高电压总复习PPT课件.ppt

高高 电 压 技技 术总 复复 习2017年年5月月1-高高 电 压 技技 术v第一篇第一篇 各各类电介介质在高在高电场下的下的电气特性气特性v第二篇第二篇 电气气设备的的绝缘试验v第三篇第三篇 电力系力系统内部内部过电压与与绝缘配合配合2-第一篇第一篇 电介介质在高在高电场下的特下的特性性v电介介质在在电气气设备中作中作为绝缘材料使用，按材料使用，按其物其物质形形态，可分，可分为：气体介气体介质 液体介液体介质 固体介固体介质v在在电气气设备中中:外外绝缘:一般由气体介一般由气体介质(空气空气)和固体介和固体介质(绝缘子子)联合构成合构成 内内绝缘:一般由固体介一般由固体介质和液体介和液体介质联合构成合构成3-气体介气体介质的的电气特性气特性v一、非自持放一、非自持放电和自持放和自持放电4-v1.非自持放非自持放电：当施加当施加电压UUo时，电流流剧增，气隙中的增，气隙中的电离离过程只程只靠外施靠外施电压就可以就可以维持，不再需要外部持，不再需要外部电离离因素，称自持放因素，称自持放电。5-二、二、汤逊理理论v实质：放放电的主要原因是的主要原因是电子碰撞子碰撞电离，二次离，二次电子子来源于正离子撞来源于正离子撞击阴极表面溢出阴极表面溢出电子，溢出子，溢出电子是子是维持气体放持气体放电的必要条件。的必要条件。v自持放自持放电条件：条件：v适用范适用范围：低气低气压短气隙，短气隙，pd26.66kPa cm pd过大大时汤逊理理论无法解无法解释：放放电时间：很短：很短 放放电外形：具有分支的外形：具有分支的细通道通道 击穿穿电压：与理：与理论计算不一致算不一致 阴极材料：无关阴极材料：无关6-三、流注理三、流注理论v流注流注发展展过程程 初始初始电子崩（子崩（电子崩子崩头部部电子数达到一定数量）子数达到一定数量）电场畸畸变和加和加强 电子崩子崩头部正部正负空空间电荷复荷复合合 放射大量光子放射大量光子 光光电离离 崩崩头处二次二次电子子（光（光电子）子）（向正空（向正空间电荷区运荷区运动）碰撞游离）碰撞游离 二次二次电子崩子崩（二次（二次电子崩子崩电子跑到初崩正空子跑到初崩正空间电荷区域）流注荷区域）流注发展到阴极，气隙被展到阴极，气隙被击穿穿7-流注的形成流注的形成过程程v1）在光照下，）在光照下，电子在子在强电场的作用下，形成的作用下，形成电子崩，子崩，初崩初崩发展到阳极展到阳极时，电子迅速与阳极中和；子迅速与阳极中和；v2）离子的速度）离子的速度较慢，慢，暂留的正离子加留的正离子加强了正离子与了正离子与阴极之阴极之间的的电场，并使之畸，并使之畸变，同，同时放出大量的光放出大量的光子；子；8-v3）光子又）光子又电离了附近的气体，形成二次离了附近的气体，形成二次电子崩，二子崩，二次次电子崩的子崩的电子迅速移向阳极方向，在正子迅速移向阳极方向，在正电荷区域荷区域内形成正内形成正负带电粒子混合通道，粒子混合通道，这个个电离通道称离通道称流流注注。流注端部又有二次。流注端部又有二次电子崩留下的正子崩留下的正电荷，荷，进一一步加步加强了了电场，促使更多的新，促使更多的新电子崩相子崩相继产生并与生并与之之汇合，使流注向前合，使流注向前发展；展；v4）最后，流注）最后，流注发展到阴极，将两极接通，展到阴极，将两极接通，导致气隙致气隙空气被空气被击穿。穿。9-三、流注理三、流注理论v流注形成条件：流注形成条件：电子崩子崩发展到展到足足够的程度的程度后，后，电子崩中的空子崩中的空间电荷荷足以使原足以使原电场明明显畸畸变，大大加，大大加强电子崩崩子崩崩头和崩和崩尾尾处的的电场；电子崩中子崩中电荷密度很大，复合荷密度很大，复合频繁，放射出的光子繁，放射出的光子在在这部分很部分很强，电场区很容易成区很容易成为引引发新的空新的空间光光电离的离的辐射源，二次射源，二次电子主要来源于子主要来源于空空间光光电离离；气隙中一旦气隙中一旦形成流注形成流注，放，放电由空由空间光光电离自行离自行维持持v自持放自持放电条件：条件：10-四、不均匀四、不均匀电场中的放中的放电过程程v1.极性效极性效应：由于高由于高场强电极极性的不同，空极极性的不同，空间电荷的极荷的极性也不同，性也不同，对放放电发展的影响也不同，展的影响也不同，这就就造成了不同极性的高造成了不同极性的高场强电极的极的电晕起始起始电压的不同，以及的不同，以及间隙隙击穿穿电压的不同。的不同。判断极性：判断极性：极性取决于曲率半径小的棒极的极性取决于曲率半径小的棒极的电位符号；位符号；电极形状相同极形状相同时，取决于不接地，取决于不接地棒极的棒极的电位。位。v2.比比较击穿穿电压的大小：的大小：11-四、不均匀四、不均匀电场中的放中的放电过程程v3.电晕放放电：球隙距离达到一定程度后，气隙球隙距离达到一定程度后，气隙电场强度度变为极不均匀极不均匀电场，当所加，当所加电压达到某一达到某一临界界值时，在靠近二球极的表面出，在靠近二球极的表面出现蓝紫色的紫色的晕光，并光，并发出出咝咝的响声，的响声，这种局部放种局部放电现象象称称电晕放放电。12-五、空气五、空气间隙在各种隙在各种电压下的特性下的特性 直流直流 稳态电压 交流交流电压 均匀均匀电场：雷雷电冲冲击电压(伏秒特性伏秒特性)冲冲击电压 操作冲操作冲击电压13-v如何如何绘制伏秒特性曲制伏秒特性曲线？v保持冲保持冲击电压波形不波形不变，逐，逐级升高升高电压使气使气隙隙击穿，穿，记录击穿穿电压波形，波形，读取取击穿穿电压值U与与击穿穿时间t。电压不很高不很高时，击穿一般穿一般发生在波生在波长时间；电压很高很高时，击穿可能在穿可能在波前波前时间；波前；波前击穿穿时，U与与t均取均取击穿穿时刻刻的的值；波波长击穿穿时，U取波峰取波峰值，t取取击穿穿时刻刻值，连接个接个时间点，即可画出伏秒特性曲点，即可画出伏秒特性曲线。14-六、其他内容六、其他内容v1大气条件大气条件对气隙气隙击穿特性的影响穿特性的影响 海拔高度的影响：海拔高度的影响：v2.提高气体介提高气体介质电气气强度的方法：度的方法：改善改善电场分布；改分布；改变气体的状气体的状态和种和种类v3.沿面放沿面放电及防及防污对策策15-液体和固体的液体和固体的电气气强度度v一、一、电介介质的极化、的极化、电导和和损耗耗 1.极化极化类型和极化特点型和极化特点 2.液体和固体的液体和固体的电导类型型 3.电介介质的的损耗耗16-二、液体介二、液体介质的的击穿穿v1.纯净的液体的液体击穿：穿：电击穿理穿理论；气泡；气泡击穿理穿理论v2.含含杂质的液体的液体击穿：穿：“小小桥”击穿理穿理论v3.影响液体影响液体击穿穿电压的因素：的因素：17-三、固体介三、固体介质的的击穿穿v1.电击穿穿 电子崩理子崩理论 固有固有击穿理穿理论 佛佛罗利希理利希理论 希布希布尔理理论v2.热击穿：穿：发热散散热与温度的关系与温度的关系v3.电化学化学击穿穿（电老化）：老化）：电离性老化、离性老化、电导性老化、性老化、电解性老化、表解性老化、表面漏面漏电起痕及起痕及电蚀损18-v水水树枝：枝：如果在两如果在两电极之极之间的的绝缘层中中存在着液存在着液态导电物物质（例如水），当（例如水），当该处场强超超过某定某定值时，该液体会沿液体会沿电场方向逐方向逐渐深入到深入到绝缘层中形成近似中形成近似树枝枝状的痕迹，称作状的痕迹，称作“水水树枝枝”。19-v水水树枝枝是一种可以在交流是一种可以在交流电场应力和潮力和潮气作用下，低密度聚乙气作用下，低密度聚乙烯和交和交联聚乙聚乙烯绝缘发生劣化、降解的一种生劣化、降解的一种现象。象。或者或者是：是：水水树枝是聚乙枝是聚乙烯类绝缘材料在材料在长时间与水共存的状与水共存的状态下因下因电场作用作用产生的，生的，形状形状为充充满了水的各种了水的各种树枝状的枝状的细微通微通道或气隙。道或气隙。20-v电树枝：枝：在介在介质夹层气隙或气泡的气隙或气泡的电离，离，会造成会造成邻近近绝缘物分解、破坏（表物分解、破坏（表现为变酥、碳化等形式），并沿酥、碳化等形式），并沿电场方向逐方向逐渐向向绝缘层深深处发展，在有机展，在有机绝缘材料材料中会呈中会呈树枝状枝状发展，称作展，称作“电树枝枝”。21-三、固体介三、固体介质的的击穿穿v累累积效效应:极不均匀极不均匀电场中，当作用在固体介中，当作用在固体介质上的上的电压为幅幅值较低或作用低或作用时间较短的冲短的冲击电压时，会在固体介，会在固体介质中形成局部中形成局部损伤或或不完全不完全击穿，穿，这些不完全些不完全击穿每施加一次冲穿每施加一次冲击电压就向前延伸一步，随着加就向前延伸一步，随着加压次数的增次数的增加，介加，介质的的击穿穿电压也随之下降，也随之下降，这种种现象象称累称累积效效应。22-四、四、组合合绝缘的的电气气强度度v1.介介质界面与等位面重合界面与等位面重合v2.介介质界面是界面是电缆芯芯线的同芯的同芯圆筒筒23-第二篇第二篇 电气气设备的的绝缘试验 整体性缺陷整体性缺陷v绝缘缺陷缺陷 局部性缺陷局部性缺陷 非破坏性非破坏性试验v 绝缘试验 破坏性破坏性试验24-非破坏性非破坏性试验v一、一、绝缘电阻的阻的测量量1.绝缘电阻阻2吸收比吸收比3.极化指数极化指数25-二、介二、介质损耗角正切的耗角正切的测量量vtg是是绝缘品品质的重要指的重要指标，测量量tg是判断是判断电气气设备绝缘状状态的灵敏有效的方法的灵敏有效的方法v tg能反映能反映绝缘的整体性缺陷的整体性缺陷(全面老化全面老化)和小和小容量容量试品中的品中的严重局部性缺陷重局部性缺陷 vtg随随电压变化的曲化的曲线可以判断可以判断绝缘是否受潮，是否受潮，含有气泡及老化的程度含有气泡及老化的程度 v大容量的大容量的设备绝缘存在局部缺陷存在局部缺陷时，应尽可尽可能将能将设备解体后分解解体后分解测量量进行分析行分析 26-二、二、tg的的测量方法量方法v1.西林西林电桥法法v2.斜波波形分析法斜波波形分析法v3.过零相位比零相位比较法法v4.异异频电源法源法27-三、局部放三、局部放电的的测量量v电气气设备绝缘内部常存在一些缺陷，如气泡内部常存在一些缺陷，如气泡和气隙。在和气隙。在强电场下，下，这些缺陷会些缺陷会发生局部生局部放放电，局部放，局部放电产生的同生的同时，有，有热、声、臭、声、臭氧、氧化氮等氧、氧化氮等产生，腐生，腐蚀绝缘材料，引起材料，引起绝缘老化，最后老化，最后导致整个致整个绝缘在正常在正常电压下下发生生击穿。穿。v因此局部放因此局部放电的的测量可以有效地量可以有效地检测出出绝缘内部的局部缺陷的存在、内部的局部缺陷的存在、发展情况。展情况。28-v视在放在放电量量v放放电能量能量29-四、四、电压分布的分布的测量量v在工作在工作电压的作用下，沿着的作用下，沿着绝缘结构的表面构的表面会有一定的会有一定的电压分布。分布。v表面比表面比较清清洁时，其分布，其分布规律取决于律取决于绝缘结构本身的构本身的电容和容和杂散散电容容 v表面染表面染污受潮受潮时，分布，分布规律取决于表面律取决于表面电导 v通通过测量量绝缘表面上的表面上的电压分布亦能分布亦能发现某某些些绝缘缺陷。缺陷。v测量量电压分布最适用于那些由一系列元件串分布最适用于那些由一系列元件串联组成的成的绝缘结构。构。30-v清清洁的的悬式式绝缘子子31-破坏性破坏性试验v一、工一、工频高高压试验 1.产生工生工频高高压的方法的方法 试验变压器器 串串联谐振振 2.试验变压器：器：电流流 容量容量 3.容升效容升效应32-v容升效容升效应：在通在通过试验变压器施加工器施加工频高高压时，往往在容性，往往在容性试品上品上产生生“容升容升”效效应，也就是也就是说实际作用到作用到试品上的品上的电压值会超会超过按按变比高比高压侧所所应对应输出的出的电压值。试品品的的电容及容及试验变压器的漏抗越大，容升效器的漏抗越大，容升效应越明越明显。33-自耦式串自耦式串级变压器器34-二、直流高二、直流高压试验v1.半波整流回路半波整流回路 脉脉动系数系数v2.倍倍压整流回路整流回路v3.直流串直流串级发生器生器35-三、冲三、冲击高高压试验v冲冲击电压发生器原理：生器原理：并并联充充电、串、串联放放电36-第三篇第三篇 系系统内部内部过电压与与绝缘配合配合v一、一、线路和路和绕组中的波中的波过程程 1.单导线波波过程程 等等值电路、波路、波动方程及其解方程及其解37-一、一、线路和路和绕组中的波中的波过程程 2.波的折射与反射波的折射与反射（1）线路末端开路：路末端开路：，末端，末端电压加倍，加倍，电流流变零零（2）线路末端接地：路末端接地：，末端，末端电流加倍，流加倍，电压变零零（3）线路末端接路末端接负载：，则 电压和和电流都无反射流都无反射38-一、一、线路和路和绕组中的波中的波过程程 3.彼德彼德逊法法则（1）内容）内容（2）适用范）适用范围 4.波阻抗与波阻抗与电阻的异同点阻的异同点 5.波的衰减与波的衰减与变形形 主要影响因素主要影响因素39-二、雷二、雷电及防雷保及防雷保护装置装置v1.雷云的放雷云的放电过程：程：先先导阶段主放段主放电和迎面先和迎面先导阶段余段余辉阶段段v2.雷雷电参数：参数：雷暴日，雷暴小雷暴日，雷暴小时，地面落雷密度，雷，地面落雷密度，雷电流，流，雷道波阻抗。雷道波阻抗。v3.防雷保防雷保护装置和接地装置装置和接地装置40-v1.泄露距离泄露距离：沿：沿绝缘表面表面测得的两个得的两个导电零零 部件之部件之间或或导电零部件与零部件与设备 界面之界面之间的最短距离。（的最短距离。（cm）v2.泄露比距泄露比距：外：外绝缘相相-地之地之间的泄露距离与的泄露距离与 系系统最高工作最高工作电压之比，即之比，即单 位位电压下下绝缘子表面的泄露距子表面的泄露距 离。（离。（cm/kV）41-v一、填空一、填空题v1.国家国家标准中的准中的标准雷准雷电冲冲击电压波形参数波形参数为_.v2.提高气体提高气体间隙隙击穿穿电压的方法的方法总体可分体可分为两大两大类，其一，其一为_，其二，其二为_。v3.雷雷电的放的放电过程可以分程可以分为三个三个阶段段_、_ 和和_。v4对中性中性电介介质，其介，其介质损耗角正切耗角正切tg随随温度的升高而温度的升高而_。42-v5.电气气设备绝缘的的试验包括包括_和和_两大两大类。v6.气体放气体放电的主要形式有的主要形式有_、_、_、_和和_。v7.带电质点由点由浓度高的地方向度高的地方向浓度低的地方度低的地方迁移，称迁移，称_。43-v8.消除或减小由于消除或减小由于电场干干扰引起的引起的测量量误差，差，可采取下列措施：可采取下列措施：_、_和和_。44-