高電壓技術(shù)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上為什么要有高電壓：提高輸送容量，降低線路損耗，減少工程投資，提高單位走廊輸電能力，節(jié)省走廊面積，改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，降低短路電流，加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)能力。電介質(zhì)：在其中可建立穩(wěn)定電場(chǎng)而幾乎沒有電流通過的物質(zhì)。極化：在外電場(chǎng)作用下，電介質(zhì)內(nèi)部產(chǎn)生宏觀不為零的電偶極矩。電介質(zhì)極化的四種基本類型：電子位移極化，離子位移極化，轉(zhuǎn)向極化，空間電荷極化。介電常數(shù)：用來衡量絕緣體儲(chǔ)存電能的能力，代表電介質(zhì)的極化程度（對(duì)電荷的束縛能力）液體電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)影響因素(頻率)：頻率較低時(shí)，偶極分子來得及跟隨電場(chǎng)交變轉(zhuǎn)向，介電常數(shù)較大，接近直流情況下的d；頻率超過臨界值，偶極分子轉(zhuǎn)向跟不上電場(chǎng)的變化，

2、介電常數(shù)開始減小，介電常數(shù)最終接近于僅由電子位移極化引起的介電常數(shù)z。電介質(zhì)的電導(dǎo)與金屬的電導(dǎo)有本質(zhì)上的區(qū)別：金屬電導(dǎo)是由金屬中固有存在的自由電子造成的。電介質(zhì)的電導(dǎo)是帶電質(zhì)點(diǎn)在電場(chǎng)作用下移動(dòng)造成的。氣體：由電離出來的自由電子、正離子和負(fù)離子在電場(chǎng)作用下移動(dòng)而造成的。液體：分子發(fā)生化學(xué)分解形成的帶點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)沿電場(chǎng)方向移動(dòng)而造成的。固體：分子發(fā)生熱離解形成的帶電質(zhì)點(diǎn)沿電場(chǎng)方向移動(dòng)而造成的。介質(zhì)損耗：在電場(chǎng)作用下，電介質(zhì)由于電導(dǎo)引起的損耗和有損極化損耗，總稱為介質(zhì)損耗。電介質(zhì)的等效電路：電容支路：由真空和無損極化所引起的電流為純?nèi)菪浴?阻容支路：由有損極化所引起的電流分為有功和容性無功兩部分。/純阻支

3、路：由漏導(dǎo)引起的電流，為純阻性的。介質(zhì)損耗因數(shù)tg的意義：若tg過大會(huì)引起嚴(yán)重發(fā)熱，使材料劣化，甚至可能導(dǎo)致熱擊穿。/用于沖擊測(cè)量的連接電纜，要求tg必須小，否則會(huì)影響到測(cè)量精度/用做絕緣材料的介質(zhì)，希望tg。在其他場(chǎng)合，可利用tg引起的介質(zhì)發(fā)熱，如電瓷泥胚的陰干/在絕緣試驗(yàn)中，tg的測(cè)量是一項(xiàng)基本測(cè)量項(xiàng)目激勵(lì)：電子從近軌道向遠(yuǎn)軌道躍遷時(shí)，需要一定能量，這個(gè)過程叫激勵(lì)。電離：當(dāng)外界給予的能量很大時(shí)，電子可以跳出原子軌道成為自由電子。原來的中性原子變成一個(gè)自由電子和一個(gè)帶正電荷的離子，這個(gè)過程叫電離。反激勵(lì)：電子從遠(yuǎn)軌道向近軌道躍遷時(shí)，原子發(fā)射單色光的過程稱為反激勵(lì)。平均自由程：一個(gè)質(zhì)點(diǎn)兩次碰撞

4、之間的平均距離，其與密度呈反比。電離形式：撞擊電離，光電離，熱電離，表面電離。氣體帶電質(zhì)點(diǎn)的消失：中和(發(fā)生在電極處)：帶電質(zhì)點(diǎn)在電場(chǎng)力的作用下，宏觀上沿電場(chǎng)做定向運(yùn)動(dòng)。帶電質(zhì)點(diǎn)受電場(chǎng)力作用而流入電極，中和電量。/擴(kuò)散：擴(kuò)散指質(zhì)點(diǎn)從濃度較大的區(qū)域擴(kuò)散到濃度較小的的區(qū)域，從而使帶電質(zhì)點(diǎn)在空間各處濃度趨于平均的過程。/復(fù)合(發(fā)生在內(nèi)部)：帶有異號(hào)電荷質(zhì)點(diǎn)相遇，還原為中性質(zhì)點(diǎn)的過程稱為復(fù)合。電子崩：當(dāng)外加電場(chǎng)強(qiáng)度足夠大時(shí)，帶電粒子兩次碰撞間積聚的動(dòng)能足夠發(fā)生碰撞電離。電離出來的電子和離子在場(chǎng)強(qiáng)作用下又加入新的撞擊電離，電離過程像雪崩一樣增長(zhǎng)起來，稱為電子崩。自持放電：當(dāng)外加場(chǎng)強(qiáng)足夠強(qiáng)大時(shí)，電子崩不依

5、賴外界因素，外界因素消失后，電子崩仍能夠保持。放電形式：輝光放電，電暈放電，刷狀放電，火花擊穿，電弧擊穿。湯森德氣體放電理論的三個(gè)影響因素：系數(shù)：1個(gè)自由電子在走到陽極的1cm路程中撞擊電離產(chǎn)生的平均自由電子。/系數(shù)：1個(gè)正離子在走到陰極的1cm路程中撞擊電離產(chǎn)生的平均自由電子。/系數(shù)：1個(gè)正離子撞擊陰極表面，逸出的平均自由電子數(shù)。流注:由初崩輻射出的光子，在崩頭、崩尾外圍空間局部強(qiáng)場(chǎng)中衍生出二次電子崩并匯合到主崩通道中來，使主崩通道不斷高速向前、后延伸的過程稱為流注。流注的形成：電子崩頭部接近陽極；崩頭和崩尾處電場(chǎng)增強(qiáng)，激勵(lì)和反激勵(lì)放射出大量光子，崩中復(fù)合也放射出光子；一些光子射到崩尾，造成

6、空間光電離，形成衍生電子崩；衍生電子崩頭部移動(dòng)速度快，與主崩匯合；新的衍生電子崩在崩尾出現(xiàn)，一個(gè)一個(gè)向陰極發(fā)展，形成正流注。電暈：在極不均勻的電場(chǎng)中，當(dāng)外加電壓及平均場(chǎng)強(qiáng)還較低時(shí)，電極曲率半徑較小處，附近空間的局部場(chǎng)強(qiáng)已很大。在這局部場(chǎng)強(qiáng)處，產(chǎn)生強(qiáng)烈的電離，伴隨著電離而存在復(fù)合和反激勵(lì)，輻射出大量光子，使在黑暗中可以看到在該電極附近空間有藍(lán)色的暈光，稱為電暈。電暈的極性效應(yīng):對(duì)于電極形狀不對(duì)稱的極不均勻電場(chǎng)間隙，間隙的起暈電壓和擊穿電壓各不相同，稱為極性效應(yīng)。電暈的效應(yīng)：有聲、色、熱等效應(yīng)，表現(xiàn)為發(fā)出“咝咝”的聲音，藍(lán)色的暈光以及使周圍氣體溫度升高等。|產(chǎn)生人可聽到的噪聲，對(duì)人生理、心理產(chǎn)生影

7、響。|形成“電風(fēng)”導(dǎo)致電力設(shè)備的振動(dòng)和擺動(dòng)。|產(chǎn)生高頻脈沖電流，對(duì)無線電干擾。|產(chǎn)生能量損耗。|產(chǎn)生某些化學(xué)反映，加速絕緣老化。雷電放電過程：先導(dǎo)放電，主放電(劇烈電離，劇烈中和，主放電通道向上延伸，徑向放電)，余光放電。雷電的破壞因素:最大電流、電流增長(zhǎng)最大陡度、余光電流熱效應(yīng)。氣隙沿面放電：沿氣體與固體（或液體）介質(zhì)的分界面發(fā)展的放電現(xiàn)象。閃絡(luò)：沿面放電發(fā)展到貫穿兩級(jí)，使整個(gè)氣隙沿面擊穿的現(xiàn)象。氣隙的擊穿時(shí)間：升壓時(shí)間t0，統(tǒng)計(jì)時(shí)延ts，放電發(fā)展時(shí)間tf。伏秒特性：氣隙的擊穿電壓要用電壓峰值和延續(xù)時(shí)間二者共同表示，這就是該氣隙在電壓波形下的伏秒特性。氣隙的電氣強(qiáng)度影響因素：氣隙的擊穿時(shí)間、

8、氣隙的伏秒特性、大氣條件對(duì)氣隙擊穿電壓的影響、電場(chǎng)均勻程度對(duì)氣隙擊穿電壓的影響。影響統(tǒng)計(jì)時(shí)延的因素：電極材料、外施電壓、電場(chǎng)情況、短波光照射。影響放電發(fā)展時(shí)間的因素：外施電壓、電廠情況、間隙長(zhǎng)度。平均伏秒特性：同一氣隙在同一電壓作用下，每次擊穿的時(shí)間并不完全相同，具有分散性。所以一個(gè)氣隙的伏秒特性，不是一條簡(jiǎn)單的曲線，而是一組曲線族。某些場(chǎng)合，用擊穿概率50的曲線來表示氣隙的伏秒特性，稱為平均伏秒特性。50擊穿電壓：指氣隙被擊穿的概率為50的沖擊電壓峰值，反映了該氣隙地基本耐電強(qiáng)度。2S沖擊擊穿電壓：氣壓擊穿時(shí)，擊穿前時(shí)間小于和大于2S的概率各為50的沖擊電壓。標(biāo)準(zhǔn)大氣參考條件：溫度=20，壓

9、強(qiáng)=101.3，濕度=11g/。大氣壓下空氣電氣強(qiáng)度約30KV/cm大氣條件對(duì)氣隙擊穿電壓的影響因素：溫度、壓強(qiáng)：密度，平均自由程，（耐受電壓）。濕度：負(fù)離子，（耐受電壓）。極不均勻電場(chǎng)特點(diǎn)：有顯著的極性效應(yīng)/擊穿電壓分散性大/擊穿電壓與間隙距離有關(guān)/外加電壓低于擊穿電壓時(shí)局部有穩(wěn)定的電暈放電。提高氣隙擊穿電壓的方法：改善電場(chǎng)分布：氣隙電場(chǎng)分布越均勻，氣隙擊穿電壓越高，故適當(dāng)改進(jìn)電極形狀，增大電極曲率半徑（屏蔽），改善電場(chǎng)分布，能提高氣隙的擊穿電壓和預(yù)放電電壓。采用高度真空：以削弱氣隙中的撞擊電離過程，也能提高氣隙的擊穿電壓。增高氣壓：可以減小電子的平均自由程，阻礙撞擊電離的發(fā)展，從而提高氣隙

10、的擊穿電壓。采用高耐電強(qiáng)度氣體：鹵族元素氣體（SF6等）。·氣體的特點(diǎn)：較高的耐電程度，很強(qiáng)的滅弧性能，無色無味無毒，非燃性的惰性化合物，對(duì)金屬和其他絕緣材料沒有腐蝕作用，中等壓力下可以液化，容易儲(chǔ)藏和運(yùn)輸。污閃：在化工廠、冶金廠附近或沿海地帶，沉積在絕緣上的塵污，因其含有高導(dǎo)率的溶質(zhì)，當(dāng)遇到霧，毛毛雨等天氣條件，有可能產(chǎn)生沿面閃絡(luò)。電擊穿:由電場(chǎng)的作用使介質(zhì)中的某些帶點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)積累的數(shù)量和運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到一定程度，使介質(zhì)失去了絕緣性能，形成導(dǎo)電通道。熱擊穿：由電場(chǎng)作用下，介質(zhì)內(nèi)的損耗發(fā)出的熱量多于散逸的熱量，使介質(zhì)溫度不斷上升，最終造成介質(zhì)本身的破壞，形成導(dǎo)電通道。影響固體電介質(zhì)擊穿電壓

11、的因素：1.電壓作用時(shí)間的影響：存在臨界點(diǎn)，即熱擊穿和電擊穿的分界點(diǎn)。2.電場(chǎng)均勻度和介質(zhì)厚度的影響：均勻電場(chǎng)：電擊穿與厚度無關(guān)，熱擊穿厚度愈大擊穿場(chǎng)強(qiáng)俞弱。不均勻電場(chǎng)：厚度越大擊穿場(chǎng)強(qiáng)越小。3.電壓頻率的影響：電擊穿：與f無關(guān)，熱擊穿，。4.溫度的影響：存在臨界點(diǎn)。<時(shí)：與無關(guān)，屬于電擊穿性質(zhì)。>時(shí)：隨的升高迅速下降，屬于熱擊穿性質(zhì)。5.受潮度的影響：對(duì)于某些具有吸水性的固體介質(zhì)來說，含水量增大時(shí)，擊穿電壓迅速下降。6.機(jī)械力的影響：均勻固體在彈性限度內(nèi):擊穿電壓與機(jī)械力無關(guān)。固體有孔隙：機(jī)械力，擊穿電壓。固體有裂隙：機(jī)械力，擊穿電壓。7.多層性的影響：注意各層介質(zhì)電特性的適當(dāng)配

12、合。8.累積效應(yīng)的影響：在不均勻電場(chǎng)中，固體介質(zhì)在脈沖電壓作用下，存在不完全擊穿的現(xiàn)象。不完全擊穿具有累積效應(yīng)，即擊穿電壓隨不完全擊穿次數(shù)的增加而降低。提高固體電介質(zhì)擊穿電壓的方法：改進(jìn)絕緣設(shè)計(jì)(改善電極形狀及表面光潔度，使電場(chǎng)盡可能地均勻分布)，改進(jìn)制造工藝(盡可能地清除介質(zhì)中的雜質(zhì)、氣泡、水分等)，改善運(yùn)行條件(注意防潮，防止塵污和有害氣體的侵蝕)。老化:電氣設(shè)備中的絕緣材料在運(yùn)行過程中，由于受到各種因素的長(zhǎng)期作用，會(huì)發(fā)生一系列不可逆的變化，從而導(dǎo)致其物理、化學(xué)、電和機(jī)械等性能的劣化。這種不可逆的變化稱為老化。促進(jìn)老化的因素：電老化，熱老化，環(huán)境老化。固體介質(zhì)的電老化：電離性老化，電導(dǎo)性老

13、化，電解性老化。小橋理論：存在雜質(zhì)：不純、接觸大氣、固體脫落、液體老化。/形成小橋：在電場(chǎng)作用下這些雜質(zhì)被拉長(zhǎng)，被定向，沿電場(chǎng)方向排列成雜質(zhì)的小橋。/形成氣泡：如小橋貫穿兩極，由于組成小橋的雜質(zhì)的電導(dǎo)較大，使泄漏電流增大，發(fā)熱增多，促使水分汽化，形成水泡。/氣泡中發(fā)生電離：氣泡中的場(chǎng)強(qiáng)大，但其耐電強(qiáng)度小，故電離過程首先發(fā)生在氣泡中。擊穿：小橋中氣泡的增多，將導(dǎo)致小橋通道被電離擊穿。這種擊穿屬于熱擊穿性質(zhì)。影響液體電介質(zhì)擊穿電壓的因素：1.電壓作用的時(shí)間，2.電場(chǎng)情況的影響，3.液體介質(zhì)本身品質(zhì)的影響，4.溫度的影響，5.壓強(qiáng)的影響。提高液體電介質(zhì)擊穿電壓的方法：1.提高并保持油的品質(zhì)，2.覆蓋

14、(薄)：緊貼在金屬電極的固體絕緣薄層，阻止小橋與電極接觸，3.絕緣層：包在較小曲率半徑的電極上，改變電場(chǎng)，防止發(fā)生電暈，4.極間障：放在電極間油隙中的固體絕緣板，機(jī)械阻隔雜質(zhì)小橋成串。變壓器油老化的主要原因是油的氧化。影響變壓器油老化的因素:溫度，光照，電場(chǎng)，觸媒（催化劑）延緩變壓器油老化的方法：油擴(kuò)張器，隔離膠囊，與強(qiáng)觸媒物質(zhì)隔離，滲入抗氧化劑。電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)種類：耐壓試驗(yàn)、檢查性試驗(yàn)吸收比：時(shí)間為60s與15s時(shí)所測(cè)得的絕緣電阻之比。極化指數(shù)：絕緣在加壓后10min和1min所測(cè)得的絕緣電阻之比。微安表電路圖：放電管P：過電流時(shí)，放電管放電，短路，從而保護(hù)微安表。/開關(guān)K：一般情況下閉合

15、，打開時(shí)微安表讀數(shù)。/電阻R：與微安表串聯(lián)、分壓、，使微安表滿值時(shí)放電管能動(dòng)作。/電感L：突然短路時(shí)，放電管來不及動(dòng)作時(shí)，限制微安表的沖擊電流。/濾波電容C：降低微安表電流陡度，保證放電管動(dòng)作。測(cè)定介質(zhì)損耗因數(shù)的方法：電橋法、瓦特表法、不平衡電橋法。電橋法準(zhǔn)確度最高，最通用的是西林電橋。局部放電：常用的固體絕緣物總會(huì)不同程度的包含一些分散性的異物，這些異物的電導(dǎo)和介電常數(shù)不同于絕緣物，在外施電壓作用下，這些異物附近將具有比周圍更高的場(chǎng)強(qiáng)。當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)超過了該處物質(zhì)的電力場(chǎng)強(qiáng)，該處物質(zhì)就產(chǎn)生電力放電，稱之為局部放電。局部放電意義：局部放電的測(cè)試，能預(yù)防絕緣的情況，也是估計(jì)絕緣電老化速度的重要依據(jù)。局部

16、放電測(cè)試方法：串連法、并聯(lián)法、平衡法絕緣油中溶解氣體的色譜分析：浸絕緣油的氣體設(shè)備中，如果存在局部過熱、局部放電或其他內(nèi)部故障時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大量的各種烴類氣體和氫氣、一氧化碳、二氧化碳等氣體，稱為故障特征氣體。因此，分析油中溶解氣體的成分、含量及其隨時(shí)間而增長(zhǎng)的規(guī)律，就可以鑒別故障的性質(zhì)、程度及其發(fā)展情況。實(shí)驗(yàn)步驟：將油中溶解的氣體脫出；送入氣相色譜儀；對(duì)不同氣體進(jìn)行分離和定量。工頻高壓試驗(yàn)變壓器（工頻高壓的獲得）的特點(diǎn)：一般為單相；額定電壓安全裕度較小,工作電壓一般不允許超過額定值；通常為間歇工作方式，工作時(shí)間短，不用加強(qiáng)的冷卻系統(tǒng)；一二次繞組電壓變比高，絕緣間距大，漏抗大；要求較好的輸出電壓

17、波形；要求變壓器局部放電電壓足夠高。工頻高壓試驗(yàn)變壓器的常用調(diào)壓方式：自耦變壓器、移圈調(diào)壓器、電動(dòng)發(fā)電機(jī)組暫態(tài)的過電壓現(xiàn)象：調(diào)壓器未歸零時(shí)合電源：出現(xiàn)頻率較高的震蕩過程，產(chǎn)生過電壓；在較高電壓時(shí)切斷電源：嚴(yán)禁切空變過電壓；被試品突然擊穿，相當(dāng)于作用于反向電壓產(chǎn)生危險(xiǎn)的過電壓，應(yīng)串保護(hù)電阻。保護(hù)電阻作用：降低擊穿時(shí)的過電壓，保護(hù)變壓器/限制短路電流/阻尼振蕩作用。工頻電壓的直接測(cè)量：測(cè)量球隙：不同的間隙距離對(duì)應(yīng)不同的擊穿電壓。靜電電壓表：應(yīng)用廣泛，最高量程200KV。分壓器配用低壓儀表。高壓電容器配用整流裝置;通過測(cè)電流間接測(cè)電壓。直流高壓的測(cè)量:棒隙或球隙，靜電電壓表，電阻分壓器配合低壓儀表，

18、用高值電阻與直流電流表串聯(lián)。波速：行波沿導(dǎo)線傳播的過程，就是平面電磁場(chǎng)的傳播過程，其傳播速度稱為波速。波阻抗：其值取決于線路單位長(zhǎng)度的電感和電容，與線路長(zhǎng)度無關(guān)。雷電流參數(shù):電流峰值、波前時(shí)間、半峰值時(shí)間。雷暴日:一年中有雷暴的日數(shù)。 雷暴小時(shí)：一年中有雷電的小時(shí)數(shù)。 一個(gè)雷暴日折算三個(gè)雷暴小時(shí)地面落雷密度：每一雷暴日，每平方千米地面遭受雷擊的次數(shù)。輸電線路落雷次數(shù):每100KM的輸電線路每年遭受雷擊的次數(shù)，保護(hù)角：避雷線和邊相導(dǎo)線的連線與經(jīng)過避雷線的垂直線之間的夾角。通常在15度到30度之間。避雷器類型：保護(hù)間隙、管型避雷器：主要用于限制大氣過電壓，一般用于配電系統(tǒng)線路和進(jìn)線段保護(hù)。閾型避雷

19、器、氧化鋅避雷器：常用于變電所、發(fā)電廠的保護(hù)。氧化鋅避雷器的特點(diǎn)：無間隙，無續(xù)流，保護(hù)性能優(yōu)越，通流容量大。氧化鋅避雷器的基本電氣參數(shù)：最高持續(xù)運(yùn)行電壓，額定電壓，參考電壓，殘壓。評(píng)價(jià)氧化鋅避雷器性能優(yōu)劣的指標(biāo)：1.保護(hù)水平：雷電保護(hù)水平為雷電沖擊殘壓和陡坡沖擊殘壓除以1.15中的較大者；操作沖擊電壓等于操作沖擊殘壓。2.壓比3.荷電率。接地裝置：保護(hù)接地，工作接地，防雷接地。輸電線路防雷性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)：1.耐雷水平：雷擊線路時(shí)線路絕緣不發(fā)生閃絡(luò)的最大雷電流幅值。2.雷擊跳閘率：每100KM線路每年由于雷擊引起的跳閘次數(shù)。靜電分量：由于先導(dǎo)通道中電荷所產(chǎn)生的靜電場(chǎng)突然消失而引起的感應(yīng)電壓。電磁

20、分量：由于先導(dǎo)通道中雷電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化而引起的感應(yīng)電壓。過電壓影響因素：雷電流幅值，導(dǎo)線懸掛的平均高度，雷擊點(diǎn)離線路的距離。雷擊桿塔的耐雷水平有哪些因素：U50：50沖擊閃絡(luò)電壓/K：電壓耦合系數(shù)/ ：分流系數(shù)/Rch：桿塔沖擊接地電阻/Lgt：桿塔等值電感/hd:導(dǎo)線懸掛的平均高度。反擊：雷擊桿塔塔頂并在絕緣子串發(fā)生閃絡(luò)時(shí)，桿塔電位比導(dǎo)線電位高，稱為反擊。繞擊率：裝設(shè)避雷線的線路，雷電仍有繞過避雷線擊于導(dǎo)線的可能性，其概率稱為繞擊率。輸電線路防雷措施：架設(shè)避雷線/裝設(shè)管型避雷器/加強(qiáng)絕緣/降低桿塔絕緣電阻/架設(shè)耦合地線/采用消弧線圈接地方式/采用不平衡絕緣方式/裝設(shè)自動(dòng)重合閘變電所的變壓器和各設(shè)備距離避雷器的電氣距離皆應(yīng)小于最大允許電氣距離1m。進(jìn)線段保護(hù)：對(duì)35110KV無避雷器的線路，在靠近變電所的一段進(jìn)線上必須架設(shè)避雷線，這段進(jìn)線稱為進(jìn)線保護(hù)段，其長(zhǎng)度一般取13KM.對(duì)于全線有避雷線的線路，將變電所附近2KM長(zhǎng)的一段進(jìn)線列為進(jìn)線保護(hù)段。進(jìn)線段保護(hù)的作用