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贡献者：gsfei2009 浏览：1209次 创建时间：2009-07-30
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电力系统在特定条件下所出现的超过工作电压的异常电压升高。过电压属于电力系统中的一种电磁扰动现象。电工设备的绝缘长期耐受着工作电压，同时还必须能够承受一定幅度的过电压，这样才能保证电力系统安全可靠地运行。
电力系统中电路状态和电磁状态的突然变化是产生过电压的根本原因。过电压分为外过电压和内过电压两大类,具体分类见表1。研究电力系统中各种过电压的起因，预测其幅值，并采取措施加以限制，是确定电力系统绝缘配合的前提，对于电工设备制造和电力系统运行都具有重要意义。各种过电压幅值和持续时间范围如图1所示。
无论外过电压还是内过电压，都受许多随机因素的影响，需要结合电力系统具体条件，通过计算、模拟以及现场实测等多种途径取得数据，用概率统计方法进行过电压预测。
针对过电压的起因，电力系统必须采取防护措施以限制过电压幅值。如安装避雷线、避雷器、电抗器，开关触头加并联电阻等，以合理实施绝缘配合，确保电力系统安全运行。
外过电压 又称雷电过电压、大气过电压。由大气中的雷云对地面放电而引起的。分直击雷过电压和感应雷过电压两种。雷电过电压的持续时间约为几十微秒，具有脉冲的特性，所以常称为雷电冲击波。
直击雷过电压 雷闪直接击中电工设备导电部分时所出现的过电压。雷闪击中带电的导体，如架空输电线路导线，称为直接雷击。雷闪击中正常情况下处于接地状态的导体，如输电线路铁塔，使其电位升高以后又对带电的导体放电称为反击。直击雷过电压幅值Um可由下式估算：
式中I0为地面测得的雷电流幅值,单位为kA;Z0为雷闪放电通道的等值波阻抗（见自然功率），约300Ω；R为雷击点的接地电阻，单位为Ω。直击雷过电压幅值可达上百万伏，会破坏电工设施绝缘，引起短路接地故障。
感应雷过电压 雷闪击中电工设备附近地面，在放电过程中由于空间电磁场的急剧变化而使未直接遭受雷击的电工设备（包括二次设备、通信设备）上感应出的过电压。感应雷过电压主要发生在架空输电线路上，其幅值Um可由下式估计：
式中h为导线悬挂高度,单位为m；s为雷击点与导线间的水平距离，单位为m；K为比例系数。当s>65m时,K≈25。感应雷过电压幅值约300～400kV，只对35kV及以下电压等级的电力系统绝缘强度有危险。
输电线路防雷 架空输电线路绵延纵横，最易遭受雷击,是引起线路故障的主要原因之一,需架设避雷线和接地装置等进行防护。通常用线路耐雷水平和雷击跳闸率表示输电线路防雷能力。耐雷水平是指线路遭受直接雷击尚不致引起绝缘闪络的最大雷电流值(kA)。雷击跳闸率是指折合为标准条件下(100km线路,40雷电日／年)雷击引起的线路跳闸次数(次/百公里·年)。中国220～330kV线路雷击跳闸率实际运行统计约为0.39～0.16次/百公里·年。
输电线路一旦出现雷电过电压，还将以流动波形式沿线路传播，侵入变电所以后还可能引起绝缘破坏事故。由线路传来的雷电过电压称为雷电侵入波。需采用避雷器将雷电侵入波削弱到电工设备绝缘所能承受的限度以内。
电力系统中常装设磁钢棒、示波器等观测记录仪器以积累雷电过电压资料。
内过电压 电力系统内部运行方式发生改变而引起的过电压。为了满足正常运行的需要，或者被迫切除故障,电力系统会经常通过断路器操作改变运行方式。电力系统可以看作是一个由许多电感、电容等性质的元件所组成的复杂电路。断路器操作会使电力系统从一种电磁状态过渡为另一种电磁状态。在这种过渡过程中会出现电磁振荡，电磁能与静电能在电感性与电容性的元件中以电路固有频率交替转化，以致使电工设备上出现过电压。用断路器操作变电所空母线(可看作由电容和电感组成),它也会产生很高的操作过电压(1.8～2.0倍)。交流电弧的电流每次经过零点都有熄灭和重燃的过程。通过断路器操作切断电流，或者系统发生电弧电流接地──弧光接地，在电流最终切断之前有时还可能出现多次电弧熄灭与重燃，加剧了电磁振荡过程，使过电压更为严重。上述原因产生的过电压称为操作过电压，是电力系统内部过电压的一种主要类型。操作过电压的持续时间约为几百微秒至几毫秒，它的峰值也具有脉冲性质，称为操作冲击波。
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