高电压技术最终版ppt课件

1、l设备在运转中能够接受的过电压设备在运转中能够接受的过电压l电介质电介质 l本课程的主要内容本课程的主要内容l本课程的主要义务本课程的主要义务l雷电过电压 l短时过电压 l操作过电压l雷电过电压也称大气过电压，是由雷电直击电气设备或输电线路，雷电流流过设备或线路 引起的过电压，这个过电压称为直击雷过电压；也能够雷落在输电线路附近，由于电磁场的忽然变化，在设备或线路上产生的感应电压，这个过电压称为感应雷过电压。l作用时间短l峰值高l是电力系统特别是110kV及以下系统的最危险的过电压。l这是由单相接地、忽然甩负荷及由谐振引起的电力系统内部过电压。其特点是过电压的数值普通不太高，由于110kV及以

2、下的电力系统绝缘裕度高，普通不会呵斥电气设备的损坏，这种过电压却是过电压维护安装动作条件的重要根据，在系统设计时应对这种过电压加以限制。l由系统操作或缺点引起的过渡性质的过电压。过电压时间短，衰减快，过电压辐值普通不超越电气设备额定电压的3.5倍。这种过电压普通不会对电气设备的绝缘呵斥危害，但对绝缘较弱的电气设备及直配电机的绝缘要挟较大，必需予以注重。一、导体和绝缘体二、电介质的概念三、电介质的物质形状四、电介质的电导高电压绝缘实际：研讨如何利用电介质高电压绝缘实际：研讨如何利用电介质的电气性能为电力系统效力，预防事故的电气性能为电力系统效力，预防事故的发生；的发生；高电压实验技术：研讨如何运

3、用经过给高电压实验技术：研讨如何运用经过给设备绝缘施加较高电压的方法来检查设设备绝缘施加较高电压的方法来检查设备能否有平安隐患的技术；备能否有平安隐患的技术；过电压及其防护技术：讨论电力系统过过电压及其防护技术：讨论电力系统过电压的产生，开展机理，及其如何限制电压的产生，开展机理，及其如何限制其开展和限制其产生的措施。其开展和限制其产生的措施。l使学习者经过本课程的学习，根本掌握各种绝缘介质的根本特性，如何正确的利用它的根本方法；根本掌握运用高电压实验技术对电气设备的绝缘进展预防性实验的根本方法；能在经过工程设计，预防和维护电气设备免受过电压的危害。为从事有关方面的任务奠定必要的实际根底。 2

4、.1 气体中带电质点的产生和消逝2.2 均匀电场小气隙的放电2.3 均匀电场大气隙的放电2.4 不均匀电场气隙的击穿2.5 冲击电压下空气的击穿特性2.6 提高气隙抗电强度的措施 2.7 沿面放电 一带电质点的产生一带电质点的产生 碰撞游离碰撞游离 光游离光游离 热游离热游离外表游离外表游离 二二. . 带电质点的消逝带电质点的消逝质点的分散质点的分散质点的复合质点的复合 l运动的质点可以是带电的，也可以是中性质点撞击另一个质点，且使其分解成为 两个带电质点的景象称为碰撞游离。l发生碰撞游离的条件：撞击质点的总能量动能位能大于被撞击质点的游离能；有一定的相互作用时间。l特点：可以一次完成，也可

5、以分级完成。 游离能：质点游离所需的最小能量称为游离能。 鼓励：当撞击质点的能量小于被撞质点的游离能时，使电子跃迁到更高的能级的景象称为质点的鼓励。处于鼓励形状的质点易游离。 反鼓励：处于鼓励形状的质点假设没有其它质点撞击时，恢复到原来的运转形状的景象称为质点的反鼓励。反鼓励将把鼓励时所吸收的能量以光的形状释放出来。l短波射线的光子具有很大的能量，它以光的速度运动，当它射到中性介质的分子或原子上时，所产生的游离称为光游离。l光子的能量：l紫外线，X射线，是引起光游离的主要要素。）光的频率（普朗克常数，等于式中Hzs .106260755. 634JhhWl在高温下，气体的质点热运动加剧，相互碰

6、撞而产生的游离称为热游离。l只需在500010000K的高温下才干产生热游离。l金属外表的电子受外界能量的作用后逸出金属外表而成为自在电子的景象称为外表游离。l外表游离的条件：外界能量大于金属的逸出功。l去游离：带电质点从游离区消逝或游离的作用被减弱的景象称为带电去游离。l带电质点的消逝是由于游离作用小于去游离的作用。1、带电质点的分散：由于不同区域种的带电质点的浓度不同，电荷从浓度高的区域向浓度低的区域运动的景象称为带电质点的分散。2、电质点的复合：正离子与负离子相遇发生电荷的传送，而相互综合复原成中性质点的景象称为带电质点的复合。一气隙放电的伏安特性曲线一气隙放电的伏安特性曲线二气隙击穿电

7、压的实际计算二气隙击穿电压的实际计算三巴申曲线三巴申曲线 l十九世纪九十年代，英国物理学家汤深德Townsend采用图1 的实验安装测出了气体小间隙的伏安特性曲线如图2所示。loa段 外加电压上升，导致气隙的电场强度上升，在自在行程内，电子的加速度添加，使挪动电子的速度加快，所以电流增大。lab段 虽然外加电压上升，但由于电子在运动中与其它中性质点相碰撞，使电子损失能量，导致电子的挪动速度趋于饱和，所以电流几乎不随电压的变化而变化。lbc段 带电质点在外界电场的作用下，获得很大的加速度，以致在与中性质点碰撞时，具有很高的速度，使电子的动能较大，可以使部分中性质点产生碰撞游离，使气隙中挪动的带电

8、质点增多，所以电流随外加电压的增高而急剧增大。lC 外电场使挪动的电荷主要是指电子具有很大的动能，是所撞击的中性质点产生猛烈的碰撞游离，气隙电荷急剧增多，导致其失去绝缘性能而击穿。 气体的相对密度； 电子所在点的气体的电场强度。S 极板之间的间隔(cm)。 汤申德第三游离系数A、B均为与气体性质有关的常数，对空气：A=10961kPa，B2738.40kVkPa； )()11ln(lnsfsAsBUjcE均匀电场小气隙击穿电压的计算公式为：l由此看出，气隙的击穿电压不仅与气隙的大小有关，还与气隙的中性质点的密度有关，且是二者乘积的函数，这个规律称为巴申定律。l由 于 它 的 曲 线 与 在 此

9、 公 式 推 导 出1890年的前一年1889年由巴申经过实验得出，所以此规律被命名为巴申定律。同时气隙的击穿电压还与阴极资料有关。 放电机理：气隙的击穿取决于从阴极出发的电子在向阳极挪动过程中与中性质点的碰撞次数和使其游离的概率。假设坚持不变，S很大时，那么必需增大外施电压提高场强才干使电子获得足够的能量以产生碰撞游离。但是当S值很小时，那么由于电子与中性质点碰撞次数的减少，反而使气隙挪动的带电质点减少，所以必需升高外施电压才干坚持气隙的击穿。所以，总有一个S对气隙中的带电质点的产生最有利,使击穿电压最低。同理，当S坚持不变，气体分子相对密度增大时，电子的自在行程缩短了，相邻两次碰撞之间积聚

10、到足够动能的概率减小了，故Ub必然升高，这就是谷点的右侧。反之，当减小到很小数值后，质点的碰撞次数减少了，所以为了坚持一定数量的带电质点，必需升高外施电压，即Ub升高，这就是谷点的左侧。在这两者之间。总有一个值对呵斥碰撞游离最有利，此时Ub最小，这就是谷点。 一、汤申德实际的缺乏没有思索到空间电荷对电场的畸变作用没有思索到光子在放电过程中的作用二、流注放电实际正流注负流注+-+ +-+ +-+-+-+-a）b）c）d）假设外施电压为气隙的最低击穿电压，当初崩开展到阳极时，正负电荷复合和反鼓励发出光子。由于受空间电荷的畸变作用，崩尾的电场较高，光子到达这里时，构成二次电子崩。二次电子崩头部的电子

11、与初崩的正空间电荷集合成为充溢正负带电质点的混合通道。这个正电荷多于负电荷的混合通道称为流注通道，简称为流注。 由正极向负极开展，所以称为正流注。l电压较低时，电子崩需经过整个间隙才构成流注，电压较高时，电子崩不需经过整个间隙，其头部电离程度已足以构成流注 。l主电子崩头部的电离很剧烈，光子射到主崩前方，在前方产生新的电子崩，主崩头部的电子和二次崩尾的正离子构成混合通道，构成向阳极推进的流注，称为负流注 l间隙中的正、负流注可以同时向两极开展。 阳极阴极阳 极阴 极+-+-+-+-vvv二 次 崩二 次 崩初 崩l一不均匀电场的模拟一不均匀电场的模拟l二短间隙的击穿二短间隙的击穿l三、棒板电极

12、的极性效应三、棒板电极的极性效应l四、长间隙的击穿四、长间隙的击穿l不均匀电场的分类不均匀电场的分类 电极的不同导致电场电极的不同导致电场的分布有所不同，但可以分为两类：对的分布有所不同，但可以分为两类：对称电场和不对称电场两种。称电场和不对称电场两种。l对称电场对称电场 棒棒棒电极来模拟棒电极来模拟; ;l不对称电场不对称电场 棒棒板电极来模拟。板电极来模拟。 棒为正极性时，电子崩是从场强低的区域向场强高的区域开展。此外，初崩的电子很快进入棒极，在棒极前方留下的正离子大大加强了气隙深处的电场，极易使气隙深处的电子产生二次电子崩而构成正流注。由于流注所产生的空间电荷总是加强前方的电场，所以它的

13、开展是延续的，速度很快，与棒为负极性时相比，击穿同一间隙所需电压要低得多 。当棒为负极性时，初崩直接由棒极向外开展。先经过强场区，后来的路程中场强愈来愈弱，这就使电子崩的开展比棒为正极性时不利得多。初崩留下的正空间电荷显然加强了负棒极附近的电场，却减弱了气隙深处的空间电场，使负流注的向前开展遭到抑制。击穿同一间隙所需的电压要高得多。l综上所述，对棒一板电极，在棒为不同极性时，由于空间电荷对气隙的电场影响不同，从而将导致其击穿电压和电晕起始电压不同，这种景象称为棒一板电极的极性效应。棒正板负时的击穿电压低于同间隙棒负板正时的击穿电压，而电晕起始电压那么相反。l实际阐明，当气隙较大(约1m以上)时

14、，存在某种新的，不同性质的被称为先导放电的放电过程。不同极性的先导放电过程有不同的特性。目前，对这些问题的研讨还很不够，只是对这些事物的景象、参数、影响要素及变化规律等作了一些实测，而对这些放电过程的机理并没有完全研讨清楚。 冲击电压的规范波形 伏秒特性作用时间短暂的电压称为冲击电压，在冲击电压作用下空气间隙的击穿具有新的特性。雷电在电力系统中呵斥的过电压是一种冲击电压，这是电力系统发惹事故的重要要素。为了模拟雷电压，各国规定了实验用雷电冲击电压的规范波形，分为全波和截波两种。 l在冲击电压作用下，间隙的击穿电压比静态击穿电压(直流或工频交流继续作用下的击穿电压)高。这是由于整个间隙击穿放电的

15、开展过程不仅需求足够高的作用电压，还需求一定作用时间的缘故。l同一个气隙，在峰值较低但延续时间较长的冲击电压作用下能够击穿，而在峰值较高但延续时间较短的冲击电压作用下能够不击穿。 对非继续作用的电压来说，一个气隙的耐电压性能就不能单一地用“击穿电压值来表达了，而必需用电压峰值和击穿时间这两者来共同表达才行，这就是该气隙在该电压波形下的伏秒特性。 l一一 改善电场分布改善电场分布l二二 高气压的采用高气压的采用 l三三 高真空的采用高真空的采用l四四 高抗电气体的采用高抗电气体的采用1、改动电极外形 在交流电压作用下，尽量防止运用棒一板电极，尽量增大电极的曲率半径，尽量降低电极外表粗糙度，以消除

16、部分强场 2、采用极间障l气体压力提高后，气体的密度加大，减少了电子的平均自在行程，从而减弱了碰撞游离的过程。 如高压空气断路器和高压规范电容器等。气体间隙中压力很低时，电子的平均自在行程已增大到极间空间很难产生碰撞游离的程度。如真空电容器、真空断路器等。l某些气体，主要是含卤族元素的气体，如六氟化硫(SF6)、氟里昂(CCl2F2)、四氯化碳(CCl4)等，在同样压力下，其耐电压强度比空气高得多，称为高抗电强度气体。采用这类气体，或在其它气体中混入一定比例的这类气体，可以大大提高气隙的击穿电压。l均匀电场中的沿面放电l绝缘子的污闪l怎样防止绝缘子的污闪l沿面的闪络电压比纯空气击穿电压低。l为

17、了提高均匀电场气隙的沿面闪络电压，应使固体介质外表光滑，坚持枯燥。l实践绝缘构造中常会遇到介质处于稍不均匀电场中的情况，它的放电特性与均匀电场很类似。l户外绝缘子，会遭到工业污秽或自然界盐碱、飞尘等污染，在枯燥时，由于污秽尘埃电阻很大，绝缘子外表走漏电流很小，对绝缘子平安运转无危险；在大气湿度较高，或在毛毛雨、雾等气候下，污秽尘埃被润湿，外表电导剧增，使绝缘子的走漏电流剧增，降低闪络电压。l对污秽绝缘子定期或不定期进展清洗。l绝缘子外表涂一层憎水性防尘资料。l加强绝缘和采用防污绝缘子。l采用半导体釉绝缘子。2.1 电介质的极化2.2 电介质的电导2.3 电介质的损耗2.4 液体电介质的击穿特性

18、 2.5 固体电介质的击穿特性 2.6 电介质的老化l与空气相对比，液，固体电介质有如下特点：l1 绝缘强度高。l 液体：105v/cm数量级l 固体：106 v/cm数量级l2 自恢复性能：固体无，液体差l3 液，固领会老化。l4 介电常数比空气大。一一. .极化景象极化景象 在极间间隔及电极外表积不变情况下，当极间由真空变为固体介质时极板上电荷增多。l由于固体介质的引入，使极间固体介质在与两个极板接触的界面上感应出与极板电荷极性相反的束缚电荷，构成了一个与外施电场方向反方向的内部电场，电介质有了明显的极性，即极化。l极化的结果是使极间合成电场减弱，但由于外施电压不变，所以极间电场不能变化，

19、必需在极板上添加电荷来抵消内电场的作用。1. 电子式极化特点：极化快，约为10-1410-15s弹性极化，无能耗。受温度影响小l电介质的损耗的根本概念电介质的损耗的根本概念l电介质损耗的分类电介质损耗的分类2tgPUC在相量图中为电流电压间的相位角，即功率因数角，为其他角，称为介质的功率损耗角。电介质的功率损耗P可用一致的公式：l电导损耗l极化损耗l变压器油的击穿机理l影响变压器油击穿电压的要素l提高变压器油击穿电压的措施 l 纯真的变压器油：电击穿；机理与气体介质击穿类似。l含有杂质的变压器油：杂质击穿；“小桥实际l电压构成和电压作用时间l杂质和湿度l电场均匀度l压力提高油的质量1过滤与枯燥

20、 2祛气采用组合绝缘1覆盖层 2绝缘层3极间障一一 固体电介质的热击穿固体电介质的热击穿 二二 固体电介质的电击穿固体电介质的电击穿 三三 影响固体电介质击穿电压的要素影响固体电介质击穿电压的要素四四 提高固体电介质击穿电压的措施提高固体电介质击穿电压的措施 l热击穿是由于固体介质内部的热不稳定性所呵斥的 。l 热击穿的特点：l (1)热击穿电压随环境温度的升高按指数下降。 l (2)当介质厚度增大时，介质的平均击穿场强减弱。l (3)当电压频率升高时，热击穿电压下降。l (4)热积累需求一定的时间，当电压上升快，或加压时间短时，热击穿电压升高。 l击穿机理与气体介质的击穿机理一样，属碰撞游离

21、。l特点：l (1)击穿场强高，普通约为106107Vcm，而热击穿仅为104105Vcm。 l (2)击穿电压与环境温度无关。l (3)当电压作用时间很短时，作用时间越短，击穿电压越高。l (4)电场的均匀度对击穿电压有显著影响。l电压作用时间l电场均匀度与介质厚度l电压种类l累积效应l受潮l改良制造工艺:尽能够去除介质中的杂质,可以经过精选资料、改善工艺、真空枯燥、加强浸渍等方法。l改良绝缘设计:尽能够使电场均匀l改善运转条件:留意防潮、尘污，加强散热冷却一、 什么是电介质的老化二、 电介质老化的方式老化： 电气设备在长期运转中，其介质不可防止的要接受热的、电的、化学的和机械力的作用。在这

22、些要素的作用下，介质的物理性能逐渐劣化，如变酥、变脆、起层等，电气性能逐渐降低，如电导变大、损耗添加和绝缘强度下降。这种景象称为电介质的老化。 l电老化部分放电老化、电导性老化、电解性质老化l热老化l受潮老化部分放电老化：由介质内部部分放电产生。(1)带电粒子撞击气泡(或气隙)外表的介质，特别是对有机绝缘物，能使主链断裂，高分子解聚或部分变为低分子，介质的物理性能变差；(2)部分温度升高，气泡膨胀，使介质开裂、分层、变酥、高温同时能使资料产生化学分解，使该部分电导和损耗变大。(3)部分放电产生的O3和NO2等气体对有机物产生氧化侵蚀，使介质逐渐劣化。特别是介质受潮后，NO2还能够与潮气结合生成

23、亚硝酸或硝酸，对介质及金属电极都产生腐蚀。(4)电场的部分畸变改动了介质的原有电场分布，使部分介质接受过高的场强。 电导性老化：在交流电压作用下，在某些高分子有机合成的固体介质中，存在另外一种性质的老化，是由液态的导电物质所引起的。假设在两电极的绝缘层中或在固体介质与电极的交界面处存在某些液态的导电物质，如水或某些电解质溶液，当该处电场强度超越某一临界值时，这些溶液便会在电场力的作用下沿着电场的方向逐渐深化到绝缘层中去，构成近似树状的导电泄痕，称为“水树枝，最终导致绝缘层的击穿。电解性老化:由于介质内部进展着电化学过程，介质也会逐渐老化，最终导致击穿。介质中往往存在某些金属和非金属离子。荷正电

24、的金属离子到达阴极被中和电量后，构成金属原子堆积在阴极外表，逐渐构成从阴极向阳极延伸的金属性导电通道。这个过程对电介质层很薄的电容器绝缘危害尤大。介质中的非金属性离子如H+、O2、Cl等迁移到电极被中和电量后，构成活性极高的该类物质原子。它们或是再与介质分子起化学反响，构成新的有害化合物，使介质遭到破坏；或是与金属电极起化学反响，构成对金属电极的腐蚀；或是以分子的方式存在，构成小气泡。l电介质长期任务在较高温度下，由于受热使固体介量变硬，失去弹性，变脆，发生龟裂，机械强度降低，受震动时易剥落、磨损，甚至变成粉状；也有些固体介量变软、发粘、丧失机械强度；变压器油的酸价上升，颜色加重等使电气性能逐

25、渐劣化，称为电介质的热老化。 l介质受潮将导致其电导和损耗增大，因此会使绝缘资料进一步发热，导致热老化速度加快。此外，水分的存在使化学反响更加活泼，产生气体，构成气泡，引起部分放电。 3.1 雷电放电过程雷电放电过程 3.2 避雷针和避雷线避雷针和避雷线 3.3 避雷器避雷器 3.4 接地安装接地安装 3.5 架空线路的防雷措施架空线路的防雷措施 l雷电放电就其物理本质而言，属于一种专长气隙的火花放电。雷电放电的一些不同之处皆由于雷电放电的两极(一极为云层，另一极为电阻率相当大的土地，且其外表有大量凸出的物体)并非金属电极所致。l雷电放电的过程：电导放电、主放电、余光放电由金属制成，高于被维护

26、的物体，具有良好接地的安装，其作用是吸引雷电击向本身，并将雷电流迅速泄入大地，减低雷击点的过电压，从而使避雷针线附近比它低的物体得到维护。 phhrhhxxX)(2时，phhrhhxxX)0 . 25 . 1 (2时，单支避雷针：h 避雷针高度,m P 高度影响系数xh被维护物高度,mhPmhmPmh5 . 5,120301,30图4-6 单支避雷针的维护范围45 rxhx水平面上保护范围的截面1.5hhhahx l避雷线又称架空地线，其作用原理与避雷针一样。主要用于输电线路的维护，也可用来维护发电厂和变电所。l避雷线维护范围的长度与其本身的长度一样，但两端各有一个遭到维护的半个圆锥体空间。l

27、避雷线维护范围的计算与避雷针根本一样。单根避雷线的维护范围如下图：式中各符号意义同前时，当时，当phhrhhphhrhhxxxxxx)53. 1(2)(47. 0225 hhhahx hrxh/2在hx 水平面上的保护截面rxrxl一、避雷器的维护原理一、避雷器的维护原理l二、对避雷器的根本要求二、对避雷器的根本要求l三、维护间隙三、维护间隙l四、管形避雷器四、管形避雷器l五、阀形避雷器五、阀形避雷器l避雷器本质上是一种放电器，并联衔接在被维护设备附近。避雷器的击穿电压要比被维护设备的低，当过电压波沿线路入侵并超越避雷器的放电电压时，避雷器首先放电把入侵波导入大地，限制了作用于设备上的过电压数

28、值，从而维护了设备绝缘免遭击穿破坏。图4-14 避雷器维护作用原理表示图1避雷器；2被维护设备21FB过电压波l(1) 具有较强的绝缘自恢复才干 l(2)具有平直的伏秒特性曲线 l(3)具有一定通流容量，且其残压应低于被维护物的冲击耐压。 优点：构造简单；造价低。缺陷：放电分散性大；伏秒特性曲线较陡；灭弧才干差。常与自动重合闸安装配合运用。 图4-16 角形维护间隙1主间隙；2辅助间隙；3绝缘子；4电弧1234接母线l缺陷：放电分散性大；伏秒特性曲线较陡；动作后会产生截波。l优点：灭弧才干较维护间隙强。l熄弧才干与工频续流大小有关。l只用于输电线路个别地段的维护。图4-17 管型避雷器1产气管

29、；2棒形电极；3环形电极；S1内间隙； S2外间隙；123S2 S1工 作 母 线l由火花间隙和非线性电阻组成。l优点：伏秒特性曲线较平，放电分散性较小，能与被维护设备很好的配合；熄弧才干强。 图4-18 阀型避雷器原理表示图1间隙；2阀片电阻工作母线1 2l一、接地和接地电阻l二、维护接地l三、任务接地l四、防雷接地 接地定义：将地面上的金属物体或电气回路的某一节点经过导体与大地相连，使该物体或节点与大地坚持等电位。 接地的类型：维护，任务，防雷。 接地电阻：把接地点处的电位UM与接地电流I的比值定义为接地电阻R 图4-30 接地安装原理图UM接地点电位； I接地电流；Uj接触电压；Uk跨步

30、电压l所谓维护接地，就是将电气设备在缺点情况下能够出现危险对地电压的金属部分如外壳等用导线与大地做电气衔接。 l任务接地是根据电力系统正常运转方式的需求而采取的接地方式。l防雷接地是针对防雷维护的要求而设置的，目的是减小雷电流经过接地安装时的电位升高。l输电线路的防雷接地 l发电厂和变电所的防雷接地一、防雷要求：主要应从线路的重要程度、系统的运转方式，输电线路经过地域雷电活动的强弱、地形地貌的特点、土壤电阻率等条件，结合当地原有线路的运转阅历，根据技术经济比较的结果，因地制宜，全面思索。二、防雷措施：架设避雷线架设耦合地线 降低杆塔的冲击接地电阻 采用不平衡绝缘方式 采用中性点非直接接地系统

31、加强线路绝缘 装设自动重合闸 装设管型避雷器 l5.1发电厂和变电所的直击雷维护l5.2发电厂和变电所对侵入波的防护 l5.3配电变压器的防雷维护 l5.4旋转电机的防雷维护 发电厂和变电所装设避雷针的原那么发电厂和变电所装设避雷针的原那么发电厂和变电所一切被维护设备都应处于避发电厂和变电所一切被维护设备都应处于避雷针线的维护范围之内。雷针线的维护范围之内。避雷针与电气设备之间应坚持足够的平安间避雷针与电气设备之间应坚持足够的平安间隔。隔。对于对于35kV(60kV)及以下的变电所，必需装设及以下的变电所，必需装设独立的避雷针，并应与电气设备之间坚持独立的避雷针，并应与电气设备之间坚持足够的间

32、隔，以免发生还击。足够的间隔，以免发生还击。对侵入波防护的要求未沿全线架设避雷线的35110kV变电所的进线段维护接线 沿全线架设避雷线的变电所的进线段维护接线 35kV小容量变电所的进线段维护接线 高土壤电阻率地域变电所的进线段维护接线 0ll对于35及以上无避雷线的架空输电线路，对接近变电所的一段进线必需加强防雷维护。l发电厂和变电所对侵入波防护的主要措施是在其进线或母线上装设阀型避雷器。l进线段维护的作用：一方面进入变电所的雷电过电压波未来自进线段以外的线路，利用进线段导线的波阻抗可限制流过避雷器的雷电流幅值；另一方面侵入波流过进线段时，导线上冲击电晕可使沿导线的侵入波陡度降低。l进线段

33、维护的作用: l 1) 制流过BLQ动作电流小于5kAl 2) 限制侵入波陡度a5kV/usl 要求:l 1) 进线段内不能发生绕击,维护角l 2) 绝缘子串不发生闪络。无避雷线线路的35110kV变电所进线段维护接线l对于沿全线已架设避雷线的线路，也将变电所附近的2km长的一段列为进线维护段，接线如图6-12所示。对这一进线应加强防雷维护，如采用减小避雷器的维护角及杆塔接地电阻的方法来提高进线段的耐雷程度，减小在进线段内发生绕击和还击的概率。图6-12全线有避雷线线路的变电所进线段维护接线l适用S500m的地域，进线段难以到达表6-5所要求的耐雷程度时，可在进线段的终端杆上装设一组电抗线圈L

34、以替代进线段的避雷线。接线如图6-14所示。电抗线圈的电感可采用1000H左右，此电抗器既能限制侵入波的陡度又能限制流过避雷器电流的幅值。一、维护特点：维护配电变压器的避雷器应尽量接近变压器，以防止从线路入侵的雷电波损坏绝缘。由于310kV配电线路绝缘低，直击雷常使线路绝缘闪络，大部分雷电流被导入大地，从而限制了侵入波以及经过避雷器的雷电流幅值；又由于避雷器就装设在变压器近旁，两者之间的电压差很小，所以配电变压器可以不用加装进线维护。二、维护接线：配电变压器的防雷维护接线如图6-17所示。避雷器应尽量接近变压器装设，并应尽量减小衔接线的长度，以减小雷电流在衔接线上的电压降。避雷器的接地线应与变

35、压器的金属外壳以及低压侧中性点连在一同接地三点结合接地，这样在入侵波使避雷器动作时，作用在高压侧主绝缘上的电压就只是避雷器的残压，而不包括接地电阻上的电压降。l旋转电机的特点及防雷维护l直配电机的防雷维护接线 l经变压器衔接到架空线路的电机防雷维护接线 1.过电压的来源:1感应过电压.2侵入波 a.作用于变压器高压侧经变压器耦合到旋转电机上 b.直配电机引线上引来的雷电波.2特点：1.绝缘裕度小2.下线时易损伤绝缘3.电场不均匀4.纵电容小,绝缘冲击系数小5.电机任务条件差.6.避雷器不配合.l一主绝缘的维护l在电机母线上装设FCD型避雷器，以限制侵入波幅值；同时配合维护进线，以限制经过避雷器

36、的电流，使之小于3kA。l二 纵绝缘的维护l在每相母线上装设与避雷器并联的电容器可以维护电机匝间绝缘 ，还可降低侵入波的陡度。l三电机中性点的防雷维护l假设直配电机的中性点能引出且未接地，应在中性点上装设避雷器，且避雷器的额定电压不应低于电机最高运转相电压；对于中性点不能引出的电机，那么应把母线上的电容加大到1.52F，以进一步降低侵入波的陡度来限制中性点绝缘上的电压。1.有电缆段的防雷维护接线2、无电缆段的电机防雷维护接线经变压器耦合到电机绕组上的雷电过电压对电机绝缘的危险性较小，普通可以不思索增设维护措施。但对于在多雷区，经升压变压器送电的特别重要的发电机，在其出线上宜装设一组磁吹避雷器，

37、以保平安。交流耐压实验直流耐压实验冲击耐压实验绝缘电阻和吸收比的丈量走漏电流的丈量介质损耗角正切值 的丈量部分放电的丈量tg耐压实验破坏性实验检查性实验非破坏性实验 高电压实验技术l6.1绝缘电阻及吸收比的丈量l6.2泄露电流的丈量l6.3介质损耗角正切值的丈量l6.4部分放电的丈量l6.5工频交流耐压实验l6.6直流耐压实验l6.7冲击耐压实验l一、绝缘电阻l绝缘电阻是指在绝缘体的临界电压以下。施加的直流电压U-时，丈量其所含的离子沿电场方向挪动构成的电导电流Ig，运用欧姆定律所确定的比值。l 即：giIURl高压设备的内绝缘，大部分是夹层绝缘，在直流电压作用下，都有吸收景象存在，即电流逐渐

38、减小而趋于某一恒定值走漏电流。而被试品的绝缘情况越好，吸收过程进展得越慢，反之，吸收过程越快，因此，可以用绝缘电阻随时间而变化的关系来反映绝缘的情况。通常将用时间为60s与15s时所测定的绝缘电阻值之比称之为吸收比，用K 来表示：l假设绝缘良好，那么此比值应大于一定值普通为1.31.5 1560RRK l通常是用绝缘电阻表兆欧表，俗称摇表来丈量绝缘电阻。 l绝缘电阻表根据“流比计的原理制成。l优点：不受电压动摇影响。 0 LXRVREGARVIAIVIAILALVG图9-1绝缘电阻表原理电路图l1断开被试品的电源，撤除或断开对外的一切连线，并将其对地放电。对电容量较大的被试品如发电机、电缆、大

39、中型变压器和电容器等更应充分放电。此项操作应利用绝缘工具如绝缘棒、绝缘钳等进展，不得用手直接接触放电导线。l2用枯燥清洁柔软的布擦去被试品外表的污垢，必要时可先用汽油或其他适当的去垢剂洗净套管外表的积污。l3将绝缘电阻表放置平稳，驱动绝缘电阻表到达额定转速，此时绝缘电阻表的指针应指向“，再用导线短接绝缘电阻表的“火线与“地线端子，其指针应该指零瞬间低速旋转以免损坏绝缘电阻表。然后将被试品的接地端接于绝缘电阻表的的接地端子“E上，丈量端接于“L端子上。如遇被试品外表的走漏电流较大时，或对重要的被试品，如发电机、变压器等，为防止外表走漏电流的影响，必需加以屏蔽。屏蔽线应接在G端子上。接好线后，火线

40、暂时不接被试品，驱动绝缘电阻表至额定转速，其指针应指“，然后使绝缘电阻表停顿转动，将火线接至被试品。l4驱动绝缘电阻表达额定转速，待指针稳定后，读取绝缘电阻的数值。l5丈量吸收比或极化指数时，先驱动绝缘电阻表达额定转速，待指针指“时，用绝缘工具将火线立刻接至被试品上，同时记录时间，分别读取15s和60s或10min时的绝缘电阻值。l1实验前应将被试品接地放电一定时间对电容量较大的试品，普通要求达510min，防止被试品上能够存留剩余电荷而呵斥丈量误差。实验后也应这样做，保证平安，此项操作应利用绝缘工具如绝缘棒或绝缘钳等进展，不得用手直接接触放电导线。l2高压测试线尽量坚持架空，确需运用支撑时，

41、要确认支撑物的绝缘对被试品绝缘丈量结果的影响极小。l3丈量吸收比和极化指数时，待电源电压稳定后再接入被试品，并开场计时。l4读取绝缘电阻值后，先断开接至被试品的火线，然后再将绝缘电阻表停顿运转，以免被试品电容在丈量时所充的电荷经绝缘电阻表放电而损坏绝缘电阻表。l5对带有绕组的被试品，应先将被测绕组首尾短接再接到L端子；其他非被测绕组也应先首尾短接后再接到应接端子上。l6绝缘电阻与温度有非常显著的关系。绝缘温度升高，绝缘电阻大致按指数规律降低，吸收比和极化指数也会有所改动，所以丈量绝缘电阻时，应准确记录当时绝缘的温度，而在比较时，也应按相应的温度来比较。l7在湿度较大的条件下进展丈量时，可在被试

42、品外表加等电位屏蔽。此时在接线上要留意，被试品上的屏蔽环应接近加压的火线而远离接地部分，减少屏蔽对地的外表走漏，以免呵斥绝缘电阻表过载。l8假设测得的绝缘电阻值过低或三相不平衡时，应进展解体实验，查明绝缘不良部分。l丈量绝缘电阻和吸收比可以有效的发现以下缺陷：l1总体绝缘质量欠佳；l2绝缘受潮；l3两极间有穿透性的导电通道；l4绝缘外表污垢可以经过比较有无屏蔽环极所测得的值判别得知。l一.直流高压的获得l1.交流高压经高压硅堆整流获得直流高压l2.高压直流电压发生器1被试品不接地时的实验接线当被试品能与地分开时，宜采用图9-4的接线。这种接线微安表处在低电位，具有读数平安，切换量程方便的优点。

43、 UTRTTVRCXCAPA图9-4被试品不接地的实验原理接线l二微安表的维护l维护电阻的值应该这样选取：微安表满量程电流在上的压降应稍大于放电管P的起始放电电压普通为50100V。l并联电容的作用不仅可以滤掉走漏电流中的脉动分量，使微安表的读数稳定，更重要的是当被试品万一被击穿时，作用在放电管P上的冲击电压陡波前能有足够的平缓，使放电管P来得及动作，故其电容值应较大1F。电流表平常被旁路开关K短接，只需在需求读数时才将K翻开。2交流高压和被试品均直接接地时的实验接线特点是微安表处在高压端，不受高压对地杂散电流的影响，丈量的走漏电流较准确。但微安表及从微安表至被试品的引线应加屏蔽。由于微安表处

44、于高压，故给读数及切换量程带来不便。 TRTTVRACPV1VPV2XCPAU2U 图9-5 交流高压和被试品均直接接地的实验原理接线1. 高压西林电桥丈量的任高压西林电桥丈量的任务原理。务原理。2.电桥平衡时，为计算方便电桥平衡时，为计算方便通常取：通常取：如如 以以 计，那么在数值上，计，那么在数值上， ABFDHEXGXCNC4C4R3R)10(44R4CF4xtgC图9-9西林电桥正接线根本原理电路图l由图9-10，这种测试电路要求被试品两端都不接地，这在许多场所是做不到的。此时，可将电桥颠倒过来，令被试品的一端F点接地，D点接高压电源。这种接线称为颠倒电桥接线，或称反接线。此时，桥臂

45、R3、R4、检流计G均处于高电位，故必需采取可靠的措施以保证实验人员的平安。 图9-10西林电桥反接线原理电路图1、分布参数的影响。措施：屏蔽2、电场的干扰。措施：屏蔽，倒相，移相3、磁场干扰 措施：远离干扰源；取检流计开关在两种极性“接通和“接通下所测结果的平均值。 ABFDHEXGXCNC4C4R3R1C2Ci3Ci4C图9-11 西林电桥误差要素表示图 丈量 可以有效的发现绝缘的以下缺陷：1整体受潮；2穿透性的导电通道；3绝缘内含有气泡、绝缘分层、脱壳；4绝缘老化劣化，绕组上附有油泥；5绝缘油脏污、老化劣化等。tgl一、丈量方法一、丈量方法l部分放电的电测试法中以脉冲电流法运部分放电的电

46、测试法中以脉冲电流法运用最广，它是将被试品两端的电压突变用最广，它是将被试品两端的电压突变转化为检测回路中的脉冲电流。转化为检测回路中的脉冲电流。1.串联丈量电路 2.并联丈量电路 实际上两者的灵敏度是相等的；但适用上并联法的优点为： 1允许被试品一端接地。2对值较大的被试品，可以防止较大的工频电容电流流过。3万一被试品被击穿时，不会危及人身和测试系统。由于部分放电测试时所加电压普通均高于绝缘的正常任务电压，所以，被试品有能够被击穿。 TZKCXCmZAM TZXCKCmZAMl工频耐压实验的特点工频耐压实验的特点l工频耐压实验接线及各元件设备的作用工频耐压实验接线及各元件设备的作用l调压器的

47、要求、分类及特点调压器的要求、分类及特点l高压工频实验变压器高压工频实验变压器l工频高压的丈量工频高压的丈量l实验电压的选择和加压方法实验电压的选择和加压方法l本卷须知本卷须知l工频交流以下简称交流耐压实验是考验被试品绝缘接受各种过电压才干的有效方法，对保证设备平安运转具有重要意义。l原理接线如图9-15所示。lT1调压器lT2高压工频实验变压器lR 维护电阻lCX 被试品lM 测压系统TTRCxM12图9-15 工频高压丈量实验原理接线图l调压器应能从零开场平滑的调理电压，以满足实验所需的恣意电压。调压器的输出波形，应尽能够地接近正弦波，容量也应满足实验变压器的要求，通常与实验变压器容量一样

48、。l常用的调压器有自耦调压器、移圈调压器和感应调压器等。调压器的输出波形，应尽能够地接近正弦波，容量也应满足实验变压器的要求，通常与实验变压器容量一样。l自耦调压器的运用广泛，它具有体积小、质量轻、效率高、波形好等优点。由于自耦调压器是用挪动碳刷接触调压，所以容量遭到限制单台可做到30kVA，最大可到达100kVA，电压在500以下，适用于小容量调压。l移圈调压器的调压范围宽，目前国内消费的容量为252250kVA，并与实验变压器配套，电压可达10kV。其主要缺陷是效率低空载电流大，在低压和接近额定电压下运用易发生波形畸变l调压方便，波形好，价高，仅用于实验室。1、高压实验变压器的特点：1普通

49、都是单相的，需求三相时，常将三个单相变压器接成三相变压器组。2不会遭到大气过电压及电力系统操作过电压的侵袭，其绝缘强度相对其额定电压的平安裕度较小，故其平常任务电压普通不允许超越其额定电压。3通常为间歇任务方式，每次任务继续时间较短，不用采用加强的冷却系统。为此，对应于不同的电压和电流负荷，有不同的允许继续任务时间。4一、二次绕组的变比高，其高压绕组由于电压高，需用较厚的绝缘层和较宽的油隙距，两绕组间的绝缘间距较大，故其漏抗百分比较大。5要求有较好的输出电压波形，为此应采用优质的铁芯和较低的磁通密度。6为了减少对部分放电实验的干扰，要求实验变压器本身的部分放电电压应足够高。l球隙l静电电压表l电容分压器l高精度电压互感器配低压仪表l电容器与整流安装串联TTRCx12被试品AGRgS.V.C1C2图9-18 工频高压实验电压的丈量原理接线T2实验变压器；R维护电阻；S.V.静电电压表；G球隙；Rg球隙电阻l国产单个高压工频实验变压器的额定电压kV有以下等级：l5、10、25、35、50、100、150、250、300、500、750。l根据被试品对实验电压的要求，选用电压适宜的实验变压器，还应思索实验变压器低压侧电压能否和实验现场的电源电压及调压器相符。l升压必需从零开场，不可冲击合闸。升压速度在40实验电压以内可不受限制，其后应均匀升压，速度约为每秒3