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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，分析了諧振對高壓電氣設備的影響，并提出了預防過電壓的措施:第一，優(yōu)化弓網(wǎng)關系，提升高壓電氣設備的安全性。第二，嚴格規(guī)范電力機車高壓電氣設備的操作步驟。第三，抑制因外部因素產(chǎn)生過電壓而對電氣設備造成影響。第四，提升電力機車高壓電氣設備的絕緣水平。

關鍵詞:過電壓;電力機車;高壓電氣設備

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

1預防諧振對高壓電氣設備的影響

電力機車在運行中會因電弓振動、對地電容震蕩、中性線嵌入、電壓感應器互感、電流變壓器運行等因素在電力網(wǎng)中形成的諧振而導致過電壓的出現(xiàn)。特別是在電力機車進入到特殊區(qū)域、過分相無電區(qū)域時，高壓電氣設備中會形成有害的諧振回路，而一旦形成回路后又會因感應電壓、過分相無電區(qū)而在整個電氣設備體系中出現(xiàn)電壓強度的震蕩作用，致使功能元器件產(chǎn)生過電壓，對電力機車高壓電氣設備的安全運行造成了嚴重影響。預防諧振的形成和過電壓的威脅主要依靠系統(tǒng)強化和技術調(diào)整兩個具體手段:第一，要針對電力機車高壓電氣設備整體進行諧振防護，提升電力機車高壓電氣設備系統(tǒng)的自我保護能力，通過設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)生的頻率和強度，設置穩(wěn)壓器和變壓器以消除有害諧振波對電力機車高壓電氣設備的沖擊作用，實現(xiàn)調(diào)控過電壓發(fā)生頻率和沖擊水平的目標。

2優(yōu)化弓網(wǎng)關系，提升高壓電氣設備的安全性

從電力機車能源傳輸和高壓電氣設備電流供應的角度來看，弓網(wǎng)結構是電力機車電能的傳輸節(jié)點，也是由于接觸和震蕩而形成過電壓的主要原因。在弓網(wǎng)關系中，導線、受電弓之間存在連接點，為確保供電的穩(wěn)定性一般都會采取懸掛、支撐等機械性方式以確保連接點的穩(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導致銜接點接觸不良，在高強度運行狀態(tài)下會在電力機車高壓電氣設備系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生有害的高階諧振過電壓。弓網(wǎng)關系如果不協(xié)調(diào)、不穩(wěn)定，就會導致過電壓以超量、超飽和的狀態(tài)進入到變壓裝置和電氣元件，會使互感器、受電弓、觸點、電力網(wǎng)等部分出現(xiàn)高溫、放電、拉弧等問題，對電力機車高壓電氣設備的整體運行造成了嚴重的沖擊和影響。在優(yōu)化弓網(wǎng)關系的過程中，要提高觸網(wǎng)點、導線、懸掛點的彈性，有效應對電力機車在特殊條件和惡劣氣候情況下接觸點的連續(xù)和銜接，預防受電弓出現(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，要結合高壓電氣設備的運行狀態(tài)采取繞組、互感器、潤滑等設備和手段來提高接觸的穩(wěn)定性和連續(xù)性，進而消除受電弓產(chǎn)生的高頻率過電壓。在優(yōu)化弓網(wǎng)關系的過程中，要調(diào)整互感器、變壓器的運行參數(shù)，提升受電弓、導線、觸點的導電性能，抑制過飽和電壓對電力機車高壓電氣設備的沖擊，進而有效保證受電弓、電力線、觸網(wǎng)點的安全運行。

3嚴格規(guī)范電力機車高壓電氣設備的操作

人是電力機車高壓電氣設備運行中最重要的不可控因素，容易因人的行為失誤、認知錯誤、思維疏漏而產(chǎn)生各種錯誤，進而影響電氣設備的穩(wěn)定性。在操作上引起的過電壓主要可劃分為兩部分:第一，在電力機車高壓電氣設備內(nèi)部的操作過程中，因負荷增加、系統(tǒng)重啟、電力中斷等因素的出現(xiàn)導致在電力系統(tǒng)中產(chǎn)生過壓電流。第二，因電壓突變、操作錯誤、電流傳導等因素的出現(xiàn)導致在系統(tǒng)內(nèi)部形成過電壓。要預防和控制因人為因素而產(chǎn)生的過電壓應從兩方面入手:首先，調(diào)整電力機車高壓電氣系統(tǒng)，實現(xiàn)電流和電壓的自動化調(diào)控目標，避免過電壓對電力機車高壓電氣設備造成沖擊。其次，規(guī)范人員對電力機車運行和高壓電氣設備維護的工作方式和操作方法，預防不規(guī)范動作和錯誤行為的發(fā)生，既要對電力機車高壓電氣設備進行有效保護，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)生過電壓對電氣設備造成影響

地球存在的磁暴、大氣層中的雷擊、外太空的太陽風暴都會在大距離電力網(wǎng)絡中產(chǎn)生過電壓沖擊效應，其中雷擊的影響最大，發(fā)生也最為頻繁。影響電力機車高壓電氣設備穩(wěn)定性的主要類型有兩種:第一，雷電直接擊中電力網(wǎng)線、電力機車和高壓電氣設備，在劇烈的放電過程中產(chǎn)生過電壓。第二，雷擊在電力機車和電力網(wǎng)絡周邊落地，且在接觸點附近產(chǎn)生因感應電壓放電而出現(xiàn)的過電壓。這兩種雷擊都會對電力網(wǎng)絡、電力機車、高壓電氣設備的運行造成嚴重影響，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，對高壓電氣設備的穩(wěn)定性和功能性均有著直接的影響。要想預防這兩種雷擊，首先，提升電力機車、電力網(wǎng)絡和高壓電氣設備的絕緣水平，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，使電力機車高壓電氣設備在雷暴天仍可安全連續(xù)的運行。其次，做好電流互感器、受電弓、整流器、斷路器、避雷器等關鍵裝置和設備的安裝和調(diào)試，有效提升電力機車、電力網(wǎng)絡、高壓電氣設備應對雷擊的能力。

5提升電力機車高壓電氣設備的絕緣水平

在電力機車高壓電氣設備的運行和維護過程中，對線路、元器件和功能部位的絕緣問題一直不夠重視，這就導致因外界環(huán)境、內(nèi)部運行而產(chǎn)生的過電壓在整個設備系統(tǒng)中持續(xù)震蕩、回擊、沖擊，嚴重影響了電力機車高壓電氣設備的穩(wěn)定運行。要想提升電力機車高壓電氣設備整個體系的絕緣水平就必須提升電力機車高壓電氣設備的避雷參數(shù)，抑制因外界因素和外界環(huán)境傳導而來的沖擊波和過電壓。同時，應從兩級絕緣和多級避雷的角度出發(fā)，落實電力機車高壓電氣設備防雷的措施和技術，真正實現(xiàn)對電力機車高壓電氣設備的過電壓防護。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，以保障電力機車高壓電氣設備的安全運行。

6結語

高壓電氣設備是電力機車運行的功能裝置和基礎設備，因受到環(huán)境、系統(tǒng)和操作等內(nèi)外因素的影響，過電壓會對高壓電氣設備產(chǎn)生沖擊和震蕩作用，進而導致電力機車出現(xiàn)安全事故。因此，技術人員要立足于高壓電氣設備的體系和運行實際，應從電力機車操控、高壓電氣設備維護、環(huán)境因素控制等具體情況出發(fā)，整合高壓電氣設備和電力系統(tǒng)，防范過電壓的產(chǎn)生、擴大和影響，從而維護電力機車高壓電氣設備的穩(wěn)定運行。

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作者:王長華 單位:中車大連機車車輛有限公司