電氣過電壓保護技術的應用及其研究

尚金金　王峰

摘 要：隨著我國電力行業的發展，電氣過電壓保護技術逐漸受到了人們的重視。電氣過電壓保護技術可以提高電氣設備的安全性，為電力行業提供了有效的安全保障。提高電氣設備承受過電壓的能力是目前我國電力行業所要研究的重要課題。筆者在本文中著重分析了有關電氣過電壓保護技術的相關內容。

關鍵詞：電氣設備；過電壓保護技術；因素；線路

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.165

隨著我國經濟的發展，對電力行業的需求量也越來越大，因此，提高電氣設備的穩定性和安全性是我國電力行業的首要工作。電氣過電壓保護技術對于電力行業的發展來說有著十分重要的影響。科學有效的電氣過電壓保護技術可以促進電力行業的長遠發展，對我國的經濟建設來說也有著十分重要的作用。

1 電氣過電壓的種類

由電磁因素所造成的電壓大幅上升的現象稱為過電壓。在日常過程中，一般將電壓干擾分為兩種，一種是內部電壓，另外一種是外部電壓。根據電壓形成的具體因素又將過電壓分為四種：

1.1 工頻過電壓

工頻過電壓主要是由于線路空載產生的。由于線路空載，很容易出現容升效應，從而導致工頻過電壓產生。工頻過電壓一般持續過程很長，電壓倍數較低，很容易對人員生命安全造成威脅，但是工頻過電壓對絕緣材質的機械造成的損害程度較低，因此，采用絕緣電氣設備可以有效的避免工頻過電壓造成的損害。

1.2 大氣過電壓

大氣過電壓一般是由于雷擊產生的，雷擊中電路時，電壓會升高到一萬伏左右，因此，會產生過電壓現象。大氣過電壓與工頻過電壓相比持續的過程不長，但是具有很強的破壞性，對電氣設備造成的損害十分巨大。大氣過電壓屬于外部因素造成的，因此，產生的過電壓量和電氣設備間的關聯程度很小。

1.3 諧振過電壓

諧振過電壓的產生原因一般是電力系統故障造成的，一旦電力系統發生問題，相關的電力設備元件會出現震蕩回路，從而導致諧振現象。諧振過電壓持續的過程比較長，造成的設備損害巨大，因此，會對中低壓電網產生一定的不良影響。

1.4 操作過電壓

操作過電壓是由于工作人員操作失誤導致的電壓升高現象。一般工作人員操作失誤切斷電路會影響電壓的變化，從而出現過電壓情況。操作過電壓是由于內部原因造成的，因此，提高工作人員的專業素質，可以有效的避免操作過電壓的出現。

2 電氣過電壓保護技術的應用

2.1 氧化鋅避雷器

氧化鋅避雷器是一種新型的電氣過電壓保護技術，主要用于避免大氣過電壓。氧化鋅避雷器由于自身所帶有的電阻值非常高，因此，屬于絕緣性物質。出現大氣過電壓時，氧化鋅避雷器會由于電壓作用而出現電阻降低的情況，從而使電流通過，泄放出電氣設備中殘留的電壓，而當電壓恢復到正常值后，氧化鋅避雷器的電阻值也會恢復到原有狀態，呈現出絕緣性質，避免電氣設備遭受過電壓的損害。氧化鋅避雷器是一種行之有效的過電壓保護技術的應用產品，它具有電壓流通量較大，殘余電壓較少的優點，其制造工藝十分簡便，具有較高的實用性和較長的使用壽命。

2.2 氧化鋅壓敏電阻

氧化鋅壓敏電阻與氧化鋅避雷器的應用原理相同，都是我國現有的新型過電壓保護技術的應用產品。氧化鋅壓敏電阻目前被廣泛的使用在日常家電中，起到保護電氣設備、提高電氣設備安全性的作用。近幾年，氧化鋅壓敏電阻也逐漸在葛洲壩等電站中得到了應用，為相關工作人員的安全性提供了有效的保障。

2.3 放電間隙保護

放電間隙保護是過電壓保護技術中的一種，一般應用于防雷保護裝置。在該裝置中設有兩個金屬電極，其中之一通過帶電導線和絕緣子連接，另一個則連接著接地裝置。這兩個電極需要保持一定的間隙，從而起到過電壓保護作用。放電間隙保護裝置的構成不是十分復雜，保護作用比較好，因此常常被廣泛應用于各種電氣設備。放電間隙保護裝置的后期維護十分便利，類型十分多樣，主要分為棒型、球型和角型三種。棒型放電間隙保護裝置伏秒特性最為陡峭，和電氣設備間的絕緣性配合程度較差。而球型放電間隙保護裝置伏秒特性最為平緩，因此過電壓保護性最好，但是在實際應用過程中常常會出現端頭燒傷的情況，從而會影響過電壓保護的有效性。

2.4 防雷保護

在雷電過電壓造成的損害中，侵入波是影響最為嚴重的一種因素。侵入波會嚴重影響電氣設備的使用壽命，降低電氣設備的安全性。一旦電路系統遭到了侵入波的破壞，就會導致電氣設備受損，使整個電路系統癱瘓。因此，在電氣設備的使用中，需要通過多種途徑進行防雷保護，減少侵入波對電氣設備的損害，在日常作業中使用的防雷保護裝置一般分為兩種：一種是加裝電路進線保護裝置，提高電氣設備的過電壓承受能力。另外一種是使用閥型避雷器，該裝置可以增加電氣設備的安全性和穩定性，減少過電壓對電力操作人員的威脅。

2.5 勵磁變壓器的過電壓保護

勵磁變壓器是過電壓保護技術中較為常見的一種保護裝置，在實際應用中一般通過無間隙避雷器完成電氣設備保護工作。我國的電力市場中還未出現定性的勵磁變壓器產品。目前我國針對100赫茲的過電壓會采用阻容器進行過電壓保護，主要原因是由于在多種過電壓保護裝置中，阻容器的老化程度較小，通過合理的儀器保護，可以保證其電阻正常運行，從而實現過電壓保護。

3 總結

科學有效的電氣過電壓保護技術可以最大程度的保障電氣設備的安全性，并且能夠提高電氣設備的應用壽命。我國電力行業還處在發展過程中的重要階段，電氣過電壓保護技術的研究可以有效的推動電力行業的發展，提高電力行業的經濟效益，從而為人們的生活提供便利。因此，我國需要對多種電氣過電壓保護技術進行研究，減少過電壓對電氣設備造成的損害，保障電力操作人員的人身安全。

參考文獻：

[1]王曉嘉.對水電站電氣過電壓保護技術的應用研究[J].黑龍江科技信息，2014（23）：3-3.

作者簡介：尚金金（1987-），女，河南平頂山人，本科，助理工程師，研究方向：電氣工程及其自動化。