高电压技术重点知识整理

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1、高电压技术重点知识整理1. 电介质的极化：1. ）电子位移极化 电介质中的带点质点在电场作用下沿电场方向做有限位移，无能量损耗2. ）离子位移极化 有极微量的能量损耗3）转向极化 4）空间电荷极化2电介质的介电常数代表电介质极化程度（气体D=1水D=81蓖麻油D=42）3. 电介质的电导与金属电导的区别：1）形成电导电流的带电粒子不同（金属导体：自由电子，电介质：离子）2）带电粒子数量上的区别4影响液体介质电导的因素：温度，电场强度。I三|=15电介质中的能量损耗：p = pv = E 2TV = U 2畑6.财 介质损耗角，绝缘在交变电压作用下比损 耗大小的特征参数7四种形式电离的产生：撞击

2、电离光电离 热电 离表面电离 8气体中带电质点的消失：1）带电质点收电场力的作用流入电极并中和电 2）带电质点的扩散3.）带电质点的复合9.自持放电：当场强超过临界场强 E 值时，这种 电子崩已可仅由电场的作用而自行维持和发展， 不必再有赖于电离因素，这种性质的放电称为自 持放电。10汤森德理论只是对较均匀电场和$s较小的情 况下适用。11.物理意义：一个电子从阴极到阳极途中因为 电子崩（a过程）而造成的正离子数为迪_ 1 这批正离子在阴极上造成的二次自由电子数（r 过程）应为：心_）如果它等于1就意味着那个 初始电子有了一个后继电子从而使放电得以自 持。12帕邢定律：在均匀电场中，击穿电压U

3、与气体 相对密度5，极间距离S并不具有单独的函数关 系，而是仅与他们的积有函数关系，只要5.s的 乘积不变，U也就不变。b13.流柱放电流程：有效电子（经碰撞游离）一 电子崩（畸变电场）一一发射光子（在强电场 作用下）一一产生新的电子崩（二次崩）一一形 成混质通道（流柱）由阳极向阴极（阳极流 柱）或由阴极向阳极（阴极流柱）击穿14.电晕放电：电晕放电是极不均匀电场所特有 的一种自持放电形式，他与其他形式的放电有本 质的区别，电晕放电的电流强度并不取决于电源 电路中的阻抗，而取决于电极外气体空间的电 导，即取决于外施电压的大小，电极形状，极间 距离，气体的性质和密度等。15不均匀电场气隙的击穿：

4、短气隙击穿（极性 效应）长气隙的击穿（先导放电） 16先导过程:当气隙距离较长时，约1m以上）, 存在某种新的，不同性质的放电过程，称为先导 过程 17雷电放（长气隙放电）电包括雷云对大地, 雷云对雷云和雷云内部放电现象18下行的负极性雷通常可以分为三个主要阶 段，即先导放电，主放电和余光放电 19击穿时间1. ）升压时间t0电压从0升到静态击穿电压U0所需时间2）统计时延ts从电压达到U0的瞬时起到 气隙中形成第一个有效电子为止的时间3）放电发展时间tf从形成第一个有效电子 的瞬时起到气隙完全被击穿为止的时间20.影响平均统计延时的因素：1. ）电极材料2. ）外施电压 3）短波光照射4）电

5、场情况21影响放电发展时间的因素：1）间隙长度2）电场均匀度3）外施电压22击穿电压公式：:=24血+6.53亦KV 5沁）23提高气隙击穿电压的方法： 1）改善电场分布2）采用高度真空 3) 4）产用高耐电强度气体5）SF6气体的应用 24电击穿：由于电场的作用使介质中的某些带 电质点积聚的数量和运动的速度达到一定程度， 使介质失去了绝缘性能，形成导电通道，这样的 击穿称为电击穿。25热击穿：在电场的作用下，介质内的损耗发 出的热量多于散逸的热量，使介质温度不断上Ill升，最终照成介质本身的破坏，形成导电通道这样的击穿称为热击穿。26影响固体电介质击穿电压的因素 电压作用时间的影响 温度的影

6、响电场均匀度和介质厚度的影响电压频率的影响受潮度的影响机械力的影响多层行的影响1.)2)3)4)5)6)7)8)累积效应的影响 27固体介质的老化中最主要的是：电老化，热 老化和综合性的环境老化28影响液体电介质击穿电压的因素2.)3)4.)5)1)液体介质本身品质的影响 电压作用时间的影响 电场情况的一影响 温度的影响 压强的影响 29油本身的某些品质因素对耐电压强度的影响1. )化学成分2. )含水量3. ）含纤维量4. ）含炭量5. ）含气量1.）2）3）4）30提高液体电介质击穿电压的方法 提高并保持油的品质 覆盖绝缘层极间障 31提高并保持油的品质的方法1）压力过滤法2）真空喷雾法3

7、）吸附剂法32电气设备绝缘试验：1）耐压试验（破坏性试验）模范设备绝缘在运 行中可能受到的各种电压，对绝缘施加与之相等 的或更为严峻的电压，从而考验绝缘耐受这i类 电压的能力。2）检査性试验（非破坏性试验）测定绝缘某些 方面的特性，并据此间接地判断绝缘状况 33绝缘电阻是反映绝缘性能的最基本的指标之 一，通常都用兆欧表来测量绝缘电阻 34测量绝缘电阻能有效的发现下例缺陷：1. ）总体绝缘质量欠佳2. ）绝缘受潮3. ）两极间有贯穿性的导电通道4. ）绝缘表面情况不良测量绝缘电阻不能发现下例缺陷：1）绝缘中的局部缺陷（入非贯穿性的局部损伤, 含有气泡等）2）绝缘的老化（因为老化了的绝缘其绝缘电阻

8、 还可能是相当高的）35测定泄露电流于兆欧表相比具有以下特点： 1）所加直流电压较高，能揭示兆欧表不能发现 的某些绝缘缺陷2. ）所加直流电压是逐渐升高的，则在升压过程 中,从所测电流与电压关系的线性度，即可指示 绝缘情况3. ）兆欧表刻度的非线性度很强，尤其在接近高 量程段，刻度甚密，难以精确分辨，微安表的刻 度则是基本上是线性的，能精确读取。36测孕的方法有很多种，瓦特法，电桥法，不 平衡电桥法等，其中以电桥法的准确度为最高,通用的是西林电桥法。37测孕能有效的发现绝缘的下例缺陷:1.）受潮2. ）穿透性导电通道3. ）绝缘能含气泡的电离，绝缘分层，脱壳4. ）绝缘老化劣化，绕组上附积油泥

9、5）绝缘油脏污，劣化等但是对于下例缺陷，t法是很少有效果的：tg1.）非穿透性的局部损坏2很小部分绝缘的老化，劣化3个别的绝缘弱点38局部放电的测试分为：直接法和平衡法39较准确的测压法是直接测被试品两端的高 压，主要有: 1）测量球隙 2）静电电压表（sv） 3）分压器配用低压仪表4）高压电容器配用整流装置 40直流高压的测量 1）棒隙或球隙2）电阻分压器配合低压仪表3. ）用高值电阻与直流电流表串联4. ）静电电压表 41.冲击高压试验（冲击电压发生器原理电路图）电源:O|1_15L-coR接整流FT.O._ 042架空线的波阻抗zz = 也In 2h = 60In 2h = 138Iog

10、 2h Q）2n 8 rrr丫 043无损单导线线路波过程的基本规律由以下方 程决定u u + uq fi = i + iq f u = z - iq qu = - z - i44无限长直角波通过电感后改变为一指数波头 的行波，串联电感起了来波上升速率的作用。45为了降低入侵波的陡度可以使用串联电感或 并联电容的措施，对于波阻抗很大的设备（如发 电机）要想用串联电感来降低入侵波陡度一般是 有困难的，通常用并联电容的方法。46雷电流：流经被击物体的电流iz与被击物体 的阻抗zj有关，zj越大则iz越小，反之则iz越 大，当 zj=0 时，流经被击物体的电流呗定义为 雷电流，用 iL 表示。（雷电

11、通道波阻抗 z0=300欧姆)47描述脉冲波形的主要参数有：峰值，波前时 间和半峰值时间。48雷暴日是一年中有雷电的日数，雷暴小时是 一年中有雷电的小时数。49避雷针保护范围h当h 时，rX 2x护物体高度1.)单只避雷针：=(h-hx)pI h为避雷针高度，hx为被保=(1.5h-2h )p Ip为高度影响系数(hW30m时，p=130hW120m 时，5.5。Rx 为保护半径)p=T50避雷器的作用是限制过电压以保护电气设备51避雷线的作用是保护输电线路52避雷针的作用是保护集中场所的设备53阀型避雷器的基本元件为间隙和非线性电 阻，阀片的电阻值与流过的电流有关，具有非线 性特征，电流越大

12、电阻越小。54避雷器的选用：选用避雷器时，应是避雷器 的额定电压与安装该避雷器的电力系统的电压 等级相同，并且应是避雷器的灭弧电压大于其安 装处母线上可能出现的最高工频电压。55.避雷器的保护性能一般以保护比（残压/灭弧 电压）来说明，保护比越小，说明残压越低或灭 弧电压越高，则避雷器的保护性能越好。56接地可以分为工作接地、保护接地和防雷接 地。57输电线路上出现的大气过电压有两种：一种 是雷直击于线路引起的，称为直击雷过电压；一 种是雷击线路附近地面，由于电磁感应所引起 的，称为感应雷过电压。58雷击线路时线路绝缘不发生闪络的最大雷电 电流幅值称为“耐雷水平，以kV为单位。59海100km

13、线路每年由雷击引起的跳闸次数称 为“雷击跳闸率。”60输电线路的感应雷过电压分为：雷击线路附 近大地时，线路上的感应雷过电压和雷击线路杆 塔时，导线上的感应过电压。61雷直击于有避雷线线路的情况可以分为三 种，即雷击杆塔塔顶、雷击避雷线档距中间和雷 绕过避雷线击于导线一一称为绕击”。62雷击杆塔塔顶次数与雷击线路总次数的比值 称为击杆率 g。63塔顶电位diu = R i + L 呼td ch gt gt dt二 BR i +PL diLch Lgt dt64塔顶电位幅值UtdtdU =01 (R + 2-)td L ch 2.665建弧率定义：冲击闪络转为稳定工频电弧的 概率称为建弧率。耳=

14、4.5E0.75 一 14(%)66输电线路的防雷措施有：架设避雷线，降低 杆塔接地电阻，架设耦合地线，采用不平衡绝缘 方式，装设自动重合闸，采用消弧线圈接地方式, 装设管型避雷器，加强绝缘。67发电厂和变电所的主要防雷措施：在发电厂、 变电所内装设阀型避雷器以限制入侵雷电波的 幅值，使设备上的过电压不超过其冲击耐压幅 值;在发电厂、变电所的进线上设置进线保护段, 以限制流经避雷器的雷电流和限制入侵雷电波 的陡度；对直接与架空线相连的旋转电机(称直 配电机)在电机母线上装设电容器，限制入侵雷 电波陡度以保护电机匝间和中性点绝缘。67避雷线的保护角应为20。左右。68.进线段的耐雷水平额定 电压35kV66kV110kV220kV330kV500kV耐雷水平30kA60kA75kA110kA150kA175kA69发电厂厂房一般不装设避雷针，以免发生反 击事故和引起继电保护的误动作。空载长线的电容效应工频电压升高 不对称短路引起的工频电压升高暂时过电压q、甩负荷引起的工频电压升高线性谐振过电压70内部过电压谐振过电压q铁磁谐振过电压、参数谐振过电压操作过电压q切断空载线路过电压 空载线路合闸过电压