操作过电压的一般特性

操作过电压是在电力系统中由于操作所引起的一类过电压。这里所称的操作，包括正常的操作如空载线路的合闸与分闸等，还包括非正常的故障，如线路通过间歇性电弧接地。操作过电压是内部过电压中的一类。

产生操作过电压的原因是：在电力系统中存在储能元件的电感与电容，当正常操作或故障时，电路状态发生了改变，由此引起了振荡的过渡过程，这样就有可能在系统中出现超过正常工作电压的过电压，这就是操作过电压。在振荡的过渡过程中，电感的磁场能量与电容的电场能量互相转换。在某一瞬间储存于电感中的磁场能量会转变为电容中的电场能量，由此在系统中就出现数倍于系统电压的操作过电压。

电力系统中常见的操作过电压有：

(1)中性点绝缘系统的间歇电弧接地过电压；

(2)空载线路分闸过电压；

(3)空载线路合闸过电压；

(4)切除空载变压器过电压。

操作过电压有如下特点：

(1)持续时间比较短。操作过电压的持续时间虽比过电压长，但比工频过电压短得多，一般在几毫秒至几十毫秒。操作过电压存在于暂态过渡过程之中，当同时又存在工频电压升高时，操作过电压表现为在工频过电压基础上迭加暂态的振荡过程，可使操作过电压的幅值达到更高的数值。

(2)由于电感中磁场能量与电容中电场能量都来源于系统本身，所以操作过电压幅值与系统相电压幅值有一定倍数关系。目前我国有关规程中规定选择绝缘时的计算用操作过电压大小如表9-1所示。

表9-1                         操作过电压的大小

(3)操作过电压的幅值与系统的各种因素有关，且具有强烈的统计性。在影响操作过电压的各种因素中，系统的接线与断路器的特性起着很重要的作用。另外，许多影响操作过电压的因素，如影响合闸过电压的合闸相位等等因素有很大的随机性，因此操作过电压的具体幅值也具有很大的随机性，但是不同幅值操作过电压出现的概率服从一定的规律分布，这就是操作过电压的统计特性。一般认为操作过电压幅值近似以正态分布规律分布。

(4)各类操作过电压依据系统的电压等级不同，显示的重要性也不同。在电压等级较低的中性点绝缘的系统中，单相间隙电弧接地过电压最引人注意。对于电压等级较高的系统，随着中性点的直接接地，切空载变压器与空载线路分闸过电压就较为突出。而在超高压系统中，空载线路合闸过电压已成为重要的操作过电压。

(5)操作过电压是决定电力系统绝缘水平的依据之一。系统电压等级越高，操作过电压的幅值随之也越高，另一方面，由于避雷器性能在高电压等级系统中的不断改善，大气过电压保护的不断完善，使得操作过电压对电力系统绝缘水平的决定作用越来越大。在超高压系统中，操作过电压对某些设备的绝缘选择将逐渐起着决定性的作用。

由于系统运行方式、故障类型、操作过程的复杂多样，以及其他各种随机因素的影响，所以对操作过电压的定量分析，大都依靠系统中的实测记录、模拟研究以及计算机计算。本章就几种常见操作过电压进行一些定性的分析，分析各种操作过电压的形成机理、过电压幅值的分析、影响过电压幅值的因素以及常采用的过电压限制措施。