摘要：电气一次设备的过电压指的是在一些特殊的情况下，电气一次设备的电压值出现了异常的攀升，超出铭牌规定的最高电压的现象。通常，电气一次设备的过电压属于电磁扰动的范畴。为了防止过电压现象对电力系统的危害，在设计电气一次设备时，要求所有电气设备的绝缘不仅能够承受正常范围的工作电压，而且对于一定范围内的过电压也应有一定的承受能力。这样才能保证电气一次设备不受损害，以保证电力系统的安全、平稳运行。本文主要阐述了电气一次设备过电压保护设计所应遵循的原则，并且探讨了电气一次设备过电压保护方案，希望能够给相关工作人员提供一些可以参考的内容，促进电力事业的持续发展。
关键词：电气一次设备；过电压；保护方案
1过电压概述
当出现过电压的现象时，就会对电气设备造成不同程度的损伤，大部分情况下，此类现象往往不会出现太大的超出，所以对电气设备造成的损伤程度较小，需要经过一段时间的发展才会明显表现出来，而对此程度的损伤进行防护也相对简单，只需要通过正常维护工作即可避免。但是在少部分情况下，其超出承压的电压值较高，容易对设备造成毁灭性的损坏，而且还可能威胁到工作人员的安全，所以需要引起重视。在理论上，过电压被分为外部和内部两个部分，外部的过电压多数是因为自然因素的干扰而产生，例如自然雷电等，相对少见，而内部的过电压即为电气系统内部能量的一种变化，常出现例如谐振过电压、操作过电压、工频过电压的现象，其中，谐振过电压的危害最高，很容易对电气设备造成毁灭性的损害；操作过电压现象出现相对较少，其原因在于操作上的失误，出现后的持续时间压相对短暂，危害程度较为不稳定；工频过电压则属于电容效应等原因变化而产生的过电压现象，危害较小，但也不容忽视。
2电气一次设备过电压保护设计所应遵循的原则
在进行电气一次设备的过电压保护设计时，需要根据下面几项原则来进行：第一，电气一次设备的过电压保护设计不仅要考虑外过电压的保护问题，更应当考虑内过电压的保护问题。在电网系统的运行过程中，电气设备需要承受在一定范围内的常态过电压，因此，为了保护电器网设备在常态过电压中不受到损害，应当更加注重这方面的设计；第二，因为工频过电压不仅影响着操作过电压的水平，而且还对出线避冒器的额定电压有着直接的影响，从而决定着电器设备的绝缘水平以及出线断路器的电阻热通量，因此，对于外送线路工频过电压的水平需要通过准确的计算进行科学的分析；第三，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；第四看，在进行设计时，为了防止谐振过电压的出现，需要正确的处理参数的组合。
3电气一次设备过电压保护方案
3.1保护励磁变压器方案
部分火电厂为了避免雷电对电气一次设备造成损害，会采用无间隙避雷针来实现目的，但是在励磁变压器的方面，此防护措施的应用需要进行一定的调整。具体来说，首先，无间隙避雷针会造成大量的氧化锌，此物质具备了电阻特性，容易导致励磁变压器出现非线性电阻老化的现象，从而很可能产生变压器短路的损害现象，而对于此点的防护，主要需保持无间隙避雷针与励磁变压器两者的间距，并在采用相应的隔离装置将其隔开，以此对励磁变压器进行保护。除此之外，在不同类型的避雷针基础上，其多数的绝缘性往往较低，所以对励磁变压器的保护效果相对较低，当遭受雷电时其会产生巨大的电压，此时就很容易对励磁变压器造成直接影响，对于此点的防护，则需要对其参数进行调整，图1励磁变压器。
图1
3.2出线过电压保护
针对出线一次设备进行保护，应当采用GIS、AIS两种配电装置来实现，一般来说，GIS装置主要用于2000m以上的架空线路，其安装时必须在出线连接处安装避雷器，但是需要注意的是，避雷器不可安装在母线上。而AIS装置则主要用于35~220kV的进线段，此装置的安装同样需要避雷器的配合，一般情况下，安装要求与GIS相同避免安装在母线上，但基于现况在部分特殊情况下可以安装在母线上。此外，AIS装置的安装需要严格注意接地端与电缆金属表面接触，以防出现安全事故。
3.3放电间隙
对于放电间隙的保护同样是非常重要的一项措施，一般情况下，建议采用简单的防雷措施来实现防护，因其具备建构简单、维护方面、成本低廉的优点，并可以对一般的过电压现象进行防护，但是针对部分特殊情况，则需要采用相对复杂的防雷措施，其应用虽然较为繁琐，但可对电压过高的现象进行防护。目前，放电间隙的防护措施主要分为三类，即棒形、球形、角形，此三种措施各自具备功能特点，利弊点也存在一定的禅意，需要工程结合自身条件来进行选择，但是从目前来看，角形措施是应用最为广泛的一种措施。
4电气一次设备过电压保护需要注意的问题
电气过电压保护工作是一项复杂的操作流程，技术人员必须树立严谨的工作态度，在对电气设备过电压保护时需要注意以下几点问题：第一，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。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；第二，明确电气设备保护的基本要求，需要将电气过电压水平与其他的防电气过电压水平进行有效结合，而且过电压水平要高于防过电压保护；第三，长距离的线路对应的电压也比较高，所以要将内过电压控制在合理的范围之内，需要利用一些并联容量设备来进行，因为距离较远，所以需要的设备也比较多，例如断路器、避雷装置设备及小电阻，只有准备充分才能保证高压线路的安全性。
5结语
总而言之，电气一次设备是电网系统的重要组成部分，为了防止电气一次设备过电压所带来的危害，必须对电气一次设备进行过电压保护设计。在进行保护设计时，要根据设备保护原则进行，不能违背相关原则，否则的话，可能会出现安全问题，还有要根据注意事项进行相关的设备保护，要用科学有效的方法来进行电气一次设备过电压保护，这样不仅能够使电力系统恢复正常，还能够提高电气设备的使用寿命，进而减少电力系统部门的资金消耗，提高供电质量，有利于国家电力的发展。
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作者简介：
欧阳博研（1994.11-），男，宁夏中卫人，合肥工业大学电气工程及其自动化专业学士，研究方向：继电保护。
王琛成（1993.2-），男，宁夏固原人，电气工程及其自动化专业学士，研究方向：继电保护。
论文作者:欧阳博研,王琛成
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/4/1
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