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摘 要：分析了線路侵入变电所的过电压和真空断路器开断小电流产生的过电压，比较了安装在线路出线处的避雷器和安装在开关柜内的避雷器的不同作用，并指出保留高压开关柜内的避雷器是必要的。
关键词：真空断路器；过电压；避雷器
引言：经过大规模的电网改造，电力系统内变电所的设备已得到全面升级与更新，高压室高压开关柜内的少油断路器也已被真空断路器所取代。在新型的各个高压开关柜内分别安装了一组氧化锌避雷器，这是从前没有的。与以前相比，这增加的避雷器无疑在每年春检、春试中给检修人员增加了工作量，因为拆卸、安装这些避雷器费时费力，同时有的认为在高压室的室外每条回路出线处已安装一组避雷器，开关柜内再安装避雷器是无用的，所以部分变电所高压开关柜内的避雷器已被彻底拆除，然而保留这些避雷器是必要的。
一、高压室室外避雷器的作用
高压室的室外每条回路出线处，安装有一组避雷器，其作用是限制来自线路上的过电压（主要是防护雷电过电压）的幅值，使变电所内电气设备上的过电压不超过其冲击耐压值。
以高压室内变压器主回路为例，作简要分析，图1是其简单接线图。当线路上的
入侵过电压波u到达时，变压器的电感L中的电流不能突变，所以在避雷器动作之前，整个电路相当于末端开路状态，入侵的过电压波将在此处产生折、反射。从电磁场的观点来分析，可以知道，此时全部的磁场能量将转变为电场能量，从而使电压上升一倍，入侵波过电压波u的幅值变成了2u，也可以通过计算得到相同的结果。
设线路的波阻抗为z1，入侵波为u1q，整个等值电路中所发生的折、反射过程如图2所示。
u1q为前行电压波，u1f为反射电压波，u2q为折射电压波，z1为线路的波阻抗，z2为变压器处的波阻抗（入侵波刚到达时，避雷器未动作，相当于开路z2→∞）。此时，入侵波就相当于沿一个波阻抗为z1的线路向一个波阻抗为z2→∞的线路传播，在交界处A点发生折、反射。根据线路上行波的折、反射规律，计算出反射电压波和折射电压波，由于z2→∞，所以得反射电压波和折射电压波分别为
从计算结果看出，电压升高了一倍。此时避雷器上的电压ub也是2u，当这个2u的电压与避雷器的伏秒特性曲线uf=?（t）相交时（详细情况见图3），则避雷器就动作，降低来自线路上的过电压波的幅值，从而对变电所内的电气设备起到过电压防护作用。
二、高压开关柜内避雷器的作用
在新型的高压开关柜内，少油断路器被真空断路器所取代，同时加装了一组氧化锌避雷器，该组避雷器主要是用于防护真空断路器开断小电流产生的过电压。真空断路器常常要开断空载变压器、电动机等感性负荷的，这将会出现截流过电压、多次复燃过电压和三相同时截流过电压。
真空断路器在开断小电流时，由于电弧不稳定会出现截流而产生截流过电压，现代新型的真空断路器在触头材料与结构上有了很大的改进，降低了截流。由于真空断路器开断上述设备时的截流值已比较小，产生的截流过电压也不很高，所以需要引起重视的是多次复燃过电压和三相同时截流过电压。
真空断路器的灭弧能力很强，如果灭弧后接着复燃会出现高频电流，此高频电流在过零时电弧熄灭，接着又可能再次出现复燃、熄灭的重复过程，高频电流的多次熄灭与复燃，将产生很高的多次复燃过电压。图4是要分析的电路图，
真空断路器上的恢复电压Ud是电源电压与负载电压之差，即Ud=uL—（—u）， 如果断路器的触头在工频电流过零前刚刚分离，那么当电流过零后因触头间隙极小，是毫米级，几乎为零，它是不能承受恢复电压的作用的，会被击穿，出现电弧复燃。在断路器的复燃电流中包括有工频分量，而且还有CS—L0—C回路中的高频分量。空载变压器的L值是较大的，在复燃期间流过断路器触头的高频电流主要经过电容C，对电感L中的电流影响极小。
复燃期间，负载上的电压UC、UL将围绕着电源电压Um振荡，由于高频振荡频率 比工频高得多，因此在复燃过程中，可把电源电压看成固定不变的，为Um，所以UL=—（Um+Ud），伴随着多次复燃，Ud随着不断增大，从而负载上的电压将增大到很高的数值，频率也很高，这种多次复燃过电压对负载是比较危险的。
在真空断路器开断小电流过程中，还会产生三相同时截流过电压。
真空断路器在开断电流过程中，如果先过零的一相，电弧出现复燃，高频复燃电流，不仅要通过该相触头，而且也通过另外二相触头，将会出三相电流截流的现象。虽然真空断路器首先断开的那一相，其截流是比较小的，但此时其它两相的截流可能很大。仍用电磁场的观点来分析问题，图5中L的磁场能量和C的电场能量在电流被强行开断后，均转变成电场能量
由此式得
计算真空断路器开断一台空载变电压器产生的过电压，200KVA/10KV，空载电流是i0%=2.4%，高压侧对地电容量是2000PF。
计算出高压侧空载电流数值：
该结果表明，这种截流过电压可达数倍相电压，是必须要采取措施加以防护的，防止对负载的冲击。
三、结束语：虽然在高压室室外的出线处安装了避雷器，仍然有必要在高压真空开关柜内安装性能良好的避雷器，用以防护真空断路器在开断时产生的过电压。加装避雷器是限制过电压向负载传播的有效措施，因此保留新型高压真空开关柜内装设的氧化锌雷器是必要的。
参考文献：
[1]徐国政，张节容，钱家骊，黄瑜珑. 高压断路器原理和应用. 清华大学出版社，2000.
[2]周泽存，沈其工，方瑜，王大忠. 高电压技术. 中国电力出版社，2004.
关键词：真空断路器；过电压；避雷器
引言：经过大规模的电网改造，电力系统内变电所的设备已得到全面升级与更新，高压室高压开关柜内的少油断路器也已被真空断路器所取代。在新型的各个高压开关柜内分别安装了一组氧化锌避雷器，这是从前没有的。与以前相比，这增加的避雷器无疑在每年春检、春试中给检修人员增加了工作量，因为拆卸、安装这些避雷器费时费力，同时有的认为在高压室的室外每条回路出线处已安装一组避雷器，开关柜内再安装避雷器是无用的，所以部分变电所高压开关柜内的避雷器已被彻底拆除，然而保留这些避雷器是必要的。
一、高压室室外避雷器的作用
高压室的室外每条回路出线处，安装有一组避雷器，其作用是限制来自线路上的过电压（主要是防护雷电过电压）的幅值，使变电所内电气设备上的过电压不超过其冲击耐压值。
以高压室内变压器主回路为例，作简要分析，图1是其简单接线图。当线路上的
入侵过电压波u到达时，变压器的电感L中的电流不能突变，所以在避雷器动作之前，整个电路相当于末端开路状态，入侵的过电压波将在此处产生折、反射。从电磁场的观点来分析，可以知道，此时全部的磁场能量将转变为电场能量，从而使电压上升一倍，入侵波过电压波u的幅值变成了2u，也可以通过计算得到相同的结果。
设线路的波阻抗为z1，入侵波为u1q，整个等值电路中所发生的折、反射过程如图2所示。
u1q为前行电压波，u1f为反射电压波，u2q为折射电压波，z1为线路的波阻抗，z2为变压器处的波阻抗（入侵波刚到达时，避雷器未动作，相当于开路z2→∞）。此时，入侵波就相当于沿一个波阻抗为z1的线路向一个波阻抗为z2→∞的线路传播，在交界处A点发生折、反射。根据线路上行波的折、反射规律，计算出反射电压波和折射电压波，由于z2→∞，所以得反射电压波和折射电压波分别为
从计算结果看出，电压升高了一倍。此时避雷器上的电压ub也是2u，当这个2u的电压与避雷器的伏秒特性曲线uf=?（t）相交时（详细情况见图3），则避雷器就动作，降低来自线路上的过电压波的幅值，从而对变电所内的电气设备起到过电压防护作用。
二、高压开关柜内避雷器的作用
在新型的高压开关柜内，少油断路器被真空断路器所取代，同时加装了一组氧化锌避雷器，该组避雷器主要是用于防护真空断路器开断小电流产生的过电压。真空断路器常常要开断空载变压器、电动机等感性负荷的，这将会出现截流过电压、多次复燃过电压和三相同时截流过电压。
真空断路器在开断小电流时，由于电弧不稳定会出现截流而产生截流过电压，现代新型的真空断路器在触头材料与结构上有了很大的改进，降低了截流。由于真空断路器开断上述设备时的截流值已比较小，产生的截流过电压也不很高，所以需要引起重视的是多次复燃过电压和三相同时截流过电压。
真空断路器的灭弧能力很强，如果灭弧后接着复燃会出现高频电流，此高频电流在过零时电弧熄灭，接着又可能再次出现复燃、熄灭的重复过程，高频电流的多次熄灭与复燃，将产生很高的多次复燃过电压。图4是要分析的电路图，
真空断路器上的恢复电压Ud是电源电压与负载电压之差，即Ud=uL—（—u）， 如果断路器的触头在工频电流过零前刚刚分离，那么当电流过零后因触头间隙极小，是毫米级，几乎为零，它是不能承受恢复电压的作用的，会被击穿，出现电弧复燃。在断路器的复燃电流中包括有工频分量，而且还有CS—L0—C回路中的高频分量。空载变压器的L值是较大的，在复燃期间流过断路器触头的高频电流主要经过电容C，对电感L中的电流影响极小。
复燃期间，负载上的电压UC、UL将围绕着电源电压Um振荡，由于高频振荡频率 比工频高得多，因此在复燃过程中，可把电源电压看成固定不变的，为Um，所以UL=—（Um+Ud），伴随着多次复燃，Ud随着不断增大，从而负载上的电压将增大到很高的数值，频率也很高，这种多次复燃过电压对负载是比较危险的。
在真空断路器开断小电流过程中，还会产生三相同时截流过电压。
真空断路器在开断电流过程中，如果先过零的一相，电弧出现复燃，高频复燃电流，不仅要通过该相触头，而且也通过另外二相触头，将会出三相电流截流的现象。虽然真空断路器首先断开的那一相，其截流是比较小的，但此时其它两相的截流可能很大。仍用电磁场的观点来分析问题，图5中L的磁场能量和C的电场能量在电流被强行开断后，均转变成电场能量
由此式得
计算真空断路器开断一台空载变电压器产生的过电压，200KVA/10KV，空载电流是i0%=2.4%，高压侧对地电容量是2000PF。
计算出高压侧空载电流数值：
该结果表明，这种截流过电压可达数倍相电压，是必须要采取措施加以防护的，防止对负载的冲击。
三、结束语：虽然在高压室室外的出线处安装了避雷器，仍然有必要在高压真空开关柜内安装性能良好的避雷器，用以防护真空断路器在开断时产生的过电压。加装避雷器是限制过电压向负载传播的有效措施，因此保留新型高压真空开关柜内装设的氧化锌雷器是必要的。
参考文献：
[1]徐国政，张节容，钱家骊，黄瑜珑. 高压断路器原理和应用. 清华大学出版社，2000.
[2]周泽存，沈其工，方瑜，王大忠. 高电压技术. 中国电力出版社，2004.