摘要：过电压的存在对于电力机车高压电气设备的负荷和运行有着直接的冲击和间接的破坏作用，进行过电压的治理必须综合考虑电力机车高压电气设备的内外条件，对所有关联的影响因素进行分析，既要对外界环境进行严格考察，还要对电力机车高压电气设备出现的过电压类型进行分析研究，这样才能针对过电压可能造成的电力机车高压电气设备损坏制定出科学、系统、有效的方案，确保电力机车高压电气设备的高效率运行。
关键词：过电压；电力机车；高压电气设备
1电力机车运行中的过电压及对设备造成的影响
1.1过分相形成的过电压及其影响
电力机车在进入过分相无电区时，在各种力量的作用下，比如电弓、对地电容、中性嵌入线、电压感应器互相作用会形成谐振回路。而这些力量作用形成的谐振回路又会和过分相无电区的感应电压形成高阶震荡电路，由此产生震荡过电压。本来这些震荡过电压的存在并不会直接威胁电力机车的高压电气设备，但是因为电力机车在进入不同的线路区域时，其电压幅值会产生变化，有时幅值还会超过最大顶点。这样，如果震荡过电压频繁产生，则会对电力机车的高压电气设备产生很大的损坏作用。
1.2弓网关系形成的过电压及其影响
电力机车在运行中需要大量的电能，而电能是由受电弓和接触网导线的动态接触提供的。不管是受电弓还是接触网导线，它们的连接点或悬挂点都具有弹性，如果受电弓运行状态不好或者接触网导线的衔接点出现问题都会导致受电弓进入离线状态，而频繁的离线则会导致电力机车上的互感器绕组等产生高阶谐振过电压。
1.3操作过电压及其影响
操作过电压主要分为两种，一种是内部操作过电压，产生的原因是牵引供电系统的重合闸，另一种是外部操作过电压，这种过电压产生的原因是相邻电力机车的过电压引起的。这两种过电压的频繁作用会对电力机车的牵引变压器的绕组和真空断路器产生十分不利的影响，比如危害到牵引变压器绕组的绝缘性，对真空断路器造成损坏等。
1.4大气过电压及其影响
大气过电压又分成雷直击过电压和感应过电压。雷直击过电压的产生是因为雷击放电，然后作用在接触网上，和接触网导线作用后产生。感应过电压直击是在雷击接触网附近产生的过电压。两种具体的差别是前者的波长较短，而后者的波长较长。这两种过电压对电力机车高压电气设备产生的影响一个是影响电气设备的绝缘性，另一个是产生很大的破坏作用。
2抑制过电压对电力机车高压电气设备损坏的措施
2.1优化弓网关系，提升高压电气设备的安全性
从电力机车能源传输和高压电气设备电流供应的角度来看，弓网结构是电力机车电能的传输节点，也是由于接触和震荡而形成过电压的主要原因。在弓网关系中，导线、受电弓之间存在连接点，为确保供电的稳定性一般都会采取悬挂、支撑等机械性方式以确保连接点的稳定。如果出现受电弓形变、悬挂失误、支撑不良等问题就会导致衔接点接触不良，在高强度运行状态下会在电力机车高压电气设备系统内部产生有害的高阶谐振过电压。弓网关系如果不协调、不稳定，就会导致过电压以超量、超饱和的状态进入到变压装置和电气元件，会使互感器、受电弓、触点、电力网等部分出现高温、放电、拉弧等问题，对电力机车高压电气设备的整体运行造成了严重的冲击和影响。在优化弓网关系的过程中，要提高触网点、导线、悬挂点的弹性，有效应对电力机车在特殊条件和恶劣气候情况下接触点的连续和衔接，预防受电弓出现频繁离线状态，消除因来自供电系统接触不良而出现的过电压。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时，要结合高压电气设备的运行状态采取绕组、互感器、润滑等设备和手段来提高接触的稳定性和连续性，进而消除受电弓产生的高频率过电压。在优化弓网关系的过程中，要调整互感器、变压器的运行参数，提升受电弓、导线、触点的导电性能，抑制过饱和电压对电力机车高压电气设备的冲击，进而有效保证受电弓、电力线、触网点的安全运行。
2.2严格规范电力机车高压电气设备的操作
人是电力机车高压电气设备运行中最重要的不可控因素，容易因人的行为失误、认知错误、思维疏漏而产生各种错误，进而影响电气设备的稳定性。在操作上引起的过电压主要可划分为两部分：第一，在电力机车高压电气设备内部的操作过程中，因负荷增加、系统重启、电力中断等因素的出现导致在电力系统中产生过压电流。第二，因电压突变、操作错误、电流传导等因素的出现导致在系统内部形成过电压。要预防和控制因人为因素而产生的过电压应从两方面入手：首先，调整电力机车高压电气系统，实现电流和电压的自动化调控目标，避免过电压对电力机车高压电气设备造成冲击。其次，规范人员对电力机车运行和高压电气设备维护的工作方式和操作方法，预防不规范动作和错误行为的发生，既要对电力机车高压电气设备进行有效保护，也要为操作人员的人身安全提供有效保障。
2.3抑制外部因素产生过电压对电气设备造成影响
地球存在的磁暴、大气层中的雷击、外太空的太阳风暴都会在大距离电力网络中产生过电压冲击效应，其中雷击的影响最大，发生也最为频繁。影响电力机车高压电气设备稳定性的主要类型有两种：第一，雷电直接击中电力网线、电力机车和高压电气设备，在剧烈的放电过程中产生过电压。第二，雷击在电力机车和电力网络周边落地，且在接触点附近产生因感应电压放电而出现的过电压。这两种雷击都会对电力网络、电力机车、高压电气设备的运行造成严重影响，前者具有较高的频率和较短的波长，主要作用在接触部位；后者具有较高的波长和较短的频率，对高压电气设备的稳定性和功能性均有着直接的影响。要想预防这两种雷击，首先，提升电力机车、电力网络和高压电气设备的绝缘水平，可采取物理隔离和功能切割的方式提升系统和整体、部件和局部的绝缘能力，有效抑制雷击的产生，使电力机车高压电气设备在雷暴天仍可安全连续的运行。其次，做好电流互感器、受电弓、整流器、断路器、避雷器等关键装置和设备的安装和调试，有效提升电力机车、电力网络、高压电气设备应对雷击的能力。
2.4提升电力机车高压电气设备的绝缘水平
在电力机车高压电气设备的运行和维护过程中，对线路、元器件和功能部位的绝缘问题一直不够重视，这就导致因外界环境、内部运行而产生的过电压在整个设备系统中持续震荡、回击、冲击，严重影响了电力机车高压电气设备的稳定运行。要想提升电力机车高压电气设备整个体系的绝缘水平就必须提升电力机车高压电气设备的避雷参数，抑制因外界因素和外界环境传导而来的冲击波和过电压。同时，应从两级绝缘和多级避雷的角度出发，落实电力机车高压电气设备防雷的措施和技术，真正实现对电力机车高压电气设备的过电压防护。
3结论
综上所述，电力机车在运行过程中不管是内力作用的结果，还是受到环境的影响，都会产生一定程度的过电压，如果过电压过于频繁则会对电力机车的高电压电气设备产生破坏作用，需要可以采取绝缘配合的手段来加以抑制。但是在绝缘配合中也会因为避雷器参数的选择和外界影响而导致保护效果弱化。
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论文作者:邓智明
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/27
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