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有效限制跳闸过电压。另外，给断路器并联合适阻值的电阻，采用性能优良的金属氧化物避雷器和给线路安装并联电抗器等措施，也可用来限制跳闸空载线路的过电压。
（2）合闸过电压。
合闸于空载线路是电力。系统中常见的一种操作，通常可分为2种情况：一种是正常、有计划的合闸，如线路检修后投入运行，根据调度需要对送电线路的合闸操作等，此时在合闸之前，线路上不存在任何异常，线路上起始电压为0；合闸后，线路各点电压由0过渡到考虑电容效应后的工频稳态电压值，此过渡过程中会出现合闸过电压。由于线路具有分布参数特性，所以振荡电压将由工频稳态分量和无限多个逐渐衰减的谐波分量叠加组成。另一种合闸操作是运行线路发生单相接地故障，由继电保护系统控制跳闸后，经一短时间再合闸，即自动重合闸操作。
随着断路器制造水平和灭弧能力的提高，跳闸过电压得到了有效的抑制，于是合闸空载线路过电压就成为特高压系统绝缘的主要矛盾。尤其是重合闸过电压，是选择特高压输电线绝缘水平的决定性因素。
限制合闸过电压的措施很多，首先是限制工频电压的升高，可以通过在线路上并联电抗器来实现；对于双端电源供电的输电线路，让电源容量较大的一侧先进行合闸操作，电源容量较小的一侧后进行合闸操作，也可有效地降低工频过电压；再者，消弱合闸前线路的残余电压、给断路器加装合闸电阻、采用金属氧化物避雷器等，都是抑制合闸过电压的有效手段。
表1列出的国外特高压系统操作过电压水平多为1.6p.U.。国内武汉高压所对三峡一华东系统的研究也证实操作过电压限制到1.6p.U.是可行的。由于我国特高压输电线路要装电抗器，此类过电压不高，去1.4p.u.是合适的。
并联合／分闸电阻是限制操作过电压一个重要措施，最大过电压倍数与并联电阻的关系见图1所示。
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3、雷击过电压
雷电过电压指雷云放电时，在导线或电气设备上形成的过电压。由于特高
压输电线路杆塔高度高，导线上工作电压幅值很大，比较容易产生从导线向上先导，从而引起避雷线屏蔽性能变差。这一点不但可从电气几何理论上得到解释，运行情况也提供了佐证。前苏联的特高压输电线路采用水平拉线v型杆塔，杆塔高度约为46m，而日本特高压架空输电线路采用同塔双回路、三相导线垂直排列的自立式杆塔，塔高88-148m。前苏联的特高压架空输电线路运行期间内曾多次发生雷击跳闸，基本原因是在耐张转角塔处雷电绕击导线。日本特高压架空输电线路在降压运行期间雷击跳闸率也很高，据分析是线路遭到侧面雷击引起了绝缘子闪络。
国内外对架空输电线路雷电绕击进行了大量研究工作。我国已对拟建的交流1000kV特高压输电线路的四种塔型(M型水平排列、M型三角排列、3V型水平排列和3V型三角排列)的避雷线屏蔽性能进行初步研究。
通过对各种塔型在不同保护角情况下的雷击跳闸率分析比较表明，特高压输电线路雷击跳闸的主要原因是避雷线屏蔽失效，雷电绕击导线造成的。在工程设计中要充分关注雷电绕击防护的重要性，特别是对耐张塔和转角塔也要专门研究、精心设计、务必使其也具有较小的保护角。采用良好的避雷线屏蔽设计，是提高特高压输电线路耐雷性能的主要措施。对于山区、因地形影响(山坡、峡谷)，避雷线也可能要取负保护角。
四、特高压输电系统工频过电压的计算及仿真
1、仿真软件
为了研究电力系统暂态和动态现象对电网规划、设计和运行的影响，对电力系统的暂态和动态进行模拟是必须的。用于电力系统分析的仿真工具有3类： (1)混合仿真器(如IREQ和CEPRI的仿真器)；
(2)离线数字仿真软件包(如EMTP及其派生的软件)；
(3)实时数字仿真器(如魁北克水电局的HYPERSIM和盯DS公司的RTDS)。 对仿真技术要求应包括如下所有项目： (1)模型的精确度和可信度；
(2)模型的功能和灵活性；
(3)完成一项复杂任务的速度和系统规模； (4)实时状态下的重复性仿真模式。
由于离线数字仿真技术的发展，目前的数字仿真软件已经被应用于许多研究中，下面就分别介绍数字仿真软件中的机电暂态仿真软件和电磁暂态仿真软件。
电力系统电磁暂态仿真程序常见的有各种版本的E)ATP程序，以及由加拿大Manitoba直流输电研究中心开发的PSCAD／EMTDC程序和由西门子公司开发的
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NETOMAE程序等。电力系统电磁暂态仿真程序的主要特点是：
(1)考虑系统某一局部的详细动态过程，而将待研究之外的系统做一定的等值，传统上只用于研究持续时间短的过程，如大气过电压和操作过电压问题(过程持续的时间在几十毫秒内)，HVDC输电和FACTS等电力电子装臵问题以及次同步振荡电磁谐振等问题上。
数学模型上，根据研究过程的不同，发电机模型可以是相当简化的等效电源模型，也可以是详细的park方程模型，甚至是考虑转子多刚体结构的模型，电力网络采用相坐标系统，即采用a、b、c三相模型，且必须用微分方程描述，系统中的物理量是瞬时值，而不是相量。 PSCAD／EMTDC的主库包括如下元件：
(1)网络元件：无源RLC元件、带饱和特性的变压器。参数随频率变化的输电线路
和电缆、同步电机和感应电机、断路器、避雷器、电源；
(2)控制模块：微分环节、延迟环节、差分延迟环节、积分环节、限幅环节、复数极
点、实数极点、超前滞后环节、阻尼环节、计时环节；
(3)电力电子器件：晶闸管，二极管和GTO、6或12脉动HVDC换流桥、SVC、STATCOM；
(4)侧量表计：电压电流有效值表(单相或者三相)、有功和无功表、峰值测量表、相角测量表、频率测量表。
除上面已列出的元件之外，程序中还有很多电动机模型、新的控制函数、输电线路以及变压器模型等。
2、工频过电压仿真与比较
2.1、工频过电压的仿真计算条件
采用PSCAD/EMTDC 仿真软件，建立特高压交流工频过电压计算模型，进行仿真计算。1 000 kV 特高压交流线路结构如图1 所示。图中：Xm、Xn 分别为m 端和n 端电源的等值阻抗；Em、En 分别为两端电源的等值电势，计算中通过调节Em、En 保持母线电压为1 100 kV；Lp 为高抗，总补偿度为85%。由于我国特高压线路一般较长，规划中线路长度半数在300~500 km 范围内，本文以400 km 的线路为例进行计算，线路按照规程进行2次全循环换位。
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考虑特高压系统可能出现的各种极端情况，特高压线路电源阻抗变化范围取40~180 Ω，零正序阻抗比变化范围0.4~2.6。由于甩负荷类过电压在其他条件相同的情况下，输送功率越大则过电压越大，为得出各种过电压可能出现的最大值从而对其进行比较，本文在计算中单、双回线路均输送最大功率，即将送、受端功角差调至最大。考虑30%的静稳定裕度，单、双回运行方式下功角差均取44°。此时，电源阻抗越大，功率越小。在阻抗为40 Ω时，单、双回线路功率分别可达5 000 MW 和2×3 500 MW；在阻抗为180 Ω时，线路功率可达3 000 MW 和2×1 700 MW。仿真采用平原地区特高压杆塔，单、双回线路杆塔分别采用猫头塔和鼓形塔，如图2 所示。单回线路导线选用钢芯铝绞线8×LGJ–500/35，双回线路导线为8×LGJ–630/45，分裂间距均为400 mm。 2.2、工频过电压种类
导致特高压线路出现工频过电压的原因主要有容升效应、甩负荷效应和不对称接地故障，且特高压工频过电压往往由几种因素相互组合、共同作用产生；因此，其工频过电压种类繁多。特高压线路由于输送容量大、甩负荷效应强，其与甩负荷相关的工频过电压最为严重。规程规定，特高压线路主要考虑线路无故障甩负荷和在线路有接地故障情况下甩负荷这2 类故障时的工频过电压。单、双回特高压线路工频过电压的具体种类如图3所示。
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