摘要：本文主要针对水电站电气过电压保护技术进行分析，思考了当前如何更好的应用水电站电气过电压保护技术，提出了技术应用的方法和一些比较可行有效的措施，供参考和借鉴。
关键词：水电站；电气过电压；保护技术
随着我国科技的进步，在水电站电气过电压保护技术的发展和应用过程中，我们必须要有针对性的进行思考，提高水电站电气过电压保护技术的使用效果和使用水平。
1、电气过电压的种类
由电磁因素所造成的电压大幅上升的现象称为过电压。在日常过程中，一般将电压干扰分为两种，一种是内部电压，另外一种是外部电压。根据电压形成的具体因素又将过电压分为四种：
1.1工频过电压
工频过电压主要是由于线路空载产生的。由于线路空载，很容易出现容升效应，从而导致工频过电压产生。工频过电压一般持续过程很长，电压倍数较低，很容易对人员生命安全造成威胁，但是工频过电压对绝缘材质的机械造成的损害程度较低，因此，采用绝缘电气设备可以有效的避免工频过电压造成的损害。
1.2大气过电压
大气过电压一般是由于雷击产生的，雷击中电路时，电压会升高到一万伏左右，因此，会产生过电压现象。大气过电压与工频过电压相比持续的过程不长，但是具有很强的破坏性，对电气设备造成的损害十分巨大。大气过电压属于外部因素造成的，因此，产生的过电压量和电气设备间的关联程度很小。
1.3谐振过电压
谐振过电压的产生原因一般是电力系统故障造成的，一旦电力系统发生问题，相关的电力设备元件会出现震荡回路，从而导致谐振现象。谐振过电压持续的过程比较长，造成的设备损害巨大，因此，会对中低压电网产生一定的不良影响。
1.4操作过电压
操作过电压是由于工作人员操作失误导致的电压升高现象。一般工作人员操作失误切断电路会影响电压的变化，从而出现过电压情况。操作过电压是由于内部原因造成的，因此，提高工作人员的专业素质，可以有效的避免操作过电压的出现。
由于水电站中电力设备自身的绝缘水平是由雷电过电压而决定的，因此需对雷害来源进行分析。一般来讲，水电站的主要雷害来源有：顺着路线传来的雷电波；在相应配电装置导线以及设备上遭受雷直击；雷击避雷针产生感应过电压。
因此这就要求我们，在水电站运行过程中，一定要对重要场所，像变压器场以及高压、配电装置等，都需要采取相应的保护措施。
依据近几年的运行数据及经验，发现设有避雷线以及避雷针的水电站以及变电站可以有效的降低直击雷事故率以及反击事故率。
在安设避雷针之后，雷击常会在附近处导线及设备上产生感应过电压，也就是我们说的感应雷击。这种情况会致使系统母线以及设备发生严重事故。所以为了有效的避免感应雷所引发的事故，需要对避雷针具体位置以及接地电阻还有发电机压母线等采取相应保护措施。
水电站运行过程中，因其线路常遭受雷击，所以导致线路常穿来雷电波，并对配电装置造成一定损坏。因此为了更好的控制该雷电侵入波，需对其它电力设备以及变压器进行保护，选设备，主要择阀型避雷器。
当发电机运行过程中，不是通过变压器送电，而是由经过架空线路进行直接供电时，因发电机内部冲击缘强度相对较低，外加运行设备极为重要，就需要我们对发电机进行相应的雷电保护。
如果从实际防雷效果以及工频接地短路不易出现跨步电势以及接触电势来看，为了更好的确保运行设备安全与人身安全，水电站必须要具备较好的接地装置。在对水电站相应的接地装置进行设计时，需要考虑对其自然接地的利用，可以在较宽尾水渠以及水库内安设专门的水下接地网。此外安设的接地装置需要和水工建筑物的相应施工程序密切配合。
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2、过电压引入途径分析
过电压进入水电站电气化系统的途径的分析，有利于我们更为有针对性的采用相对应的保护措施。其主要方式有三种，即：直接耦合、电感耦合和电容耦合。
2.1直接耦合
过电压经过接地地阻抗进入到水电站的电力线路中，过电压决定于雷击电流和接地电阻大小，而过电压的波形和频率决定于线路中的电感值和电流上升速率。这样的耦合即使远距离的雷击也会在水电站电力线路中产生过电压。
2.2电感耦合
雷电击会在输电线路中产生一个强大的电磁场，而在处于这个磁场当中的导体会产生电压，汇聚之后形成过电压，再通过电感耦合而影响到其他水电站的设备装置。电感耦合产生电压大小取决于高频电流的变化率，变化率越大其产生的电压越大，尤其在只有一根导线的原边和副边时，即使电感非常微小，也会产生巨大电压。
2.3电容耦合
电容耦合的发生，虽然相对与直接耦合和电感耦合的概率要低，但是一定条件下也会造成严重影响，如导线在受到过电压时，导线会与相邻的低电位导线产生强电场，处于电场中的电场电子移动，最后造成高电位导线想低电位导线的放电现象，冲击到低电位导线及其所连接的设备装置。
3、水电站过压保护技术
水电站过压保护技术不但是指一些先进的防过电压的技术，更多的是过电压防护技术体系的建立。
3.1外部防护技术
外部过电压防护技术包括一整套防雷装置，主要包括接闪器、引下线、接地系统。避雷器是接闪器中的一种，它是保护变电站设备免遭雷电冲击波袭击的设备。当沿线路传入变电站的雷电冲击波超过避雷器保护水平时，避雷器首先放电，并将雷电流经过良导体安全的引入大地，利用接地装置使雷电压幅值限制在被保护设备雷电冲击水平以下，使电气设备受到保护。引下线一般采用圆钢或扁钢，其尺寸和防腐蚀要求与避雷网、避雷带相同。用钢绞线作引下线，其截面积不得小于25mm2。用有色金属导线做引下线时，应采用截面积不小于16mm2的铜导线。其主要是针对的雷电直接击中的情况而设置。雷电击带来的能量主要集中水电站建筑外墙旁，因此对于水电站的中控室、二次屏蔽室等设备都应与引下线的立柱保持3m以上。而对于地电位反击则通过连接导体将厂房地网、坝区、水库和升压站集中接地网连接成一个整体，消除雷电击中时各个接地网不同的瞬间电位差。
3.2内部过电压防护技术
断路器动作、雷击放电和开关动作均会产生极陡的电磁波，而加之水电站的电磁耦合方式众多，所以只有采用综合防过电压手段。（1）分区屏蔽不同电磁兼容区，采用连接所有的钢结构建筑，如高压室和控制室等，并保证良好接地。（2）数据通讯的电缆要采用屏蔽性良好的光缆，以降低过电压产生的电磁感应的影响。（3）采用良好屏蔽性的、外壳镀铜的钢板进行设备的屏蔽。
结束语
综上所述，为了能够进一步提高水电站电气过电压保护技术的应用效果，必须要深刻思考当前应用存在的问题，并对其今后使用的方向和应用的要求进行总结，提高其整体的应用质量。
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论文作者:柴君,侯义
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/20
标签：过电压论文; 水电站论文; 雷电论文; 电压论文; 导线论文; 技术论文; 设备论文; 《电力设备》2017年第25期论文;