工程学概论5课件.pptVIP

一、学科地位 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。 一、高电压的发展史——电工学科的开路先锋 人类最先观察到的电现象是高电压现象 人类最初研制出来的电气装置是产生高电压的摩擦起电装置 人类最先应用电的实例是利用高压放电给人治病 电学的发展史：高电压——低电压——高电压 高电压技术——实现远距离大功率输电的前提条件，建立现代大电力系统的前提条件 人类最先观察到的电现象是高电压现象 1749年，有名的富兰克林风筝试验揭示了雷电的本质 人类最初研制出来的电气装置 ——产生高电压的摩擦起电机 1785年，Martinus设计的二层圆盘式摩擦起电机， 可产生600千伏的直流高压，可引起60厘米长的火花放电 人类最先应用电的实例是利用高压放电给人治病 1787年，用摩擦起电机进行电气治疗的场景 电学的发展史 ：高电压——低电压——高电压 公元前600年 希腊 泰里兹 琥珀摩擦起电 “elecktron”（希腊语：琥珀） 公元1600年 英国 吉伯特 其他物质摩擦起电 18世纪 静电高压蓬勃发展的一个世纪 例如: 1744年 用摩擦起电机高压放电治病 1749年 美国 富兰克林 风筝实验 1750年 美国 富兰克林 避雷针 1785年 摩擦起电机可产生600千伏的直流电压 1791年 捷克 伽伐尼 青蛙解剖电击现象 1799年 意大利 伏特（volta） 发明电池 电学的发展史 : 高电压——低电压——高电压 1799年 意大利 伏特（volta） 发明电池 1831年 英 法拉第 电磁感应定律 1835年 法 皮希克 第一台手摇发电机 1840年 英 阿姆斯壮 水力发电机 1882年 法 2kV 2马力 57公里 直流 1886年 美 交流发电站 1891年 奥地利——德国 三相交流输电线 15kV 1908年 美 110kV 1929年 美 220kV 1952年 瑞典 380kV 1959年 苏联 500kV 1965年 加拿大 735kV(750kV 苏、美) 高压的由来——电能传输的需要 提高电压的效益 降低线路损耗 节省线路走廊 降低线路造价 长距离输电可联接地域网，有利于电力调度 降低工作电流和系统短路电流，利于系统运行和降低设备造价 高压电网向特高压电网发展的历程 通常用自然功率来粗略地比较线路的输电能力。 自然功率--在输电线路末端接上相当于 的波阻抗负荷时，线路所输送的功率。自然功率P0≈U2/ZC。 电压提高后，电气设备面临的问题 （1）额定电压 （2）长期高于额定电压的电压 （3）操作过电压 （4）雷电过电压 （5）陡波前过电压 （6）联合过电压 绝缘问题：内绝缘，外绝缘（污秽） 高电压工程的主要问题 电力工业与高电压技术的密切关系 1. 绝缘问题 绝缘材料 研究各种绝缘材料在高电压下的各种性能（电气强度、均匀、频率、憎水、耐烧蚀等）、现象以及相应的过程、理论 绝缘结构（电场结构） 同一种材料在不同的绝缘结构下的外在表现 电压形式 同样的材料、结构，在不同电压下，绝缘性能不相同 2. 试验问题 各种经济、灵活的高电压发生装置 电气设备各种绝缘试验项目的设计 预防性试验 在线监测、故障诊断 状态检修 高电压的测量 高强量、微弱量、快速量 3. 过电压防护问题 外过电压 （雷电过电压） 内过电压 老化、污秽（在运行电压及过电压下） 保护装置 分析各类过电压的特点及形成条件，研究各种保护装置及其保护特性 4. 绝缘配合 中心问题： 解决电力系统中过电压与绝缘这一对矛盾，将电力系统绝缘确定在既经济又可靠的水平 5. 电磁环境问题 电磁兼容 更多的电子及微电子设备对强电系统进行保护和监控，其对暂态干扰具有明显的敏感性和脆弱性 强电系统电压高、容量大，对弱电系统产生更加强