摘要：在我国现阶段中，人们日常生活的各个方面都与发电厂的安全运行息息相关，发电厂电力系统中电气设备对电压的承受能力直接影响着电力系统是否能够正常运行，如果电气设备中的电压超过限度将会对电气设备乃至人身安全造成不可预估的损失，所以电厂电力系统运行的过程中需要采取相应的措施对一次设备进行过电压保护。
关键词：电气一次设备；过电压；保护问题
1过电压的概述
所谓的过电压主要是当电压超出合理的范围，并对电力设备保护系统的绝缘性造成一定的损坏。而通常情况下，这种过电压现象主要分为两种类型，一种是内部过电压，另一种则是外部过电压。在当前电力系统的运行过程中，电弧接地是一种十分常见的过电压，其一般持续时间较长，并会产生较为激烈的振荡。这时的电容参数与电压指将会发生相应的改变，我们也可以将这种称之为谐振过电压。并且，由于电气一次设备常常由于一些客观因素的影响，而发生损坏，最终引起过电压问题的发生，甚至还会引发安全隐患，造成人员伤亡、以及企业重大的经济损失，由此，我们可以看出，加强对电气一次设备过电压的保护措施是非常至关重要的趋势。只有这样，才能确保整个电气系统高效稳定的运行，促使各项生产活动的正常开展。由过电压所造成的危害是多方面的，同时也是十分严重的，因此，必须高度重视电力设备的过电压问题，在进行电气一次设备的设计时，力求通过科学的设计降低过电压所造成的危害程度。
2电气设备过电压保护技术应用原则
2.1外部防护体系
电气过电压外部防护体系的主要功能是限制外部电流、电压对于内部设备的影响，通过隔绝作用限制外部电感、电容效应形成的过电压作用。外部防护体系主要包括接闪器、引下线及接地系统等部分构成。相应防护体系设备应按照设计标准施工，接闪器的安装应全面覆盖，保证设备能处于其滚球保护半径之内；引下线应围绕外部防护体系均匀布设，接地系统应有效连接同时保证接地电阻达到防护设计标准。
2.2内部防护体系
①内部防护的重点在中控室、二次屏室、计算机室等位置，相应的过电压影响在上述位置较为集中，对于电气系统的影响较大。因此，内部防护系统应围绕核心位置布设，引下线应与结构立柱维持3m以上的电流安全距离。厂房、尾水渠、坝区等部分应通过导体进行有效连接，形成等电位体，避免雷击过电压形成的电位差出现的不良影响，控制地电位反击故障。②通过等电位体的连接，能够形成的良好电磁屏蔽效应，避免电磁、电感效应形成的过电压影响，能够在内部形成多级防护体系，通过雷电过压保护设备的应用，全面降低雷击残压水平，使设备的过电压作用处于可控范围之内。③应重视多级防护体系中各防雷保护设备的实际应用效果，防雷保护区设置的保护器设备应通过相应的过电压运行测试，选择满足IEC要求的雷电测试波形对设备进行检测。
3电气一次过电压保护的注意事项
在进行备过电压保护设计时，需要重点注意以下几个问题：①电气一次设备过电压保护设计需要兼顾内过电压保护和外过电压保护两方面的问题，尤其是内部过电压。内过电压会带来电气设备的故障，导致电器设备不能有效地发挥其功能，需要进行更换才能保证电网系统的安全、平稳运用，这就使电企业的经济效益受到了一定程度的影响。由于电气设备中常态的过电压是普遍存在的，所以应当采取一定的手段抵消稳态过电压的影响；②注意电气过电压水平与避雷器等防过电压设备在承受过电压技术参数的配合，要求电气过电压水平高于避雷器等防过电压保护水平；③对于高压长距离线路，采用并联容量适当的并联电抗器加中性点小电抗器的方式，能够把内过电压控制在较低的水平，再辅以断路器加并联电阻和氧化锌避雷器，能够有效的保证超高压线路的安全性；④在电气一次设备过电压保护设计时，需要妥善解决各项技术参数的矛盾，使得电气一次设备的过电压水平不低于避雷针等装置的保护水平。
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4电气一次设备过电压保护设计分析
4.1过电压保护
电气设备过电压保护应满足《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》标准要求。①直击雷保护措施：220kV出线场户外电气设备采用220kV出线的架空地线作为出线场直击雷的保护措施。②雷电侵入波保护措施：在每回220kV出线上装设一组型号为Y10W-200/520W的氧化锌避雷器作为雷电侵入波过电压保护措施。避雷器距与保护设备间的电气距离满足相关规程的要求。③为保护主变压器、220kVGIS和220kV电缆，在每个220kVGIS出线间隔出线侧装设一组封闭式氧化锌避雷器。根据计算，避雷器与被保护设备的电气距离满足过电压保护规程的要求。④操作过电压保护措施：在发电机出口及主变低压侧各设置一组阻容保护装置，作为发电机回路真空断路器操作可能引起的过电压的保护措施。
4.2氧化锌避雷器
氧化锌避雷器是一种新型的电气过电压保护技术，主要用于避免大气过电压。氧化锌避雷器由于自身所带有的电阻值非常高，因此，属于绝缘性物质。出现大气过电压时，氧化锌避雷器会由于电压作用而出现电阻降低的情况，从而使电流通过，泄放出电气设备中残留的电压，而当电压恢复到正常值后，氧化锌避雷器的电阻值也会恢复到原有状态，呈现出绝缘性质，避免电气设备遭受过电压的损害。氧化锌避雷器是一种行之有效的过电压保护技术的应用产品，它具有电压流通量较大，残余电压较少的优点，其制造工艺十分简便，具有较高的实用性和较长的使用寿命。
4.3放电间隙保护
放电间隙保护是过电压保护技术中的一种，一般应用于防雷保护装置。在该装置中设有两个金属电极，其中之一通过带电导线和绝缘子连接，另一个则连接着接地装置。这两个电极需要保持一定的间隙，从而起到过电压保护作用。放电间隙保护装置的构成不是十分复杂，保护作用比较好，因此常常被广泛应用于各种电气设备。放电间隙保护装置的后期维护十分便利，类型十分多样，主要分为棒型、球型和角型三种。棒型放电间隙保护装置伏秒特性最为陡峭，和电气设备间的绝缘性配合程度较差。而球型放电间隙保护装置伏秒特性最为平缓，因此过电压保护性最好，但是在实际应用过程中常常会出现端头烧伤的情况，从而会影响过电压保护的有效性。
4.4防雷保护
在雷电过电压造成的损害中，侵入波是影响最为严重的一种因素。侵入波会严重影响电气设备的使用寿命，降低电气设备的安全性。一旦电路系统遭到了侵入波的破坏，就会导致电气设备受损，使整个电路系统瘫痪。因此，在电气设备的使用中，需要通过多种途径进行防雷保护，减少侵入波对电气设备的损害，在日常作业中使用的防雷保护装置一般分为两种：一种是加装电路进线保护装置，提高电气设备的过电压承受能力。另外一种是使用阀型避雷器，该装置可以增加电气设备的安全性和稳定性，减少过电压对电力操作人员的威胁。
结语
在当前的电厂运行过程中，电气一次设备是不可或缺的一部分，对于电力系统安全稳定运行有着至关重要的意义。但是，由于受到一些人为因素和客观因素的影响，常常出现过电压的现象，进而对电气一次设备产生了一定损坏，因此，加强做好电气一次设备的保护管理工作是十分有必要的，要对产生过电压的主要因素进行深入的调查分析，采取相关有效地应对措施，从根本的上彻底解决这一问题。
参考文献
[1]品初拉木.电气一次过电压保护设计分析[J].水利电力技术，2012.
[2]叶辉，刘祖高.水电厂电气一次设备过电压保护措施探讨[J].电源技术应用，2013（12）.
作者简介
叶勤，男，单位：新疆新能咨询有限责任公司，研究方向：电气一次设备防风沙研究
论文作者:叶勤
论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/10
标签：过电压论文; 电气论文; 避雷器论文; 设备论文; 电气设备论文; 氧化锌论文; 电压论文; 《电力设备》2017年第27期论文;