技术文章

研究背景：

6~35 kV 中压电网由于其绝缘水平低，遭受雷电过电压威胁的概率较大。此外，其部分线路也可能存在较严重的操作过电压问题，比如电力机车过分相以及频繁的开关倒闸操作。这些过电压导致的设备损坏事故较多。然而，常用的故障录波器由于电磁式电压互感器的频率响应不够，无法采集快速的暂态过电压波形，因而对各种过电压事故产生的原因分析缺乏实际数据支持，事故原因有时难以查明。目前，110 kV及以上过电压在线监测装置采用变压器电容式套管的末屏抽头与低压臂匹配电容构成分压器，但该方法需要将变压器套管末屏脱开，改变了其正常运行方式，存有一定的安全风险。10 kV过电压在线监测装置通常采用1级阻容分压器作为电压传感器，监测的过电压幅值较低。对于电力系统35 kV电压等级和电气化铁路的27.5 kV特殊电压等级的过电压在线监测装置目前并未有详细研究，且其电压等级相比于10 kV电压等级，分别提高了3.5和2.75倍，并不能沿用10 kV过电压在线监测装置，需要考虑因电压等级的提高所带来的绝缘和电磁兼容问题，以及分压器分压比增加对分压器线性度的影响问题。因此，有必要研究35 kV及27.5kV电压等级的过电压在线监测装置。

分压器主要创新点：

（1）采用两级分压器作为过电压在线监测装置的电压传感器，相比于一级分压器，其分压比的线性度较佳。

（2）相比于传统的硬件电路触发数据采集卡采集数据，本文采用硬件电路结合软件判断的方式触发数据采集卡采集数据，极大地提高了触发可靠性。

（3）提出了一种新的实验测试方法，在并联避雷器的情况下，模拟高幅值的冲击电压侵入，验证本装置的电磁兼容性。

分压器解决的问题和意义：

（1）该装置可直接获取6~35kV系统中的内部和大气过电压实测波形数据，尤其是对于分布广阔的山区中压电网的过电压事故防范具有现实意义。

（2）通过两级分压器设计，解决了一级分压器分压比过大带来的线性度问题；通过增加接地线的表面积，解决了在冲击高压下出现的波形振荡问题。

研究或后续论文题目：

团队后续将在冲击电压下电缆的状态评估、电力系统过电压与保护-电磁暂态和电力系统电磁兼容等方面开展更为深入的研究。