工厂电气设备运行中的过电压防护措施研究

工厂电气设备运行中的过电压防护措施研究

叶刚

攀钢集团工程技术有限公司修建分公司 四川省攀枝花市 617000

摘要：在电气设备的应用过程中，交流电压均方根值出现升高现象，这是比较常见的过电压情况。过电压会对电气设备的运行带来较大的危害，为了保障工厂电气设备正常运行，必须要采取合理有效的防护措施。本文主要分析了在电气设备运行中过电压情况产生的主要原因，并研究了工厂电气设备运行中过电压有效防护措施。

关键词：电气设备；过电压；防护措施；

电气设备的应用对工厂的生产活动带来了较大的辅助作用，帮助提升生产效率和生产质量的同时，也能够形成统一完善的生产流程，为企业带来更大的经济效益。在电气设备运行中如果缺少了有效的安全保护措施，就可能会产生过电压等安全事故。因此需要详细了解过电压事故产生的主要因素，并采取积极有效的防护措施，保障电气设备的安全运行。

一、电气设备运行中导致过电压产生的主要因素

1.暂态过电压

暂态过电压也被称之为工频过电压，指的是在电气设备生产运行当中，电压出现了瞬间超额的情况，同时随后又迅速恢复到正常状态。带来暂态过电压情况的主要原因是由于断路器操作或发生短路故障，使电力系统经历过渡过程以后重新达到某种暂时稳定的情况下所出现的过电压。相当于线路在运行过程当中出现了弗兰梯效应，瞬间改变了电网的运行方式，导致在线路运行中出现异常电压的情况^[1]，线路末端电压逐渐提升，导致出现了过电压情况。同时在线路运行过程中如果出现了不对称短路接地故障，那么在三相线路的运行中，也会瞬间增加单相或者是两相线路运行中产生的电压，超出正常承担的电压范围。当整个电力系统在运行过程中突然负荷全部去除，那么电压没有及时得到有效的调整，也会容易带来过电压情况的出现。

2.操作过电压

一般来说，操作过电压容易发生在电容器当中。它的特点是持续的时间通常比雷电过电压长，而又比暂态过电压短，一般在数百微秒到100毫秒之间，并且衰减的很快。产生操作过电压的主要原因是由于电力系统的设备大多是储能元件，在断路器或隔离开关开断的过程当中，储存在电感器当中的磁能和储存在电容器当中的静电场能发生了转换，过渡的震荡过程，由震荡引起的过电压。当线路运行突然出现了短路的情况，也会带来操作工电压的出现，在电力设备的运行过程中，会出现瞬间提升电压的情况，并且电压只会飞速衰减，但是带来的安全故障比较明显。在设备运行中一旦切断了空载线路，线路过程中存在还没有彻底去除的电压，那么就有可能引起线路出现过电压的情况。在空载线路被切断的同时，变压器当中受到了磁场影响存有残留的电压，也会引起过电压的情况。在电网的运行中，中性点并没有跟接地网相互连接在一起，那么单向线路会因电弧接地而导致提升电路中的电压，引起过电压的现象。

3.谐振过电压

谐振过电压是在不同元件的运行当中，运行方式以及运行参数跟正常线路的运行需求不符合，比如电容和电感元件，导致电源频率当中出现了谐振，从而引发过电压情况的出现^[2]。在线路运行中根据谐振回路的不同，可以把电压分成为不同的类型。同时具备电感与电容两种原件，并且电感元件当中存在的铁芯可有可无，电感的参数能够以线性规律变化呈现出来，可以规划为线性谐振回路。在线路当中具备铁芯的回路，那么电感参数能够产生周期规律，不具备铁芯的回路中，呈现出来的电感参数也会有非线性变化规律。谐振是一种稳态现象，电力系统中的谐振过电压不仅会在操作或事故时的过渡过程中产生，而且还可能在过渡过程结束后较长时间内稳定存在，直到发生新的操作谐振条件受到破坏为止。所以谐振过电压的持续时间要比操作过电压长得多，这种过电压一旦发生，往往会造成严重后果。

二、工厂电气设备运行中过电压的安全防护措施

工厂的电气设备长期工作中高负荷下难免会出现各种问题，但是由于以上情况产生的过电压是造成电气设备损坏的主要原因。因此，在对电气设备的进行保护时要考虑多重因素，电气设备不仅要承受正常电压还要能接受一定范围内的过电压，这样才能保证电力系统的正常运行，进而降低电气设备的运行成本。工厂的电气维护人员需要对过电压情况加强重视力度，详细分析过电压的类型以及形成的主要原因，并针对性采取有效的防护措施，让电力设备运行电压能够更加稳定，保证设备的安全运行。

1.过电线路保护

在电气设备的运行中电力线路属于十分重要的组成因素，同时也是容易出现过电压情况的高发区

^[3]。电力线路分为配电线路和输电线路两种，输电线路更加容易受到因雷击而产生的过电压影响，一旦出现会导致线路发生短路故障。为了能够避免这种情况的发生，工作人员可以及时安装绝缘子，或者是其他类型的避雷装置，确保线路的安全运行。配电线路则要安装防雷装置，避免陷入受到雷电的直击，配合设置防雷接地引线，更好地保护过电线路，确保电压的稳定性。

2.控制设备的电压

通过控制好电气设备的电压，能够减少瞬时过电压出现对于电气设备造成的损伤。工作人员可以通过对过电压分流的方式，有效地控制电压值的稳定性，确保电气设备运行更加安全稳定^[4]。目前在工厂电气设备运行中，比较常见的电压控制方式是设置接地线，能够有效地实现电压分流，帮助减轻线路的高电压负荷，及时调控设备的电压稳定性。

3.做好设备检修工作

设备一旦出现老化或者其他安全故障，都有可能是因为断路器故障或者是电气设备元件老化导致过电压情况的出现^[5]。因此工作人员需要有效地控制电压值，通过采用装置避雷设备的措施，并定期做好设备运行情况的检测工作，配合完善设备检修工作，来保障设备的运行性能，提升设备运行安全性。据调查显示，当前一部分电气设备的安全故障跟绝缘材料破损有较大的关系，因此工作人员需要定期做好绝缘材料的检测工作，确保接地引线等防护装置能够正常运行，一旦发现异常情况及时维修和替换，保证电力设备的稳定性。也可以通过利用保护装置可以有效的保护电气设备的绝缘性，降低过电压给电气设备带来的损害。

4.定期做好设备监测工作

在工厂的电气设备运行当中，工作人员需要定期做好设备监测工作，设置专门的监测系统，在不影响电力设备正常运行的情况下，动态化了解电气设备的输变电工作流程，以及预警功能和自诊功能的发挥情况，实现电力系统对于电气设备的精细化管理，一旦出现过电压情况，能够及时地切断相应的线路，并把信息传递给电力系统，更好地保护线路的安全性。

结语：

综上所述，工厂的生产和运行都离不开电气设备的应用，电气设备能够维护电网的稳定运行，为人类的生产生活中的电力供应提供保障。因此，采取相应的措施对电气设备进行电压保护已经成为电力行业发展的必然趋势。工作人员更需要清楚过电压情况对于电力系统整体运行造成的负面影响，全面彻底的分析过电压现象的产生原因，针对性的提出安全防护措施，才能够保障现代化钢铁企业的工厂健康安全有序的发展。

参考文献：

[1]贾绪.供配电系统过电压的危害及防范措施[J].现代职业教育,2021(51):60-61.

[2]饶宜萍.试析钢铁厂电气设备运行中的过电压及防护措施[J].电工技术,2019(24):173-174.

[3]张文霞.电气一次设备过电压保护方案分析与研究[J].信息系统工程,2017(12):33.

[4]孙杰刚.电气设备过电压防护分析[J].科技经济市场,2017(11):10-11.

[5]段秀丽.电力系统过电压防护以及电气设备的检测检修[J].现代职业教育,2016(17):140.