陡波过电压的危害及预防〔摘要〕 气体绝缘金属封闭开关设备在电力系统得到广泛应用的同时，伴随而生的陡波过电压问题也渐渐引起人们的注意。阐述了陡波过电压产生的机理、特性、传播途径及危害性，分析了陡波过电压的影响因素，提出了防止陡波过电压产生的措施。〔关键词〕 气体绝缘金属封闭开关设备；隔离开关；过电压近 20 多年以来,气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)以其占地少、运转可靠、维修周期长等优点得到了广泛应用。但其隔离开关由于分合速度慢及灭弧性能差,在分合操作过程当中,触头间隙会发生多次燃熄弧,引起高频震荡而形成陡波过电压(VFTO),其上升时间紧迫至 4～20 ns,幅值一般低于 3 Pu(额定电压)。国外有讨论表明，当电压等级较低时，VFTO 的危害甚小,但在一定条件下,VFTO 会引起 300 kV 以上的高电压，造成 GIS 内部或外接设备击穿事故，给电力系统带来特别大损失。浙江北仑发电厂 500 kV GIS 系统就曾因隔离开关带电操作引起的陡波过电压使 GIS 盆式绝缘子对金属套管外表放电。1 陡波过电压产生的机理以隔离开关合上一段不带电的 GIS 回路为例，后者可以近似看作是一个集中电容。当触头间距离渐渐缩短，电源侧电压达到一定值时，隔离开关会发生第 1 次击穿，这一电弧在受触头运动、GIS 内 SF6气流灭弧等因素影响下，极易熄灭，燃熄弧时间极短。因此，在发生第 2 次击穿(重燃)时，电容上的残余电压便是前一次燃弧瞬间的电源电压。由于隔离开关的触头是不对称的，故不同极性电压(因系统电压为沟通电压，不同极性电压即指 X 轴上下的电压)下的击穿电压也有所不同，第 2 次击穿前触头间的电压差可能高于第 1 次，过电压也可能比第 1 次高。但是随着触头间距离渐渐缩短，击穿电压将越来越低，过电压也随之渐渐降低。由于隔离开关的分合速度太慢(如北仑电厂二期500 kV GIS 隔离开关分合时间近 10 s)，导致这种击穿过程在隔离开关的一次操作过程当中将发生数百次之多，从而产生一连串波头极陡、频度极密的特高频操作陡波过电压。GIS 设备被切断后，由上述过程最终形成的残余电荷会留在电容上，并保持相当长的时间。在下一次合闸的第一次击穿时，触头间的电压差往往大于 1 Pu，这会使过电压增高。2 特性GIS 中所充的 SF6 气体具备很高的绝缘强度，因此间隙距离比在同电压等级下的空气间隙小得多。当隔离开关触头发生击穿时，起弧过程非常快速，使注入网络的电压波形具备极高的上升(下降)...
