過電壓的分類

過電壓是電力系統(tǒng)在特定條件下所出現(xiàn)的超過工作電壓從而可能危害絕緣的異常電壓，屬于電力系統(tǒng)中的一種電磁擾動(dòng)現(xiàn)象，是電力系統(tǒng)中電路狀態(tài)和電磁狀態(tài)的突然變化所致。過電壓分為外部過電壓和內(nèi)部過電壓。

工廠企業(yè)中電氣設(shè)備的安全運(yùn)行，主要取決于電氣設(shè)備的絕緣水平和作用于絕緣的電壓。過電壓保護(hù)的目的是為了防止電氣設(shè)備絕緣遭受過電壓的破壞。在過電壓的作用下如不采取措施，則電氣設(shè)備的絕緣將會被擊穿，從而造成設(shè)備損壞和停電等事故。

?一、外部過電壓

由于大氣中雷電放電引起的過電壓稱為外部過電壓或稱大氣過電壓，又叫雷電過電壓，分為直擊雷過電壓、感應(yīng)雷過電壓和雷電侵入波。雷電過電壓是由大氣中的雷云對地面（包括線路、設(shè)備）放電引起的。雷電放電能引起變電所母線短路，從而造成重大事故。大氣過電壓使變電所的設(shè)備，特別是變壓器的內(nèi)部絕緣損壞，甚至燒毀變壓器，燒毀架空線路，造成供電、用電系統(tǒng)的損害，因此必須采取防過電壓的保護(hù)措施。

?1、直擊雷過電壓

雷電直接對輸電線路或電氣設(shè)備放電，引起強(qiáng)大的雷電流通過線路或設(shè)備導(dǎo)入大地，從而產(chǎn)生破壞性很大的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)，稱為直擊雷過電壓。如果雷云直接對導(dǎo)線放電，雷云中大量電荷將聚集到導(dǎo)線上，就會產(chǎn)生直擊雷過電壓，直擊雷過電壓幅值可達(dá)數(shù)百萬伏。架空線路和露天變電所遭受直擊雷的機(jī)會比較多。

?2、感應(yīng)雷過電壓

當(dāng)雷云不是直接擊于輸電線路的導(dǎo)線上，而是向線路附近地面或向避雷線上進(jìn)行主放電，在放電過程中由于空間電磁場的急劇變化而使未直接遭受雷擊的電氣設(shè)備上感應(yīng)出的過電壓叫感應(yīng)過電壓。

?3、雷電侵入波

也稱高電位侵入波，它是指由于架空線路或架空金屬管道上遭受直擊雷和感應(yīng)雷而產(chǎn)生的高壓沖擊雷電荷，可能沿線路或管道侵入室內(nèi)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在電力系統(tǒng)中，由于雷電侵入波而造成的雷害事故，約占雷害總數(shù)的一半以上。

?二、內(nèi)部過電壓

由于供、用電系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行操作或發(fā)生故障，使能量轉(zhuǎn)化或傳遞而引起的過電壓，稱為內(nèi)部過電壓。內(nèi)部過電壓可分為操作過電壓、弧光接地過電壓和諧振過電壓。內(nèi)部過電壓一般出現(xiàn)在電力系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化的過渡過程中，或在變化后的電網(wǎng)參數(shù)處于工頻諧振或其他諧振的穩(wěn)定狀態(tài)中。如某變電所諧振過電壓時(shí)，其套管閃絡(luò)將使其內(nèi)部過電壓倍數(shù)達(dá)到4倍工頻電壓。

?1、操作過電壓

電力系統(tǒng)中的電容、電感元件均為儲能元件。當(dāng)系統(tǒng)中操作或故障使其工作狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，將產(chǎn)生電磁能量振蕩的過渡過程。在此過程中，電感元件儲存的磁能會在某一瞬間轉(zhuǎn)換為電場能儲存于電容元件中，產(chǎn)生數(shù)倍于電源電壓的過渡過程電壓。斷路器切斷空載變壓器時(shí)會產(chǎn)生很高的過電壓，斷路器滅弧能力越強(qiáng)，切斷空載變電變壓器的過電壓事故就越多。

?2、弧光接地過電壓

又稱間歇性弧光接地過電壓，當(dāng)中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相間歇性弧光接地故障時(shí)，由于不穩(wěn)定的間歇性電弧多次不斷的熄滅和重燃，在故障相和非故障相的電感、電容回路上會引起高頻振蕩過電壓，非故障相的過電壓幅值一般可達(dá)3.15～3.5倍相電壓，這種過電壓是由于系統(tǒng)對地電容上電荷多次不斷的積累和重新再分配形成的，是斷續(xù)的、瞬間發(fā)生的且幅值較高的過電壓，對電力系統(tǒng)的設(shè)備危害極大。

?3、諧振過電壓

諧振過電壓指電力系統(tǒng)中一些電感、電容元件在系統(tǒng)進(jìn)行操作或發(fā)生故障時(shí)可形成各種振蕩回路，在一定的能源作用下，會產(chǎn)生串聯(lián)諧振現(xiàn)象，導(dǎo)致系統(tǒng)某些元件出現(xiàn)嚴(yán)重的過電壓。

1)線性諧振過電壓

諧振回路由不帶鐵芯的電感元件(如輸電線路的電感、變壓器的漏感)或勵(lì)磁特性接近線性的帶鐵芯的電感元件(如消弧線圈)和系統(tǒng)中的電容元件所組成。

2)鐵磁諧振過電壓

諧振回路由帶鐵芯的電感元件(如空載變壓器、電壓互感器)和系統(tǒng)的電容元件組成。因鐵芯電感元件的飽和現(xiàn)象，使回路的電感參數(shù)是非線性的，這種含有非線性電感元件的回路在滿足一定的諧振條件時(shí)，會產(chǎn)生鐵磁諧振。

3)參數(shù)諧振過電壓

由電感參數(shù)作周期性變化的電感元件和系統(tǒng)電容元件(如空載線路)組成回路，當(dāng)參數(shù)配合時(shí)，通過電感的周期性變化，不斷向諧振系統(tǒng)輸送能量，造成參數(shù)諧振過電壓。