电气一次设备过电压保护问题分析

电气一次设备过电压保护问题分析

刘一畅 王昱哲 邓伟峰 张晗

国网安徽省电力有限公司超高压分公司 安徽 合肥 230000

摘要：作为现代生活最重要的资源之一，电气一次设备已经走入生活的方方面面，极大地提升了现代社会的生活品质，但目前电气一次设备存在过电压问题。本文分析电气一次设备过电压保护问题，希望对我国电气事业的发展有所帮助。

关键词：电气一次设备；过电压；保护措施

前言：现代电气设备的正常运行需要稳定电压的支持，但是在外界因素或者内在故障的影响下，很容易出现过电压现象，严重的会对电气一次设备和人员造成安全问题，因此，必须采取一定的措施对电气一次设备进行过电压保护。

1. 电气一次设备过电压的危害

所谓过电压，即电气设备在正常工作的某一时刻电压超出其承受最大电压的范围，一旦出现过电压现象，就会对电气设备造成不同程度的损害。通常情况下，此类现象往往不会有太大成都的超出，所以对电气设备的损伤程度较小，需经过一段时间才会明显表现出来^[1]。但在某些情况下，过电压的程度会很大，会对设备造成严重的损坏，严重的还会危及工作人员的安全。

2. 过电压的产生原因

一般情况下，电气一次设备过电压现象产生的原因有如下几点：第一，由于输电线出现老化、破损等现象导致线路出现严重的故障，造成电气设备瞬间过电压变大，出现过电压现象；第二，在设备连接处，由于线皮破损导致漏电，相当于在设备和线路之间装了一个大电阻，导致过电压现象；第三，由于自然现象风、雨、雷电等对电气一次设备产生影响后，导致电气设备出现跳闸现象，此时若设备接地，很容易出现过电压现象。因此，需要对电气一次设备进行过电压保护，常见的保护原理如图1：

图 1 电气一次设备过电压保护原理图

3. 过电压的保护措施

1. 设备内部的过电压保护

由电力外输线路、发电机中心点连接等因素所导致的过电压均属于设备内部的过电压^[2]。设备内部的过电压很容易造成设备零部件的损坏，因此，必须采取措施进行处理，具体的处理方法如以下几点：

首先，及时更换老化的电气设备。电气一次设备的老化会导致内部线路出现破损、断裂等，此时若采用单相接地很容易引发接地故障；接地故障出现后，电气一次设备内部线路会出现短路、断路等问题，进一步出现过电压现象。因此，为了从根源上解决这类问题，电气设备维护人员需要定期对电气一次设备进行检查，发现其中老化的零部件并及时进行更换；同时降低零部件老化的速率，也应做好零部件的保养工作。

其次，尽量避免突发事故造成的过电压。在电气设备的运行过程中，故障是不可避免的，但有时某个突发故障会导致电气一次设备的过电压瞬间增大，内部零部件无法一下子承受如此大的电压载荷，造成零部件的损坏。因此，相关维护人员应着重完善电器设备的配置，设置电路保护开关、空气电闸等，一旦出现过电压情况就及时将电路断开，最大程度确保电气一次设备内部线路和电压的稳定。

最后，及时的进行内部过电压监控。利用专业的仪器对电气一次设备的内部电压实时进行，常用过电压保护器测试仪，如图2：

图 2 过电压保护器测试仪

通过特殊的电路，过电压保护器测试仪测试对电气一次设备的电压波形进行监测，每隔一段时间测试一次，三次测量结果的平均值为一组结果，一旦发现电压异常会提示操作人员并迅速切断电源，实现电气一次设备的过电压保护。

2. 设备外部的过电压保护

导致电气一次设备外部产生过电压现象的原因主要是雷击的影响。一般情况下，电气设备防雷击的等级如表1所示：

表 1 电气设备雷击防护等级

为了防范外部过电压现象的产生，可以采取以下措施：

首先，强化线路保护。相关工作人员可以采取将电气一次设备架空的方式或者在电气设备外部线路施加绝缘材料的方式进行电气一次设备的线路保护，既降低了电气一次设备被雷击中的概率，也降低雷击对电气设备线路损坏的概率，同时还降低了电气一次设备跳闸的概率，实现了线路的保护。

其次，在电气一次设备外部安装防雷装置。在出现雷雨天气时，防雷装置可将雷击带来的电载荷及时传向地面，这是避免电气设备遭雷击最有效电气设备。通常在电气一次设备外部安装避雷针、电容组等，有效降低了雷击对电机一次设备的损害以及出现过电压现象的概率。

最后，定期进行防雷装置的防雷实验。为了确实保障防雷装置的未定运行，相关工作人员需要定期对其防雷性能进行检查，若符合规定要求则继续使用，若不符合要求则需及时更换，最大限度避免电气一次设备外部过电压现象的出现。

结束语：综上所述，电气一次设备的稳定运行需要稳定的电压支持，但很容易出现过电压问题，导致严重的后果。为了解决过电压情况，相关部门积极探索解决方法，有效降低电气一次设备过电压的发生，有助于设备的正常运行。

参考文献：

1. 王文凯.电气一次设备过电压保护方案分析[J].通讯世界,2018(02):172-173.

2. 徐翔.电气工程一次设备过电压保护措施的分析[J].集成电路应用,2021,38(06):164-165.

作者简介：刘一畅（2000-），男，本科，助理工程师，从事变电检修工作。