

       内过电压的种类较多,但按其产生原因可分为切空载变压器的过电压;切合空载线路的过电压;电弧接地过电压;谐振过电压等。现将各种内过电压产生的过程简单介绍如下:

(一)切空载变压器内过电压

       这是因为断电感性元件如变压器、消弧线圈等的时候,储藏在这些元件磁场内的能量转变为电能,而附近又没有足够的电容来吸收这些能量,造成开关设备的强制熄弧,因而在系统中引起很高的电压升高,即过电压。这种过电压与开关结构、回路参数、中性点接地方式、变压器接线和构造等很多因素有关。在中性点直接接地的电网中,切断110~220KV空载变压器时的过电压一般不超过3倍最高运行相电压;在中性点不接地或经消弧线圈接地的10~35KV电网中,一般超过4倍最高运行相电压。

(二)切合空载线路的过电压

       这是在切合电容性元件如空载长线、电容器组的时候,由于电容器的反向放电,使开关触头间发生电弧的重燃。这是因为电容电流在相位上越前电压90°,因而虽然电弧在电流过零的时候熄灭,但这时正好就是电压到达最大值的时候。同时,若开关触头间的绝缘还未能恢复正常的话,那么空载线路(或电容器)上的电荷将在触头间产生电弧。电弧重燃并构成振荡过程,从理论上来说,随着电弧重燃次数的增加,过电压降3、 5、7倍地增加,但由于各种原因,实际上在中性点直接接地的系统中,切断空载线路所引起的过电压,一般不超过最高运行电压的3倍;在中性点不接地或经消弧线圈接地的系统中,一般也不超过最高运行相电压的3~4倍。

(三)电弧接地过电压

       单相电弧接地引起的过电压只发生在中性点不直接接地的电网中。这样的电网如果一相导线对地起弧,而且接地电流较大,电弧不易熄灭,但又不太稳定,出现熄弧与重燃交替进行的局面,引起另两相对地电容的振荡,出现较高的过电压。我国实测过这种电压倍数最大为3.2倍,绝大部分均小于3倍,不太高。

(四)谐振过电压

       谐振过电压包括断线谐振过电压、电压互感器饱和过电压、非全相拉合闸过电压、参数谐振过电压等。其原因是由于系统中出现断线、PT饱和、非全相拉合闸等外部原因使系统的感抗和容抗箱等。也就是说外加电源的频率域电路固有的自振频率相等,电路中就会出现电压谐振,从而产生很高的过电压。

二、大气过电压

       大气过电压(又称雷电过电压)就是由于雷电的活动而引起的电力系统中电压的升高。它是电网的安全运行特别是110KV及以下设备的绝缘,以及带电作业的安全威胁很大。

       雷电为什么会造成电网的过电压:雷电放电,可能是雷云与雷云之间电荷的中和;也可能是雷云与地面感应电荷的中和。前者危害较小,对电网造成过电压危害的是后者。雷云对地面的放电,即雷击,可能直接击中电气设备如电力线路时,强大的雷电流通过设备本身或者是设备的接地装置入地。但是由于设备本身或者接地装置不可避免地有电感和电阻,雷电流(频率很高的冲击波)将产生很高的过电压,这种过电压叫做直击雷过电压。还有一种情况,雷电没有直接击中线路,而是对线路附近放电。放电前在对线路附近的其他目标放电后,就失去了束缚,立即以光速向导线两侧传播,从而在线路上出现很高的过电压,这种过电压叫做感应过电压。

       所谓雷电压,往往被误解为雷击于莫一物体时改物体上的电压。正确的理解应该是发生闪电时雷云和地面之间的电压,这一电压高达数百万到数千万伏。我们所关心的并不是雷电压,而是在设备上所形成的电压,例如架空线路受到直击雷时,在架空线上形成的过电压。这个电压决定于雷电流的幅值、陡坡以及杆塔的机构、高度、导线布置形式、雷击点位置以及接地电阻等。所以使我们更感兴趣的是雷电流的幅值和它的陡度(即雷电流波头变化的速度)。线路上雷击过电压的大小受线路绝缘水平的限制,它等于绝缘子串冲击闪络电压值,所以额定电压越高的线路出现的过电压也就越高。

       雷电流的幅值与它的概率有关,幅值越大的雷电流出现的概率越少。雷电流的波长度我国取2.6.对一般线路来说,波头形状可取为斜坡角波,设计40m以上高塔时,应采用半余玄波。

       线路绝缘所能耐受的特定波形的直击雷而不会发生闪络的最大雷电流幅值,称作该线路的耐雷水平。显然,额定电压越高的线路,由于其绝缘水平比较高,因此相应的耐雷水平也比较高。

 

编制单位:汉中汉峰电力有限责任公司

网       址:www.3197gm.com

来源:汉中汉峰电力有限责任公司[官方网站]-输变电施工工具、带电作业工具、电力工具、电力机具
日本高清在线看片免费视频_看片在线观看视频免费_日本特黄特色大片免费视频