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[摘 要]在输电技术的发展史上，最初出现的工程就是用直流来输电的，虽然会有一些弊端，但是直流输电系统输电所仍有不可替代的作用和优点。时至今日，直流输电系统便的愈发重要，而在此为了便于研究直流输电系统中的过电压，将直流系统中的过电压分为雷电过电压和内部过电压两大类来分析。
[关键词]雷电过电压 内部过电压 过电压保护 绝缘
中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）08-271-01
直流输电系统中的过电压保护具有很大的意义，它的好坏影响着工程的正常运行和运行设备的安全。如果系统中少了过电压保护，造成的后果将不堪设想。下面我们来看一下主要的两类过电压及其保护措施。
1 防雷保护系统
1 如何做能减少直流架空线上的保护
雷击引起绝缘闪络并建弧后，不会存在断路器跳闸问题，定电流调节器的存在使直流线路故障电流的增大很小，在控制调节器的作用下，自动快速地完成降压、去能、灭弧、再启动等程序，消除故障，迅速恢复，不会造成什么不利后果（为提高再启动的成功率在，还可以采用“多次自动再起动”或“降压再起动”）。期间，只要在架空线路去能以后保证有一段无电压时间，让弧柱充分游离而恢复其绝缘强度即可。
直流线路发生雷击闪烁的后果也不像交流那么严重，因此主要注意下三点就能很好的避免：
（1）工作电压的影响问题
（2）建弧率问题。因为直流线路的工作电压与故障电流都没有过零现象，所以冲击闪络一般均导致建弧。
（3）雷击引起的双极闪络率的验算问题
2 进入换流站的雷击产生的过电压
此电压波在直流架空线路的传播，最后将传到换流站。换流站也装有避雷针针对直接雷击进行防护。沿直流线路传播的雷电波到达装有电容器组的终端机站时，将引起衰减振荡型过电压。从直流线路侵入换流站的雷电过电压是穿过平波电抗器进来的。通常在直流架空线路的进线段装有避雷线，和直流线路避雷器相配合，可将入侵过电压的幅值与陡度限制到對换流站设备无害的程度。
如图1， 换流站的交流侧接有交流滤波器Fac，某些直流线路上也接有直流滤波器Fdc，用变压器T隔开换流器线路和交流线路，同时也用平波电抗器L同换流器和直流线路两者串联，以上都会显著减少侵入换流站的雷电过电波的幅值和徒波的幅值，何况在其内部还有各种性能很好的电压保护装置（直流避雷器B、D，冲击波吸收电容器C）从而使雷电过电压对大多数换流站设备来说，并不构成威胁。
2 内部的过电压
在直流系统中如果存在着较多的电感和电容元件，一旦发生故障，会引起电容和电感间的电磁能量转换。诸如换流器故障或不正常工作、接地故障、全电压起动、直流电流间断等都可以是过电压的起因。从出现频度、幅值、对绝缘的影响等方面来考虑，选择以下几种内部过电压做介绍。
2.1 全电压的起动过程过电压
当直流线路正常投入时，控制系统中的起动装置会调节触发角使直流电压从零经一定的时间间隔逐渐升到额定值，在这样的软起动过程中不会出现过电压。但是，一旦所有的整流桥在某种情况下作了全电压的起动，并且线路末端是断开的状态，那么，由于平波电抗器和导线的电感对电容所在的回路会产生震荡。
2.2 一极接地在另一健全极上引起的过电压
在双极直流线路上，由于两级导线间存在着电容耦合和电磁耦合，因此当一极发生接地故障时，导致健全极的导线的电压突变，那么会导致在原有的电压基础上又加上了健全极的突变电压，因此导致过电压的产生。
3 站内接地过电压
换流站内发生接地故障的肯性虽然不大，但是还是有可能的，特别是在绝缘子或套管被污染的时候。
3.1 过电压防护措施
要想降低设备的绝缘水平，就得先设法降低或者限制作用在绝缘上的过电压幅值，注意以下几点：
（1）妥善设计系统。
（2）采用阻尼装置。例如换流器换相结束时的关断振荡就可以通过选择适当的阻尼的回路加以抑制。
（3）利用平波电抗器降低过电压。
（4）加装冲击波吸收电容器，它对过电压的作用与平波电抗器相似。
除了以上的降压，我们还需要限制电压，要求如下：
（1）它的火花间隙要具有稳定的击穿电压值的能力。如果在换流站的各个部位可能出现的过电压波形及其延续时间的变化范围很大，直流避雷器对于各种波形的过电压都应可靠地发挥限压作用。
（2）直流避雷器要具有同流能力或泄能容量。避雷器动作后，应能容许直流系统中储存的巨大能量通过避雷器耗散。
（3）自灭弧的能力要很强。在直流电压或含有很大直流分量的电压下，应能可靠地切断续流。
（4）避雷器动作时，对系统的扰动不应太大，在切断直流续流时也不应在电感元件上引起过高的截流过电压。
（5）在过电压的作用下动作时，避雷器的残压不可以超过特定的值。
（6）在直流系统通过避雷器泄放电荷的过程中，避雷器上的总压降不能超过特定值。
3.2.1 直流SiC避雷器
为了在直流电压下灭弧，所以一般均需采用带磁吹的限流间隙，当时所用的阀片均为SiC阀片。
3.2.2 直流ZnO避雷器
20世纪70年代开始发展起来的MOA（主要是ZnO避雷器）给直流输电系统的过电压保护带来了新前景。对保护直流系统的避雷器所提出的要求是：非线性好、灭弧能力强、通流能力大、结构简单、体积小；刚刚好，这些也是过氧化锌的优点。
4 小结
由于高电压技术在现实中的广泛应用，直流输电系统中的过电压以及防护也变得重要。它不仅可以有效的避免危害性，特别对于节约直流输电系统的建设费用具有重要的意义，给现代换流站的绝缘配合带来了多方面的深刻影响，同时也有效的降低了换流站的绝缘。
参考文献：
【1】 张仁豫等 高电压试验技术（第2版）. 北京：清华大学出版社， 1983
【2】 周泽存 高压电技术. 北京：水利电力出版社， 1988
[关键词]雷电过电压 内部过电压 过电压保护 绝缘
中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）08-271-01
直流输电系统中的过电压保护具有很大的意义，它的好坏影响着工程的正常运行和运行设备的安全。如果系统中少了过电压保护，造成的后果将不堪设想。下面我们来看一下主要的两类过电压及其保护措施。
1 防雷保护系统
1 如何做能减少直流架空线上的保护
雷击引起绝缘闪络并建弧后，不会存在断路器跳闸问题，定电流调节器的存在使直流线路故障电流的增大很小，在控制调节器的作用下，自动快速地完成降压、去能、灭弧、再启动等程序，消除故障，迅速恢复，不会造成什么不利后果（为提高再启动的成功率在，还可以采用“多次自动再起动”或“降压再起动”）。期间，只要在架空线路去能以后保证有一段无电压时间，让弧柱充分游离而恢复其绝缘强度即可。
直流线路发生雷击闪烁的后果也不像交流那么严重，因此主要注意下三点就能很好的避免：
（1）工作电压的影响问题
（2）建弧率问题。因为直流线路的工作电压与故障电流都没有过零现象，所以冲击闪络一般均导致建弧。
（3）雷击引起的双极闪络率的验算问题
2 进入换流站的雷击产生的过电压
此电压波在直流架空线路的传播，最后将传到换流站。换流站也装有避雷针针对直接雷击进行防护。沿直流线路传播的雷电波到达装有电容器组的终端机站时，将引起衰减振荡型过电压。从直流线路侵入换流站的雷电过电压是穿过平波电抗器进来的。通常在直流架空线路的进线段装有避雷线，和直流线路避雷器相配合，可将入侵过电压的幅值与陡度限制到對换流站设备无害的程度。
如图1， 换流站的交流侧接有交流滤波器Fac，某些直流线路上也接有直流滤波器Fdc，用变压器T隔开换流器线路和交流线路，同时也用平波电抗器L同换流器和直流线路两者串联，以上都会显著减少侵入换流站的雷电过电波的幅值和徒波的幅值，何况在其内部还有各种性能很好的电压保护装置（直流避雷器B、D，冲击波吸收电容器C）从而使雷电过电压对大多数换流站设备来说，并不构成威胁。
2 内部的过电压
在直流系统中如果存在着较多的电感和电容元件，一旦发生故障，会引起电容和电感间的电磁能量转换。诸如换流器故障或不正常工作、接地故障、全电压起动、直流电流间断等都可以是过电压的起因。从出现频度、幅值、对绝缘的影响等方面来考虑，选择以下几种内部过电压做介绍。
2.1 全电压的起动过程过电压
当直流线路正常投入时，控制系统中的起动装置会调节触发角使直流电压从零经一定的时间间隔逐渐升到额定值，在这样的软起动过程中不会出现过电压。但是，一旦所有的整流桥在某种情况下作了全电压的起动，并且线路末端是断开的状态，那么，由于平波电抗器和导线的电感对电容所在的回路会产生震荡。
2.2 一极接地在另一健全极上引起的过电压
在双极直流线路上，由于两级导线间存在着电容耦合和电磁耦合，因此当一极发生接地故障时，导致健全极的导线的电压突变，那么会导致在原有的电压基础上又加上了健全极的突变电压，因此导致过电压的产生。
3 站内接地过电压
换流站内发生接地故障的肯性虽然不大，但是还是有可能的，特别是在绝缘子或套管被污染的时候。
3.1 过电压防护措施
要想降低设备的绝缘水平，就得先设法降低或者限制作用在绝缘上的过电压幅值，注意以下几点：
（1）妥善设计系统。
（2）采用阻尼装置。例如换流器换相结束时的关断振荡就可以通过选择适当的阻尼的回路加以抑制。
（3）利用平波电抗器降低过电压。
（4）加装冲击波吸收电容器，它对过电压的作用与平波电抗器相似。
除了以上的降压，我们还需要限制电压，要求如下：
（1）它的火花间隙要具有稳定的击穿电压值的能力。如果在换流站的各个部位可能出现的过电压波形及其延续时间的变化范围很大，直流避雷器对于各种波形的过电压都应可靠地发挥限压作用。
（2）直流避雷器要具有同流能力或泄能容量。避雷器动作后，应能容许直流系统中储存的巨大能量通过避雷器耗散。
（3）自灭弧的能力要很强。在直流电压或含有很大直流分量的电压下，应能可靠地切断续流。
（4）避雷器动作时，对系统的扰动不应太大，在切断直流续流时也不应在电感元件上引起过高的截流过电压。
（5）在过电压的作用下动作时，避雷器的残压不可以超过特定的值。
（6）在直流系统通过避雷器泄放电荷的过程中，避雷器上的总压降不能超过特定值。
3.2.1 直流SiC避雷器
为了在直流电压下灭弧，所以一般均需采用带磁吹的限流间隙，当时所用的阀片均为SiC阀片。
3.2.2 直流ZnO避雷器
20世纪70年代开始发展起来的MOA（主要是ZnO避雷器）给直流输电系统的过电压保护带来了新前景。对保护直流系统的避雷器所提出的要求是：非线性好、灭弧能力强、通流能力大、结构简单、体积小；刚刚好，这些也是过氧化锌的优点。
4 小结
由于高电压技术在现实中的广泛应用，直流输电系统中的过电压以及防护也变得重要。它不仅可以有效的避免危害性，特别对于节约直流输电系统的建设费用具有重要的意义，给现代换流站的绝缘配合带来了多方面的深刻影响，同时也有效的降低了换流站的绝缘。
参考文献：
【1】 张仁豫等 高电压试验技术（第2版）. 北京：清华大学出版社， 1983
【2】 周泽存 高压电技术. 北京：水利电力出版社， 1988