高电压技术教案课件

高电压技术前言1.为什么巨大的电能需要通过高电压输送2.高电压技术学习内容和要求高电压技术作为工程技术中的一门学科是因为大功率、远距离输电的发展而产生的20世纪电力发展特点:大机组大电网高电压

美国中国俄国单机(千瓦)120万90万90万电压(千伏)80050076521世纪电力发展特点:更加可靠更加开放更加有效更加灵活设备可靠性随电压升高而下降设备的体积随电压升高而增大电压设备可靠混性体积燃料酷电池21世纪民最有衡希望肚的能拥源60年代鞋用于衡宇宙良飞船,2惭1世纪寺将用然于商趣业.工业其特继点:模块劣式结杯构无环帅境污剩染节省辰水电源絮可分酷散价格农高15砖00美金/千瓦液体蹲和固陷体电朴介质炕的绝缘羽特性第一款章一.电介哑质的杠极化1.定义电介先质中福的带解电质脉点在忘电场漆作用狂下沿电霉场方奴向作粒有限宝位移Qo=CoU2.相对危介电痕系数εr表征冻电介杨质在田电场谈作用述下的稿极化楚程度3.极化币的基衡本形却式：电子刊式极孝化、柿离子洁式极夸化、变偶极盈子极顺化、确夹层说式极场化、万（空亡间电检荷极寨化）龟。(1么)电子若式极歼化其特晕点:a.极化般所需劝时间添极短b.极化舟时没西有能殃量损赤耗c.温度嚷对极沿化影槐响极滋小(2兽).离子样式极会化其特过点:a.极化岗过程依极短b.极化合过程策无能似量损过耗c.温度该对极温化有穿影响,极化附随温腿度升好高而俱增强(3贪).偶极捡子式顽极化其特盆点a.极化手所需浓时间祖较长,因而供与频说率有孙关b.极化煤过程向有能碎量损厚耗c.温度串对极蛇化影背响很抵大,温度孔很高裁和很选低时,极化蝇均减默弱(4横).夹层凯式极况化其特恒点在两仓层电宣介质连的界炒面上赛发生著电荷碗的移屈动和积途累,极化狐过程腥缓慢,并有生损耗二.电介催质的秆电导1.定义介质拌在电想场作鲜用下,使其鞋内部垮联系饱较弱的带蚁电粒礼子作愉有规问律的酒运动尸形成弃电流,即泄居漏电为流.这种微物理决现象广称为电导.表征翼电导愚过程求强弱堂程度悉的物册理量缎为电惭导率γ，或它背的倒以数电络阻率ρo2.介质屿中的慢电流(1施).电容绘电流ic在加脾压初静瞬间觉介质狭中的味电子桌式极涉化和离子泽式极份化过翠程所健引起怕的电图流,无损兆耗,存在坚时间泊极短(2铺)吸收贪电流ia有损腔极化床所对傍应的疗电流,即夹窜层极手化和偶倾极子需极化和时的垒电流,它随慕时间悔而衰减.(3喂)泄漏申电流绝缘星介质接中少朝量离钻子定舌向移玻动所顿形成的傻电导遵电流,它不导随时弱间而绘变化.流过腾介质疼的电资流i由三轻个分峰量组竞成：3.吸收切现象固体拆电介贞质在柴直流狸电压赶作用拔下,观察捆到电馆路中调的电姑流从向大到忠小随时催间衰粒减,最终吹稳定贯于某贝一数值,称为歌“吸际收现状象”介质蜂干燥由和嘲策湿,吸收辆现象村不一盆样,据此庄可判讯断绝执缘性秒能的浙好坏.三.电介只质的殊损耗1.损耗剂的形钉式(1军).电导具损耗由泄姐漏电左流引俯起的右损耗.交直酒流下都存揭在.(2朱).极化纳损耗由偶能极子捧与夹址层极白化引小起,交流电压念下极赴明显(3低).游离豆损耗指气示体间耕隙的壶电晕鄙放电越以及贪液固贷体介壁质内部病气泡活中局宫部放偿电所向造成绍的损沾耗.2.用介片质损协耗角缎的正瞒切tg峰δ来表耀示介泊损的棕意义在交钓流电担压作国用下,由于榜存在果三种寺形式昏的损逢耗,需引休入一庙个新田的物飘理量春来表很征介只损的日特性.经推旺导,介质胃损耗P为经推镰导,介质蝇损耗P为由于:(1泻).设P值与俊试验躬电压U的高本低等柜因素扮有关;(2烘).林tg灾δ是与锅电压核、频哲率、呆绝缘嗽尺寸宽无关代的量偶，而仅斤取决斑于电雪介质垫的损朋耗特顽性。(3芦)t氧gδ可以罪用高廉压电服桥等言仪器亿直接务测量.所以踢表征有介损踏用介阀质损娇失角诊的正辨切tg驻δ来表冈示,而不眉是用甲有功船损耗P来表鹊示.3.影响tg厨δ的因哲素（1）温戴度的刷影响（2）频涂率的桨影响（3）电起压的成影响在电场杀强度徐不很浅高时脆，tgδ不变痰；在电乏场强颈度较染高时赛，tgδ随电独场强唐度升估高而吊迅速即增大气体的绝厌缘特恩性第二歼节1.空气速在强待电场催下放能电特泛性一.气体嘉电介奏质的政放电立特性气体喘在正钩常状设态下甲是良青好的诵绝缘帽体,在一亏个立喇方厘差米体抗积内皮仅含散几千占个带伪电粒揪子,但在梢高电眯压下,气体唐从少观量电亩荷会第突然倒产生楼大量保的电荷,从而方失去询绝缘鼓能力愧而发证生放电现象.一旦纹电压迫解除剖后,气体评电介提质能自动徒恢复独绝缘状态输电团线路衣以气士体作封为绝缎缘材指料变压膝器相们间绝阁缘以烈气体萍作为甘绝缘诸材料2.带电耍质点律的产鼻生与改消失(1万)激发原子搜在外割界因络素作谷用下,其电纺子跃赴迁到抖能量和较高饶的状看态(2舱)游离原子炎在外抬界因右素作鸣用下,使其培一个鱼或几波个电盒子脱浸离原筝子核兔的束描博而锁形成赛自由警电子途和正桐离子(3架)游离军的方将式a.碰撞歌游离b.光游持离c.热游啄离d.金属削表面祖游离碰撞总游离当带雾电质县点具所有的亡动能厕积累嫩到一卫定数融值后晃，在凶与气炉体原芹子（柄或分劣子）效发生私碰撞洞时，懂可以爷使后得者产坚生游谋离，芝这种心由碰泥撞而献引起判的游决离称码为碰鉴撞游私离引起周碰撞窄游离盯的条扰件：：气体馋原子邻（或通分子麻）的博游离娱能光游级离由光洋辐射劣引起钢气体螺原子陵（或工分子晋）的蓬游离称为奥光游药离产生糖光游鼠离的射条件脊：h:普朗诱克常喉数ν:光的茶频率热游离气体躁在热冷状态限下引扶起的驶游离技过程甘称为术热游律离产生宰热游舌离的扔条件文：K:波茨挪曼常际数T:绝对俊温度金属嘱表面名游离电子尿从金慌属电斩极表客面逸慕出来倾的过颤程称题为表己面游溉离(4韵)去游呼离a.扩散带电尚质点起从高驻浓度沿区域势向低爸浓度吉区域同运动.b.复合正离脾子与军负离学子相职遇而跨互相葱中和悠还原锋成中欲性原虑子c.附着所效应趁电畏子与欺原子搬碰撞史时,电子邪附着弟原子盛形成悼负离缘瑞子二.气体萄放电纷的两告个理棵论1.汤逊虹放电搏理论.适用喊条件:均匀飘电场,低气称压,短间斜隙实验烛装置均匀倒电场烧中气添体的且伏安谈特性分析触：oa段:随着匀电压庄升高义，到灵达阳恭极的铃带电怨质点池数量丙和速舌度也昂随之喉增大ab段：电流诸不再告随电织压的冰增大踪蝶而增炕大bc段：电流方又再钢随电伶压的继增大盖而增米大c点:电流货急剧溉突增(1带).电子曾崩在电思场作寄用下嫂电子粪从阴港极向进阳极界推进绩而形及成的家一群北电子(2突).非自瓦持放斥电去掉栽外界冲游离琴因素躬的作肯用后,放电童随即飞停止(3赠).自持陈放电不需世要外矮界游扒离因案素存眉在,放电项也能膝维持款下去(4站).自持万放电昂条件a.电子开的空抹间碰唐撞系俩数α一个静电子逆在电涂场作仙用下差在单迷位行沿程里止所发寨生的找碰撞割游离脉数b.正离弟子的壤表面即游离酿系数γ一个云正离沾子到岭达阴养极,撞击史阴极挑表面寸产生搅游离证的电鸦子数自持挨放电某条件葛可表鸦达为:综上游所述逃，将萝电子诵磞和险阴极兄上的r过程长作为典气体永自持穿放电观的决茄定因盒素是董汤逊家理论蜘的基热础。汤逊巴理论浙的实躬质：电子肺碰撞横电离洞是气遵体放忍电的辜主要沸原因瘦，二景次电盈子来沾源于忠正离喝子撞敞击阴由极表森面逸专出电侨子，都逸出疯电子向是维穗持气铺体放括电的鞋必要补条件评。所峡逸出鸟的电腰子能妙否接泛替起兵始电勾子的专作用尾是自注持放厨电的辩判据载。(5航)巴申置定律a.表达捡式:P:气体啄压力S:极间誉距离b.均匀懒电场血中几霉种气狠体的瞧击穿之电压碎与ps的关偷系2.流注暗理论(1肃).在ps乘积费较大龄时,用汤蛋逊理抢论无蜜法解识释的蹦几种盼现象a.击穿召过程临所需题时间,实测摩值比叶理论袭值小10谨--金10耗0倍b.按汤叠逊理翻论,击穿仰过程膨与阴译极材喂料有哈关,然而陕在大芦气压当力下骗的空央气隙炉中击吧穿电斧压与斗阴极起材料侦无关.c.按汤革逊理条论,气体窗放电些应在结整个郑间隙饲中均负匀连统续地叠发展,但在耕大气劫中击魄穿会雹出现蚂有分僻枝的廉明亮传细通咐道(2朝).理论氧要点:认为努电子浆碰撞贞游离驻及空侄间光撞游离门是维卷持自朽持放撒电的主要债因素,流注耽形成免便达弦到了所自持驻放电死条件,它强狡调了空间嫁电符激畸变杰电场誉的作逃用和鹅热游怀离的为作用.(3演)放电炊简单情流程径图:有效壶电子(经碰雪撞游杀离)-罢--参--电子忘崩(畸变察电场)-细--念--发射息光子(在强此电场烧作用燃下)-宏--昏--产生删新的耳电子谨崩(二次心崩)-狐--壁--形成盲混质捎通道(流注)-父--尊--由阳便极向诉阴极(阳极粉流注)或由励阴极番向阳可极(阴极缠流注)击穿.三.不均律匀电置场中番气隙棋的放酱电特逆性1.电晕击放电一定奴电压淋作用果下,在曲够率半良径小量的电积极附红近发教生局砌部游离,并发饮出大龙量光旺辐射,有些崇像日涝月的掏晕光,称为电晕放电.电晕干起始稍场强拾开始烈出现观电晕杀时电吴极表勤面的贫场强电晕委起始樱电压卷开哪始出祖现电搜晕时贼的电沿压电晕况放电患是极伙不均漆匀电绿场所竖特有悼的一煮种自警持放龄电形群式2.极性挑效应(1犹).正棒--辰-负板分析幼：a.由于挥捧极愤附近宽积聚始起正辽空间桐电荷坑，削泼弱了屑电离债，使槽电晕子放电接难以苏形成赖，造彩成电勺晕起皮始电钳压提风高。b.由于申捧极较附近断积聚嚼起正今空间注电荷店在间升隙深毫处产手生电丝式场加逼强了故朝向宗板极旗的电附场，督有利恩于流兆注发平展，剪故降员低了金击穿齐电压化。(2)训.负棒--完-正板分析滥：a.捧附却近正始空间突电荷肚产生宇附加悼电场俊加强灰了朝驴向棒印端的屠电场冷强度校，容叶易形哀成自楚持放谋电，劳所以皮其电奏晕起烦始电业压较潮低。b.在间姜隙深明处，锹正空旷间电扁荷产都生的纽奉附加宿电场炼与原锹电场今方向宣相反份，使箱放电再的发喂展比洒较困结难，粒因而捕击穿掏电压拦较高逮。结论她：在相衡同间穿隙下正捧--妹--非-负板负捧--追--么-正板电晕训起始常电压间隙贵击穿亦电压高信低低敌高第四麻节殖液体袜的绝沟缘性勒能四.液体摩电介埋质的嫌击穿蒙特性1.赠“小桥陕”理口论(即:“气泡忙”击歼穿理蓬论)变压弊器油苍的击纺穿主四要原扎因,在于凤杂质举的影凭响,而杂听质是阳水分犬、受灵潮的抢纤维群和被俱游离钟了的气泡咬等构羊成，暮它们位在电泛场的逮作用弓下，助在电极间训逐渐辛排列蜜成为枯小桥离，从责而导系致击懒穿。2.影响酬液体垫电介银质击教穿电决压的胃因素（1）自苗身品淡质因规素：雷杂质这的多糟少（恨含水肯量、愈纤维拘量、窜气量施）通过前标准吹油杯森中变蝇压器谢油的态工频忠击穿跳电压配来衡偿量油乎的品削质（2）温笋度（3）电壳压作乳用时伴间加压垂后短街至几穷个微糠秒时飘，表挠现为堂电击梯穿，喜击穿美电压策很高当电压卷作用莫时间帜大于递毫秒疯级时掠，表秒现为踩热击经穿，豪击穿圣电压受随作乎用时皂间增捐加而绢降低（4）电鼠场均赌匀程绝度电场长愈均次匀，窗杂质芒对击恭穿电析压的出影响尽愈大分散痰性也让愈大劫，击兽穿电姓压也赠愈高5.提高型液体渔电介具质击滋穿电体压的后措施（1）过爽滤（2）防僻潮（3）脱仿气（4）覆翅盖层（5）绝絮缘层（6）屏补障第四筋节蛾固粘体的盟绝缘鼠性能1.击穿逼形式(1挖).电击担穿(2趣).热击仗穿(3托).电化盈学击堡穿2.影响炭因素(1蠢).电压席作用辜时间(2叶).电场细均匀虹程度茧与介毒质厚将度(3坝).电压养种类(4瓶).电压迁作用位的累竟积效夺应(5仆).受潮3.提高执击穿驶电压字的措门施(1环).改进羽制造陆工艺:尽可梨能清足除介颗质中醉的杂爽质,可以间通过数精选缓材料救、改判善工妖艺、怒真空贼干燥剃、加强度浸渍援等方踏法。(2题).改进款绝缘葬设计:尽可捆能使屑电场跃均匀(3使).改善爪运行将条件:注意话防潮然、尘缴污，倍加强自散热冷变却变压过器排穗风散稻热六.电介劫质的特老化老化尤的主劝要形陕式：偏电老鼻化和伤热老螺化绝缘慌材料佣的耐债热等召级七.描写互电介赏质电棉性能累的四碌个物层理量损与样对应砖的四玩个物仓理现食象1.电介讲质的其极化罗相浙对介丙电系怎数2.电介道质的味电导印电离导率γ3.电介选质的聚损耗岗介质掠损失险角正策切tgδ4.电介偏质的种击穿与电吧场强决度E第五低节乎复合林绝缘穷体的盏特性有机避复合铺绝缘处跌落宁式熔集断器一.大气虽条件斧对气悉体间自隙击辫穿电弯压的斑影响1.标准用大气润条件大气必压力P0=1谣01郑.3嗽kp爪a温度湿度f0=11翅g/m32.相对铁密度走的影匙响相对犯密度

p=蹦0.坟28烧9--牵--T当

在0.瞒95到1.涛05之间临时,空气向间隙厦的击怪穿电羊压U与

成正樱比U=U03.湿度薯的影质响(1启).均匀拐或稍勒不均握匀电纸场湿度建的增蜡加而掉略有拥增加,但程忘度极哨微,可以伤不校裕正(2后).极不速均匀蜘电场由于漆平均母场强培较低,湿度在增加兆后,水分敞子易事吸附毕电子而陈形成瓣质量虫较大毕的负严离子,运动盒速度,减慢穿游离能力释大大搏降低,使击疗穿电次压增违大.因此味需要忆校正.4.高度乳的影义响随着泪高度苦增加,空气尝逐渐构稀薄,大气骑压力蜡及空狸气相对乘密度票下降,间隙狮的击锡穿电详压也湿随之能下降.U=kaU0六.提高洋气体逮间隙干绝缘堡强度瓣的方雕法有两肢个途砌径:一个毙是改调善电躬场分艘布,使之王尽量逗均匀;另一收个是建削弱评气体换间隙批中的性游离就因素.1.改善吧电场懂分布猎的措露施(1哑).改变煎电极跳形状(2摘).利用蹦空间脆电荷彼对电学场的爪畸变耗作用(3)霉.极不医均匀屠电场岔中采促用屏春障当屏障适与棒酸极之荣间的氧距离苦约等忽于间夕隙的语距离象的15登%-桨--稼--坐20霜%时，各间隙供的击斤穿电程压提邀高得逢最多待，可达吩到无货屏障奏时的2-税--爷3倍2.削弱敞游离型因素客的措振施(1答).采用绞高气挑压气体斧压力贼提高鹿后，屿气体锄的密嗽度加送大，编减少办了电剃子的则平均腊自由锐行程详，从轻而削骡弱了扑碰撞巾游离响的过番程。如高欲压空念气断初路器漂和高降压标管准电精容器矩等10顽kv高压券标准贫介损州器(2堂).采用返高真浑空气体尿间隙皱中压团力很缎低时急，电歇子的俘平均也自由妥行程挡已增历大到燥极间速空间烘很难走产生贼碰撞鉴游离扛的程烘度。如真如空电寄容器劫、真姨空断脆路器议等真空士电容豪器真空肚断路度器(3我).采用述高强阴度气奥体SF6气体杰属强精电负麻性气惩体,容易援吸附爷电子赢成为负离鼓子,从而已削弱剩了游敲离过羡程.提高舱压力犁后可相当瓦于一资般液匀体或军固体肌绝缘秋的绝进缘强抬度.它是绳一种途无色陵、无硬味、神无臭柿、无匪毒、降不燃惑的不活中泼气策体，芒化学傻性能洲非常毕稳定盲，无功腐蚀攀作用。封它具绍有优赤良的判灭弧赖性能笋，其尿灭弧活能力造是空气耕的10稻0倍，谁故极脉适用纹于高凝压断分路器屑中。七.气体棕中的检沿面梢放电1.什么轿叫沿况面放畜电沿着分固体蛾介质盐表面滤的气车体发普生的辱放电沿面奶放电追电压勒通常劲比纯药空气饱间隙贤的击阳穿电帽压要槐低2.界面树电场放分布画的三美种典达型情温况气体押介质池与固领体介本质的恒交界饿称为绣界面(1煮).固体侧介质备处于梨均匀着电场尘中,且界吊面与狱电力买线平霉行;(2今).固体醋介质赠处于篇极不吗均匀掘电场殊中,且电屑力线至垂直杆于界面税的分燃量比印平行荐于界姜面的歌分量烈大得溪多;类似雷套管瓷套还管变压晶器用罗电容勾套管(3众).固体报介质样处于逆极不狼均匀掘电场射中,且电贼力线例平行尘于界面系的分挪量以窄垂直撑于界秩面的步分量艇大得猜多.类似态支持踢绝缘触子复合椅支持后绝缘鱼子户外短高压材支持架绝缘筒子3.均匀尚电场国中的僚沿面然放电其放泛电特碍点:(1戏).放电惯发生修在沿屡着固稿体介军质表旅面,且放龙电电吹压比纯空响气间立隙的土放电框电压畜要低.其原豆因a.固体蠢介质拆与电帖极表锄面没休有完井全密归合而书存在微小享气隙,或者雁介面笔有裂贡纹.b.介质在表面值不可积能绝窑对光办滑,使表国面电令场不烤均匀.c.介质禾表面升电阻潮不均挤匀使核电场聪分布怀不均拔匀d.介质忧表面钉易吸丹收水螺分,形成族一层景很薄勒的膜,水膜潮中的殊离子普在电糊场作鸭用下约向两燃极移柳动,易在电虫极附毅近积假聚电暮荷,使电疲场不虑均匀4.极不拘均匀搞电场葵具有旦强法供线分唉量时同的沿凝面放角电(套管量型)(1们)放电煌发展喉特点:a.电晕谁放电b.线状岗火花跨放电c.滑闪敏放电d.闪络泰放电等值哪电路晓图(2仰)影响温沿面军放电挎因素慨分析等值些电路烛图a.固体证介质价厚度忍越小考，则却体积唉电容鸦越大下，沿争介质两表面测电压奥分布芳越不亿均匀提，其兵沿面渗闪络搜电压顽越低累；b.同理赛，固弄体介沉质的思体积绞电阻垃越小夹，沿蕉面闪屡络电盲压越歪低c.固体卖介质蛋表面课电阻闪减少杜，可艺降低亿沿面洪的最输大电禽场强辣度，轧从而辛提高侮沿面穴闪络晒电压(3翁).提高僚沿面以闪络究电压锹措施a.减少婆套管循的体沿积电偿容。眼如增话大固归体介钳质厚笔度，表加大事法兰萝处套稠管的捧外经b.减少驶绝缘律的表辈面电低阻。纵如在辽套管踪蝶近法化兰处尺涂半并导体滚漆或修半导抚体釉(电瓷父表面俭施半氧导体彩釉后谱可使义表面斜电阻壤率降古低，并一般跨在10略6～10举8Ω出·c贞m，可另