測量和監(jiān)測暫態(tài)過電壓（TOV，ms-s 級，低幅值）與瞬態(tài)過電壓（TVS/FTOV，ns-μs 級，高幅值），核心是根據(jù)二者時間尺度、幅值范圍、能量特性的差異，選擇匹配 “采樣率、帶寬、存儲能力、觸發(fā)方式” 的設(shè)備，并結(jié)合 “離線單點(diǎn)測量” 或 “在線持續(xù)監(jiān)測” 場景設(shè)計方案。以下分兩類過電壓，從 “測量原理、核心設(shè)備、具體方法、監(jiān)測方案、注意事項(xiàng)” 展開，確保技術(shù)可落地。

一、先明確：測量與監(jiān)測的核心技術(shù)要求（區(qū)分兩類過電壓的關(guān)鍵）

兩類過電壓的本質(zhì)差異決定了測量設(shè)備的核心參數(shù)閾值，這是選擇工具的前提：

二、暫態(tài)過電壓（TOV）的測量與監(jiān)測

TOV 的核心需求是 “長時間連續(xù)記錄電壓變化，精準(zhǔn)測量幅值與持續(xù)時間”（如電網(wǎng)故障時 1.73 倍額定電壓持續(xù) 5 秒），適合用中低速、高精度設(shè)備，側(cè)重 “離線單點(diǎn)測試” 或 “在線穩(wěn)態(tài)監(jiān)測”。

1. 核心測量設(shè)備（按場景選擇）

2. 具體測量方法（以中高壓系統(tǒng) TOV 為例）

（1）離線單點(diǎn)測量（如測試開關(guān)操作 TOV）

設(shè)備連接：

選擇 “高壓分壓探頭”（如 1000:1 分壓比，適配 10kV 系統(tǒng)，絕緣等級≥35kV），一端接電網(wǎng)母線（如 10kV 開關(guān)柜母線），另一端接功率分析儀 / 暫態(tài)記錄儀的電壓輸入通道；

確保探頭接地良好（接地電阻≤1Ω），避免干擾；設(shè)備供電用隔離電源，防止電網(wǎng)干擾。

觸發(fā)設(shè)置：

采用 “電壓閾值觸發(fā)”：設(shè)置觸發(fā)閾值為額定電壓的 1.2 倍（如 10kV 系統(tǒng)，閾值設(shè)為 12kV），觸發(fā)后自動記錄波形，記錄時長設(shè)為 5~10 秒（覆蓋 TOV 的持續(xù)時間）。

操作與記錄：

執(zhí)行目標(biāo)操作（如合閘電容柜、分閘空載變壓器），設(shè)備觸發(fā)后捕捉 TOV 波形；

讀取關(guān)鍵參數(shù)：TOV 的峰值（如 13.5kV）、持續(xù)時間（從觸發(fā)到電壓恢復(fù)至 1.1 倍額定值的時長，如 3 秒）、波形趨勢（是否有振蕩）。

（2）在線持續(xù)監(jiān)測（如變電站 TOV 長期監(jiān)測）

裝置部署：

在 10kV/35kV 母線處安裝嵌入式電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，通過電壓互感器（PT）取信號（PT 變比如 10kV/100V），避免直接接觸高壓；

裝置接入電網(wǎng) SCADA 系統(tǒng)或云平臺，支持實(shí)時數(shù)據(jù)上傳（如每 1 秒上傳 1 次電壓值）。

告警設(shè)置：

配置 TOV 告警閾值：幅值超 1.2 倍額定值（如 12kV）且持續(xù)時間超 100ms 時，觸發(fā)聲光告警并上傳告警信息（含發(fā)生時間、峰值）。

數(shù)據(jù)分析：

平臺自動統(tǒng)計 TOV 發(fā)生頻次（如每月 3 次）、典型誘因（如每次均發(fā)生在電容柜合閘時），生成月度報告，輔助電網(wǎng)運(yùn)維（如優(yōu)化電容柜合閘策略）。

3. 關(guān)鍵注意事項(xiàng)

電壓信號獲取：中高壓系統(tǒng)嚴(yán)禁直接測量，需通過 PT 或高壓分壓探頭（絕緣等級匹配）取信號，避免觸電；

精度校準(zhǔn)：測量前校準(zhǔn)設(shè)備（如萬用表、分壓探頭），確保幅值誤差≤±1%，避免 “假數(shù)據(jù)”；

抗干擾：設(shè)備接地獨(dú)立（不與動力地共用），線纜采用屏蔽線，減少電網(wǎng)諧波對測量的干擾。

三、瞬態(tài)過電壓（TVS/FTOV）的測量與監(jiān)測

瞬態(tài)過電壓的核心需求是 “高速捕捉 ns 級尖峰脈沖，精準(zhǔn)測量峰值與上升時間”（如雷擊產(chǎn)生的 10kV/100ns 脈沖），需用超高速、寬帶寬設(shè)備，側(cè)重 “離線故障定位” 或 “在線浪涌監(jiān)測”。

1. 核心測量設(shè)備（按場景選擇）

2. 具體測量方法（以雷擊瞬態(tài)過電壓為例）

（1）離線故障定位（如電子設(shè)備電源口浪涌測試）

設(shè)備連接：

選擇 “高頻電壓探頭”（帶寬 1GHz，輸入阻抗 10MΩ/15pF，如泰克 P6139B），一端接設(shè)備電源輸入端口（如 220V 插頭），另一端接示波器通道；

探頭接地線盡量短（≤10cm），避免地線電感引入波形畸變（瞬態(tài)高頻分量對地線長度敏感）。

觸發(fā)設(shè)置：

采用 “快速邊沿觸發(fā)”：設(shè)置觸發(fā)邊沿為 “上升沿”，觸發(fā)閾值為 5V（高于正常電壓，捕捉浪涌），觸發(fā)延遲設(shè)為 100ns（確保記錄完整脈沖波形）。

模擬與記錄：

用浪涌發(fā)生器（如符合 IEC 61000-4-5 標(biāo)準(zhǔn)）模擬雷擊浪涌（如 8/20μs 波形，峰值 10kV），注入設(shè)備電源口；

示波器捕捉波形后，讀取關(guān)鍵參數(shù)：瞬態(tài)峰值（如 10.2kV）、上升時間（從 10% 峰值到 90% 峰值的時間，如 8μs）、脈沖寬度（從 50% 峰值到 50% 峰值的時間，如 20μs）。

（2）在線持續(xù)監(jiān)測（如風(fēng)電場雷擊瞬態(tài)監(jiān)測）

裝置部署：

在風(fēng)電場 35kV 集電線路處安裝專用浪涌監(jiān)測儀，通過 “高頻電流互感器（CT）” 取信號（監(jiān)測線路浪涌電流，間接推算電壓），或直接接高壓分壓探頭（如 35kV/100V）；

監(jiān)測儀內(nèi)置 SPD（浪涌保護(hù)器），防止自身被瞬態(tài)過電壓損壞，數(shù)據(jù)通過 4G 上傳至云平臺。

觸發(fā)與存儲：

采用 “峰值觸發(fā)”：設(shè)置電流觸發(fā)閾值為 10kA（對應(yīng)電壓約 10kV），觸發(fā)后自動存儲波形（存儲時長 1ms，含觸發(fā)前 500μs 和觸發(fā)后 500μs，確保捕捉完整脈沖）。

數(shù)據(jù)分析：

平臺統(tǒng)計瞬態(tài)過電壓發(fā)生時間（如每次均在雷雨天氣）、位置（某條集電線路頻發(fā)）、峰值分布（多為 8~12kV），輔助制定防雷措施（如加裝線路避雷器）。

3. 關(guān)鍵注意事項(xiàng)

帶寬匹配：示波器 / 記錄儀的帶寬需≥瞬態(tài)過電壓最高頻率的 5 倍（如瞬態(tài)含 100MHz 分量，帶寬需≥500MHz），避免波形幅值衰減或邊沿展寬；

探頭選擇：高頻探頭的輸入電容≤15pF，避免影響瞬態(tài)波形（電容過大導(dǎo)致上升時間變慢）；

安全防護(hù)：在線監(jiān)測時，設(shè)備需接地良好（接地電阻≤4Ω），并加裝 SPD，防止雷擊能量損壞監(jiān)測儀。

四、兩類過電壓測量與監(jiān)測的核心差異總結(jié)

五、總結(jié)：測量與監(jiān)測的核心原則

設(shè)備匹配：根據(jù)過電壓的時間尺度選擇采樣率 / 帶寬，避免 “用低速設(shè)備測瞬態(tài)”（抓不到脈沖）或 “用高速設(shè)備測 TOV”（浪費(fèi)存儲且數(shù)據(jù)冗余）；

安全第一：中高壓系統(tǒng)測量需通過 PT/CT 或高壓探頭，嚴(yán)禁直接接觸高壓；

數(shù)據(jù)閉環(huán)：測量不僅要捕捉波形，更要分析誘因（如 TOV 因電容合閘、瞬態(tài)因雷擊），為防護(hù)措施（如加裝 SPD、優(yōu)化操作）提供依據(jù)。

審核編輯 黃宇