变压器的过电压现象及其保护措施之一

        变压器运行时，如果电压超过其最大允许工作电压，称为变压器的过电压。过电压往往对变压器的绝缘有很大的危害，甚至使绝缘击穿。

　　1 问题提出

　　变压器运行时，如果电压超过其最大允许工作电压，称为变压器的过电压。过电压往往对变压器的绝缘有很大的危害，甚至使绝缘击穿。过电压分为操作过电压和大气过电压两种。输电线路直接遭雷击或雷云放电时，电磁场的剧烈变化所引起的过电压称为大气过电压;当变压器或线路上的开关合闸或拉闸操作时，因系统中电磁能量振荡和积聚而产生的过电压称为操作过电压。变压器的这两种过电压都是作用时间短促的瞬变过程。

　　操作过电压一般为额定电压的3.0～4.5倍，而大气过电压数值很高，可达额定电压的8～12倍，并且绕组中电压分布极不均匀，进线端头部分线匝承受的电压很高。因此，必须采取必要的措施，防止过电压的发生和进行有效的保护。

　　过电压在变压器中破坏绝缘有两种情况，一是将绕组与铁心(或油箱)之间的绝缘、高压绕组与低压绕组之间的绝缘(这些绝缘称为主绝缘)击穿;另一种是在同一绕组内将匝与匝之间或一段绕组与另一段绕组之间的绝缘击穿。

　　由于过电压时间极短，电压从零上升到最大值再下降到零均在极短的时间内完成，因而具有高频振荡的特性，其频率可达100kHz以上。在正常运行时，电网的频率是50Hz，变压器的容抗很大，而感抗ωL很小，因此可以忽略电容的影响，电流完全从绕组内部流过。

　　2 原因分析

　　以下简单说明两种不同类型过电压产生的原因:

　　(1)操作过电压

　　在一般的电网中，使用的绝大多数是降压变压器，下面以降压变压器空载拉闸操作为例说明操作过电压产生的原因。

　　根据变压器参数的折算法可知，把二次侧(低压侧)电容折算到一次侧(高压侧)时，电容折算值很小，因此二次侧电容的影响可以略去不计。这就是说，空载时可以忽略二次侧的影响。就一次绕组来说，由于每单位长度上的对地电容CFe'是并联的，故对地总电容值为:

　　CFe=ΣCFe'

　　由于一次侧单位长度上的匝间电容Ct'是串联的，故其匝间总电容值为:

　　Ct=1/(Σ1/Ct')

　　在电力变压器中，通常CFe>>Ct，所以定性分析时，匝间电容的影响也可略去不计。

　　空载变压器从电网上拉闸时，如果空载电流的瞬时值不等于零而是某一数值Ia，这时相应的外施电压瞬时值为Ua。于是在拉闸操作瞬间，一次侧电感 L1中储藏的磁场能量为1/2(L1Ia2)，电容CFe上储藏的电场能量为1/2(CFeUa2)。由于这时变压器的电路是由电感L1和电容CFe并联 的电路，故在拉闸操作瞬间，回路内将发生电磁振荡过程。在振荡过程中，当某一瞬间电流等于零时，此时磁场能量全部转化为电场能量，由电容吸收，电容上的电压便升高到最大值Ucmax。

　　当拉闸操作电流和电容上的电压一定时，绕组的电感愈大，对地电容愈小，则拉闸操作过电压愈高。电力系统中，操作过电压通常不超过额定电压的3.0～4.5倍。

　　(2)大气过电压

　　大气过电压是输电线路直接遭受雷击或雷云放电时，电磁场的剧烈变化所引起的。当输电线路直接遭受雷击时，雷云所带的大量电荷(设为正电荷)通过 放电渠道落到输电线上，大量的自由电荷向输电线路的两端传播，就在输电线上引起冲击过电压，称为雷电过电压。雷电波由零上升到最大值这一段称为波头，下降部分称为波尾。如果把波头所占时间看成是周期波的四分之一周期，则雷电波可看成是频率极高的周期性波。这样，当过电压波到达变压器接线端时，相当于给变压 器加上了一个频率极高的高电压。这一瞬变过程很快，一开始，由于高频下，ωL很大，1/ωC很小，电流只从高压绕组的匝电容和对地电容中流过。由于低压绕组靠近铁心，其对地电容很大(即容抗很小)，可近似地认为低压绕组接地。当雷电波袭击时，沿绕组高度上的电压分布取决于匝间电容Ct和对电容CFe的比 例。在一般情况下，由于两种电容都存在，过电压时，一部分电流由对地电容分流，故每个匝间电容流的电流不相等，靠近输电线端的匝间电容流过的电流最大，愈往后则愈小，随着电压沿绕组高度的分布变为不均匀，起始电压分布更不均匀，靠近输电线端的前几匝间出现很大的电压梯度，因此，在靠近输电线端的前几个线匝 里，匝间绝缘受到很大的威胁，这时最高匝间电压可能高达额定电压的50～200倍。

过电压分外过电压和内过电压两大类。

（1）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。大气过电压由直击雷引起，特点是持续时间短暂，冲击性强，与雷击活动强度有直接关系，与设备电压等级无关。因此220KV以下系统的绝缘水平往往由防止大气过电压决定。 

1）雷电过电压的持续时间约为几十微秒，具有脉冲的特性。直击雷过电压是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。直击雷过电压幅值可达上百万伏，会破坏电工设施绝缘，引起短路接地故障。 

2）感应雷过电压是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。 

（2）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，有暂态过电压、操作过电压和谐振过电压。 

1）暂态过电压是由于断路器操作或发生短路故障，使电力系统经历过渡过程以后重新达到某种暂时稳定的情况下所出现的过电压，又称工频电压升高。特

点是持续时间长，过电压倍数不高，一般对设备绝缘危险性不大，但在超高压、远距离输电确定绝缘水平时起重要作用。 

常见的有：

①空载长线电容效应（费兰梯效应）。在工频电源作用下，由于远距离空载线路电容效应的积累，使沿线电压分布不等，末端电压最高。

②不对称短路接地。三相输电线路a相短路接地故障时，b、c 相上的电压会升高。③甩负荷过电压，输电线路因发生故障而被迫突然甩掉负荷时，由于电源电动势尚未及时自动调节而引起的过电压。 

2）操作过电压是由于进行断路器操作或发生突然短路而引起的衰减较快持续时间较短的过电压。特点是具有随机性，但最不利情况过电压倍数较高。 

常见的有：

①空载线路合闸和重合闸过电压。

②切除空载线路过电压。

③切断空载变压器过电压。

④弧光接地过电压。 

3）谐振过电压是电力系统中电感、电容等储能元件在某些接线方式下与电源频率发生谐振所造成的过电压。特点是过电压倍数高、持续时间长。

过电压措施 

1、变压器过电压保护措施 

为了防止变压器绕组绝缘在过电压时被击穿，必须采取适当的过电压保护措施，目前主要采用下列措施： 

（1）避雷器保护。在变压器的出线端装设避雷器，当雷电波从输电线侵入时，避雷器的保护间隙被击穿，过电压波对地放电，这样雷电波就不会侵入变压器，从而保护了变压器。 

（2）加强绝缘。除了加强变压器高压绕组对地绝缘外，针对雷电波作用的特性，还要加强首端及末端部分线匝的绝缘，以承受由于起始电压分布不均匀而

出现的较高的匝间电压。这种方法效果有限，而且加厚绝缘使散热困难，同时减少了匝间电容，增大了匝间电压梯度。目前只在35kV及以下的变压器中采用。 

（3）增大匝间电容。匝间电容相对于对地电容愈大时，则电压的起始分布愈均匀，电压梯度越小，因此增加匝间电容是有效的过电压保护措施。过去常采用加装静电板或静电屏的方法，现在在110kV以上的高压变压器上，广泛采用纠结式线圈。纠结式线圈制造工艺简单，不增加材料，与连续式线圈相比能显著增大匝间电容，所以现在高压大型电力变压器的高压绕组大多数采用了这种绕线法。

2、交流特高压输电系统限制内部过电压的主要措施 

1）输电线路上装设高压并联电抗器，其中性点通过小电抗接地； 

2）线路的架空地线（避雷线）采用光纤电缆（OPGW）或良导体导线； 

3）变电站母线和输电线路上装设吸收能量较大的避雷器； 

4）断路器采用合分闸电阻； 

5）在GIS变电站中采用有电阻接入的隔离刀闸装置。 

3、防止雷电侵入波引起过电压的措施 

1）装设避雷针 

2）装设避雷线 

3）装设避雷器 

4）加装熔断器 

4、电网中限制操作过电压的措施

1）选用灭弧能力强的高压开关； 

2）提高开关动作的同期性； 

3）开关断口加装并联电阻； 

4）采用性能良好的避雷器,如氧化锌避雷器； 

5）使电网的中性点直接接地运行。

设备的过电压及其保护一般按下面标准执行：

GB T50064-2014《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合..._

其保护方法：过电压限制器、过电压保护器、阻容过电压吸收器和避雷器等。

这里仅介绍特快速瞬态过电压（very fast transient over voltage，VFTO）及其保护

1、产品设计设备的绝缘水平的选择如下：

表中选高值。

2、入网前检测设备传递过电压（新项目）；详見下列文章

GIS用互感器的传递过电压测量装置研究

供稿：中国工控网 2015/2/11 15:45:43

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高电压毫微秒冲击电压发生器的设计-毫微秒冲击电压发生器；B类冲击波；A类冲击波；试验发生器；标准冲击电压发生器-技术文章-中国工控网

http://www.gongkong.com/webpage/paper/201408/2014083114174500001.htm

电力互感器传递过电压的研究现状-电压互感器；　传递过电压　；检测平台-技术文章-中国工控网

http://www.gongkong.com/webpage/paper/201407/2014070116315300001.htm

3、在特高压交流试验基地进行因隔离开关、接地开关和断路器的操作引起的快速暂态过电压(VFTO) 的研究，确定其方法，应用于电网和变电站；详見下文。

采用并联分合闸电阻。文章第一人就住在我对面，可惜上了天堂。但研究成果永存。

操作过电压：110KV变压器在断路器非同期操作会引起过电压。

对策：在切合110KV及以上空载变压器时，将变压器的中性点直接接地。

外部过电压：主要是由于架空线路遭受雷击引起的过电压。

对策：架设避雷线、避雷针和安装相对系统电压大一等级的避雷器。

故障过电压：发生单相接地时，产生铁磁谐振过电压。

对策：电网安装消弧线圈。

晶闸管的过电压保护  

　　由于晶闸管的击穿电压接近工作电压；线路中产生的过电压容易造成器件电压击穿；正常工作时凡发生超过晶闸管能承受的最高峰值电压的尖脉冲等统称为过电压。产生过电压的外部原因主要是雷击、电网电压激烈波动或干扰，内部原因主要是电路状态发生变化时积累的电磁能量不能及时消散。过电压极易造成模块损坏，因此必须采取必要的限压保护措施，把晶闸管承受的过电压限制在正反向不重复峰值电压VRSM、VDSM值以内。

常用的保护措施如下：
<此处内容被屏蔽>晶闸管关断过电压（换流过电压）保护
　　当晶闸管关断、正向电流下降到零时，管芯内部会残留许多载流子，在反向电压的作用下会瞬间出现反向电流，使残存的载流子迅速消失，形成极大的di/dt。即使线路中串联的电感很小，由于反向电势V＝-Ldi/dt，所以也能产生很高的电压尖峰（或毛刺），如果这个尖峰电压超过晶闸管允许的最大峰值电压，就会损坏器件。对于这种尖峰电压一般常用的方法是在器件两端并联阻容吸收回路，利用电容两端电压不能突变的特性吸收尖峰电压。阻容吸收回路要尽可能靠近晶闸管A、K端子，引线要尽可能短，最好采用无感电阻，千万不能借用门极回路的辅助阴极导线（因辅助阴极导线的线径很细，回路中过大的电流会将该线烧断）。

<此处内容被屏蔽>交流侧过电压及其保护
　　交流侧电路在接通、断开时会产生过电压。对于这类过电压保护，目前主要采用压敏电阻和瞬态电压抑制器（Transient Voltage Supperessor简称TVS）。
　　压敏电阻是一种非线性元件，它是以氧化锌为基体的金属氧化物，有两个电极，极间充填有氧化铋等晶粒。正常电压时晶粒呈高阻，漏电流仅有100uA左右，但过电压时发生的电子雪崩使其呈低阻，电流迅速增大从而吸收了过电压。其接法与阻容吸收电路相同，在交、直流侧完全可以取代阻容吸收，但不能用来作为限制dv/dt的保护，故不宜连接在晶闸管的两端。TVS类器件当其两端受到瞬时高压时，能在极短的时间内（10-12S）从高阻变为低阻，吸收高达数千瓦的浪涌能量。

     过电压指峰值大于正常运行下最大稳态电压的相应峰值的任何电压。在工程上，它指一切可能对设备造成损害的危险电压。因此在工程中，一些虽然大于设备正常运行电压峰值但不足以危及设备正常工作的过电压被排除在外。过电压包括：

（1）瞬态过电压，持续时间为毫秒级或更短，是避雷器的主要防护对象。

（2）暂态过电压或短时过电压，持续时间相对较长，一般介于0.1s和1s之间。

瞬态过电压的来源主要有：雷击、开关操作、静电放电和核爆炸。在通信局站，主要是雷电过电压或雷击过电压。

暂态过电压主要有：转移过电压、断零过电压、断线谐振过电压和中性线漂移形成的过电压。此外，空载线路的电容效应、不对称接地故障和突然甩负荷也可能产生危险的过电压。

    1．通信电源系统过电压保护的基本原则

通信电源系统过电压保护有两条基本原则：一是系统防护原则，二是概率防护原则。

    （1）系统防护原则

之所以有系统防护原则，是因为：

   1）危险过电压，特别是雷电过电压的耦合机制多种多样，无孔不入；

    2）因供电、数据与信息传输等业务需要，通信设备间存在着广泛的电连接。

系统防护原则包括以下内容：

1）既要考虑到瞬态过电压的保护，也要考虑到暂态过电压的耐受与防护；

2）既要考虑到各种过电压的保护，也要考虑到电磁脉冲的防护；

3）考虑到每个端口的保护；

4）将电涌保护器和被保护电路作为一个整体看待，进行良好的配合与协调；

5）过电压保护措施，必须符合相关标准和规范的要求；

6）过电压保护措施的加入，不能影响其他通信设备间的正常运行和互联互通；

7）提出合理的机房环境要求；

8）提出合理的安装与维护要求。

（2）概率防护原则

之所以有概率防护原则，是因为：

1）雷电的形成和发生有一定的随机性和不确定性，雷电参数的取值也有一定的统计性质；

2）防雷装置不能阻止雷电的形成；

3）由于技术的限制，防雷装置不能完全消除或阻止所有过电压，设备的过电压耐受能力也是有限的。

根据概率防护原则，需要做到：

1）对设备进行多种波形、幅值的模拟冲击测试；

2）对被保护设备提出过电压耐受指标；

3）设备的冲击通流容量的指标应明显高于国内外标准的要求。

2．过电压保护的方法

（1）过电压保护基本方法

为了防止过电压威胁到设备的正常运行和安全，首先可以减少或阻止过电压能量到达设备，这样的方法包括：

1）衰减或转移能量，如采用屏蔽、滤波、加装电涌保护器（SPD）等措施。

2）断开危险线路，如采用熔断器、短路器等。这一方法要在条件允许时才可以实施。

3）电气隔离，如采用隔离变压器、光耦等。

其次，由于过电压本身的不确定性和技术实现上的困难，不可能将过电压能量完全消除或阻止，这时需要增强设备抵抗剩余能量威胁的方法。这些方法有：提高设备的工作电压范围、提高设备的绝缘强度以及设计和实施完善的等电位连接与接地网络等。

（2）多级保护

通信电源系统应采用分级保护，逐级限压，将雷电过电压限制在设备的承受水平上。

（3）端口的保护

1）外壳端口的保护

对外壳端口实施的保护措施主要是屏蔽，应满足EMC测试中对辐射（屏蔽）的要求。

2）交流电源端口的保护

A．通流容量（8/20ms波形）：对于通信电源设备，应不低于20kA×10次及40kA×1次；对于通信局（站）低压配电系统，应依据YD/T5098-2005《通信局（站）防雷与接地工程设计规范》的有关规定，根据通信局（站）的类型、年雷暴日多少和地理环境等具体情况确定。

B．最大持续工作电压：应能使通信电源设备的耐受特性满足IEC61643-1和UL1449的要求，根据YD/T5098-2005《通信局（站）防雷与接地工程设计规范》的有关规定，国内低压配电系统的交流电源防雷器的最大持续工作电压应取385V。

C．应具备遥信告警功能，提供遥信告警接口，这对无人值守站尤其重要。

D．使用的SPD应有安全、有效和可靠的失效保护措施，对熔断器或断路器的额定电流、分断特性和动作特性等要求均应在大量实验基础上加以确定，对熔断器或断路器的材料质量也有严格要求。

E．第一级SPD应紧靠机房接地排安装。

3）直流电源端口的保护

A．通流容量（8/20ms波形）：对于通信电源设备的直流端口，SPD的最大通流容量应不低于15kA。

B．最大持续工作电压：一般不低于75V。

C．应具备遥信告警功能，提供遥信告警接口，这对无人值守站尤其重要。

D．使用的SPD应有安全、有效和可靠的失效保护措施，对熔断器或断路器的额定电流、分断特性和动作特性等要求均应在大量实验基础上加以确定，对熔断器或断路器的材料质量也有严格要求。

4）控制信号端口的保护

A．通流容量（8/20pLS波形）：结合现场情况，根据通信局（站）的类型、年雷暴日多少和地理环境，以及控制信号线的长度、布线方式与保护级别等因素，依据YD/T5098-2005《通信局（站）防雷与接地工程设计规范》的有关规定加以确定，其中标称放电电流一般不低于3kA。

B．最大持续工作电压：一般不低于控制信号电平峰值的1.2倍。

C．应不影响控制信号的传输质量，传输速率和带宽满足设备接口要求，插入损耗一般低于0.2dB。

3．过电压保护器件

过电压保护器又叫电涌保护器（SurgeProtectiveDevices，SPD），是用于各类通信系统对各种雷电电流、操作过电压等进行保护的器件。它由气体放电管、放电间隙、MOV（氧化物压敏电阻）、SAD（半导体放电管）、齐纳二极管、滤波器、保险丝等元件组成。

SPD通常分为以下三类：

1）开关型SPD，如火花间隙、雷击电流放电器、气体放电管等。它是安装在通信局（站）建筑物外（一般用在LPZOB～LPZ1区）用于电源系统的SPD，可最大限度地消除电网后续电流，疏导10/350ms的模拟雷电冲击电流。

2）限压型SPD，如氧化物压敏电阻（MOV）、瞬变抑制二极管、半导体放电管（SAD）等。它是安装在防雷区建筑物内（一般用在LPZ1区和LPZ2区至LPZn区）的SPD，可疏导8/20ms的模拟雷电冲击电流。

3）混合型SPD，一般由氧化物压敏电阻（MOV）与滤波器、半导体放电管（SAD）与MOV等电路组成。

在通信电源系统中，常用的SPD是开关型的火花间隙或雷击电流放电器以及限压型的压敏电阻，二者在性能上有以下优缺点：

火花间隙或雷击电流放电器主要具有冲击通流容量大和导通后两端电压很低的优点，但它也存在需要遮断续流、无法遥信、无法劣化指示等问题。所以严格来说，火花间隙或雷击电流放电器只有接在运行质量稳定的TT供电系统的中线对地线间才是本质安全的。

压敏电阻可实现遥信告警和劣化指示功能，而且其伏安特性是连续和递增的，因此不存在续流遮断问题，但泄流能力相对较弱。

依照YD/T5098-2005《通信局（站）防雷与接地工程设计规范》中的相关规定，过电压保护器的选择应满足以下要求。

（1）SPD选择的一般要求

能承受一定浪涌能量、可靠抑制瞬间过压、残压小于设备安全电压、时间响应快、元件具有高可靠性和稳定性、反复冲击不损坏、具有遥信和监控功能等。

（2）电源用SPD

1）工程选用限压型SPD时，必须考虑通信局（站）供电电源的不稳定等因素，对SPD的标称导通电压、标称放电电流、冲击通流容量、限制电压、残压等参数，根据工程的具体情况进行选择。

2）通信局（站）采用的电源用模块式SPD，应具有以下功能：

A．SPD模块损坏告警；

B．遥信；

C．SPD模块替换；

D．热容和过流保护。

3）通信局（站）采用的电源用箱式SPD，应根据通信局（站）的具体情况；具有以下功能：

A．SPD劣化指标；

B．SPD损坏告警；

C．热容和过流保护；

D．跳闸告警；

E．遥信；

F．雷电记数。

第D、F项功能可根据需要进行选择。

4）混合型SPD-般有两种形式：

A．MOV与滤波器组成的混合型SPD，RFI滤波器可对150kHz～20MHz的雷电波进行滤波，该类SPD在标称放电电流为40kA时其残压应小于1000V。

B．半导体放电管（SAD）与MOV组成的混合型SPD，在一般雷电过电压的保护时，标称放电电流可达10～20kA，若遇到较大量级的雷电过电压，第一级由SAD组成的电路保险管应自动断开，由第二级MOV作为雷电过电压保护，MOV能承受冲击通流能量宜大于100kA。

5）开关型SPD应具有高能泄放、残压在2000～4000V范围内、响应时间小于100ns等特点。

（3）信号线用SPD

1）信号线用SPD的启动电压应满足通信设备接口的需要，对雷电响应时间应在纳秒（ns）级。

2）总配线架的保安单元应符合YD/T694-2000《总配线架技术要求和实验方法》的规定。

3）信号线用SPD应满足信号传输速率及带宽的需要，其接口应与被保护设备兼容。

4）信号线用SPD的插入损耗应满足通信系统的要求。

5）信号线用SPD的标称放电电流应大于或等于3kA。

（4）馈线用同轴型SPD

1）同轴型SPD插入损耗应小于等于0.2dB，驻波比小于等于1.2，同轴型SPD最大输入功率能满足发射机最大输出功率的要求，安装与接地方便，具有不同的接头，同轴型SPD与同轴电缆接口应具备防水功能。

2）同轴型SPD的标称放电电流应大于等于5kA。

（5）计算机、控制终端、监控系统的网络数据线用SPD

1）计算机接口、控制终端、监控系统的网络数据线SPD应满足各类接口设备传输速率的要求，SPD接口的线位、线排、线序应与被保护设备接口兼容，设计时在满足设备传输速率条件下，应采用由半导体放电管组成的SPD。

2）计算机接口、控制终端、监控系统的网络数据线用SPD的标称放电电流应大于等于3kA，若采用SAD器件组成的SPD标称放电电流应大于等于300A。

看了以上大家说的我感觉都不错，我也来凑凑热闹！！

图片有点乱，但是还是能看出来的！！

电源防雷器均采用并联的方式与电源线路相连接，然后与地网相接。安装时，防雷器的“L”、“N”标志端接相线，“PE”标志端接地线；接线方式为螺丝紧固式；接线顺序是先接地线，再接相线；连接线为6～25mm2的多股或单股导线，防雷器与电源线路并接的导线长度＜0.5M。

其实最简单的防止过电压方法就是加个熔断器，一般在小型设备上都是这么加的，经济实用！！信号如何防止过电压呢，我一般用信号隔离模块

      一般情况下，如果电力系统的工作状态和运行表现正常的话，那么此时的电气设备在正常的工作电压下状态应该是绝缘的，但是如果遇到了雷击或者是因为操作的失误使仪器发生了意外的故障的话，就会因此而导致在系统中的局部电压超出了额定的范围，那么这种现象就被称之为过电压。可将这种过电压分为两种，内部的过电压和大气过电压。内部过电压的发生原因一般是因为在对电气设备进行操作的过程中，由于人为的原因操作失误，或者是线路在使用的时候由于长时间没人管理而发生了短路或者接地的现象而使局部电压突然上升而超出了规定的范围，由此产生的现象会对整个系统造成一定的危害，归结起来内部过电压的发生原理是因为在系统内部的电磁能过度集中和发生震荡所引起的。 
　　一般将内部过电压分为静态情况下的过电压和操作过电压，对于这两种过电压很好解释，静态过电压就是由于在运行的过程中，由于系统的运行故障而造成的过电压，而其中的操作过电压就是因为在对设备进行操作的过程中，人为的原因导致的操作失误而使电压上升，这种情况的发生具有随机性较强的特点。 
　　而大气过电压一般被划分三种情况，感应雷引起的过电压、直接雷引起的过电压和侵入雷引起的过电压，由这三种方式引起的过电压在时间上比较短，是其中的特点，但是所带来的冲击力是非常的大的，对于系统所造成的伤害是非常强的，它们所引发的破坏程度是和雷电的变现强度有着非常大的关系的，与设备在电压上的等级是没有多大关系的。 
　　 雷电过电压 
　　分为直击雷过电压和感应雷过电压。直击雷过电压由雷电流通过被击物在阻抗上产生的压降和兼有雷电通道的电磁场的感应电压共同组成，其幅值极高；感应雷过电压是在输电线路附近地面遭到雷击时，由电场和电磁场的剧烈变化形成的过电压，这种过电压多数为正极性，波前时间约l0us，其幅值一般不大于500kv，对60kv以下的线路有击穿的危险。 
　　 内部过电压 
　　电力系统在正常运行过程中， 由于人为的开关操作或故障引起的工作状况发生改变，这样会就在变化过程中引起系统内部的电磁能发生振荡，这就是所谓的内部过电压。操作过电压倍数，实际出现的操作过电压幅值与系统最高运行相电幅值之比，称为操作过电压倍数k。它是随机变量，与系统结线、容量及参数、中性点接地方式、断路器性能、母线出现回路数以及系统运行、操作方式等有关。 
　 雷电过电压保护 
　　避雷器是作为雷电过电压保护的重要设备之一，避雷器安装在导线和大地之间，与保护设备成并联状态，是用来预防过电压的重要措施之一，当雷电发生时，导线产生过电压的情况下避雷器就会释放出电压电荷，保护导线的电压在规定范围内，确保导线的绝缘不被损坏，保证供电系统的正常运行。 
　　 架空送电线路的防雷保护架空送电线路的防雷保护措施有： 
　　现在为了避免雷电袭击产生过电压，通常在架空线路上采用避雷线，这样在雷电天气，导线受雷击的次数就会相对减少。 
　　 减少避雷线的接地电阻或适当加强线路绝缘，以避免反击闪络。个别杆塔亦可使用管形避雷器保护。 
　　 有时可用降低线路绝缘上的工频平均电场强度的办法，使发生冲击闪络后不致转为稳定的电力电弧。考虑到雷击事故中主要是单相接地，电网中性点可采用不直接接地的方式，以提高供电的可靠性。 
　　 采用自动重合闸或采用双回路（或环网）供电。 
　　 变电站的防雷保护 
　　在变电站，对直击雷的保护采用避雷针或避雷线，对侵入波则采用阀型避雷及进线段保护。对于不是全线架设的避雷线路，需要在距离变电站二公里左右的地方装设避雷线及管型避雷器，这样就能在线路被直击雷击中时进行有效的保护，雷电波难以侵入进来。 
　　对变压器及电力设备防止雷电侵入波的保护 
　　侵入波是防雷的重点，侵入波对变电站内变压器等电力设备的损害是十分严重的，侵入波侵入后电力设备就会产生过电压，影响电力系统运行的安全。所以除了进行进线段保护外，还要利用阀型避雷器时进行保护，必须注意到被保护设备上的过电压u，由于下述一些原因，它会超过避雷器残压ubc的额定最大值。 
　　 避雷器至被保护设备连接的电感与被保护设备绝缘的等值电容组成振荡回路。振荡过程中电感中感应电势和残压迭加，共同作用于被保护设备。这种作用称为“距离效应”。如考虑被保护设备上有与行波反号的工频电压，由于振荡加强，u较ubc大得更多。 
　　 流过避雷器的雷电流波前小于规定值（8us）时，实际残压将超过计算时所取的值。这种作用称为“雷电流波形效应”。 
　　由于避雷器的接地引线及接地电阻上的压降及避雷器老化等原因，实际残压可能超过额定值。因此，在被保护设备的耐受电压和避雷器残压之间要留有适当的间隔。阀型避雷器与被保护设备间的最大允许距离同上述诸因素有关，除对新建高压变电站外，一般可按过电压保护规程所规定的数据来确定。 
　　电缆线路的防雷保护 
　　电缆线路一般不会遭到直击雷，雷电过电压只能从连接的架空线路侵入，故需考虑对雷电侵入波的保护。电缆的波阻抗小，约为架空线的1/10，故当入侵的雷电过电压在电缆两端来回反射时，对短电缆有可能产生很高的过电压，需装设避雷器保护。避雷器有装于电缆的始端、末端和两端等方式。 
　　架空配电网的防雷保护 
　　对3～10kv采用钢筋混凝土杆的线路，一般采用瓷横担，如采用铁横担，宜用高一级绝缘水平的绝缘子，并尽量缩短切除故障时间，以减少雷击跳闸率和断线等事故。另外，按防止侵入波的要求，在进线上需装设避雷器或保护间隙及短段避雷线保护措施。对3～10kv配电变压器，应用阀型避雷器保护。也可两相用避雷器一相用间隙保护，在同一配电网中，间隙必须装在同一相等线上，或者三相均用间隙保护，保护装置应尽量靠近变压器，其接地线应与变压器低压侧中性点或中性点击穿保险器的接地端（对中性点不接地的电网）以及金属外壳连在一起接地。 

好的，谢谢版主。！！！！！

     过电压指峰值大于正常运行下最大稳态电压的相应峰值的任何电压。在工程上，它指一切可能对设备造成损害的危险电压。因此在工程中，一些虽然大于设备正常运行电压峰值但不足以危及设备正常工作的过电压被排除在外。过电压包括：

（1）瞬态过电压，持续时间为毫秒级或更短，是避雷器的主要防护对象。

（2）暂态过电压或短时过电压，持续时间相对较长，一般介于0.1s和1s之间。

瞬态过电压的来源主要有：雷击、开关操作、静电放电和核爆炸。在通信局站，主要是雷电过电压或雷击过电压。

暂态过电压主要有：转移过电压.

     过电压保护的方法

     过电压保护基本方法

      为了防止过电压威胁到设备的正常运行和安全，首先可以减少或阻止过电压能量到达设备，这样的方法包括：

1）衰减或转移能量，如采用屏蔽、滤波、加装电涌保护器（SPD）等措施。

2）断开危险线路，如采用熔断器、短路器等。这一方法要在条件允许时才可以实施。

3）电气隔离，如采用隔离变压器、光耦等。

   其次，由于过电压本身的不确定性和技术实现上的困难，不可能将过电压能量完全消除或阻止，这时需要增强设备抵抗剩余能量威胁的方法。这些方法有：提高设备的工作电压范围、提高设备的绝缘强度以及设计和实施完善的等电位连接与接地网络等。

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。

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。有有暂态过电压、操作过电压和谐振过电压。

过电压及其保护

按照结构特征分类

1、无间隙：功能部分为非线性氧化锌电阻片

2、串联间隙：功能部分为串联间隙及氧化锌电阻片

按照外形结构：

F、复合绝缘外套

T、T型底座：相间距离：包括85、131、150、200、310、630等

W1、户外用，带电缆 W2、户外用，不带电缆

按照保护对象：

A、电机型：

B、电站型：（并通用于常规配电领域）

C、电容器型：

特征电压：包括3.8KV 、7.6KV、12.7KV、42KV

过电压保护器有一种新型产品，即三相组合式过电压保护器。

过电压及其保护按类型分类

1、刀开关、倒顺开关

功能：用于不频繁分断电源主回路，形成明显的断点。没有带灭弧装置，不能带大电流操作，无保护功能；倒顺开关有换向的作用。

参数：额定电流、接线方式、操作方式等

2、断路器

功能：用于线路保护，主要保护有：短路保护、过载保护等，也可在正常条件下用来非频繁地切断电路。

常用的断路器一般根据额定电流大小分为：框架式断路器（一般630A以上）、塑壳断路器（一般630A以下）、微型断路器（一般63A以下）。

参数：额定电流、框架电流、额定工作电压、分断能力等

3、熔断器

功能：熔断器是一种最简单的保护电器，在电路中主要起短路保护作用。

熔断器就功能上可分为普通熔断器（gG）和半导体熔断器（aR），半导体熔断器主要是用于半导体电子器件的保护，一般动作时间较普通熔断器和断路器快，因此也经常称为快熔；普通熔断器一般只用于线路短路保护。

做线路保护用的熔断器一般只用在一些检测、控制回路中，大部分都被断路器而取代。

参数：额定电压、额定电流、极限分断能力

4、刀熔开关

功能：主要用于动力回路的短路保护，也可用于正常情况下非频繁的切断电路。

可替代断路器的部分功能，比断路器更经济。一般用于驱动器前端或总进线电源处做短路保护。

由熔断器和隔离开关延伸而来，也有叫做熔断器式隔离开关。

参数：框架电流、额定电流、额定电压

5、过电压保护器（浪涌保护器）

功能：用于线路的过电压保护，主要用于保护由于雷电等引起的感应电压的冲击，保护线路上的电子元器件。

可分为几个级别，电源进线回路保护的，也有控制回路保护的，应与避雷针等防雷器件配合使用。

参数：保护模式、最大持续工作电压Uc、雷电通流量Imax 、保护水平Up、漏电流、启动电压Uas、残压Ures 、标称放电电流In、持续工作电流Ic 

6、热继电器

功能：用于控制对象（电机）的过载保护，常见于对多电机的保护。

当一台变频器驱动多台电机时，需要加热继电器做过载保护，防止其中某台电机因过载而烧坏。一般用于鼠笼或者变频电机，绕线式电机一般不采用热继电器来做过载保护，而用过流继电器。（绕线式电机一般过载能力较鼠笼式强，直接启动时启动电流也交鼠笼式小。）

参数：整定电流、

7、其他保护继电器（相序继电器、过压、欠压继电器、过流、欠流继电器、剩余电流继电器等）

相序继电器

功能：用于进线电源的缺相、错相保护。部分相序继电器还有过压、欠压等保护功能。

参数：保护功能、不同电压

过流继电器

功能：用于电路发生短路或严重过载时迅速切断电路。常规控制回路一般均加过流继电器做保护。

欠流继电器

功能：用于回路欠流保护，多用于常规回路能耗和涡流的欠流保护。

剩余电流继电器（漏电流继电器）

功能：剩余电流继电器是检测剩余电流，将剩余电流值与基准值相比较，当剩余电流值超过基准值时，发出一个机械开闭信号使机械开关电器脱扣或声光报警装置发出报警的电器。

用于中性点接地的系统，需要配置零序电流互感器。剩余电流动作保护器对被保护范围内相相，相零间引起的触电危险，保护器不起保护作用。

参数：额定电流、额定工作电压、额定脉冲剩余动作电流、分断时间、额定辅助电源电压等

1,可以装浪涌保护器;

2,可以装过流过压保护器;

3,可以在进线处加装压敏电阻;

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。

　　在我国电力系统工作运行的过程中，电气设备不仅要承受工作电压，还将会遭受到过电压的伤害以及作用。这其中的过电压就是作用于电力系统中的电压，而过电压还可以分为两种：一种是内部过电压；另一种是雷电过电压。这其中由系统中的谐振和开关操作上引起的过电压就是内部过电压，该过电压在数值上已经超过了工作电压的数值；而系统中有雷电所引起的过电压就是雷电过电压。 
　　1 电力系统过电压的概念 
　　过电压是指在一般情况下，电力系统经常处于正常工作的状态，而此时的电气设备也在额定的电压下处于绝缘的状态，但是，当遭遇雷击或者由于操作不当、参数配置错误等原因，就会造成电力系统中的一些特定区域的电压值升高，最终超出电力设备的正常运行范围。 
　　过电压分为两种：一种是大气电压；另一种是内部过电压。而其中的内部过电压形成的主要原因则是断线和<此处内容被屏蔽>弟使所发生的事故，合闸与拉闸时的操作以及一些存在的不可预测的系统影响因素，但是就是因为这一系列的问题，在电力系统中将会引起运行状态上的变化，从而产生了系统局部性过高电压，最终将会导致电力系统整体遭受到损害。而内部过电压还可以分为两种：一种是暂态过电压；而另一种是操作过电压，它是由于电力系统中操作故障所引起的，最大的特点是随机性较大；而大气过电压可以分为侵入雷电波、直接雷击、感应雷击这三种过电压，并且该电压还具备冲击能力强、持续的时间短对系统的伤害大等诸多优点。 
　　2 过电压产生的原因 
　　2.1 操作过电压产生的原因及解决措施 
　　内部过电压中的操作过电压不仅具有随机性，还具有很高的频率振荡，并且衰减非常迅速。其中，这种操作过电压产生的原因有很多，其中包括了以下几点。 
　　（1）切除空载电路的时候容易产生过电压，这是因为由于在线路上残留的电压造成的。 
　　（2）空载电路合闸上产生的过电压是因为在合闸的时候，突然发生了回路上的高频振荡而造成的。 
　　其中，采取的解决措施有： 使用灭弧能力强的高压断路器，而且要将电网中性点接地进行运行操作。 
　　2.2 谐振过电压产生的原因及解决措施 
　　谐振过电压是由于在电网中，电容和电感元件的参数组合不合理而产生的，从而最终导致谐振的产生，这种过电压具有倍数高且持续时间长的特点。而引起谐振过电压产生的原因有以下几种： 
　　（1）线性的谐振过电压，是因为谐振回路是由输电线路电感等一些不带铁芯的电感元件构成的。 
　　（2）铁磁谐振过电压，是因为在谐振回路中由带有铁芯的电感元件所构成的，因此，带有铁芯的电感元件非常容易出现饱和的现象，这样就会使得回路中的电感参数形成非线性的图像。 
　　（3）参数谐振过电压，是由拥有周期性的电感元件和系统中的电容元件进行回路而构成的。其中，解决谐振过电压的措施有：第一，进行断路工作的时候，必须保证断路器的同期运作。第二，在并联高压电抗器的中性点上加装小电抗，可以阻断非全相在运行过程中工频电压的传递工作；第三，要阻止发电机生成自励磁。 
　　2.3 工频过电压产生的原因及解决措施 
　　工频过电压产生的原因有以下几个方面。 
　　（1）工频过电压是由于长线路的电容效应和电网的运行方式的改变而引起的，其主要特点是持续时间长，但是对电气设备的绝缘威胁性并不是很大。 
　　（2）工频过电压如果是由于不对称的短路所引起的，那么在单相断路时，非故障相电压就能够达到很高的数值。但是，如果工频过电压是由甩负荷的瞬间而引起的，那么就会使得工频电压升高。 
　　其中解决工频过电压的措施有以下几点：首先，并联高压电抗器补偿空载线路的电容效应；其次，静止无功补偿器补偿空载线路电容效应；最后，变压器中性点直接接地降低不对称故障引起的工频电压升高现象。 
　　2.4 大气过电压产生的原因及解决措施 
　　大气过电压又称为外部过电压，包括对设备的直击雷过电压和设备上感应的过电压。其中，雷电过电压是最为明显的一项内容。而且雷电过电压的保护是用来限制过电压的一种最为重要保护措施。其中具体介绍以下几种保护方式。 
　　（1）架空送电线路的防雷保护。 
　　架空送电线路的防雷保护措施主要有：采用避雷线，减少导线受到直击雷的次数。由于雷击事故中主要是一些单相接地，那么，电网中性点可以采用不直接接地的方式来进行避雷。 
　　（2）变电站的防雷保护。 
　　在变电站，对直击雷的保护常常采用避雷线对侵入波采取防护措施。 
　　（3）电缆线路的防雷保护。 
　　电缆线路一般不会遭到直击雷，因为雷电过电压是从连接的架空线路进入的， 所以要对雷电侵入波进行有效的保护。 
　　（4）架空配电网的防雷保护。 
　　首先，要采用绝缘水平的绝缘子，这样可以减少切除故障的时间，从而减少雷击跳闸率和断线等事故。 
　　3 电力系统过电压的解决措施 
　　对于电力系统过电压，我们应到高度的予以重视，首先要增加避雷器，而且要对变电站进行一些技术改造，还要同时加置氧化锌避雷针、改变电容、电感参数。其次还要安装防止操作过电压保护装置，以便彻底解决操作过电压对电气设备安全运行的危害。最后，还要在系统中性点装上自动调谐接地补偿装置，这也是从根本解决这一问题的最好方式。 

　　随着我国电力系统的不断发展与进步，由于过电压的存在，它将会使电气设备受到损，害，使得寿命缩短，甚至还会直接摧毁电力系统。因此，我们必须要限制和预防过电压的产生。 
　　

     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，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。研究各种过电压的起因，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。过电压_过电压价格_过电压

     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。　　

     一般意义上的过电压保护器是对工频过电压进行保护的，所谓工频过电压，往往产生在操作过程中，如开关开断时电弧未过零就被开断时会有过电压，回路开断时由于回路波阻抗不同而产生电压反射波叠加的操作过电压等等，这些过电压都是工频过电压，也就是其电压波形的频率还是维持50HZ没变。
避雷器是保护雷电过电压的，这种过电压波形前端很陡，频率很高，但后续电流很小，避雷器可以将雷电波的峰值泄放 从而保证其后面的电器安全

    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

学习一下，大家回答的都很积极。               

    大气过电压可以分为直击雷过电压和感应雷过电压。电力系统遭受大气过电压后，可使输配电线路及电气设备的绝缘发生击穿或闪络，造成停电以致危害人的生命安全。为防止大气过电压，通常采取装设避雷针、避雷线、避雷器，合理提高线路绝缘水平，采用自动重合闸装置等措施。又称冲击过电压。当雷云主放电时(放电电流为波头很陡、波幅值很高、衰减很快的冲击波)作用在物体上形成的冲击过电压。对建筑物、人身和设备绝缘有很大的危害性。

     可以分为直击雷过电压和感应雷过电压。电力系统遭受大气过电压后,可使输配电线路及电气设备的绝缘发生击穿或闪络,造成停电以致危害人的生命安全。为防止大气过电压,通常采取装设避雷针、避雷线、避雷器,合理提高线路绝缘水平,采用自动重合闸。