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摘要:本文列舉了因不同原因而產(chǎn)生的過電壓種類，分析了諧振對(duì)高壓電氣設(shè)備的影響，并提出了預(yù)防過電壓的措施:第一，優(yōu)化弓網(wǎng)關(guān)系，提升高壓電氣設(shè)備的安全性。第二，嚴(yán)格規(guī)范電力機(jī)車高壓電氣設(shè)備的操作步驟。第三，抑制因外部因素產(chǎn)生過電壓而對(duì)電氣設(shè)備造成影響。第四，提升電力機(jī)車高壓電氣設(shè)備的絕緣水平。

關(guān)鍵詞:過電壓;電力機(jī)車;高壓電氣設(shè)備

過電壓的存在對(duì)于電力機(jī)車高壓電氣設(shè)備的負(fù)荷和運(yùn)行有著直接的沖擊和間接的破壞作用，進(jìn)行過電壓的治理必須綜合考慮電力機(jī)車高壓電氣設(shè)備的內(nèi)外條件，對(duì)所有關(guān)聯(lián)的影響因素進(jìn)行分析，既要對(duì)外界環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)格考察，還要對(duì)電力機(jī)車高壓電氣設(shè)備出現(xiàn)的過電壓類型進(jìn)行分析研究，這樣才能針對(duì)過電壓可能造成的電力機(jī)車高壓電氣設(shè)備損壞制定出科學(xué)、系統(tǒng)、有效的方案，確保電力機(jī)車高壓電氣設(shè)備的高效率運(yùn)行。

1預(yù)防諧振對(duì)高壓電氣設(shè)備的影響

電力機(jī)車在運(yùn)行中會(huì)因電弓振動(dòng)、對(duì)地電容震蕩、中性線嵌入、電壓感應(yīng)器互感、電流變壓器運(yùn)行等因素在電力網(wǎng)中形成的諧振而導(dǎo)致過電壓的出現(xiàn)。特別是在電力機(jī)車進(jìn)入到特殊區(qū)域、過分相無電區(qū)域時(shí)，高壓電氣設(shè)備中會(huì)形成有害的諧振回路，而一旦形成回路后又會(huì)因感應(yīng)電壓、過分相無電區(qū)而在整個(gè)電氣設(shè)備體系中出現(xiàn)電壓強(qiáng)度的震蕩作用，致使功能元器件產(chǎn)生過電壓，對(duì)電力機(jī)車高壓電氣設(shè)備的安全運(yùn)行造成了嚴(yán)重影響。預(yù)防諧振的形成和過電壓的威脅主要依靠系統(tǒng)強(qiáng)化和技術(shù)調(diào)整兩個(gè)具體手段:第一，要針對(duì)電力機(jī)車高壓電氣設(shè)備整體進(jìn)行諧振防護(hù)，提升電力機(jī)車高壓電氣設(shè)備系統(tǒng)的自我保護(hù)能力，通過設(shè)置電容和功能裝置來抑制諧振波的沖擊作用，避免反射性諧振產(chǎn)生最大值而引發(fā)過電壓問題。第二，要抑制諧振產(chǎn)生的頻率和強(qiáng)度，設(shè)置穩(wěn)壓器和變壓器以消除有害諧振波對(duì)電力機(jī)車高壓電氣設(shè)備的沖擊作用，實(shí)現(xiàn)調(diào)控過電壓發(fā)生頻率和沖擊水平的目標(biāo)。

2優(yōu)化弓網(wǎng)關(guān)系，提升高壓電氣設(shè)備的安全性

從電力機(jī)車能源傳輸和高壓電氣設(shè)備電流供應(yīng)的角度來看，弓網(wǎng)結(jié)構(gòu)是電力機(jī)車電能的傳輸節(jié)點(diǎn)，也是由于接觸和震蕩而形成過電壓的主要原因。在弓網(wǎng)關(guān)系中，導(dǎo)線、受電弓之間存在連接點(diǎn)，為確保供電的穩(wěn)定性一般都會(huì)采取懸掛、支撐等機(jī)械性方式以確保連接點(diǎn)的穩(wěn)定。如果出現(xiàn)受電弓形變、懸掛失誤、支撐不良等問題就會(huì)導(dǎo)致銜接點(diǎn)接觸不良，在高強(qiáng)度運(yùn)行狀態(tài)下會(huì)在電力機(jī)車高壓電氣設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生有害的高階諧振過電壓。弓網(wǎng)關(guān)系如果不協(xié)調(diào)、不穩(wěn)定，就會(huì)導(dǎo)致過電壓以超量、超飽和的狀態(tài)進(jìn)入到變壓裝置和電氣元件，會(huì)使互感器、受電弓、觸點(diǎn)、電力網(wǎng)等部分出現(xiàn)高溫、放電、拉弧等問題，對(duì)電力機(jī)車高壓電氣設(shè)備的整體運(yùn)行造成了嚴(yán)重的沖擊和影響。在優(yōu)化弓網(wǎng)關(guān)系的過程中，要提高觸網(wǎng)點(diǎn)、導(dǎo)線、懸掛點(diǎn)的彈性，有效應(yīng)對(duì)電力機(jī)車在特殊條件和惡劣氣候情況下接觸點(diǎn)的連續(xù)和銜接，預(yù)防受電弓出現(xiàn)頻繁離線狀態(tài)，消除因來自供電系統(tǒng)接觸不良而出現(xiàn)的過電壓。同時(shí)，要結(jié)合高壓電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)采取繞組、互感器、潤滑等設(shè)備和手段來提高接觸的穩(wěn)定性和連續(xù)性，進(jìn)而消除受電弓產(chǎn)生的高頻率過電壓。在優(yōu)化弓網(wǎng)關(guān)系的過程中，要調(diào)整互感器、變壓器的運(yùn)行參數(shù)，提升受電弓、導(dǎo)線、觸點(diǎn)的導(dǎo)電性能，抑制過飽和電壓對(duì)電力機(jī)車高壓電氣設(shè)備的沖擊，進(jìn)而有效保證受電弓、電力線、觸網(wǎng)點(diǎn)的安全運(yùn)行。

3嚴(yán)格規(guī)范電力機(jī)車高壓電氣設(shè)備的操作

人是電力機(jī)車高壓電氣設(shè)備運(yùn)行中最重要的不可控因素，容易因人的行為失誤、認(rèn)知錯(cuò)誤、思維疏漏而產(chǎn)生各種錯(cuò)誤，進(jìn)而影響電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。在操作上引起的過電壓主要可劃分為兩部分:第一，在電力機(jī)車高壓電氣設(shè)備內(nèi)部的操作過程中，因負(fù)荷增加、系統(tǒng)重啟、電力中斷等因素的出現(xiàn)導(dǎo)致在電力系統(tǒng)中產(chǎn)生過壓電流。第二，因電壓突變、操作錯(cuò)誤、電流傳導(dǎo)等因素的出現(xiàn)導(dǎo)致在系統(tǒng)內(nèi)部形成過電壓。要預(yù)防和控制因人為因素而產(chǎn)生的過電壓應(yīng)從兩方面入手:首先，調(diào)整電力機(jī)車高壓電氣系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電流和電壓的自動(dòng)化調(diào)控目標(biāo)，避免過電壓對(duì)電力機(jī)車高壓電氣設(shè)備造成沖擊。其次，規(guī)范人員對(duì)電力機(jī)車運(yùn)行和高壓電氣設(shè)備維護(hù)的工作方式和操作方法，預(yù)防不規(guī)范動(dòng)作和錯(cuò)誤行為的發(fā)生，既要對(duì)電力機(jī)車高壓電氣設(shè)備進(jìn)行有效保護(hù)，也要為操作人員的人身安全提供有效保障。

4抑制外部因素產(chǎn)生過電壓對(duì)電氣設(shè)備造成影響

地球存在的磁暴、大氣層中的雷擊、外太空的太陽風(fēng)暴都會(huì)在大距離電力網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生過電壓沖擊效應(yīng)，其中雷擊的影響最大，發(fā)生也最為頻繁。影響電力機(jī)車高壓電氣設(shè)備穩(wěn)定性的主要類型有兩種:第一，雷電直接擊中電力網(wǎng)線、電力機(jī)車和高壓電氣設(shè)備，在劇烈的放電過程中產(chǎn)生過電壓。第二，雷擊在電力機(jī)車和電力網(wǎng)絡(luò)周邊落地，且在接觸點(diǎn)附近產(chǎn)生因感應(yīng)電壓放電而出現(xiàn)的過電壓。這兩種雷擊都會(huì)對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)、電力機(jī)車、高壓電氣設(shè)備的運(yùn)行造成嚴(yán)重影響，前者具有較高的頻率和較短的波長，主要作用在接觸部位;后者具有較高的波長和較短的頻率，對(duì)高壓電氣設(shè)備的穩(wěn)定性和功能性均有著直接的影響。要想預(yù)防這兩種雷擊，首先，提升電力機(jī)車、電力網(wǎng)絡(luò)和高壓電氣設(shè)備的絕緣水平，可采取物理隔離和功能切割的方式提升系統(tǒng)和整體、部件和局部的絕緣能力，有效抑制雷擊的產(chǎn)生，使電力機(jī)車高壓電氣設(shè)備在雷暴天仍可安全連續(xù)的運(yùn)行。其次，做好電流互感器、受電弓、整流器、斷路器、避雷器等關(guān)鍵裝置和設(shè)備的安裝和調(diào)試，有效提升電力機(jī)車、電力網(wǎng)絡(luò)、高壓電氣設(shè)備應(yīng)對(duì)雷擊的能力。

5提升電力機(jī)車高壓電氣設(shè)備的絕緣水平

在電力機(jī)車高壓電氣設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)過程中，對(duì)線路、元器件和功能部位的絕緣問題一直不夠重視，這就導(dǎo)致因外界環(huán)境、內(nèi)部運(yùn)行而產(chǎn)生的過電壓在整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)中持續(xù)震蕩、回?fù)簟_擊，嚴(yán)重影響了電力機(jī)車高壓電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。要想提升電力機(jī)車高壓電氣設(shè)備整個(gè)體系的絕緣水平就必須提升電力機(jī)車高壓電氣設(shè)備的避雷參數(shù)，抑制因外界因素和外界環(huán)境傳導(dǎo)而來的沖擊波和過電壓。同時(shí)，應(yīng)從兩級(jí)絕緣和多級(jí)避雷的角度出發(fā)，落實(shí)電力機(jī)車高壓電氣設(shè)備防雷的措施和技術(shù)，真正實(shí)現(xiàn)對(duì)電力機(jī)車高壓電氣設(shè)備的過電壓防護(hù)。可通過絕緣水平和絕緣配合兩種路徑多層次消除過電壓和沖擊波的影響，以保障電力機(jī)車高壓電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。

6結(jié)語

高壓電氣設(shè)備是電力機(jī)車運(yùn)行的功能裝置和基礎(chǔ)設(shè)備，因受到環(huán)境、系統(tǒng)和操作等內(nèi)外因素的影響，過電壓會(huì)對(duì)高壓電氣設(shè)備產(chǎn)生沖擊和震蕩作用，進(jìn)而導(dǎo)致電力機(jī)車出現(xiàn)安全事故。因此，技術(shù)人員要立足于高壓電氣設(shè)備的體系和運(yùn)行實(shí)際，應(yīng)從電力機(jī)車操控、高壓電氣設(shè)備維護(hù)、環(huán)境因素控制等具體情況出發(fā)，整合高壓電氣設(shè)備和電力系統(tǒng)，防范過電壓的產(chǎn)生、擴(kuò)大和影響，從而維護(hù)電力機(jī)車高壓電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

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作者:王長華 單位:中車大連機(jī)車車輛有限公司