高电压全套课件.pptx

高電壓技術;緒論;一、學科地位;二 本課程性質、任務和要求 ;通過本課程的學習，學生應達到以下要求： 1、獲得各種電介質的絕緣特性知識 2、提高抗電強度的方法 3、瞭解高電壓試驗設備原理、試驗方法 4、掌握波過程的基本理論 5、具有分析計算供電系統中大氣過電壓、操作過電壓的能力 6、學會限制各種過電壓的措施 7、理解供電系統中絕緣配合的原則 ;3.本課程學習方法;4.課程導入;高電壓實驗問題高電壓技術是一門工程性很強的學科，實驗是必不可少的。 高電壓試驗面臨諸如以下問題： 如何產生高壓？ 如何對電氣設備進行高壓試驗？ 如何測量高壓？ ;過電壓保護問題 電力系統運行過程中，經常會導致比工作電壓高得多的電壓產生，如：自然界的雷擊、電力系統本身操作導致的操作過電壓等。 電磁環境問題 電磁相容：高電壓高場強下各種電磁干擾信號更強，電磁相容問題也更加突出。 生態效應：研究強電場、強磁場下對生物 生活環境的影響。 ;氣體的絕緣特強度; ; 輸電線路以氣體作為絕緣材料;(1) 激發 原子在外界因素作用下,其電子躍遷到能量較高的狀態;碰撞游離;光游離;熱游離;表面游離;帶電質點的消失 a.擴散 帶電質點從高濃度區域向低濃度區域運動. b.複合 正離子與負離子相遇而互相中和還原成中性原子 c.附著效應 電子與原子碰撞時,電子附著原子形成負離子;1.1.2湯遜理論和巴申定律;;oa段:隨著電壓升高，到達陽極的帶電質點數量和速度也隨之增大 ab段：電流不再隨電壓的增大而增大 bc段：電流又再隨電壓的增大而增大 c點:電流急劇突增 ;(1).電子崩 在電場作用下電子從陰極向陽極運動而形成的一群電子;(4).自持放電條件 a.電子的空間碰撞係數α 一個電子在電場作用下在單位行程裏所發生的碰撞游離數 b.正離子的表面游離係數γ 一個正離子到達陰極,撞擊陰極表面產生游離的電子數 自持放電條件可表達為:;2、巴申定律;;2.流注理論;(2).流注理論的要點:;（4）流注的特點 a、流注發展的速度很快 b、主放電通道為細長通道 （5）流注形成的條件 流注形成的條件既是流注的自持放電條件， =常數 或 αd =常數 實驗研究所得出的常數值為： αd ≈ 20 或 ≈ ;1.1.4.不均勻電場中氣隙的放電特性;2.極性效應(1).正棒---負板 ;（1）.由於捧極附近積聚起正空間電荷，削弱了電離，使電暈放電難以形成，造成電暈起始電壓提高。;(2).負棒---正板;（1）.捧附近正空間電荷產生附加電場加強了朝向棒端的電場強度，容易形成自持放電，所以其電暈起始電壓較低。;結論：;1.1.5. 衝擊電壓下氣隙的擊穿特性;雷電衝擊波的幾個參數;2.放電時延;(2).統計時延t s;氣體間隙在衝擊電壓作用下擊穿所需全部時間：;3. 50%衝擊放電電壓U50%;4. 伏秒特性;(2) 曲線求取方法;(3) 電場均勻程度對曲線的影響;(4) 伏秒特性的應用;如圖所示：S1被保護設備的伏秒特性曲線，S2保護設 備的伏秒特性曲線。 為了使被保護設備得到可靠的保護,被保護設備 絕緣的伏秒特性曲線的下包線必須始終高於保 護設備的伏秒特性曲線的上包線.;1.2 影響氣體放電電壓的因素;2、稍不均勻電場中的擊穿電壓 在稍不均勻電場中的擊穿電壓與電場均勻程度關係極 大。沒有能概況各種電場分佈的試驗數據，具體間隙的擊穿 電壓要通過試驗才能確定。但是有這樣一個規律；電場越均 勻，同樣間隙的擊穿電壓就越高。 工程上常見的稍不均勻電場形式有球－球、球－板 等;3、極不均勻電場下的擊穿電壓 在極不均勻電場中，放電分散性較大，且極性效應顯著。 間隙距離相同時，電場越均勻，氣隙的擊穿電壓就越高。; 1、直流電壓下的擊穿 擊穿電壓與間隙距離近似成正比，其平均擊穿場強：正棒－負板約為4.5kv/cm，負棒－正板約為10kv/cm，棒棒電極約為5.4kv/cm. 2、工頻電壓下的擊穿電壓 除了起始部分外，擊穿電壓與距離近似成正比，幫板間隙約為4.8kv/cm，比棒棒電極稍微低一些，但是，當距離大於2m後，這種關係將出現明顯的飽和現象，平均擊穿場強明顯降低，棒板間隙尤其嚴重。;3、衝擊電壓下的擊穿電壓 由於空間電荷的形成，擴散和放電時延的統計性很大，所以操作衝擊擊穿的分散性也很大，且與距離存在明顯的“飽和”現象。 ;三、氣體的性質和狀態對氣體放電電壓的影響;2. 相對密度的影響;3. 濕度的影響;4. 高度的影響;;1. 改善電場分佈的措施;(2). 利用空間電荷對電場的畸變作用;2. 削弱游離因素的措施;(2).