(云南电网有限责任公司玉溪供电局云南省玉溪市653100)
摘要介绍了国外特高压输电的发展现状,并着重阐述了特高压系统过电压存在的问题。针对内部过电压,主要分析了隔离开关操作引起过电压所的原理,同时列出了隔离开关操作过电压给电力系统带来的危害，并针对隔离开关操作引起过电压的问题,分析了如何预防隔离开关操作引起过电压。
关键词：操作过电压；隔离开关；过电压；措施
引言
近几年，我国在超、特高压输电技术研究方面做了大量的工作，内容包括超、特高压工频过电压及操作过电压的产生机理的研究和计算；并联电抗器、可控电抗器、良导体地线对限制超、特高压过电压的作用、潜供电流和恢复电压等。
1.电力系统中的过电压
在电力系统正常运行时，电气设备的绝缘处于电网的额定电压下，但由于雷击、操作、故障或参数配合不当等原因，电力系统中某些部分的电压可能升高，有时会大大超过正常状态下的数值，此种电压升高称为过电压。
在电力系统中，由于操作（合闸、分闸）、事故（接地、短路、断线等）或其它原因引起电力系统的状态发生变化，出现从一中稳态转变为另一种稳态的过程，在这个过程中可能产生对系统有威胁的过电压,这些过电压通常都是因为系统内部电磁能量的积聚和振荡而引起的，所以叫内部过电压。内部过电压按其产生的原因分为暂时过电压和操作过电压，与雷电过电压产生原因的单一性（雷电放电）不同，内部过电压其产生的原因、发展过程、影响因素的多样性，而具有种类繁多、机理各异的特点。
2.隔离开关操作引起过电压的原理
电力系统的许多设备都是储能元件，在断路器或隔离开关开断的过程中，储存在电感中的磁能和储存在电容中的静电场能量（电能）发生了转换、过渡的振荡过程，由振荡而引起过电压。
用隔离开关操作空载母线或带电母线系统时，隔离开关的触头上出现间歇电弧，在一次操作中多次熄灭，重复出现。电流过零时电弧熄灭。与此同时，触头间隙中的电弧断开，其电气强度增长。如果恢复电压增长比电气强度快，则触头间隙击穿，电弧重燃。触头间隙每次击穿都会促使变电站操作母线上和运行母线上出现过电压。过电压取决于击穿前隔离开关上的电压，操作母线的长度及变电站的接线。
隔离开关操作过电压产生的根本原因就是隔离开关触头两端的电压差导致触头间隙击穿，该击穿瞬间会产生上升沿极陡的冲击电压。
2.1隔离开关操作速度对过电压的影响
超/特高压气体绝缘开关设备中的隔离开关操作时，由于其动作速度较低，会发生数十次的触头间隙重复击穿，产生幅值较高、陡度很大、频率很高的特快速瞬态过电压，严重时可能造成GIS设备及变压器的损坏。操作速度是隔离开关的重要特性，是影响VFTO的重要因素。由以上结果可以得出：
1）当隔离开关分闸速度小于0.8m/s时，隔离开关分闸速度越慢，分闸结束后负载侧最大残压越低，分闸过程产生的VFTO也越低。
2）当分闸速度达到或超过0.8m/s时，分闸结束后负载侧统计最大残压可接近1pu，分闸过程产生的最大VFTO幅值也接近该回路可能产生的最大值2.4pu。
3）分闸速度越慢，分闸结束后残压分布以及分闸过程中产生的最大VFTO的分布比较集中；分闸速度越快，分闸结束后残压分布和分闸过程产生的最大VFTO的分布比较分散。
2.2隔离开关操作方式对过电压的影响
隔离开关操作方式可以分为分闸操作和合闸操作。隔离开关分闸操作的VFTO幅值远大于其合闸操作产生的VFTO且高频分量也较前者丰富。不同的操作方式对各个节点电压影响程度不同，对母线端部和被操作开关处的VFTO影响最大，离操作点越近VFTO幅值和频率也越高。
隔离开关操作引起过电压的危害，VFTO过电压对GIS装置内部绝缘的危害，尤其对GIS装置支持绝缘子(盆式绝缘子)绝缘安全的威胁非常大。除此之外，在智能变电站内，因智能变电站设备布置紧凑，一次设备和二次设备距离很近，也会导致二次设备受到各种电磁污染的影响而发生误动误报（如继电保护装置误报故障），甚至出现直接失效（如密度继电器损坏故障）的严重情况。
3.抑制隔离开关操作引起过电压的有效措施
对于变电站内隔离开关操作过电压可能引起设备的绝缘损坏的情况，就必须采取一定的措施加以抑制，从最原始的理论出发，在发生过电压时，串入一个电阻来消耗过电压的能量，正常运行时为了避免产生过多的热量，这个电阻需要退出运行。如图：
图（1)GIS中带电阻的DS
当开断电容负载时，由于DS两触头间复燃或者重燃而引起高频暂态过电压，在高压断路器中常用电阻来限制这种过电压，同样也可以将电阻用在GIS的DS上，带有电阻的DS有两个触头，主触头和电阻触头，如上图所示，只有当电流流经电阻和电阻触头时，过电压才能被限制。
隔离开关合闸过程中，动触头与阻尼电阻触头先放电，然后与静触头接触,将阻尼电阻退出运行；隔离开关分闸过程中，动、静触头分开后，动触头与阻尼电阻触头间产生电弧；隔离开关合闸过程中，阻尼电阻被串入放电回路，会对VFTO幅值及其振荡产生明显抑制。因此在隔离开关触头间串入电阻R,可限制陡波电压，从而使VFTO幅值可以大大降低。
除了上述用电阻来限制隔离开关操作过电压外，还有两种方法可以抑制隔离开关操作过电压，一种就是在GIS设备的隔离开关附近的中心导体上安装磁环，VFTO产生时，导体上流过的行波变电流频率很高，磁环表现出较大的感抗，相当于在导体中串入一个非线性电感，行波的陡度将被降低。另一种是采用带电冷备用的方法，这种措施仅适合在开关一次设备没有工作，且有可靠闭锁装置的情况下才能采用。
4.总结
本文通过分析在电力系统中过电压的种类及过电压对设备造成的影响，分析了隔离开关操作引起过电压的原理，及隔离开关操作方式及操作速度对产生的过电压的影响，给出了抑制隔离开关操作引起过电压的措施。
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