t
2
t
2
t2
t t3 t2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱt3
t2
T 2
U phm
u1
U 2( t m 3 ) U 3 ( t m 3 ) 2 ( 1 .5 U p) h 0 m .5 U p h 3 m .5 U ph
由以上分析可知，按工频熄弧理
论分析得到的非故障相的过电压 倍数为3.5，故障相的最大过电 压倍数为2倍，过电压的波形具 有同一极性，且故障相不会产生 振荡过程。
图图39-－5 5 空 载 线 路 合 电压通过等值电感 闸 时 的 等 值 电 路 对空载线路的等值电容
充电，回路中将发生高频振荡过程。
稳态值＋（稳态值－初始值） ＝ E m＋（ E m－0）＝2E m
稳态值＋(稳态值－初始值) ＝ E m ＋［ E m－（－ E m）］ ＝3 E m
图3-6
1 2
CTU
2 phm
CT
LT
I0 CT
WL
1 2
LT I02
WC 12CTU02
＝ 1
2
CTU
cm
2
1 2
LT
I
2
0＋
1 2
C
T
U
0
2
U cm ＝
LT CT
I02
U02
U cm
＝
m
LT CT
I02
U02
U cm ≈
m
LT CT
I02
mZTI0
图3-8
KU cm
U phm
mZT2π1 fL T
三、影响合闸过电压的因素及限制 措施
1．影响因素
(1)合闸相位 (2)线路损耗 (3)线路残余电
压的变化
2．限制措施 (1)装设并联合闸阻 (2)采用单相自动重
合闸
(3)同步合闸 (4)利用避雷器保护
3.3.1.3 切除空载变压器过电压
切除空载变压器也是电力系统中常见 的一种操作。切除空载变压器就是开 断一个小容量电感负荷，这时会在变 压器上和断路器上出现很高的截流过 电压。
一、过电压产生的物理过程
L S 为电源等值电感，C S为母线对地电容，
LK 为母线至变压器连线的电感，
C T 为变压器绕组及连接线的对地电容
L T 为变压器的励磁电感
u (t)
LS
QF
i
iL
iC
CS
LT
CT
uC
LK
图 图9 －3-77 切 除 空 载 变 压 器时的等值电路
iL
CT
iL
U0
U
phm
触头间有足够的绝缘强度，电弧不再 重燃为止。
二、影响分闸过电压的因素及限制 措施
1．影响分闸过电压的主要因素
(1)断路器的灭弧性能 (2)电网中性点接地方式 (3)母线上的出线数 (4)线路的电晕损失及电磁式电压互感 器
2．限制分闸过电压的主要措施
(1)提高断路器的灭弧能力 (2)加装并联电阻 (3)利用线路金属氧化物避雷器来保护
图3-4
3.3.1.2 空载线路的合闸过电压
空载线路的合闸过电压是常见 的一种操作过电压。空载线路 合闸有两种情况，即计划性合
闸和自动重合闸。
一、计划性合闸引起的过电压
A QF B L
在计划性合闸之前，
i
线路上一般不存在
e (t)
C T u 残余电荷，初始电压
为零，在合闸初瞬间
的暂态过程中，电源
一、过电压产生的物理过程
Q F LT
LT
LS A B 2
2
e(t)
CT
QF AB
L
i
e(t)
CT
u
(a)
(b)
图图39-－1 1 切除空载线路时的等值电路
（a）等值电路；（b)简化后的等值电路
e(t)Emcots
i(t) Em cost (90)
XCXL
u (t )
CT
e(t)
图3-2
t t1
f0 mf
CT
CTLKCS
CT
二、影响过电压的因素与限制措施
1．影响过电压的因素 (1)断路器的性能 (2)变压器的特性 (3)变压器中性点接地方式 2．限制过电压的措施
可用磁吹阀式避雷器或金属氧化物避 雷器来限制
3.3.1.4 电弧接地过电压
中性点不接地系统中发生单相接地故 障时，经过故障点的电容电流处于某 一范围内时，可能出现电弧的燃烧与 熄灭的不稳定状态。这种间歇性的电 弧将导致系统中电感——电容回路的 电磁振荡过程，产生遍及全电网的间 歇性电弧接地过电压。
u 1 ( t2 ) u A ( t2 ) U N D U ph U m ph 0 m
u 2 ( t2 ) u B ( t2 ) U N D 0 .5 U ph U m ph 1 m .5 U ph
u 3 ( t 2 ) u C ( t 2 ) U N D 0 .5 U p h m U p h m 1 .5 U p h m
子情境3.3电力系统 过电压与绝缘配合
任务3.3.1电力系统操作过电压
要求
熟悉电力系统中内部过电压的产生 和发展过程，能正确利用各种措施 避免或抑制电力系统中的内部过电 压.
3.3.1.1 空载线路的分闸过电压
切除空载线路是电力系统 常见的一种操作。产生过电 压的根本原因是断路器分闸 过程中的电弧重燃现象。
t1
u AB
t t2
u AB 2Em
，
t t2
u AB
e(t) Em
u AB
Em
Em
图3-3
过电压幅值＝稳态值＋(稳态值－初始值)
＝ ＋［ E m
E m －（－E m）］＝3 E m
t t3
Em
Em
CT
稳态值＋（稳态值－初始值）
＝－ E m ＋（－E m－3 E m）
＝－5 E m
• 假定继续每隔半个工频周期电弧重燃 一次，则线路上的过电压将按 3 E m、 －5 E m、7Em、……的规律变化，直到
二、影响电弧接地过电压的因素
1．电弧燃烧与熄灭的随机性 2．输电线路的相间电容及回路损耗 3．中性点的接地方式
三、限制措施
1.采用中性点直接接地方式.
这时单相接地将造成很大的单相短路电 流，断路器将立即跳闸而切断故障，经 过一段短时间歇，让故障点电弧熄灭后 再自动重合，如能成功，可立即恢复送 电；如不能成功，断路器将再次跳闸， 不会出现断续电弧现象。
，
I2 I3 3CUph
IC 3I2 3CU ph
图3-10
t t1
U2m(t1)U3m(t1)稳态值＋（稳始 态值 值） － ＝2稳态值－初始值
t t2
＝ 2 ( 1 .5 U ph ) m ( 0 .5 U ph ) m 2 .5 U phm
u1(t2) 0
u2(t2 )u3(t2 )1.5Uphm
一、过电压发展的物理过程
+.
. UA -
-
U
-
B.
UC
+N +
.
IC F
2
.
I2
3
.
1
I3
C1 C3 C2
. . UB
U BA
.
. I3
IC
.
I2
. UC .
UCA
.
UA
（a)
(b)
图39-－9 9 中性点绝缘系统发生单相接地的电路图及 相量图
(a)电路图；(b)相量图
C1 C2 C 3
C1C2C3C