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弧光接地過電壓的危害及其限制措施
弧光接地過電壓又稱間隙性弧光接地過電壓，當中性點非直接接地系統發生單相間隙性弧光接地故障時，由于不穩定的間歇性電弧多次不斷的熄滅和重燃，在故障相和非故障相的電感電容回路上會引起高頻振蕩過電壓，非故障相的過電壓幅值一般可達3.15～3.5倍相電壓，這種過電壓是由于系統對地電容上電荷多次不斷的積累和重新再分配形成的，是斷續的瞬間發生的且幅值較高的過電壓，對電力系統的設備危害極大，主要表現在以下幾個方面：
⑴隨著電網的發展，具有固體絕緣的電纜線路應用較多，由于固體絕緣擊穿的積累效應，當系統發生單相弧光接地時，在3.5倍過電壓的持續作用下，造成電氣設備絕緣的積累性損傷，在非故障相的絕緣薄弱環節造成對地擊穿，進而發展成為相間短路事故。
⑵弧光接地過電壓使電壓互感器飽和，容易激發鐵磁諧振，導致過電壓或電壓互感器爆炸事故。
⑶弧光接地過電壓的能量由電源提供，持續時間較長，當過電壓超過避雷所能能承受的400A 2ms的能量時，就會造成避雷器的爆炸事故。
因220KV及以下電壓等級的系統中，系統的絕緣水平主要決定于雷電過電壓(大氣過電壓)，故這一電壓等級的避雷器主要用于限制雷電過電壓，要求3.5倍以下的過電壓不動作，而弧光接地過電壓一般不超過3.5倍，避雷器對弧光接地過電壓根本不能限制。目前我國限制弧光接地過電壓的措施主要有中性點直接接地或經小電阻接地，中性點采用經消弧線圈或自動調諧的消弧線圈接地，采用消弧及過電壓保護裝置
⑴中性點直接接地或經小電阻接地，弧光接地過電壓問題并不突出，一般情況下最大過電壓不超過2．5倍的相電壓，但擴大了單相接地時的故障電流，加劇了故障點的燒傷、犧牲了對用戶供電的可*性。
⑵采用消弧線圈或自動調諧的消弧線圈。由于消弧線圈的電感電流補償了系統的電容電流，降低了故障點的殘流，有利于接地電弧的熄滅，避免了長時間燃弧而導致相間弧光短路的可能性。同時可帶單相接地運行，提高了供電可*性，但現行消弧線圈設計自動跟蹤或自動調諧是在電網工頻下完成的。在穩定電弧接地和金屬性接地階段，通過故障點電流才是經消弧線圈自動跟蹤補償(或自動調諧)后的殘流，此時非故障相上發生的過電壓較低，最大才達2．3倍相電壓，而間歇性弧光接地時產生的過電壓已不再是穩態的正弦波，而以高次諧波為主，顯然，當頻率增加時，對于電容電流是增加的，而電感電流是減少的，無法補償諧波電流。
⑶采用消弧及過電壓保護裝置
裝置主要由三相組合式過電保護器TBP，可分相控制的高壓真空接觸器JZ，微機控制器ZK，高壓限流熔斷器組件FUR及帶有輔助二次繞組的電壓互感器PT等組成，一旦系統發生單相間隙性弧光接地過電壓微機控制器ZK立即判別故障類型與相別并向故障相的真空接觸器JZ發出動作指令，真空接觸器JZ在0．1S左右完成合閘動作，間隙性弧光接地隨之被轉化為金屬性接地，弧光接地過電壓消失，真空接觸器動作之前的過電壓由三相組合式過電壓保護器TBP限制在較低的數值，由于時間短，能量不超過TBP允許的400A2ms的能量指標，仍可保證TBP的安全，該裝置限制過電壓的機理與電網對電容電流的大小無關，因而其保護性能不隨電網運行方式的改變而改變。
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單相弧光接地過電壓的危害
我國3一35kV(66kV)的電網大多采用中性點不接地的運行方式。此類電網在發生單相金屬性直接接地時，
非故障相對地電壓將升高到線電壓，三相線電壓量值不變，且仍具有120。的相位差，三相用電設備的工作并未受到影響，因而不影響能的正常傳輸。所以國家標準規定這類電網在發生單相接地故障后允許短時間帶故障運行，提高了該類電網的供電的可靠性。
現有的運行規程規定，中性點非有效接地系統發生單相接地故障時，允許運行兩小時，
但規程未對“單相接地故障”的概念加以明確界定。如果單相接地故障為金屬性接地，則故障相的電壓降為零，其余兩健全相對地電壓高至線電壓，這類電網的電氣設備在正常情況下都應能承受這種過電壓而不損壞。但是，如果單相接地故障為間歇性弧光接地，則會在系
統中產生達3.5倍相電壓峰值的過電壓，這樣高的過電壓如果數小時作用于電網，勢必會造成電氣設備內絕緣的積累性損傷，在健全相絕緣薄弱環節造成絕緣對地擊穿，進而發展成為相間短路事故。在間歇性電弧接地暫態過程中，實際系統會形成多頻振蕩回路，不僅會產
生高幅值的相對地過電壓，而且還可能出現高幅值的相間過電壓，使相間絕緣弱點閃絡，發展成為相間短路事故。
隨著我國對城市及農村電網的大規模技術改造，城市、農村的配電網必定向電纜化發展，系統對地電容電流在逐漸增大，弧光接地過電壓問題也日益嚴重起來。為了解決上述問題，不少電網采用了諧振接地方式，即在電網中裝設消弧線圈，當系統發生單相弧光接地時，利
用消弧線圈產生的感性電流對故障點電容電流進行補償，使流經故障點殘流減小，從而達到自然熄弧。實際運行經驗證明，中性點經消弧線圈接地的電網，由單相弧光接地過電壓造成的設備損壞及影響系統運行安全的事故仍時有發生。其原因是由于電網運行方式的多樣化及
弧光接地點的隨機性，消弧線圈要對電容電流進行有效補償確有難度，且消弧線圈僅僅補償了工頻電容電流，而實際通過接地點的電流不僅有工頻電容電流，而且包含大量的高頻電流及阻性電流，嚴重時僅高頻電流及阻性電流就可以維持電弧的持續燃燒。甚至在某些情況下，因消弧線圈的存在，電弧重燃可能在恢復電壓最大這一最不利時刻才發生，使弧光接地過電壓升n。
隨著城鄉電網的發展以及生產、生活對供電可靠性的要求越來越高，每次絕緣事故造成的危害及波及面勢必增加，為此我公司開發出了
GGX日G智能消弧綜合保護裝置乒降中性點非有效接地電網的相對地及相間過電壓限制在電網安全運行的范圍之內，徹底解決各種過電壓對設備及電網安全運行的威脅，提高這類電網的供電可靠性。裝置的組成及功能GG日G智能消弧綜合保護裝置就是本公司為了迅速消除中性點非有效接地電網弧光接地及諧振過電壓給電氣設備帶來的危害而研制的最新技術產品，其原理如圖1所示。它主要有以下七個部組成: 系統母線大容量Zn0非線性元件組成的組合式過電壓保護器(TBP) TBP三相組合式過電壓保護器與現有的各種過電壓保護器相比，其保護值較低，有較高的承受暫時過電壓的能力，能在后續保護裝置動作前，對系統出現的高幅值弧光接地起始的暫態過電壓進行有效的制，是本裝置中限制各類過電壓的第一器件，主要用來限制大氣過電壓和操作過電壓。
2.分相控制的高壓真空接觸器(JA, JB, JC) 分相控制的高壓真空接觸器是由三只操作回路相互閉鎖的單相真空交流接觸器組成，分別接于系統三相母線和地之間。在系統正常時，均處于開斷狀態，不會對系統的正常運行產生任何影響;系統發生單相電弧接地時，真空接觸器根據微機控制器的指令合分，將故障相母線直接接地，從而完成對弧光接地過電壓限制。
3.分相阻容吸收器(R-C) 分相阻容吸收器是由三組電阻電容串聯組成的R-C吸收裝置組成，并聯接于分相控制的高壓真空接觸器兩端，限制吸收系統出現的高頻過電壓。當系統發生間歇性弧光接地時，在消弧接觸器動作前將弧光接地過電壓限制在安全范圍GGX日G智能消弧綜合保護裝置內;在消弧接觸器分閘退出時，限制故障相恢復電壓幅值及上升速度，使故障點不會因操作真空接觸器引起過電壓而重燃從而大大提高裝置消除瞬時性接地故障的成功率。
4.多功能微機控制器(ZK) 多功能微機控制器是本裝置的技術核心部件，采用美國microchip公司新一代芯片，工作穩定可靠采用先進的開關電源供電，抗干擾能力強;具有測量、顯示、運算、通訊和控制功能。它根據電壓互感器TV提供的三相電壓Ua.Ub. Uc和開口三角壓UO的瞬時值的變化，判定接地的性質和接地相，發出相應的指令控制高壓真空接觸器的接通、斷開。同時采集各條線路的零序電流，采用多重數據來進行選線。
5.高壓限流熔斷器(FU) 高壓限流熔斷器是整個裝置的后備保護器件，用來防止短路事故，具有開斷迅速、開斷容量大的特點。
6.電壓互感器(TV) 用于將系統的一次高電壓轉換為微機控制器可處理的二次低電壓，供監測及采樣。
7.高壓隔離開關(QS) 用于本裝置安裝和維護時的投切。裝置的基本工作原理當系統出現高幅值的工頻過電壓時，組合式過電壓保護器TsP首先投入工作，將系統過電壓限制在電氣設備絕緣允許的安全范圍內;當系統出現的過電壓幅值較低時，分相阻容吸收器R-C工作，吸收高頻過電壓，對設備提供弱絕緣保護。當系統發生單相接地時，微機控制器ZK對電壓互感器提供的三相電壓Ua. Ub. Uc和開口三角電壓UO的信號進行計算處理，判斷接地性質和接地相，并進行如下處理: 如果發生的故障是間歇性電弧接地，微機綜合控制器中的消弧元在判定接地的相別后，令故障相的高壓真空接觸器閉合，使系統由不穩定性的弧光接地快速轉變成穩定的金屬性直接接地，故障相電壓降為零，電弧消失。數秒鐘后，再令接地的高壓真空接觸器斷開，這時并聯的電阻電容吸收器R-C工作，限制故障相電壓的恢復速度值，避免接地點因過電壓而重燃，若故障消失，說明這一電弧接地故障是因過電壓沖擊引起的瞬時性接地故障，系統恢復正常運行。如果接觸斷開后，系統再次在原故障相出現穩定電弧接地，裝置認定此故障為永久性的接地故障，于是再次閉合故障相的高壓真空接觸器，等待值人員處理。微機控制器的選線單元同時采集零序電流信號進行計算，判斷，選出故障線路。
如果發生的故障是金屬性的直接接地故障，裝置可根據用戶要求將故障相母線直接接地，減少流過故障點的電流，發出指示信號，等值班人員或微機選線處理。
如果發生的故障是TV斷線故障，裝置只發出指示信號，等待值班人員處理。 裝置的主要特點t、大幅度提高電力系統的安全穩定運行水平可將各類過電壓限制到較低的電壓水平，使因過電壓引起的絕緣事故及連發事故大為減少。
2、具有完善的過電壓保護功能可保護大氣過電壓、操作過電壓以及弧光接地過電壓，其限制弧光接地過電壓的功能比裝設消弧線圈好、
更完善，安裝本裝置后，原來按設計規范要求應裝設消弧線圈的系統可以不再裝設。
3、改善電網的運行條件由于消除了這類電網中原作用時間長的弧光接地過電壓，使金屬氧化鋅避雷器(MOA)發生事故的機率大為降低。
4、可替代獨立的小電流選線裝置和微機消諧裝置，高壓開關柜屏面設計，方便工作人員操作。
5、選型簡單，使用方便本裝置消弧和過電壓保護的機理與電網的單相接地電容電流大小無關，因而其保護性能不電網運行方式的改變和電網擴大的影響，在大網小網中均可使用。
6、結構簡潔、安裝方便整個裝置組成一臺高壓開關柜可替代原電壓互感器柜，結構簡單，體積小，安裝、調試方便，不再另外占地，既適用于變電站，也適用于發電廠的高壓廠用系統，既適用于新建站，也適 用于老站的改造，原裝有消弧線圈的系統，加裝本裝置，保護更完善。
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弧光接地過電壓的危害及其限制措施
弧光接地過電壓又稱間隙性弧光接地過電壓，當中性點非直接接地系統發生單相間隙性弧光接地故障時，由于不穩定的間歇性電弧多次不斷的熄滅和重燃，在故障相和非故障相的電感電容回路上會引起高頻振蕩過電壓，非故障相的過電壓幅值一般可達3.15～3.5倍相電壓，這種過電壓是由于系統對地電容上電荷多次不斷的積累和重新再分配形成的，是斷續的瞬間發生的且幅值較高的過電壓，對電力系統的設備危害極大，主要表現在以下幾個方面：
⑴隨著電網的發展，具有固體絕緣的電纜線路應用較多，由于固體絕緣擊穿的積累效應，當系統發生單相弧光接地時，在3.5倍過電壓的持續作用下，造成電氣設備絕緣的積累性損傷，在非故障相的絕緣薄弱環節造成對地擊穿，進而發展成為相間短路事故。
⑵弧光接地過電壓使電壓互感器飽和，容易激發鐵磁諧振，導致過電壓或電壓互感器爆炸事故。
⑶弧光接地過電壓的能量由電源提供，持續時間較長，當過電壓超過避雷所能能承受的400A 2ms的能量時，就會造成避雷器的爆炸事故。
因220KV及以下電壓等級的系統中，系統的絕緣水平主要決定于雷電過電壓(大氣過電壓)，故這一電壓等級的避雷器主要用于限制雷電過電壓，要求3.5倍以下的過電壓不動作，而弧光接地過電壓一般不超過3.5倍，避雷器對弧光接地過電壓根本不能限制。目前我國限制弧光接地過電壓的措施主要有中性點直接接地或經小電阻接地，中性點采用經消弧線圈或自動調諧的消弧線圈接地，采用消弧及過電壓保護裝置
⑴中性點直接接地或經小電阻接地，弧光接地過電壓問題并不突出，一般情況下最大過電壓不超過2．5倍的相電壓，但擴大了單相接地時的故障電流，加劇了故障點的燒傷、犧牲了對用戶供電的可*性。
⑵采用消弧線圈或自動調諧的消弧線圈。由于消弧線圈的電感電流補償了系統的電容電流，降低了故障點的殘流，有利于接地電弧的熄滅，避免了長時間燃弧而導致相間弧光短路的可能性。同時可帶單相接地運行，提高了供電可*性，但現行消弧線圈設計自動跟蹤或自動調諧是在電網工頻下完成的。在穩定電弧接地和金屬性接地階段，通過故障點電流才是經消弧線圈自動跟蹤補償(或自動調諧)后的殘流，此時非故障相上發生的過電壓較低，最大才達2．3倍相電壓，而間歇性弧光接地時產生的過電壓已不再是穩態的正弦波，而以高次諧波為主，顯然，當頻率增加時，對于電容電流是增加的，而電感電流是減少的，無法補償諧波電流。
⑶采用消弧及過電壓保護裝置
裝置主要由三相組合式過電保護器TBP，可分相控制的高壓真空接觸器JZ，微機控制器ZK，高壓限流熔斷器組件FUR及帶有輔助二次繞組的電壓互感器PT等組成，一旦系統發生單相間隙性弧光接地過電壓微機控制器ZK立即判別故障類型與相別并向故障相的真空接觸器JZ發出動作指令，真空接觸器JZ在0．1S左右完成合閘動作，間隙性弧光接地隨之被轉化為金屬性接地，弧光接地過電壓消失，真空接觸器動作之前的過電壓由三相組合式過電壓保護器TBP限制在較低的數值，由于時間短，能量不超過TBP允許的400A2ms的能量指標，仍可保證TBP的安全，該裝置限制過電壓的機理與電網對電容電流的大小無關，因而其保護性能不隨電網運行方式的改變而改變
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李氏二小生
回答數：17932 | 被采納數：53
單相接地中最危險的是間歇性的弧光接地，因為網絡是一個具有電容電感的振蕩回路，隨著交流周期的變化而產生電弧的熄滅與重燃，就可能產生4倍左右相電壓的過電壓現象，這對電器是很危險的，特別是35千伏以上的系統，過電壓可以超過設備的絕緣能力而造成事故。
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