(安钢第一炼轧厂 河南 455000)
摘要：电力能源是工业生产正常开展的必要能源，社会建设需求的不断扩大，使得电气设备在工业生产中的应用越来越广泛，从当前的钢铁厂发展状况来看，电气设备在使用过程中存在多种故障问题，对这些问题进行分析，发现因过电压引起的故障现象所占比重较大，针对这种现象必须制定有效的防护措施。文章阐述了过电压的基本概念以及过电压保护，分析了钢铁厂电气设备运行中的不同类型过电压现象，并提出了相关防护措施。
关键词：钢铁厂；电气设备；运行；过电压；防护
一、过电压及过电压保护
1、过电压现象
过电压现象，是指电气设备在运行的过程中，线路中出现了某种故障，使得系统中的实际电压值上升，从而造成电压值过高的情况，当电压值超过了正常工作电压的限制值之后，电气设备的运行会出现异常的，导致其无法进行正常工作。过电压现象的成因主要是由于负荷投切引起的，此时系统中会出现电磁扰动，进而影响到电气设备，当电压值持续一分钟都超过标准数值的10%以上的时候，就可判定为过电压。一般情况下，根据性质的不用，可将过电压现象分为两种，一种为内过电压，一种为外过电压。电气设备在运行过程中一旦出现过电压现象，首先要判断过电压类型，然后采取适当的措施进行过电压保护。
2、过电压保护
过电压保护，主要就是指电气设备在运行的过程中电压异常，超出常规数值，此时过电压保护装置为了保护线路，会将故障电源切断，或者是使用相对防护措施，对电压进行调整，以实现过电压保护的目的。在钢铁厂的电力系统中，包含着多种类型的电气设备和电子元件，且设备和元件之间大多具有密切的关联，在对这些设备进行过电压保护的时候，要针对其不同的工作属性，采取适当的有针对性的防护措施，才能起到良好的防护效果。一般情况下，雷击是诱发过电压现象发生的主要原因，其原理是，系统线路中的绝缘设备一直处于长时间不间断的工作状态，随着时间的流逝，其绝缘性能会逐渐减弱，绝缘效果较差，在此种情况下，一旦绝缘装置遭受了雷击，很容易发生断线事故。此外，部分绝缘装置中有橡胶类材料，这种材料在经受雷击之后很容易被烧毁融化，直接导致绝缘装置被破坏。为了使得系统中的线路免受破坏，技术人员必须采取相应的防护措施，安装有效的过电压防护装置，保护电气设备的正常运行。
二、钢铁厂电气设备运行中产生的过电压类型分析
1、内过电压
（1）暂态过电压
暂态过电压，通常又可被称之为工频过电压，此种过电压类型是指电气设备在运行的过程中，线路中的电压值短期内上升，超出额定值，然后随即又恢复正常。一般情况下，最为常见的暂态过电压有三种情况，第一，如果线路中出现了弗兰梯效应，此时电路的运行方式会发生变化，电压值也随之改变，各支路电压出现不均等的情况，线路的末端电压逐渐升高，最终超过限定值，引发过电压现象。第二，如果线路中出现了不对称接地情况，或者接地装置发生短路，三项线中没有出现故障的线路电压值会逐渐升高，进而出现过电压现象。第三，电气设备在运行过程中，线路负荷突然被甩掉，线路中电压值缺少调整时间，突然上升，导致过电压现象出现。
（2）操作过电压
操作过电压，在操作熔断器的时候往往比较常见。如果此时线路中突然出现短路的情况，导致电压发生瞬时性升高，然后又快速衰减，在此过程中，过电压的现象是比较明显的。一般情况下，造成此种过电压现象的原因主要有四个方面，第一，系统中的空载线路被切断之后，线路中可能还存在部分电压残留，此时残留的电压值会迅速上升，造成过电压现象。第二，在切断空载线路之后，回路中会引起瞬时的高频振荡，引发过电压现象。第三，切断空载变压器装置之后，变压器的周围由于受到磁场的作用还存留部分电压，存留电压值升高，出现过电压现象。
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（3）谐振过电压
谐振过电压，主要是指电力系统中的电容器设备和电感元件在运行的过程中，参数不符合标准，达不到运行的正常要求，因此引发谐振，在此种情况下，线路中的电压值受到影响，就会出现过电压现象。根据线路中谐振回路差异，谐振过电压可以细化为三种类型，分别为参数谐振过电压、铁磁谐振过电压和线性谐振过电压。线性谐振过电压指的是发生在线性谐振回路中的过电压，该回路由电容元件和电感元件组成，其中电感元件有无铁芯均可，电感参数的变化趋势呈线性变化走向。参数谐振过电压发生在参数谐振回路中，线路中的电感参数的变化形式为周期性变化。铁磁谐振过电压发生在铁磁谐振回路中，其中的电感元件必须存在铁芯，参数的变化形式是非线性变化走向。
2、外过电压
（1）直击雷过电压
直击雷过电压，主要指的是雷电对电力系统的设备或者线路直接作用之后，雷电中的电流进入到系统线路中，在被雷电击中的一瞬间，会使系统中的电压迅速升高，导致过电压现象出现。此时的电压数值非常高，对线路中的电气设备会造成恶劣的影响，使得设备的温度迅速升高，甚至烧毁设备，极易引发火灾，造成严重的损失。此外，这种过电压现象还会严重破坏电气设备的绝缘装置，埋下安全隐患。
（2）感应雷过电压
感应雷过电压，主要是指大地遭受雷击之后，产生了一部分电压，其与线路之间存有了电磁感应，在大地进行放电的过程中，其中的自由电荷会产生移动，分别移向线路的两端，使得线路的电压值迅速上升，从而导致电气设备出现过电压现象。一般来说，线路中的过电压现象越严重，就会越阻碍电气设备的正常运行，此种情况对于钢铁厂的生产活动非常不利。
三、过电压防护措施
1、内部过电压防护措施
为了更好的预防内部过电压的出现，钢铁厂在对电力系统中的线路进行规划的时候，必须遵照相关线路安置规范和要求来进行设定，中性点必须连接在接地网中，对于电阻的接地设置要给予充分重视。对于电气设备故障引发的过电压，要制定相关预防措施，从根源上抑制故障的发生，安排技术人员定期检查电气设备，发现问题立即整改。与此同时，技术人员还要处理好三相线路的设置，务必要避免线路中出现接地故障。在切除变压器装置，或者空载线路的时候，断路器的控制动作必须保持同步。在选择断路器时，对其灭弧能力进行比较，选择性能更好的一种；破坏电感元件、电容元件与电源频率之间的谐振条件，避免因谐振作用出现过电压；除此之外还需要在线路中安装电压保护装置，对电气设备形成良好的保护作用。
2、外部过电压防护措施
因为造成外部过电压的原因主要是雷击，所以就需要对钢铁厂附近的雷雨天气资料进行收集、整理，在规划线路时尽量避开雷击频发区域，在线路中选择合适的避雷装置和过电压保护装置，做好线路的接地处理工作，通过对雷击电流进行引导和泄流，减少雷击对电气设备正常运行的影响。在安装避雷装置和过电压保护装置的时候，需要对电气设备的各相运行参数进行全面了解，保证电气设备与避雷装置以及过电压保护装置连接的科学性。
结语：钢铁厂正常生产活动的开展需要依靠电气设备的正常工作才能实现，只有对电气设备过电压现象进行全面、详细的分析，找出引起过电压现象的原因所在，并根据具体原因做好采取针对性的防护措施，才能有效避免因电气设备自身运行或者雷击现象而引起的过电压，保证钢铁厂的正常生产。
参考文献：
[1]石硕,刘玺,王凯.10KV高压系统三相组合式过电压保护器爆炸原因分析及整改措施[J].中国科技博览,2016(34).
[2]佘林林.过电压保护器爆炸事故分析及防治[J].新疆钢铁,2017(3).
[3]孙家营.钢铁厂10kV配电系统雷电过电压的分析及防治措施[J].装备制造,2014(12).
论文作者:李志光,刘志勇,朱先波
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/19
标签：过电压论文; 线路论文; 电气设备论文; 电压论文; 谐振论文; 现象论文; 钢铁厂论文; 《电力设备》2018年第28期论文;