發(fā)電廠升壓站二次系統(tǒng)電磁干擾及防護技術(shù)研究_圖文

1、國內(nèi)圖書分類號：學校代碼：國際圖書分類號：密級：公開專業(yè)碩士學位論文發(fā)電廠升壓站二次系統(tǒng)電磁干擾及防護技術(shù)研究碩士研究生：任建峰導師：崔翔教授企業(yè)導師：張玉萍高工申請學位：工程碩士專業(yè)領域：電氣工程所在學院：電氣與電子工程學院答辯日期：年月授予學位單位：華北電力大學 刪洲眥吣：（）：粵：，： 華北電力大學碩士學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：此處所提交的碩士學位論文發(fā)電廠升壓站二次系統(tǒng)電磁干擾及防護技術(shù)研究，是本人在導師指導下，在華北電力大學攻讀碩士學位期間獨立進行研究工作所取得的成果。據(jù)本人所知，論文中除已注明部分外不包含他人已發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究工作做出重要貢獻的個人和集體，

2、均已在文中以明確方式注明。本聲明的法律結(jié)果將完全由本人承擔。學位論文作者簽名：化期期：加竹華北電力大學碩士學位論文使用授權(quán)書發(fā)電廠升壓站二次系統(tǒng)電磁干擾及防護技術(shù)研究系本人在華北電力大學攻讀工碩學位期間在導師指導下完成的工碩學位論文。本論文的研究成果歸華北電力大學所有，本論文的研究內(nèi)容不得以其它單位的名義發(fā)表。本人完全了解華北電力大學關(guān)于保存、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向有關(guān)部門送交論文的復印件和電子版本，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)華北電力大學，可以采用影印、縮印或其他復制手段保存論文，可以公布論文的全部或部分內(nèi)容。本學位論文屬于（請在以上相應方框內(nèi)打“一）：保密口，在不保密年解密

3、后適用本授權(quán)書作者簽名：雇逸啤日期：沙年月日期：口年月日導師簽名： 華北電力火學碩：學位論文摘要隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，電網(wǎng)容量不斷增大，電壓等級也隨之提高，以計算機、微電子技術(shù)為基礎的自動化設備趨于集成化、智能化以及功能一體化，這使電力系統(tǒng)中的電磁兼容性問題更加突出。本文全面地論述了電子設備的電磁兼容問題，比較詳細地分析了干擾源、干擾的傳播途徑。并介紹了有效抑制和防止干擾的各種措施及其原理。文章從電磁兼容性設計的特點出發(fā)，結(jié)合電磁兼容性設計的內(nèi)容，對干擾源的抑制，屏蔽、濾波、接地、設計、搭接、布局與線纜的方法和注意事項進行闡述。按規(guī)定的電磁兼容標準進行電磁兼容設計是預防出現(xiàn)電磁干擾的一個基本要求

4、。電磁環(huán)境是千變?nèi)f化的，要真正達到經(jīng)濟上和技術(shù)上的電磁兼容，保證一、二次設備運行的可靠性，必須根據(jù)具體情況，靈活運用各的電磁兼容技術(shù)措施。包括屏蔽措施、減少強電回路的感應耦合、接地和減少共阻抗耦合、隔離措施、濾波、計算機供電電源的抗干擾措施等。針對目前典型布置的升壓站二次系統(tǒng)，即繼電保護及控制設備“下放一，對升壓站電磁干擾進行分析，對“下放的二次系統(tǒng)抗干擾措施進行研究。并在某發(fā)電廠升壓站的保護與控制系統(tǒng)設計中采用了上述成果，該發(fā)電廠升壓站運行一年來未發(fā)生電磁干擾問題，表明上述抗電磁干擾措施的有效性。種技術(shù)和措施。筆者根據(jù)實際運行情況，并吸收兄弟單位的經(jīng)驗，總結(jié)幾種常用關(guān)鍵詞：升壓站，二次系統(tǒng)，

5、電磁兼容，防護技術(shù)華北電力大學碩十學位論文，托什竹，”竹，；，：目錄摘要第章引言電磁兼容的起源與發(fā)展電磁干擾三要素電磁干擾源耦合途徑敏感設備火力發(fā)電廠升壓站現(xiàn)狀本文的工作第章升壓站的電磁環(huán)境分析升壓站電磁干擾源分析高壓電升壓站電磁干擾強度分析開關(guān)操作雷電沖擊高壓母線單相接地故障高壓線路產(chǎn)生的工頻電磁場霹其它干擾源第章抗電磁干擾的主要措施屏蔽措施減少強電回路的感應耦合接地和減少共阻抗耦合綜合自動化系統(tǒng)的地線種類微機電源接地（）和數(shù)字接地的處理數(shù)字地和模擬地的處理隔離措施模擬量的隔離一開關(guān)量輸入、輸出的隔離其他隔離措施濾波計算機供電電源的抗干擾措施采用隔離變壓器隔離采用電源濾波器采用不間斷電源采用

6、氧化鋅壓敏電阻第章對保護控制設備抗干擾能力試驗及評估標準抗擾度試驗抗擾度試驗等級靜電放電抗擾度試驗輻射場抗擾度試驗快速瞬為電脈沖群抗擾度試驗沖擊（浪涌）抗擾度試驗華北電力人學碩學位論文對射頻場感應的傳導干擾的抗擾度試驗工頻磁場抗擾度試驗脈沖磁場抗擾度試驗阻尼振蕩磁場抗擾度試驗電壓暫降、短時中斷的電壓變化抗擾度試驗振蕩波抗擾度試驗試驗結(jié)果評估標準第章保護控制設備下放的基本考慮屏蔽的基本理論遠場、近場、波阻抗及集膚深度金屬板材的反射、吸收和屏蔽效能金屬網(wǎng)的屏蔽效能實際屏蔽體的屏蔽效能屏蔽材料的選擇材料特性屏蔽材料分析、選擇：屏蔽效能的估算鍍鋅鋼板的屏蔽效能金屬網(wǎng)的屏蔽效能保護小室整體屏蔽效能的評估

7、其他問題電源濾波器以及進出信號電纜的處理保護小室的接地門窗第章發(fā)電廠升壓站抗干擾技術(shù)運用實例風凌渡發(fā)電廠概況電廠建設規(guī)模升壓站平面布置升壓站的抗干擾措施隔離和屏蔽保護小室的屏蔽層等電位網(wǎng)的布置微機電源的抗干擾保護裝置抗干擾能力小結(jié)及應用情況小結(jié)應用情況第章結(jié)論與展望結(jié)論展望參考文獻攻讀工程碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果致謝作者簡介華北電力大學碩學位論文第章引言隨著科學技術(shù)的進步，社會的物質(zhì)財富及精神財富日益豐富多彩，人們的生活條件更加便利，但另一方面卻導致社會均衡遭到破壞，出現(xiàn)了許多副作用。在電工領域這一情況也毫不例外，隨著電工技術(shù)的飛速發(fā)展，陸續(xù)出現(xiàn)很多危害影響，例如，微波及超高壓輸電線的

8、日益擴展，將對人類及動植物生態(tài)發(fā)生嚴重的影響；又如電氣和電子設備的種類、數(shù)量的增加以及電能消耗量的加大，不必要的電磁能量也隨之加大，由此將伴隨產(chǎn)生大系統(tǒng)的誤動作等。計算機監(jiān)控系統(tǒng)、微機保護以及系統(tǒng)通信技術(shù)構(gòu)成了變電站的綜合自動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有運行可靠、占地面積少、設計、運行、維護簡單等突出優(yōu)點。但大量電氣、電子設備的廣泛應用，形成了復雜的電磁環(huán)境。電磁干擾（）和電磁敏感度（）已成為綜合自動化變電站設計過程中必須考慮的問題。如何使變電站內(nèi)的電氣設備既不受外來干擾影響，也不對所處環(huán)境和其他設備造成干擾，維持共存的電磁環(huán)境、相互兼容，均能正常工作，是電廠、電站設計必須解決的課題。為了保證電氣設備在

9、復雜的電磁環(huán)境中能夠正常工作，同時減少自身對環(huán)境產(chǎn)生的電磁污染，許多國家都頒布了電磁兼容性標準，國際電工委員會（）設立的國際無線電干擾特委會（）于世紀年代制定了系列電子、電氣設備的電磁干擾限制標準。年代后，我國參照標準制定了若干相關(guān)國家標準。而今，抗電磁干擾和防護設計已成為變電站設計的重要內(nèi)容。就發(fā)電廠而言，出于運行方式靈活的需要，許多發(fā)電廠在廠內(nèi)設置主要由高壓配電裝置、高壓母線、變壓器、傳輸線等組成的升壓站，其相應的網(wǎng)絡控制、保護、遠動等設備構(gòu)成了升壓站二次系統(tǒng)。升壓站工頻電磁場、開關(guān)操作、雷擊、接地等瞬態(tài)電磁過程會對二次系統(tǒng)造成較大的電磁干擾，影響敏感設備的正常工作。筆者結(jié)合多年發(fā)電廠電氣

10、設計工作經(jīng)驗，對升壓站電磁干擾問題及其防護技術(shù)進行研究分析。電磁兼容的起源與發(fā)展電磁兼容的英文名稱為，簡稱。是從過去的“電磁干擾發(fā)展起來的，而對電磁干擾的研究工作可上溯到世紀。到上世紀年代后，各工業(yè)國家都日益重視電磁干擾的研究，成立了許多相關(guān)的國際組織。美國自年開始，頒布了一系列電磁兼容方面的設計規(guī)范，并不斷地加以充實和完善，使得電磁兼容技術(shù)進入新的階段。上世紀年代以來，華北電力大學碩十學位論文現(xiàn)代科學技術(shù)向高頻、高速、高靈敏度、高安裝密度、高集成度、高可靠性方向發(fā)展，其應用范圍越來越廣，滲透到社會的每一個角落，使得獲得空前的大發(fā)展。各國都注重教育和培訓及學術(shù)交流，以年為例，就舉辦了次國際性的

11、一流學術(shù)交流會和培訓班，涉及東道國有美國、德國、日本、瑞士波蘭、西班牙、意大利、英國、澳大利亞、以色列等國家。研究的熱點已涉及許多方面，如計算機安全；電信設備電磁兼容；無線設備、工業(yè)控制設備；各種線纜的輻射和控制；超高壓輸電線及交流電氣設備的電磁影響；接地系統(tǒng)，屏蔽系統(tǒng)等。我國工作開展較晚，但在此領域的研究探索和實際應用也取得了較豐碩的成果。自九十年代以來，我國廣大工程技術(shù)人員不斷探索，使新理論新技術(shù)在領域內(nèi)得到廣泛應用，如“預測中法的一種建模技術(shù)對飛機的相關(guān)電磁特性進行了分析預測，“人體電磁效應計算的數(shù)據(jù)疊接技術(shù)在的基礎上采用數(shù)據(jù)疊接技術(shù)分段計算了人體電磁效應的比吸收率，“與經(jīng)典方法之比較把

12、流體力學領域的微分變換與結(jié)合起來處理任意開關(guān)目標的電磁散射過程。還有大量的文獻研究了無耗均勻傳輸線的系統(tǒng)特性、場對雙絞線的電磁耦合研究、屏蔽理論和應用研究以及電纜間的串擾研究等。我國在領域的其它方面，也有大量的成果涌現(xiàn)。如測試場地對測試精度的影響引起了普遍重視，電磁危害的分析研究不斷深入，電磁干擾抑制技術(shù)不斷取得新進展，新工藝新材料新方法層出不窮，等等。與國際發(fā)展相比，我國在工作的深度、廣度以及研究試驗工作的技術(shù)裝備方面，還存在一定的差距。電磁兼容工作滲透到每一個電氣電子系統(tǒng)及設備中，只有通過總體設計部門管理協(xié)調(diào)，才能解決電磁兼容性問題。我們在長期工作中組織管理沒有投入足夠的人力物力做深入的研

13、究，這些經(jīng)驗往往不能很好的積累、提高和推廣，形成不了設計規(guī)范，導致目前國內(nèi)發(fā)電廠及變電站二次系統(tǒng)受干擾問題一直沒能得到實質(zhì)性地解決。電磁干擾三要素由電磁干擾源發(fā)射的電磁能量，經(jīng)過耦合途徑傳輸?shù)矫舾性O備，稱為電磁形成電磁干擾必須具備三個基本要素。干擾效應。廣義來講，凡是不希望的（非預期的）電磁能量都可以稱為電磁干擾。華北電力大學碩？學位論文電磁干擾源任何形式的自然或電能裝置所發(fā)射的電磁能量，能使共享同一環(huán)境的人或其他生物受到傷害，或使其他設備、分設備或系統(tǒng)發(fā)生電磁危害，導致性能降級或失效，即稱之為電磁干擾源（）。用數(shù)學語言描述就是，大的地方就是干擾源。電磁干擾是人們早就發(fā)現(xiàn)的電磁現(xiàn)象。一些電器、

14、電子設備工作時所產(chǎn)生的電磁波，容易對周圍的其他電氣、電子設備形成電磁干擾，引發(fā)故障或者影響信號的傳輸。另外，過度的電磁干擾會形成電磁污染，危害人們的身體健康，破壞生態(tài)平衡。電磁污染的來源包括雷電（包括核爆等強電磁脈沖）、靜電及所有電氣的動作（包括正常及非正常的）過程。如衛(wèi)星通信、飛機航行的智能化、通信無線塔、超高壓輸電線路、工廠自動化生產(chǎn)線、電氣牽引饋電系統(tǒng)的諧波、大型醫(yī)療設備、物理儀器、家用儀器、電動工具、移動電話、遙控儀表、集成模塊、印刷電路板等，凡有電磁現(xiàn)象存在的地方都有電磁干擾問題。絕緣物體的相對摩擦也會產(chǎn)生可怕的靜電效應。例如，高速飛行器與大氣的相對運動、合成材料的纏繞、流體（石油、

15、天然氣等）的高速傳輸、化纖織物與人體的摩擦等，由于靜電積聚的隱蔽性和釋放過程的突發(fā)性，造成的危害程度不亞于諧波和強電磁脈沖。”耦合途徑缸傳輸電磁干擾的通路或媒介稱為耦合途徑（），典型的是通過導線的傳導和空間輻射。如電源線、地線、周圍空間等。按照電磁場理論，分析電磁現(xiàn)象時主要考慮時變特性和介質(zhì)這兩個因素。在低頻時通常認為介電參數(shù)為常量，電磁耦合效應被忽略：對于中高頻，介質(zhì)參數(shù)與頻率和空間尺寸有關(guān)，電磁耦合不能忽略；而在微波頻段，介質(zhì)參數(shù)除了與本身電磁特性有關(guān)外，還與空間尺寸和幾何結(jié)構(gòu)有關(guān)，電磁耦合更是占據(jù)了主導地位。研究電磁干擾的傳輸方式，對制定抗干擾的措施，消除或抑制干擾具有重要的意義。電磁干

16、擾的傳輸方式大體分為空間傳播的電磁輻射（）耦合方式與電路傳輸?shù)膫鲗Вǎ┓绞健ｋ姶泡椛涓蓴_是指通過電磁源空間傳播到敏感設備的干擾。例如，輸電線路電暈產(chǎn)生的無線電干擾或電視干擾即屬于輻射型干擾。電磁輻射干擾近場表現(xiàn)為靜電感應與電磁感應導致的干擾，遠場則為通過輻射電磁波造成的干擾。任一載流導體周圍都產(chǎn)生感應電磁場并向外輻射一定強度的電磁波，相當于一段發(fā)射天華北電力大學碩十學位論文線，處于電磁場中的任一導體則相當一段接收天線，會感生一定電勢，導體的這種天線效應是導致電子、電氣設備相互產(chǎn)生電磁輻射干擾的根本原因。高壓架空輸電線及變配電裝置，由于開關(guān)或?qū)Ь€聯(lián)接接觸不良處的火花放電、金具或?qū)Ь€電暈放電或變壓

17、器漏磁等原因，可能產(chǎn)生的電磁輻射干擾。當離干擾源一定距離處的電子設備接收的干擾信號強度超過其防護率時，將無法正常工作。傳導干擾是經(jīng)導線、金屬管道、公共接地阻抗等導電路徑傳播的干擾。只要有連接便可能傳導電磁干擾。干擾信號可通過電源回路、負載回路、信號回路及任何引入（出）建筑物的金屬管線傳入（出）電子、電氣設備，使之受到干擾或干擾網(wǎng)絡中的其他設備。工程實踐表明，影響最大的是電源回路傳導的干擾，其中最易導致電子設備故障停運或運行錯亂的是脈寬小于的干擾脈沖與瞬變噪聲，以及持續(xù)時問大于的持續(xù)噪聲。產(chǎn)生干擾脈沖與瞬變噪聲的主要原因有電力負載通斷、電容器投入、熔斷器熔斷、繼電器類感性負載切斷、雷電等等，多為

18、不規(guī)則的正、負脈沖或振蕩脈沖，其尖峰電壓可達一，電流可達，以斷開感性負載情況最嚴重。持續(xù)噪聲主要有：持續(xù)欠電壓與過電壓、電壓缺口（多為短路或過載時斷路器動作引起的以上的停電）、大容量異步電機啟動或雷電引起的擾動，等等。：敏感設備敏感設備（）是指當受到干擾源發(fā)射的電磁能量作用時，會受到傷害的人或其他生物，以及會發(fā)生電磁危害導致性能降級或失效的器件、設備、分系統(tǒng)或系統(tǒng)。如：、變換器，單片機，數(shù)字、弱信號放大器等。值得注意的是，許多器件、設備、分系統(tǒng)或系統(tǒng)往往既是電磁干擾源又是敏感設備?；鹆Πl(fā)電廠升壓站現(xiàn)狀火力發(fā)電廠的工作環(huán)境十分惡劣，對電子設備產(chǎn)生干擾的源頭較多，各種高電壓、大電流、大電感的設備周

19、圍都存在很強的電磁場，并且經(jīng)常發(fā)生變化，這些電磁場通過多種方式進入到電子設備中，影響電子設備穩(wěn)定運行，甚至直接影響設備的安全。隨著我國電網(wǎng)建設的發(fā)展，發(fā)電廠升壓站的技術(shù)也日臻完善。大型發(fā)電廠的升壓站規(guī)模比較大，將保護和控制設備下放到開關(guān)場中，可以簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，簡化安裝、運行和維護工作量，提高系統(tǒng)精度。同時可以節(jié)省大量的電纜，降低工程造價，目前采用保護下放已是變電站發(fā)展的一種趨勢。但是，制約這項技術(shù)的關(guān)鍵問題是如何抵御升壓站瞬態(tài)的電磁環(huán)境對開關(guān)場內(nèi)繼電器室的華北電力大學碩：學位論文保護設備的輻射和傳導電磁干擾。因為高壓電氣設備運行過程中的開關(guān)操作，短路故障等產(chǎn)生的暫態(tài)過程、雷電沖擊、靜電放電等都

20、是一些電磁干擾源，它們會干擾十分敏感的自動控制設備、繼電保護和通信設備等的正常工作。本文的工作發(fā)電廠升電站是復雜電磁環(huán)境的典型代表。升壓站中各種電磁干擾源如：電場、磁場、雷電和操作沖擊及各種放電現(xiàn)象，構(gòu)成了升壓站復雜而惡劣的電磁環(huán)境。越是電壓高、容量大的升壓站，越是需要應用更加先進的二次設備來對一次系統(tǒng)進行保護和監(jiān)控。同時，又由于一次系統(tǒng)電壓高、容量大，所產(chǎn)生的電磁干擾現(xiàn)象也更嚴重，對二次回路造成更強烈的影響。本文將分析發(fā)電廠升壓站內(nèi)二次系統(tǒng)中受干擾的主要來源及對微機保護的影響，介紹抗電磁干擾通常采用的措施。根據(jù)二次保護設備抗干擾能力試驗及評估標準，分析抗干擾應采取的主要措施。通過對屏蔽材料的

21、選擇和屏蔽效能的估算，總結(jié)抗干擾最有效的措施。：，華北乜力人學碩：學位論文第章升壓站的電磁環(huán)境分析升壓站電磁干擾源分析升壓站是復雜電磁環(huán)境的代表，絕大多數(shù)電磁干擾現(xiàn)象在升壓站中均有發(fā)生，如低頻的、高頻帶的、傳導的或輻射的、連續(xù)的或暫念的，以及靜電放電。主要的干擾及其起因和傳播途徑如下：（一）高壓隔離開關(guān)和斷路器的操作。這些操作可能在母線或線路上引起含有多種頻率分量的衰減振蕩波；母線（或電氣設備問的的連線）以天線方式，將其電壓、電流以暫態(tài)電磁場的形式向周圍空間輻射能量，同時通過連接在母線或線路上的測量設備（、等）直接耦合至二次回路。（）雷擊線路、構(gòu)架和控制樓。直擊雷擊到戶外線路或構(gòu)件，會有大電流

22、流入接地網(wǎng)，二次電纜的屏蔽層在不同的接地點接地時，就會因地網(wǎng)電阻的存路感應的過電壓也會通過測量設備引入二次回路。（三）系統(tǒng)短路故障。這會和雷擊構(gòu)件一樣引起地網(wǎng)電位的升高，而引起（四）靠近高壓線路受其工頻電磁場作用。這對于等電子束類的顯示（五）局部放電（電暈、沿面放電）。產(chǎn)生頻率較高的電磁輻射；可能在電（六）二次回路中的開關(guān)操作。由于感性負載的存在，在二次回路的信號電源端口以及控制端口產(chǎn)生快速瞬變的脈沖干擾。（七）電源本身，如電壓波動、電壓暫降、短時中斷、電源頻率變化及諧（八）靜電放電。這是由于工作人員對于設備造成的，可能引起設備喪失（九）無線電發(fā)射機（步話機）。運行或檢修人員使用的手持式對講機

23、或附在而產(chǎn)生流過屏蔽層的瞬態(tài)電流，從而在二次電纜的芯線中感應出干擾電壓；線二次電纜中的干擾電壓。設備產(chǎn)生干擾是十分明顯的。子設備的線路中引起干擾。波等。其功能。近的電臺，它們所產(chǎn)生的高頻場，比局部放電（電暈、沿面放電）要求嚴重些。華北電力大學碩：學位論文“；，。一。一型衛(wèi)），！，。§）幾昌武，西艷發(fā)電機（）：變壓卜口、：、飛贏一。成、晟嵐嵐鳳、圖升壓站中主要干擾示意圖圖中：（）高壓電網(wǎng)的操作干擾，（）閃電沖擊干擾，（）系統(tǒng)短路故障干擾，（）高壓線路干擾；（）局部放電干擾；（）二次回路開關(guān)操作干擾：（）電源本身干擾；（）靜電放電干擾；（）對講機或附近電臺干擾。以上圖示為發(fā)電廠升壓站中的

24、主要干擾因素。接下來通過參考國外相關(guān)的研究報告、以及利用程序?qū)ι龎赫镜囊恍簯B(tài)過程進行的計算結(jié)果，結(jié)合我們的一些實際研究和實測數(shù)據(jù)，給予出各種干擾的典型數(shù)值。高壓電升壓站電磁干擾強度分析開關(guān)操作開關(guān)操作產(chǎn)生的暫態(tài)干擾的特性升壓站中主要有以下幾種開關(guān)操作：隔離開關(guān)操作高壓母線；斷路器操作高壓母線和高壓線路：投切電容器組；投切空載變壓器及電抗器。由于電容、電感均為儲能元件，當開關(guān)操作使其狀態(tài)發(fā)生變化時，會產(chǎn)生暫態(tài)過電壓。特別是在隔離開關(guān)和熄弧性能較差的斷路器操作時，有可能在觸頭之間發(fā)生一系列的電弧熄滅和重燃（重擊穿），從觸頭第一次重擊穿至最后一次重擊穿，有時會持續(xù)秒鐘以上。由于開關(guān)操作的母線上接有

25、其它電氣設備，構(gòu)成了復雜的振蕩網(wǎng)絡，決定了暫態(tài)振蕩電壓波形為包含多種頻率分量的衰減振蕩波。而母線（或電氣設備間的華北電力大學碩一：學位論文連線）表現(xiàn)為一復雜結(jié)構(gòu)的天線，將其電壓、電流以暫態(tài)電磁場的形式向周圍空間輻射能量，同時這一暫態(tài)過程還可以通過母線上連接的、及等直接耦合次回路中去。因此，在二次回路中可出現(xiàn)大量的、快速衰減的、振蕩的脈沖。例如，隔離開關(guān)單相合閘和分閘時，二次回路中暫態(tài)電壓的幅值和重復率（即單位時間內(nèi)出現(xiàn)電弧重燃次數(shù)）與動觸頭運動時間的關(guān)系曲線如圖所示。分閘的初期，重復率很高，暫態(tài)電壓幅值較小，隨觸頭運動時間距離的加大，重復率減小，幅值增大。合閘時則相反，暫態(tài)電壓的幅值，隨觸頭運

26、動時間增大而減小，重復率則增大。但是在分閘過程剛開始和合閘過程即將結(jié)束的一段短時間內(nèi)，重復率隨動觸頭時間表的變化關(guān)系出現(xiàn)相反的規(guī)律。其主要原因是這段時期斷口距離很小，間隙的介質(zhì)恢復速度較慢，重燃電壓低，高頻電流小，電弧電流中的工頻分量起主導作用，電弧只有在工頻電流過零時才能熄滅，故重燃次數(shù)反而減少。根據(jù)實測結(jié)果，開關(guān)操作產(chǎn)生的干擾波形的頻率一般為姍，每串干擾波的持續(xù)時間為一，每串干擾波的能量從幾毫焦耳到數(shù)十焦耳。單相操作時，在一個工頻周波內(nèi)，干擾出現(xiàn)的次數(shù)約從次到次；大部分干擾波在個振蕩周期后即衰減至最大值的。一迥驏時間（）（）合閘華北電力大學碩：學位論文二王蚓辨。（）分閘圖隔離開關(guān)單相操作時

27、二次同路中暫態(tài)電壓的幅值和重復率從理論分析，結(jié)合實測數(shù)據(jù)可得出如下規(guī)律：（）暫態(tài)場的幅值隨電壓等級的增高而增高，主導頻率隨電壓等級的增高而降低，這是由于電壓等級高，母線對地電容增大之故。（）斷路器操作引起的暫態(tài)重復頻率低，持續(xù)時間短。慢速隔離開關(guān)一次操作中可能產(chǎn)生上萬個脈沖，而快速開關(guān)只產(chǎn)生幾十個。開關(guān)操作產(chǎn)生的暫態(tài)電磁場強度美國在對升壓站中操作暫態(tài)的電磁場實測的工作做的較多。表列出了美國在母線長，及母線長。、斷路器為油斷路器，斷路器為斷路器。在表和表中另外列出了德國及瑞士在升壓站中開關(guān)操作時的實測數(shù)據(jù)。融華北電力大學碩：學位論文表高壓升壓站中電磁場的實測結(jié)果（美國）嘲開測量參關(guān)數(shù)電場磁場電場

28、電場磁場磁場（）（）（）（）隔平均幅離值開最大幅關(guān)值平均幅斷路值器最大幅值表升壓站中在母線附近的暫態(tài)電場振幅及頻率（德國）跚頻率范圍最大到最大到最大到表升壓站中高頻場的強度以及二次電路中的電壓的范圍（瑞士）嘲以下戶外升壓以下氣體絕緣站站頻率范圍刪以下高頻場（約米）大到大到未屏蔽二次線中感應電壓大到大到共模：共模：已屏蔽二次線中感應電壓差模：差模：影響暫態(tài)電磁場的因素）母線下方突出的接地物體對暫態(tài)場的加強圓表是在升壓站內(nèi)測得的母線下方有突出的接地物體時的結(jié)果。由表可見，突出地面的接地體頂部的電場比該處自由空間的電場平均加強了約倍。所以應注意不要將二次保護等設備安裝在高出地面的金屬物體上。華北電力

29、大學碩：學位論文表地面上突出物對操作暫態(tài)場的加強序號自由空間電場（）平均鋁梯頂部電場（）距邊相母母投影不同距離的影響訂，暫態(tài)場隨距離衰減，表為升壓站的實測數(shù)據(jù)。由于暫態(tài)場是由開關(guān)操作引起的暫態(tài)電流產(chǎn)生的，所以若把母線當作干擾源，則由表可以看出，隨著與干擾源距離的增加，暫態(tài)場幅值有明顯的衰減趨勢。但是，由于暫態(tài)場中含有多種頻率成份，這種衰減關(guān)系不明顯。某一位置的觀察點，對母線電流中的高頻而言，表現(xiàn)為遠場；而對低頻成份而言，則表現(xiàn)為近場。遠場中電磁場都隨對源的距離按線性關(guān)系衰減；而近場中電磁場則視源的性質(zhì)，分別以對源距離的二次方和三次方關(guān)系衰減；再加上周圍接地或其它物體的折反射，所以升壓站中干擾源

30、與距離的關(guān)系不能以簡單的關(guān)系計算。一表不同位置操作暫態(tài)場幅值與母線的距離（）垂直電場（）水平磁場（）二次回路中的瞬態(tài)過電壓表數(shù)據(jù)為南斯拉夫研究所在和升壓站對由于高壓開關(guān)操作在二次回路中引起的瞬態(tài)電壓的實測結(jié)果。從表看升壓站的二次回路中過電壓比升壓站中的高。表為美國在升壓站繼電保護控制線上所測到的暫態(tài)電壓和電流。表是武漢高壓研究所對升壓站合空母線進行的模擬研究結(jié)果。從表中數(shù)據(jù)看，二次電纜的芯線干擾電壓可達幾。表控制線上暫態(tài)電壓和電流的最大值（峰值）嗍電壓等級（）電流（）電壓（）刪耋輜號呻一冀踞剝毯卜舊卜裂，。卜中瀣手制甘舞霸遼導中，哥毯鄢椎趙蘭瀣鍬側(cè)毯卜呻疆哥積，寸呻；勇心地瀣側(cè)西哥輔一呻稚導呻

31、，餐蚓螺刪腳毖曲鞭，卜瀣刪印趔稚廿鷥翻鹺刪哥毯，裂甘，一一：舌咼呻寸寸盒甘量警呻寸警呻毒餐寸吲導警套盤皇暑魯鹺弋，皇日療。趔求它一厶弋，一一葛。專口皤凸，至譬專筍專，】衛(wèi)幽昌一一專葛一專躥一療一，華北電力大學碩一：學位論文表合空母經(jīng)時的干擾電壓。與母線有無耦合關(guān)接地情況項目耦合關(guān)系的電纜系的電纜（）（）設備端外皮點位控制室設備端電纜外皮兩端接地外皮電流控制室芯線對地干擾電壓芯線之間干擾電壓設備端。外皮點位控制室設備端外皮在設備端接地外皮電流控制室芯線對地干擾電壓芯線之間干擾電壓設備端外皮點位控制室外皮在控制室端接設備端地外皮電流控制室芯線對地干擾電壓芯線之間干擾電壓雷電沖擊雷擊不會直接打到二次

32、回路，而是由兩個渠道間接對其產(chǎn)生干擾鍆：）雷擊高壓線路、或雷擊桿塔及避雷線引起絕緣子閃絡在高壓線路上產(chǎn)生暫態(tài)過電壓，或雷擊避雷線及雷擊大地等在高壓線路上產(chǎn)生感應過電壓。出現(xiàn)在高壓線路中的暫態(tài)過電壓會經(jīng)過互感器（，、）傳遞到二次回路。）雷擊避雷線及桿塔、或雷擊升壓站的結(jié)構(gòu)件會產(chǎn)生一個很大的、流入接地系統(tǒng)的暫態(tài)電流，使得接地系統(tǒng)中各點（各接地裝置處）產(chǎn)生較大的電位差，從而在電纜的屏蔽層等處出現(xiàn)了暫態(tài)干擾電壓，使通過電纜外皮的電流增加。霄擊高壓線或升壓站接地元件時，二次回路中的瞬態(tài)過電壓大小與高壓回路一華北電力大學碩十學位論文中電壓脈沖的波形和大小有關(guān)：脈沖的峰值越高，二次回路中過電壓值也越大，脈沖

33、的上升時間越短，二次回路中過電壓值也越大。表是電子研究所在個升壓站施加不同沖擊波，在二次回路中所形成的過電壓最大值，瞬態(tài)過電壓是在升壓站繼保室的二次回路終端測量的。由表到看出（標，注項），當上升時間特別陡峭的雷電波作用時，二次回路中的過電壓也特別大，可超過。但幅值很高，且波頭又特別陡（達數(shù)行）的雷擊概率很小，屬小概率事件，可不考慮。其原因如下：根據(jù)雷電觀測及統(tǒng)計，雷電流的波頭和波長時間皆為隨機變量，波頭大約在左右，波長約在左右，因此，一般采用的沖擊波模擬雷電波。而當雷擊升壓站進線段（近區(qū)雷擊）引起絕緣子閃絡（反擊）時，產(chǎn)生一個波頭很陡的雷電沖擊波，沿線路侵入升壓站，因此進行雷電沖擊試驗時采用的

34、沖擊波形。升壓站在采取了防雷保護設計以后，升壓站的最大雷擊過電壓不應超過，升壓站的最大雷電過電壓不應超過。華北乜力大學碩學位論文表由雷擊產(chǎn)生的二次回路中瞬態(tài)過電壓最大值（單位：）雷電沖擊波二次回路中瞬態(tài)過電壓最大值指令一信升壓站幅值（，峰值）波形（）號電路“”在前沿截止的“”木木“”木宰“”“”表為武漢高壓研究所對雷擊升壓站時，在二次電纜中產(chǎn)生的干擾電壓的研究結(jié)果。由此也可看出，雷電干擾電壓比較高，芯線對地干擾電壓可達以上，干擾電壓頻率也比較高，約幾百至幾。華北電力大學碩十學位論文表雷擊升壓站時，二次電纜的干擾電壓與母線有耦無耦合關(guān)系接地情況項目合關(guān)系的電纜的電纜設備端外皮點位控制室電纜外皮兩

35、端接地外皮電流設備端控制室芯線對地干擾電壓芯線之間干擾電壓設備端外皮點位控制室外皮在設備外皮電流設備端端接地控制室芯線對地干擾電壓芯線之間干擾電壓設備端外皮點位控制室外皮在控制外皮電流設備端室端接地控制室芯線對地干擾電壓芯線之間干擾電壓由此可見，由雷擊升壓站在二次回路中生的瞬態(tài)過電壓的最大值可達；而二次電纜的干擾電壓最高可達，其頻率可達幾。高壓母線單相接地故障升壓站內(nèi)由于系統(tǒng)對地短路，大電流經(jīng)接地點泄入地網(wǎng)，使接地點乃至整個地網(wǎng)的電位提高。如果二次回路和接地網(wǎng)的連接點靠近大電流的入地點，則這些點的電位隨之升高，在二次回路中造成共模干擾電壓。二次電纜的外皮在電纜兩端與地網(wǎng)相連，由于兩端的接地點電位不相等，將有電流流過二次電纜外皮，通過電磁耦合在二次電纜芯線上感應縱向電勢，迭加在信號上造成干擾。表是武漢高壓研究所對升壓站內(nèi)高壓母線單相接地時，在二次電纜上產(chǎn)生干擾電壓的研究結(jié)果，從結(jié)果看，電纜芯線干擾電壓可以從幾十伏到近萬伏