高电压笔记分析和总结.docx

绪论 高电压技术是电工学科的一个重要分支，它主要研究高电压、强电场下各种电气物理问题。 我国最高的电压等级：1000kv 第一章 气体的绝缘强度 绝缘的作用：把电位不等的导体分开，使其保持各自的电位具有绝缘作用的材料称为绝缘材料，即电解质 分类：气体，液体，固体 外绝缘：一般有气体介质和固体介质联合构成；内绝缘：固体液体联合构成。电场强度小于击穿强度为弱电场；大于或等于为强电场。 气体带电质点的产生和消失 气体为最常见的绝缘介质，空气和六氟化硫气体电场较弱时可看成理想绝缘体 击穿：强度达到一定后由绝缘状态变为良导体状态。 气体放电（气体中流过电流）：辉光放电（气压低）；火花放电或电弧放电（大气压）；电晕放电（极不均匀电场） 气体中带点质点产生（本身游离，金属电极表面游离） 气体中带电质点的产生：碰撞游离、光游离、热游离、表面游离 说明：每次满足碰撞不一定产生游离过程；负离子的形成对气体放电的发展不利， 但有助于气体抗电强度的提高。 带电质点的消失：中和，扩散，符合 带点质点产生占主要地位则击穿，消失占主要地位则为绝缘。 汤逊理论和巴申定律 流注理论 k ? k ? E / E e max av k ? 2是稍不均匀场 ； e k ? 4是极不均匀场 。 e 均匀电场用汤逊理论（低气压情况）或流注理论（解释大气压的气隙击穿） 汤逊理论（气体间隙中发生的碰撞电离以及阴极上发生的二次电子发射过程是气体间隙击穿的主要机制。 流注理论：从汤逊阐述的现象还有电场即便和间隙的光电离因素影响。 不均匀电场的放电过程 气体放电、非自持放电、自持放电 被激导电或非自持放电：一旦撤离电离剂，气体离子很快消失，电流中止 自持导电或自激放电：当电压增加到某一数值后，气体中电流急剧增加，即使撤去电离剂，导电仍能维持 电晕放电：最常见（防止：足够的导线截面积，或采用分裂导线降低导线表面电场） 影响气体放电电压的因素 电场形式对放电电压的影响 均匀电场的击穿（无持续电流，无极性效应） 稍不均匀电场的击穿（击穿电压与电场不均匀程度关系极大） 极不均匀电场的击穿（主要影响因素是间隙距离，放电分散性较大，极性效应显著） 结论 间隙距离相同时，均匀，击穿电压就越高。 一般极间距离越大，放电电压越高，但不是成正比地增加。改进电极形状，增大曲率半径，提高间隙的击穿电压。 电压波形对击穿电压的影响 直流电压下的击穿电压（棒板间隙，棒极正击穿电压比为负时低得多，棒棒介于不同极性棒板电极） 工频电压下的击穿电压（在棒极为正，电压达到幅值时发生击穿，和直流电压下的正棒－负板的击穿电压相近。除起始部分，击穿电压与距离近似成正比。尽量采取棒棒结构。） 冲击电压下的击穿电压（比持续下的击穿电压高，棒板有明显的极性效应，棒棒较少） 气体的性质和状态对放电电压的影响 气体状态对放电电压的影响 提高气体压力时，可以提高气隙的击穿电压。距离不变时，击穿电压随压力提高而很快增加。高气压下，击穿电压与电极的表面状态及材料有很大关系；电场均匀程度对击穿电压的影响比在标准大气压下要显著得多；湿度增加，击穿电压明显下降。 气体性质对放电电压的影响（不同气体，具有不同的耐电强度） 工程上使用得最多的是六氟化硫 SF 气体 6 铅面放电（当导线电位超过一定限制时，常在固体介质和空气的分界面上出 现沿固体介质表面的气体放电现象，称为沿面放电（或称沿面闪络）。 影响前面放电的因素 电场分布情况和电压波形的影响（均匀电场或不均匀电场的直流电压下， 沿面闪络电压与闪络距离近似成线性关系） 介质材料的影响（主要体现在吸潮方面，越吸潮闪络电压越高） 气体状态的影响（增加气体压力，降低湿度能提高沿面闪络电压） 电介质表面情况的影响（表面被雨淋；污秽的影响）电压降集中在干燥区， 容易辉光放电。 污秽较轻或绝缘子的泄漏距离较长或功率不足时可以持续几个小时，成为 烘干与湿润、燃弧与熄弧间隙性交替的过程，表面泄漏电流具有跳变的特点 污秽严重或绝缘子泄漏距离较短时，放电呈黄红色编织状，具有下降伏安特性的电弧放电，合适条件下，电弧接通两极，形成表面闪络。 沿脏污表面闪络的条件：必要（局部电弧）；充分（漏电流足以维持热游离）。 污闪是电导能力和发热过程的联合作用。 影响绝缘子闪污的三个因素：作用电压、湿润程度、污秽程度。 作用电压（短时间作用难发展）雷电难作用 湿润程度（超过 50%～70%）闪络电压下降 污秽程度（绝缘子污秽闪络电压随污秽程度增加而降低） 污闪会大范围影响 提高沿面放电的措施 屏障 屏蔽（采用均压环来增加对导线电容，改善电压分布） 330KV 及以上的线路中必须安装均压环 第二章 液体和固体介质的绝缘强度 液体绝缘介质（常做载流导体或磁导体的冷却剂） 固体绝缘介质（作为支撑或极间屏障） 介质的极化、电导和损耗 电介