高电压技术学习总结

学习高压技术

高压技术学期学习总结 通过一学期的高压技术学习，总结了重点和难点： 第一章 气体的绝缘强度 1、 气体放电的基本物理过程 ⑴产生带电粒子 气体分子或原子产生的三种状态

原态(中性) 激发态(激励态)从外界获得能量，电子轨道跳跃。 当电离态(游离态)获得足够的能量时，电子变带电子，原离子。

电离种类：

A：碰撞电离

B：光电离

C：热电离

D：表面电离

⑵带电离子消失

A：扩散会导致浓度差。

B：中和正负电荷，释放能量。

C：附着效应，一些电负气分子对负电荷有很强的吸附能力，使其变成负离子。

⑶汤逊理论的使用条件和自持放电条件

使用条件：电子均匀，电压低

自放电条件：

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⑷巴申定律的物理意义和应用

A：巴申定律的物理意义

① p s（s一定）p增大，Uf 增大。

② p s（s一定）p减小，Uf 减小。

③ p s不变：p增加，增加密度，增加无效碰撞，增加功率强度，Uf 增大。

P能碰撞数量减少，能量增加，Uf 增大。

P s不变，Uf 不变。

B：应用巴申定律

通过增加或减少气体压力来提高气体的绝缘强度。例如：高压直流二极管（增加气体压力）

用真空断路器降低气体压力。

⑸流柱理论的应用范围及其与汤逊理论的关系

流柱理论的应用范围：

a、 放电时间很短

b、 细分放电通道

c、 与阴极材料无关

d、 当ps当增加时，Uf 值与实测值差别很大。

流柱理论与汤逊理论的关系：

a、 流柱理论是对汤逊理论的补充

b、 碰撞电离

c、 有光电离，电场

⑹电场极不均匀的两个放电特性(电晕放电，极性效应)

电晕放电的特点：

a、 电晕放电是极不均匀电场所持有的一种自持放电形式，是极不均匀电场的特征之一。

b、 电晕放电会导致能量消耗。

c、 电晕放电的脉冲现象会产生高频电磁波，干扰无线电通信。

d、 电晕放电也使空气发生化学反应，臭氧和氮氧化物是强氧化剂和腐蚀剂，会损坏或腐蚀气体中的固体介质和金属电极。

极性效应的特点：

a、 棒为正，极负特征：电晕放电起始电压高。间隙击穿电压低。

b、 棒为负，极其正特：电晕放电起始电压低，间隙击穿电压高。

⑺冲击电压，伏秒特性，U概念及应用的50%

冲击电压：电压持续时间极短，非周期性，幅值极高。

冲击穿透电压气隙的冲击条件：

a、 电压幅值必须足够高

b、 必须有有效的电子存在

c、 电子放电通道必须有时间

伏秒特性：击穿电压振幅值与击穿时间关系（曲线）称为伏秒特性，多次施加相同形状但振幅值不同的冲击电压。

U50%的概念同一间隙多次施加同一电压的概率为U50% ，相应的电压幅值为U50% 。

U50% 表示绝缘冲击穿特性。

2、 了解影响气体放电的因素

a、 电场形式对放电电压的影响

b、 电压波形对击穿电压的影响

c、 气体的性质和状态对放电电压的影响

3、 提高气隙间隙击穿电压(绝缘强度)的措施

⑴改善电场分布

a、 改善电极的形状和电场分布

b、 采用极间障

⑵消弱电离

a、 使用压缩气体

b、 采用真空

c、 使用电负气体（SF6）

4、 沿面放电的概念，污秽沿面放电的过程

概念：悬挂在击穿线（导体）中，柱、套管、悬挂绝缘子暴露在空气中，与空气形成交界面。

污染绝缘子沿表面放电的过程：污染表面气体电离、电弧产生、发育、熄灭、重燃的过程。

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第二章 液体和固体介质的绝缘强度

第一节 介质极化、电导和损失

1、 极化的形式

1) 电子式位移极化

2) 离子位移极化

3) 偶极子极化

4) 夹层极化

2、 了解电导

在电场作用下，少量带电颗粒进行定向运动，产生电流。

电导表示导电能力。

电导决定电流(泄漏电流)

电子导数称为绝缘电阻。

3、 介质损耗 tanδ

介质损耗分为电导损耗饿极化损耗。

直流：电导损耗

交流：电导损耗和极化损耗

tanδ：介质损耗角正切。

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① 损耗与ω、с、U2 成正比。

高频、高压、大容量、p损失增加。

② 外加条件一定时，介质损失和tanδ成正比。

同一材料，同一时期tanδ不一样，tanδ反映不同时期的性能和缺陷。

4、 影响tanδ的因素

a、 f(频率)的影响

f＜f0

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b、 温度影响

0～t1

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0～t2

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0～t3

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c、 电压的影响

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第二节 击穿液体介质

1、 小桥理论

液体分子由电子碰撞引起气泡，或在电场作用下因其他原因引起气泡，气泡中的气体放电引起液体介质的热击穿。

2、 油的击穿过程

a、 当油中含有气泡时

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b、 油中有杂质

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3、 影响液体（油）介质击穿的因素

① 杂质：a、如果气体和水完全溶解在油中，影响不大。

b、若形成气泡，水清，影响较大。

②温度影响

a、 干油，影响不大。

b、 受潮的油：0~60℃ 温度升高有利于充分溶解

t>80℃以上，温度升高，水分蒸发，气泡出现，影响

③ 电场形式

a、 均匀电场

b、 不均匀电场

④ 电压作用时间

静态电压，时间长，容易形成桥梁，有影响。

冲击电压，时间短，桥梁不易形成，无影响。

第三节 击穿固体介质

形式、特征的固体击穿。

1、 电击穿(根据电子崩解理论)

特点：a、击穿时间很短

b、击穿电压值高

2.热击穿(根据固有击穿理论)

特点：a、击穿时间长

b、击穿电压不高

3.电化学击穿

特点：a、击穿时间长

b、击穿电压相对较低

第三章 电气设备绝缘试验

1.性能试验(非破坏性试验)

在较低的电压下，测量设备的一些电气性能参数，对设备无损坏，判断缺陷。

2、 耐压试验(破坏性试验)

测试设备的电压耐受性，增加的电压是设备可能承受的各种电压。

交流耐压试验：是评估电气设备绝缘裕度的主要方法，能有效发现危险的集中缺陷，无法与非破坏性试验相比。

直流耐压试验：直流试验耐压电压值的选择是指交流耐压试验电压与交流直流下击穿场强之间，主要根据运行经验确定。

直流耐压试验的接线图与直流泄漏电流相同，但电压较高，可确定电气设备的绝缘水平。

冲击高压试验：冲击高压是由冲击电压发生器产生的。

第五章 雷电及防雷设备

1.雷电参数(理解)

a、雷击时计算雷电电流等值电路和雷电流振幅

b、雷电流波形

c、雷电日与雷电小时

d、地面落雷密度和输电线路落雷次数

2.计算避雷针、线的作用和保护范围，特别说明避雷线的作用

避雷针和线路的作用:设置避免设备和建筑物线路直接击雷，安全将雷电流引入大地。

避雷线的作用：主要用于保护线路，也可用于保护发电、变电站。

避雷针保护范围计算:(单个避雷针)①

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②

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外侧：按单针计算

内侧：作低针等高水平线，与高针保护线相交于一点，作该点的虚拟避雷针。按等高双支避雷针计算。

（3针及以上保护范围）：

△外侧：分别按两针两两计算

△内侧：当上述计算在hx处，所有

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，则在hx处，△区域内均能保护。

（四针保护范围）：

顶点形成方形区域。

外侧：分别按两两针计算。

内侧：分别做成两个△区域，按△计算。

注：要确保对角线bx＞0，若bx＜0，则保护存在漏洞。

避雷线保护范围计算：

（单线）：

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（双线等高）

外侧：按单线计算

内侧：最低保护高度

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3、避雷器的作用，分类，特点（氧化锌避雷器的特点重要）

作用：防入侵雷电波（过电压波），它与被保护设备并联，入侵波来时，避雷器优先动作。

分类：间隙类避雷器又分为：保护间隙（火花间隙）和管型避雷器。

阀型类避雷器又分为：阀型避雷器和金属氧化物避雷器（氧化锌避雷器）。

①保护间隙特点：

优点：结构简单，价格便宜。

缺点：不能灭弧，断路器跳闸，容易造成停电事故。存在截波，对绕组类设备极不利（有可能造成绕组绝缘击穿，致命缺点）。

只适用于线路保护。

② 管型避雷器特点

优点：能灭弧

缺点：存在截波

只能用于线路保护。

③阀型避雷器特点

a、 非线性绕组

b、 电流小，电阻大

c、 电流大，电路小

④金属氧化物避雷器（氧化锌避雷器）的特点

a、 无间隙

b、 无续流（≤1mA）工频续流（≥100A）

c、 使设备过电压降低，通流能力大

d、 多雷区

e、 直流防雷保护及SF6设备保护

第六章 输电线路的防雷保护

1、防雷的指标，耐雷水平，雷击跳闸率的概念，感应过电压及计算。

防雷的指标：耐雷水平和雷击跳闸率。

耐雷水平：雷击线路时线路绝缘不发生冲击闪络的最大雷电流幅值称为耐雷水平。

雷击跳闸率：每100km线路每年由雷击引起的跳闸次数称为雷击跳闸率。

感应过电压：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。

感应过电压及其计算：

①避雷线不接地

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3、现代防雷的措施

①架设避雷线

②降低杆塔接地电阻

③ 架设加强耦合地线

④ 中性点非有效接地

⑤ 加强线路绝缘

⑥ 加强自动重合闸装置

⑦ 加装线路用管型避雷器

第七章 发电厂和变电所的防雷保护

1、反击

雷击避雷针（线），使避雷针（线）与设备之间形成放电或者避雷针（线）接地点与设备接地点之间放电。

2、对入侵雷的防护措施

a、加装避雷器

b、串电感，并电容

c、降低陡度

3、阀型避雷器对入侵雷的防护

阀型避雷器主要是限制过电压波的幅值。

在任何可能的运行方式下，变电所的变压器和各设备距避雷器的电气距离皆应小于最大允许电气距离L。避雷器一般安装在母线上，若一组避雷器不能满足要求，则应考虑增设。

4、进线段保护

作用：降低入侵波的幅度及陡度，限制流经避雷器的电流幅值。

第八章 电力系统稳态过电压

1、过电压的分类

外部过电压分为：直击雷过电压和感应雷过电压

内部过电压分为：稳态过电压和操作过电压

稳态过电压分为：工频电压升高和谐振过电压

工频电压升高分为：空载线路的电容效应、不对称短路引起的工频电压升高和发电机甩负荷。

谐振过电压分为：线性谐振过电压、参数谐振过电压和铁磁谐振过电压。

操作过电压分为：切除空载线路过电压、空载线路合闸过电压、切除空载变压器过电压和断续电弧接地过电压。

2、了解各种内部过电压的产生及防护办法

①空载线路容升现象引起的过电压

防护办法：并联电抗器

②接地故障引起的工频电压升高

防护办法：中性点加装避雷器

③发电机甩负荷

防护办法：并电抗器，加电压速断保护。

④谐振过电压

防护办法：a、改善电磁式电压互感器的激磁特性，或改用电容式电压互感器。

b、在电压互感器开口三角形绕组中接入阻尼电阻，或在电压互感器一次绕组的中性点对地接入电阻。

c、在有些情况下，可在10kv及以下的母线上装设一组三相对地电容器，或用电缆段代替架空线段，以增大对地电容，从参数搭配上避开谐振。

d、在特殊情况下，可将系统中性点临时经电阻接地或直接接地，或投入消弧线圈，也可以按事先规定投入某些线路或设备以改变电路参数，消除谐振过电压。

⑤切除空载线路产生过电压

防护办法：改善断路器的结构，绝缘强度提高，灭弧能力提高。端口并R。

⑥合闸空载线路

防护办法：增加R

⑦切空载变压器

防护办法：加装阀型避雷器

⑧电弧接地过电压

防护办法：加装消弧线圈，用以消弱电容电流，起到消弧作用。