高电压技术：0绪论

1、绪论高电压技术学科地位 本课程性质、任务和要求 本课程内容 教材及主要参考书 一 学科地位 日本小崎正光教授把最高品质能量形态的电能有关知识和技术体系称为电气电子工程学，它可理解为图示的三柱组成的体系： 学科地位对高电压与绝缘技术可这样理解：电能与人类的生存、发展有密切关系，而高电压与绝缘技术是其中一个很重要的知识体系，它是支撑电能应用的一根有力的支柱。 高电压绝缘技术将抓住成为梦之能源的核聚变发电、超导应用、大陆间送电、直流系统、电能储藏、高性能蓄电池等大量课题进一步发展下去。二 本课程性质、任务和要求 高电压技术是电工学科的一个重要分支，它主要研究高电压、强电场下各种电气物理问题。本课程是

2、一门重要的专业技术基础课，主要内容包括高压电气绝缘高压电气试验 电力系统过电压及其保护在电气工程及自动化工程中具有较强的理论性、实践性的应用价值。 通过本课程的学习，学生应达到以下要求：获得各种电介质的绝缘特性知识 提高抗电强度的方法 了解高电压试验设备原理、试验方法 掌握波过程的基本理论 具有分析计算供电系统中大气过电压、操作过电压的能力 学会限制各种过电压的措施 理解供电系统中绝缘配合的原则 三 本课程内容包括自学、课堂、实验三大部分。 四 教材及主要参考书 教材：邱毓昌等，高电压工程，西安交大出版社，1995High voltage engineering / M. S. Naidu a

3、nd V. Kamaraju参考书目小崎正光，高电压与绝缘技术，科学出版社，2001赵智大，高电压技术，中国电力出版社， 1999肖如泉，高电压试验工程，清华大学出版社，2001 文远芳，高电压技术，华中科技大学出版社，2001 张纬钹，何金良等，过电压防护与绝缘配合，2002 Jos Arrillaga 的High Voltage Direct Current Transmission Khalil Denno 的High Voltage Engineering in Power Systems 五 课程导引电能与电力系统 电能是现代社会中最重要、最方便的能源。电能具有许多优点，如： 可以方

4、便地转化为其他形式的能量。 如： 机械能、热能、光能、化学能等； 输送和分配易于实现； 应用规模灵活。动力系统、电力系统和电力网示意图如下图所示：图0-1 动力系统、电力系统和电力网示意图高压输电的发展过程1890 英国出现从Deptford到伦敦长达45km的10kV输电线路1891 德国出现从Lauffen到法兰克福长达170km的15kV三相输电线路电力工业作为能源工业的主力而受到极大重视，在发达家的能源消费比例中，电能占一多半。 电力的大容量和远距离传输，促使电压等级的不断提高。100年来世界上的输电电压提高了100倍。目前我国最高电压等级为750kV。在高压输电行业中，习惯上称：低

5、压 35kV以下 高 压 35kV-100kV 超高压 100kV-1000kV 特高压 1000kV以上 （直流800kV）直流输电 直流电压因为不能利用变压器，所以交流输电最先得到迅速发展。20世纪50年代中期以来，随着各方面的技术的进步，直流输电的优越性逐步得到体现，许多国家又逐步开始发展直流输电。我国多条远距离的西电东送线路即为直流输电线路。中国电力工业的现状与发展1980年以来我国发电量平均以9%的年增长率增长。2002年我国年发电量已达16000亿千瓦时。1996年底我国发电设备装机容量已达2.3亿kW，居世界第二位，2002年达3.53亿kW。我国各大电网现有的变电及配电电压等级

6、为:交流：500kV，220kV，110kV，(66kV)35kV，10kV 直流：正负500kV 西北电网电压等级为330kV，220kV，100kV，35kV，10kV 目前正在着手西北地区750kV输变电工程的设计、实施 目前正在着手南方电网800kV直流输变电工程的设计、实施 高电压、高场强下的特殊问题绝缘问题 没有可靠的绝缘，高电压高场强甚至无法实现。在一定的电压形式下，必须选择合理的绝缘材料，设计合理的绝缘结构。高电压实验问题 高电压技术是一门工程性很强的学科，实验是必不可少的。高电压试验面临诸如以下问题：如何产生高压？ 如何对电气设备进行高压试验？ 如何测量高压？如何对测量结果进

7、行分析，判断绝缘状况过电压保护问题 电力系统运行过程中，经常会导致比工作电压高得多的电压产生，如：自然界的雷击、电力系统本身操作导致的操作过电压等。为了保护电力系统中的电力设备，必须研究： 各种过电压的特点及形成条件各种保护装置及其保护特性电压、绝缘、保护三者之间的绝缘配合电磁环境问题 电磁兼容：高电压高场强下各种电磁干扰信号更强，电磁兼容问题也更加突出。生态效应：研究强电场、强磁场下对生物生活环境的影响高电压下特殊现象及其应用高电压学科的特有现象可以举出很多，其中一些已得到应用，并有很好的发展前景，已成为国内外广泛开展研究的方向。静电技术及应用 利用静电技术人们制成静电除尘器，其除尘效率达99%以上。液电效应及应用 液电效应是液体电介质在高电压、大电流放电时伴随产生的力、声、光、热等效应的总称。利用此原理可以制成碎石机、铸件清砂装置等，已得到广泛应用。线爆技术及应用 强大的电流通过金属线时，会使金属线熔化、气化、爆炸，可以对难熔金属、难镀材料喷涂，也可用线爆来模拟高空核爆炸或地下核爆炸。脉冲功率技术及应用 脉冲功率技术在许多高科技领域、尖端武器领域得到广泛应用，目前脉冲功率