电力自动化设备的浪涌电压保护

　　一、前言

　　随着自动化水平的不断提高,这些电子设备以大规模集成电路为主的组成格式，芯片体积越来越小，功能越来越强，而耐过电压水平却直线下降。由于各种原因造成 的浪涌电压已成为破坏电力自动化设备的最主要因素。电力自动化设备过电压保护的基本措施包括建筑物一次防雷、设备的良好接地、等电位联结、屏蔽以及在电子设备端口安装浪涌保护器(SPD)等。下面针对浪涌电压保护作一简单介绍。

　　二、浪涌电压的分类

　　1、雷电过电压与操作过电压

　　(1)雷电是自然界发生的极为强烈的电磁暂态过程。主要通过两个个渠道对电力自动化设备产生影响。一是雷电直接击中变电站或调度中心的避雷针、避雷线，产生的瞬变电磁场对周围空间范围的电子设备的电磁作用，对封闭的金属回路产生压电流，对开口的金属回路产生感应电动势。由于雷电电磁脉冲的作用十分强烈，感 生的电压可能很高。经地线泄放入地的雷电流引起地网电压升高，在接地系统中各接地点间产生很大的电压差，它们都可能对自动化设备造成干扰，轻则影响正常运行，严重的则会引起设备损坏。二是雷电在线路上空的雷云之间放电，或对线路附近的大地放电，都会使线路因电磁感应产生雷电冲击波或浪涌电压，这种冲击波会 沿着线路入侵到与之相连拉电力自动化设备，造成工作错误或设备损坏。若雷电直接击中线路时，产生的浪涌电压更为强烈，危害更大。

　　(2)电力系统操作过电压是指电力系统中的故障和操作导致暂态振荡而产生的过渡过程过电压。操作方式和故障形式的多样性决定了操作过电压的不同类别，主要有：中性点不接地系统中的弧光接地过电压，空载线路的合闸过电压，空载线路、空载母线和电容器分闸时的开断电容负载过电压，空载变压器、电抗器和电动机分 闸时的开断电感负载过电压等等。

　　2、差模干扰和共模干扰

　　根据浪涌电压对设备干扰的作用方式不同，可分为差模干扰和共模干扰。

　　(1)差模干扰是出现于回路(如信号线或电源线的两条线)中与正常信号电压相串联的干扰。差模干扰Edm出现在电路往返引线L1、L2之间，它与有用信号(源电动势)Es相串联，在受端设备Z上叠加一干扰分量。在电力自动化系统中，这种叠加在有用信号上的干扰分量可引起测量误差或控制误动等不良好后果。

　　(2)共模干扰是出现于回路与规定参考点(通常是地或机壳)之间的电磁干扰。Ecm使整个电路对参考点的电位一起升高，共模干扰Ecm在电路中不直接形成与有用信号Es相串联的干扰电压，但较强的共模干扰有可能使电路对地绝缘承受较高的电压而导致闪络或击穿，造成“反击”事故。另外，由于往返引线阻抗不对称，共模干扰可全部或部分转化为差模干扰，需加以防范。