12、电力系统中的操作过电压：成因、影响与控制

电力系统中的操作过电压：成因、影响与控制

1. 操作过电压概述

在电力系统中，除了雷击之外，操作过电压是导致绝缘故障的常见原因。操作过电压主要由电力网络日常运行中必要的开关操作产生。虽然断路器参与了过电压的产生过程，但过电压实际上是由系统组件配置的变化引起的，断路器可以通过一些方式来降低或控制这些电压浪涌，例如使用同步开关的定时控制，或在断路器设计中加入合闸电阻等附加硬件。

操作过电压具有概率性，其在系统中的出现主要取决于线路上需要清除的故障数量以及特定系统中常规开关操作的频率。这意味着不仅用于切断短路电流的分闸操作会产生操作过电压，系统中日常进行的许多常规操作也可能产生过电压，因为这些操作会改变系统的配置。

过电压在输配电系统中无法完全避免，但可以通过适当的措施将其影响降至最低。常见的措施包括串联或并联补偿、合闸电阻、浪涌抑制器、金属氧化物压敏电阻或包含电阻和电容组合的缓冲器等，在某些情况下，遵循系统的正确设计和操作基本程序也能起到一定作用。

操作过电压通常分为暂态过电压和暂时过电压。区分这两种类型主要基于暂态条件的持续时间，持续时间少于五个周期的电压被视为暂态过电压，而持续时间明显长于五个周期的则被认为是暂时过电压。这种区分主要是为了进行绝缘配合，因为任何类型的绝缘击穿都与电压 - 时间有关，而且暂时过电压系数在大多数情况下是选择特定控制方法的决定参数。虽然避雷器仍用于控制暂时过电压，但在选择时需要考虑所用材料所需的永久过电压水平及其对成本的影响。

2. 触头闭合产生的过电压

2.1 线路合闸

简单的开关或断路器合闸操作可能在电力系统中产生显著的过电压。这些过电压是由于系统因负载阻抗变化而