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GB/T 18481-2001暂时过电压和瞬态过电压

暂时过电压和瞬态过电压的定义

“暂时过电压” 是指其频率为工频或某次 谐波 （或间谐波） 频率， 且在其持续时间范围内无 衰减或慢衰减的过电压； “瞬态过电压” 为振荡的 或非振荡的， 通常衰减很快， 持续时间只有几毫秒 且为缓波前 （例如由一些操作产生） 的或几十个微 秒且为快波前 （例如由雷电产生） 的过电压。标准规定了暂时过电压和瞬态过电压要求。 由于暂时过电压和瞬态过电压主要和电气设备绝缘选择 有关， 也和所采用的保护方法有关， 因此将本标准的范围限定在 “交流电力系统中作用于电气设备的暂时 过电压和瞬态电压要求、 电气设备的绝缘水平， 以及 过电压保护方法”。 标准中仅选取了引用标准中的少量条文， 实际执行中必须参照相关的专业标准， 这在标准条文中已作了明确说明。 同时将属于其他原因如静电、 触及高压系统以及稳态波形畸变 （谐波） 造成 的过电压排除在外。

暂时过电压和瞬态过电压的原因

暂时过电压包括工频过电压和谐振过电压，一般与电力系统结构，容量，参数，运行方式，故障条件以及各种安全自动装置的特性有关，其中工频过电压一般由线路空载，接地故障和甩负荷等引起。谐振过电压一般因操作和故障引起系统元件参数出现不利组合产生。

瞬态过电压包括操作过电压和雷电过电压，其中操作过电压一般由以下原因产生：

1、线路切、合和重合

2、故障与切除故障

3、开断容性电流和开断较小或中等的感性电流

4、负载突变

雷电过电压一般由雷击引起。

暂时过电压和瞬态过电压的危害

1、引起电动机磁路饱和。对于电动机来说，电压过高必然使电动机铁芯磁通增加，可能导致磁路饱和，励磁电流过大，从而引起电动机温升过高。

2、损害电动机绝缘。中间直流回路电压升高后，变频器输出电压的脉冲幅度过大，对电动机绝缘寿命有很大的影响。

3、对中间直流回路滤波电容器寿命有直接影响，严重时会引起电容器爆裂。因而变频器厂家一般将中间直流回路过电压值限定在一定的允许范围内，一旦其电压超过限定值，变频器的过电压保护动作。

暂时过电压和瞬态过电压的治理

1)装设浪涌吸收装置或者串联电抗器作为吸收装置

电网的冲击过电压、雷电导致过电压以及补偿电容在合闸或断开时是造成变频器输入端过电压的主要原因。对于此类隐患，可以在变频器装设浪涌吸收装置或者串联电抗器预防。浪涌吸收装置就是在连接逆变器和电动机的U、V、W相的各动力线间、以及这些动力线和地之间，分别连接半导体浪涌吸收元件。这些半导体浪涌吸收元件在两端子间达到规定的电压以上就流过电流并箝位电压的特性。串联电抗器能够降低电容器组的涌流倍数和涌流频率，提高短路阻抗，减小短路容量，降低短路电流，减小操作电容器组引起的过电压幅值，避免电网过电压保护等作用，是抑制过电压有效方法。

2)调整变频器已设定的参数

如果工艺流程中对负载减速时间不限定，在设置变频器减速时间参数时，以不引起中间回路过电压为限为条件设定，不能太短，避免出现负载动能释放太快情况，尤其是变频器所控制负载惯性较大的设备，减速参数要适当增加;如果生产工艺流程对负载减速时间有一定的要求，为预防变频器在限定时间内出现过电压跳停，要设定变频器失速自整定功能，也可设定变频器的频率值，通过减缓频率降低所控制设备的转速。

3)增加泄放电阻

泄放电阻就是在储能元件两端并联的电阻，给储能元件提供一个消耗能量的通路，使电路安全。这个电阻叫泄放电阻。可以是二极管，如电感(继电器线包)并联的二极管。当前功率较小变频器一般在制造时内部中间直流回路都设计了控制单元与泄放电阻，而大功率的变频器为给其中间直流回路能够很好的释放多余的能量提供通道，应该根据工艺需要增加泄放电阻，从而预防过电压。

4)增加逆变电路

逆变电路基本作用是在控制电路的控制下，将中间的直流电路输出的直流电源转换为频率和电压都任意可调的交流电源，在变频器的输入侧增加逆变电路，可以使变频器中间直流回路多余的能量回馈给电网。但造价较高，技术要求复杂。

5）在中间直流回路上加合适电容

根据变频器的容量以及其中间直流回路的电流电压的估算，可以在其中间直流回路上增加合适的电容，此电容能够稳定回路电压，提升回路承受过电压的能力，也可在设计阶段选用较大容量的变频器来有效防治过电压的影响

6)降低工频电源电压

当前，常用变频器电源侧均是采不可控整流桥，其特点是电源电压较高，中间直流回路产生的电压也跟着升高。譬如电源电压为380V时，变频器的直流回路电压达到537V，如果变频器离变压器的位置较劲，其输入电压一般为400V以上，导致中间直流回路承受过电压会更高。因此，在条件容许下，可利用变压器的分接开关，通过低压档的放置降低电源电压来提升变频器过电压能力。

7)多台变频器共用直流母线

可根据实际需要进行设计将多台变频器的直流母线回路并联在一起(变频器本身设计有外接的直流母线输出端子)，这样任何一台变频器从直流母线上取用的电流通常情况下都是大于同时间从外部馈入的多余电流，可以保持共用直流母线的电压，因此，至少两台同时运行的变频器具有共用直流母线能够平衡变频器的直流母线电压，使设备启动、停止时对电网的冲击也低，同时在电机停机成了发电机，能量回馈到直流母线。

8)通过控制系统功能优势解决变频器过电压问题

暂时过电压和瞬态过电压的测量

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