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第一章过电压及其绝缘配合电力系统的各种电气设备在运行中除了要承受正常的系统电压外，还会受到各种过电压的作用。
因而，了解各种过电压产生的机理及其对电气设备的危害，研究防止产生或限制幅值的措施，对系统及电气设备绝缘水平的选定有决定性的意义。
本章就各种过电压的发生机理作初步介绍。
第一节 理论基础一、直流电源作用在LC 串联回路的过渡过程从电路的观点看，电力系统中的各种电气设备都可以用R 、L 、C 三个典型元件的不同组合来表示。
其中L 、C 为储能元件，是过电压形成的内因，是作为分析复杂电路过渡过程的基础。
现在，我们来研究直流电源作用于L 串联电路上的过渡过程及由之产生的过电压。
如图1-1所示，根据电路第二定理可写出E ＝Ldt di +C1∫idt (1-1) 在未合闸时，i ＝0，uc ＝0，变换一下形式，式(1-1)可写为 LC 22dt uc d +uc=E (1-2) 当满足t ＝0时，i ＝0，uc ＝0，式(1-2)的解为uc=E (1-cos ω0t)式中，ω0＝LC 1，而电路的电则为 i=C dt duc =C LE sin ω0t (1-3)若uc (0)≠0，那么uc 的解为uc=E-[E-uc (0)]cos ω0t (1-4)由上式可知，uc 可以看作是由两部分叠加而成：第一部分为稳态值E ，第二部分为振荡部分，后者是由于起始状态和稳定状态有差别而引起的，其幅值为(稳定值一起始值)，见图1-2。
因此，由于振荡而产生的过电压可以用下列更普遍的式子求出过电压＝稳态值+振荡幅值＝2×稳态值-起始值 (1-5)利用上式，可以很方便地估算出由振荡而产生的过电压值。
当然，实际的振荡回路中，电阻总是存在的，电阻的存在会使振荡波形最终衰减到稳态或甚至根本就振荡不起来，因此实际的过电压值总是小于该式的估算值。
二、交流电源作用于LC 振荡回路当e(t)＝E m sin(ωt +sin(ωt +φ)的交流电压作用于LC 振荡回路时，可求得电容C 上的电压为uc =E m ·20202ωωω-·sin(ωt +φ)=E m ·20202ωωω-·[202)cos (sin ϕωωϕ+]·sin(ω0t+φ) (1-6)其中前一项为强迫分量，后一项为自由振荡分量，并且有ω0=LC 1；φ=tg -1ϕωωϕcos sin 0实际上，强迫分量对应于稳态分量，把它改写一下便可得E m ·20202ωωω-·sin(ωt +φ)=E m ·211ω-LC LC·sin(ωt +φ)=E m ·C L ωω∙-11·sin(ωt +φ) =-L C C E m ωωω+-∙11·sin(ωt +φ) (1-7)这完全和稳态分量一样，画出uc 的波形(见图l-3)，实际上就是在稳态电压上叠加一自由振荡分量，若实际的电路中有电阻存在，自由振荡分量最终衰减到零。
1． 了解电力系统过电压的种类电力系统中的各种绝缘在运行过程中除了长期受到工作电压的作用外，还会受到各种比工作电压高得多的过电压的短时作用。
所谓“过电压”通常指电力系统中出现的对绝缘有危险的电压升高和电位差升高。
按照产生根源的不同，可将过电压作如下分类：⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧感应雷击过电压直接雷击过电压雷电过电压操作过电压参数谐振过电压铁磁谐振过电压线性谐振过电压谐振过电压工频电压升高暂时过电压内部过电压电力系统过电压 引起工频电压升高的原因有：空载长线的电容效应、不对称短路、甩负荷等。
当电路中的电感、电容和电阻元件都是线性参数（不随电流、电压而变化），且电网的电源频率接近回路的自振频率时，由于回路中的感抗和容抗相等或接近而相抵消，回路电流只受到电阻的限制而达到很大的数值，在电感元件和电容元件上产生远远超过电源电压的过电压，此过电压称为线性谐振过电压。
当电感元件带有铁芯时，一般会出现饱和现象，这时电感不再是常数，而是随着电流或磁通的变化而改变。
由于电感的非线性，回路可能有不只一种稳定工作状态。
在一定条件下，回路可能从非谐振工作状态变到谐振工作状态，发生相位反倾现象，产生铁磁谐振。
若系统中的某些元件（如发电机）的电感发生周期性的变化，再加上不利参数的配合，电网就有可能引发参数谐振。
操作过电压所指的操作并非狭义的开关倒闸操作，而应理解为“电网参数的突变”，引起操作过电压的原因主要有：切断空载线路、空载线路合闸、切断空载变压器、断续电弧接地等。
在220kV 以下的系统中，要把雷电过电压限制到比内部过电压还低的水平是不经济的，因此这些系统中电气设备的绝缘水平主要由雷电过电压所决定。
对于超高压系统，在现有防雷措施下，雷电过电压一般不如内部过电压危险性大，因此系统绝缘水平主要由内部过电压水平所决定。
在严重污秽地区的电网，设备的绝缘性能因污秽而大大降低，污闪事故在正常工作电压下时常发生，因此严重污秽地区的电网外绝缘水平主要由系统最大运行电压所决定。
中压和高压的过电压和绝缘配合绝缘配合是一门研究电气设备的技术方面和经济方面如何获得最大统一的学科，目的是保证人和设备免遭电气安装程中由于电网和雷电引起的过电压。
绝缘配合帮助我们确保电力的高安全可靠性,在高压电网，它的作用更加明显。
为了控制绝缘配合，需解决以下三方面问题：1、了解电网运行过程中可能发生的过电压水平。
2、有必要，需采用合适的保护装置。
3、各种不同电力装置需选用正确的耐压水平以满足不同的要求。
本篇的目的是为了让读者更好了解电压的干扰，耐压水平，采取何种措施限制它，以保证电能分配更安全，更优化。
本篇主要处理中压和高压的绝缘问题。
目录第一章过电压 (3)1.1电网工频过电压 (3)1.2开关操作过电压 (4)1.3雷电冲击过电压 (7)第二章绝缘调整 (10)2.1概述 (10)2.2安全距离和耐受电压 (10)2.3耐受电压 (10)2.4绝缘调整原则 (12)第三章过电压保护措施 (13)3.1放电器 (13)3.2避雷器 (13)第四章标准和绝缘调整 (16)4.1高压绝缘调整和IEC71标准 (16)第五章电气设计安装中的调整 (18)5.1崩溃后果 (18)5.2降低过电压的危险和破坏程度 (18)第六章结论 (20)第一章 过电压在电路的额定电压下,经常有电压的波动,它们主要发生在:电路相间和断路器,人们常称为不同相方式;带电体与外壳和地, 人们常称为同相方式。
这种变化的、随机的现象使得他门很难分别，只能对电压波动的持续时间、振幅以及后果作一些统计，表一列出过电压的形式及特性。
实际上，主要的危险是故障，设备的破坏以及由此造成的断电。
这种现象在用户和电厂中会有发生。
电压波动会导致：短时断开（在中压电网上端会自动合上）常时断开（为了更换造破坏的绝缘件或更换电力设备）电力保护装置将限制这些危险，它的运用将能够保持绝缘可靠及保护水平此，有必要首先了解各种不同过电压的形式，这也是本章的目的。
三、高电压与绝缘（一）过电压与绝缘配合1、了解电力系统过电压的种类电力系统中的各种绝缘在运行中除了受长期工作电压的作用外，还会受到各种比工作电压高得多的过电压的作用。
所谓过电压就是指电系统中出现的对绝缘有危险的电压升高和电位升高。
通常过电压可以作如下分类：2、了解雷电过电压特性雷电过电压与气象条件有关，由电力系统外部原因造成的，因此又称之为大气过电压或外部过电压。
一般把电力系统的雷电过电压分成：直接雷击过电压、雷电反击过电压、感应雷过电压、雷电侵入波过电压。
由雷电引起的过电压叫脉冲过电压或叫雷电脉冲。
它具有高能量、高压以及脉冲的特征（宽带）3、了解接地和接地电阻、接触电压和跨步电压的基本概念接地接地为防止触电或保护设备的安全,把电力电讯等设备的金属底盘或外壳接上地线;利用大地作电流回路接地线。
在电力系统中，将设备和用电装置的中性点、外壳或支架与接地装置用导体作良好的电气连接叫做接地。
接地的作用总的来说可以分为有两个：保护人员和设备不受损害叫保护接地；保障设备的正常运行的叫工作接地。
这里的分类是指接地工程设计施工中考虑的各种要求，并不表示每种“地”都需要独立开来。
相反，除了有地电信号抗干扰、设备本身专门要求等特殊原因之外，我们提倡尽量采用联合接地的方案。
防雷接地防雷接地是受到雷电袭击（直击、感应或线路引入）时，为防止造成损害的接地系统。
常有信号（弱电）防雷地和电源（强电）防雷地之分，区分的原因不仅仅是因为要求接地电阻不同，而且在工程实践中信号防雷地常附在信号独立地上，和电源防雷地分开建设。
接地电阻就是电流由接地装置流入大地再经大地流向另一接地体或向远处扩散所遇到的电阻，它包括接地线和接地体本身的电阻、接地体与大地的电阻之间的接触电阻以及两接地体之间大地的电阻或接地体到无限大远处的大地电阻。
跨步电压:当系统发生故障时，接地装置使电流向大地流散，地面上形成电位差，这时如果人站在这个地方，则两脚之间的电位差就叫跨步电压。
电力系统雷电过电压与绝缘配合研究摘要：随着社会的发展和经济的进步，我国对电力能源的需求不断增加。
电网规模不断扩大，线路的运行方式和绝缘配置也在不断地变化。
随着雷电活动的频繁，雷电过电压对电力系统造成了严重威胁，为了确保电力系统的安全运行，需要对其进行优化和完善。
本文介绍了雷电过电压以及绝缘配合问题，提出了提高电力系统雷电过电压绝缘配合的方法和措施，旨在促进我国电网运行安全、稳定，降低电力系统雷击事故发生率。
关键词：电力系统；雷电过电压；绝缘配合引言在电力系统的运行中，由于雷击的因素会导致系统出现一定的故障问题，所以必须要对雷电过电压与绝缘配合进行深入研究。
因为一旦电力系统中出现雷电过电压问题，会对电力系统的绝缘产生一定的影响，甚至会导致电力系统中出现过热情况。
所以，为了确保电力系统能够正常稳定运行，必须要对雷电过电压与绝缘配合进行深入研究，以此来有效解决雷电过电压问题。
因此，本文主要针对电力系统中雷击过电压与绝缘配合进行深入研究。
1雷电过电压的产生原因在电力系统的运行中，由于受到雷击因素的影响，会导致电力系统出现一定的故障问题。
因此，必须要对雷电过电压与绝缘配合进行深入研究，以此来有效解决电力系统中存在的雷电过电压问题。
在雷电过电压产生的过程中，主要是通过电磁波进行传播，因此会导致雷击时形成一个强烈的电场和磁场环境。
在这个电场和磁场环境下会产生一定的电子流动效应，从而导致一定的电流流动效应。
由于在这个过程中会形成一个高电压电流环境，这种电流会对绝缘造成一定的影响。
在电力系统运行过程中，会因为线路过长或者是在架空线路上出现一定的金属导体等现象，这样会导致避雷线自身产生一定的故障问题。
在电力系统运行的过程中，主要是通过避雷线来对雷电过电压进行有效抑制。
由于避雷线自身具有一定程度上的耦合作用和电感效应作用，会导致避雷线自身产生一定程度上的阻抗效应。
因此在这个过程中需要对避雷线进行有效保护。
同时在避雷线作用下也会产生一定程度上的雷击电流[1]。
第一章过电压及其绝缘配合电力系统的各种电气设备在运行中除了要承受正常的系统电压外，还会受到各种过电压的作用。
因而，了解各种过电压产生的机理及其对电气设备的危害，研究防止产生或限制幅值的措施，对系统及电气设备绝缘水平的选定有决定性的意义。
本章就各种过电压的发生机理作初步介绍。
第一节 理论基础一、直流电源作用在LC 串联回路的过渡过程从电路的观点看，电力系统中的各种电气设备都可以用R 、L 、C 三个典型元件的不同组合来表示。
其中L 、C 为储能元件，是过电压形成的内因，是作为分析复杂电路过渡过程的基础。
现在，我们来研究直流电源作用于L 串联电路上的过渡过程及由之产生的过电压。
如图1-1所示，根据电路第二定理可写出E ＝L dt di +C1∫idt (1-1) 在未合闸时，i ＝0，uc ＝0，变换一下形式，式(1-1)可写为 LC 22dt uc d +uc=E (1-2) 当满足t ＝0时，i ＝0，uc ＝0，式(1-2)的解为uc=E (1-cos ω0t)式中，ω0＝LC 1，而电路的电则为 i=C dt duc =CLE sin ω0t (1-3) 若uc (0)≠0，那么uc 的解为uc=E-[E-uc (0)]cos ω0t (1-4)由上式可知，uc 可以看作是由两部分叠加而成：第一部分为稳态值E ，第二部分为振荡部分，后者是由于起始状态和稳定状态有差别而引起的，其幅值为(稳定值一起始值)，见图1-2。
因此，由于振荡而产生的过电压可以用下列更普遍的式子求出过电压＝稳态值+振荡幅值＝2×稳态值-起始值 (1-5)利用上式，可以很方便地估算出由振荡而产生的过电压值。
当然，实际的振荡回路中，电阻总是存在的，电阻的存在会使振荡波形最终衰减到稳态或甚至根本就振荡不起来，因此实际的过电压值总是小于该式的估算值。
二、交流电源作用于LC 振荡回路当e(t)＝E m sin(ωt +sin(ωt +φ)的交流电压作用于LC 振荡回路时，可求得电容C 上的电压为uc =E m ·20202ωωω-·sin(ωt +φ)=E m ·20202ωωω- ·[202)cos (sin ϕωωϕ+]·sin(ω0t+φ) (1-6) 其中前一项为强迫分量，后一项为自由振荡分量，并且有 ω0=LC 1；φ=tg -1ϕωωϕcos sin 0实际上，强迫分量对应于稳态分量，把它改写一下便可得E m ·20202ωωω-·sin(ωt +φ)=E m ·211ω-LC LC·sin(ωt +φ)=E m ·CL ωω∙-11·sin(ωt +φ) =-L C C E m ωωω+-∙11·sin(ωt +φ) (1-7)这完全和稳态分量一样，画出uc 的波形(见图l-3)，实际上就是在稳态电压上叠加一自由振荡分量，若实际的电路中有电阻存在，自由振荡分量最终衰减到零。
