带电作业中的过电压及其绝缘配合

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1、带电作业中的过电压及其绝缘配合2010年5月1.带电作业中的过电压2.带电作业绝缘配合原则专题内容1.带电作业中的过电压在电力系统开展带电作业与电气设备长期挂网运行有较大的区别，一个是间歇性的工作条件，另一个则是长期承受各种电压的考验。尽管电气设备长期挂网运行其工作环境十分苛刻，但带电作业尽管是间歇性的工作状态，却直接涉及人身安全，对确保安全要求十分高，因此带电作业的环境及条件应考虑十分周全。不仅要考虑一般工作状态，同时需要将带电作业期间可能发生的各种不利状况都应考虑进去，以提高带电作业的安全可靠性，减少不

2、必要的安全事故。1.带电作业中的过电压因此，带电作业时有可能遭遇的过电压以及带电作业的绝缘配合，在考虑原则上应有别于电气装备的长期工作状态。所以带电作业中的过电压与绝缘配合，应根据带电作业的实际工况，留有足够安全裕度，向偏安全的方向考虑。因此，研究过电压水平及限制措施和绝缘配合的原则和方法，是带电作业技术研究的又一重要内容。1.带电作业中的过电压1.带电作业中的过电压⑴过电压的类型内部过电压又分为操作过电压和暂时过电压，操作过电压是由系统内的正常操作、切除故障操作或因故障（弧光接地等）所造成的过电压。暂时过电

3、压又称短时过电压，它包括工频电压升高和谐振过电压。一般将内部过电压幅值与系统最高运行相电压幅值之比，称为内部过电压倍数K0，K0与电网结构、系统中各元件的参数、中性点运行方式、故障性质及操作过程等因素有关，并具有明显的统计性。1.带电作业中的过电压1）操作过电压操作过电压的特点是幅值较高，持续时间短，衰减快。电力系统中常见的操作过电压有中性点绝缘电网中的间歇电弧接地过电压；开断电感性负载（空载变压器、电抗器、电动机等）过电压；开断电容性负载（空载线路、电容器组等）过电压；空载线路合闸（包括重合闸）过电压以及系

4、统解列过电压等。操作过电压的大小是确定带电作业安全距离的主要依据。①间歇电弧接地过电压单相电弧接地过电压只发生在中性点不直接接地的电网（一般10kV系统都是中性点不直接接地），如发生单相接地故障时，流过中性点的电容电流，就是单相短路接地电流。当电网线路的总长度足够长、电容电流很大时，单相接地弧光不容易自行熄灭，又不太稳定，出现熄弧和重燃交替进行的现象即间歇性电弧，这时过电压会较严重，所以一相接地多次发生电弧，不但会使另两相也短路接地，还会引起另两相对地电容的振荡。理论上如果间歇电弧一直发生，过电压会达到很高，

5、而实际上，每次发弧不一定都在幅值，还有其它损耗衰减，所以一般不超过3Uxg，个别达3.5Uxg以上。1.带电作业中的过电压②开断电感性负载过电压进行切断空载变压器、电抗器、电动机、消弧线圈等电感性负载的操作时，储存在电感元件上的磁能要转化为电场能量，而系统又无足够的电容来吸收磁能，而且开关的灭弧性太强，，在0时，激磁电流变化率（无穷大），将在激磁电感L上感应过电压。在中性点不直接接地电网中，一般不大于4Uxg；中性点直接接地电网中，一般不大于3Uxg。其过电压倍数和断路器结构、回路参数、变压器结构接线、中性点

6、接地方式等因素有关。1.带电作业中的过电压③空载线路切合（包括重合闸）过电压切合电容性负载,如空载长线路(包括电缆)和改善系统功率的电容器组,由于电容的反向充放电,使断路器触头断口间发生了电弧的重燃。这是因为纯电容电流在相位上越前电压900，过1/4周期电弧电流经0点时熄灭，但此时电压正好达到最大值，若开关断口弧隙的绝缘尚未恢复正常，电容电荷充积断口，U=Uxg，再经过半周期电压反向达到最大值，U=2Uxg，并伴随高频振荡过程。按每重燃一次增加2Uxg，理论上过电压将按3、5、7、9倍相电压增加，而实际上过电

7、压只有3～4Uxg。因为断路器如果灭弧性能好，断口绝缘恢复快的，不一定都重燃，而每次重燃时也不一定是电压最大值时。母线有多条时比只有一条时过电压小一些，另外线路上也有电晕和电阻损耗起阻尼作用。一般中性点直接接地或经消弧线圈接地的系统过电压不大于3Uxg，中性点不接地系统过电压的最大值达3～3.5Uxg。1.带电作业中的过电压2）暂时过电压暂时过电压包括工频电压升高和谐振过电压。工频电压升高的幅值不大，但持续时间较长、能量较大，所以在考虑带电作业绝缘工具的泄漏距离时常以此为依据。造成工频电压升高的原因主要为不对

8、称接地故障、发电机突然甩负荷、空载长线路的电容效应等。不对称接地故障是线路常见的故障形式，其中以单相接地故障为最多，引起的工频电压一般也最严重。对于中性点绝缘的系统，单相接地时非故障相的对地工频电压可升高到1.9倍相电压，对于中性点接地的系统可升高到1.4倍。1.带电作业中的过电压电网系统内一系列的电气设备（线路、变压器、发电机等）组成复杂的电感、电容振荡回路。在正常的情况下，由于负载的存在或线路两