高电压绝缘汇总

绪论

一、现代电力系统的特点

1、系统的工作电压越来越高

随着电力系统的不断发展，输电电压等级的不断提高，需要相应的高压电气设备。因此，绝缘问题成为高压电气设备制造中的主要问题，对绝缘材料的绝缘性能，绝缘劣化的评估及实验方法的不断研究极其重要

国内：750KV

国外：1000KV

电气设备的绝缘问题显得更加突出，要求对绝缘材料的绝缘性能，绝缘老化的评估以及试验方法不断进行研究。

高压设备绝缘的费用占设备造价的60%左右。

2、过电压的影响

系统过电压来自两个方面：

一是电力系统遭受雷击所形成的大气过电压

二是电力系统中因开关操作或者系统参数配合不当而引起谐振等所形成的内部过电压。过电压作用时间虽很短，但它会造成设备绝缘损坏，危害电力系统的安全运行，

二、高电压技术研究的内容

高压输电线路存在着许多高电压技术问题，如高压输电线路的电晕及其对通信的干扰问题，高压磁场对周围环境和人体的影响问题，系统过电压问题等。

因此，研究过电压产生的原因及限制措施，提高设备绝缘耐受过电压能力是目前电力系统所面临的主要课题。

第1章高电压绝缘

1.1 概述

一、绝缘材料（电介质）

1、用途：

绝缘、冷却、灭弧、固定、支撑等

2、绝缘材料的类型：

（1）按其形态分为：

1）气体介质：如空气、氮、SF6等。

2）液体介质：如变压器油

3）固体介质：橡胶、塑料、陶瓷、纤维等。

（2）按绝缘材料的耐热等级分为七级：

Y A E B F H C

90 105 120 130 155 180 180度以上

3、绝缘材料的性能：

1、电气性能：包括极化、电导、损耗、击穿；

2、机械性能；

3、耐热性能；

4、吸潮性能；

5、生化性能。

二、电介质的极化现象

1、极化现象

2、介质的介电常数ε

3、讨论电介质极化现象在工程中的实际意义

三、电介质的电导

1、电介质绝缘电阻R的定义

对于固体介质，R∞包括绝缘的体积电阻和表面电阻。表面电阻受外界环境的影响大。

2、电导：绝缘电阻的倒数。

四、介质损耗

1、介质损耗的定义：电场中的电介质，在单位时间内消耗的能量。

2、产生损耗的原因：电导和有损极化

3、介质损耗的表示：P = U2 ωCtgδ

介质损耗角的正切tgδ，一般用百分数表示

4、讨论电介质损耗在工程中的实际意义

（1）在设计绝缘结构时，要注意材料的tgδ。

（2）tgδ的大小可以判断绝缘受潮或劣化的程度。

1.2 气体的绝缘性能

一、物质的结构

二、原子的激励（激发）和电离：

1、原子的激励

原子由外界获得能量，电子从低能级跃至高能级轨道的过程。

2、原子的电离（游离）：

当原子由外界获得能量足够大时，被束的电子变为自由电子（带电质点），即产生带电质点。

3、碰撞游离：在电场作用下，电子得到加速与空气的分子碰撞，又产生新的带电质点，碰撞游离不断进行，产生大量的电子，形成电子崩，最后气体间隙击穿（放电）。所以，气体放电就是气体分子电离产生带电质点，在电场作用下定向运动的结果。

三、汤逊放电理论

由天然辐射作用产生电离生成正离子和电子，在高电场作用下，电子加速碰撞气体分子，产生新的电子和离子。电离过程象雪崩一样发展，称为电子崩。正离子撞击阴极又会产生新的电子崩。即使外界不传给起始电子，放电过程能持续下去，这种放电现象称为自持放电。图1—1

四、巴森定律

1、气体绝缘击穿电压与气压P和电极间隙d的乘积的函数关系：U = f ( p*d )

2、图1—3 ，曲线有一极小值点，其击穿电压最低，

（1）当p*d 由大变小时，击穿电压变低，

（2）当p*d 太小时，击穿电压高，

五、流注理论

1、当p*d大于一定值时，汤逊理论不能说明在大气压下，间隙的放电现象。可用流注理论解释。

2、流注的形成（流注是一种现象）

正离子的运动速度太小，正离子在阳极的运动速度很大，p*d 越大，浓度越大，使二次电子崩与初始电子崩回合，电子和正离子混合，形成等离子通道，生成流注。

图1—4

六、局部放电（电晕放电）

1、在极不均匀电场中电极曲率半径小的附近空间的局部场强很大，造成局部放电。

2、电晕放电的现象

七、气体放电的几种形式：

1、辉光放电（低气压，小功率）

2、火花或电弧放电（高气压）

3、电晕放电（极不均匀电场中的局部放电）

4、沿面放电：沿固体介质表面的气体放电。

八、影响气体间隙击穿的主要因素

1、电极的几何形状（均匀、极不均匀电场）

2、电压的类型（直流、工频交流、冲击电压）

3、极间距离

4、持续时间

1、3 液体的绝缘性能

液体绝缘的击穿有：电击穿、气泡击穿、悬浮粒子击穿

一、电击穿

液体绝缘在电场作用下，阴极上由于强电场发射或热电子发射出来的电子被加速后，引起电子崩，当电子密度达到一定值时就发生击穿。

液体分子振动击穿理论

二、气泡击穿

介质击穿场强按固体、液体、气体顺次降低。

所以当液体中含有气泡时，因气体的介电常数很小，承受较大的场强，从而使气泡放电，分解产生更多气泡，导致液体介质击穿。

气泡产生的原因：

1、电极表面的微小突起使电流集中而引起液体加热

2、液体中的杂质使电流增大而将液体加热

3、电极和流入电荷之间的或同电极注入电荷之间的排斥力抵消了液体表面张力

4、电子崩引起的液体分子离解

5、电极表面吸附的气泡脱离出来

三、悬浮粒子产生的击穿

液体中悬浮着杂质粒子，使电场畸变，在电极间搭成导电小桥，使液体介质的抗电场度下降，导致击穿。

以变压器油为例

当变压器油中含有杂质时（水分和纤维），水被纤维吸收后，在电场作用下，沿电场分析排列形成导电的杂质小桥，当小桥连通电极时，泄漏电流增加，最后造成介质击穿。

四、影响液体介质击穿电压的因素

1、水分：造成击穿电压U B下降

2、纤维和其它杂质：造成U B下降

3、电压作用的时间：时间越长，U B下降

4、电场的均匀程度：电场越均匀，U B越高。

五、提高液体介质击穿电压的措施

对液体介质进行过滤、干燥、脱气等。

1.4 固体的绝缘性能

一、电击穿

固体介质中的电子在外电场作用下，发生碰撞电离，使传导电子增多，最后导致击穿.

主要特性：电压作用时间短，击穿电压高，击穿电压和电场分布形式有关。

二、热击穿

介质长时间受电压的作用，由于泄漏电流的存在，产生损耗，引起介质发热，温度升高，绝缘劣化，最后造成击穿。

特征：击穿时间长，负的温度依存性，散热条件越差，绝缘热击穿电压则越低，击穿过程与电压作用的时间；环境温度；电源的频率以及介质本身情况有关。

三、电化学击穿

运行中的绝缘长期受到电、热、化学、机械力等的作用，使其绝缘性能逐渐劣化，导致

绝缘性能变坏，引起击穿。

绝缘劣化的主要原因：绝缘内部的局部放电。

四、影响固体介质击穿的因素

1、电压作用的时间

2、温度

3、电场的均匀程度

4、电压的类型

5、积累效应

6、受潮

7、机械负荷

1.5 复合绝缘体的绝缘性能

一、双层介质的电场分布

两层介质，其厚度、相对介电常数、电导率分别为，真施加冲击电压时，场强与介电常数成反比，即介电常数小的介质，场强大，故易击穿。

固体表面电荷的影响，固体表面带有电荷时，加直流电压，所加电压几乎全加在固体上，气体、液体所加电压小，固体先行击穿的情况多。加交流电压，固体表面所带电荷极性和外加电压的极性相反，气体或液体上所加电压将很大。

二、局部放电

类型：沿面放电、气隙放电、气泡放电

三、沿面放电

1、不同绝缘结构的沿面放电特性

2、悬式绝缘子的电压分布及闪络特性

（1）绝缘子串的机械强度与单个绝缘子相同

（2）沿面闪络电压与绝缘子片数成正比

（3）线路的绝缘水平由绝缘子片数决定

（4）悬式绝缘子的电压分布

1）等值电路图1—18

图中C—绝缘子本身电容

C E —绝缘子金属部分的对地电容

C L —绝缘子金属部分对导线的电容

一般C 大，C E小，C L最小

2）当绝缘子串的总电容C> > C E及C L时，电压分布均匀。

3）实际上C与C E、C L为同一数量级，当绝缘子串很长时，电压分布不均匀。

4）由于C E>C L，绝缘子串中靠近导线端的绝缘子电压降最大，从而产生电晕

5）改善电压分布均匀的措施：在绝缘子串导线端安装均压环（330KV及以上使用）（5）举重的电气性能常用闪络电压来衡量，分为干闪（户内绝缘子）和湿闪（户外绝缘子）

3、绝缘子表面污秽时的沿面放电——污闪

（1）污闪产生的条件以及造成的后果

（2）防止污闪的措施

高电压下绝缘与试验方法

2、1 绝缘评估

一、高压设备的绝缘水平

1、绝缘水平的概念：设备耐受电压能力的大小。

2、检验雷闪过电压——冲击耐压试验校验

3、检验内过电压——工频耐压试验校验

二、机械性能的要求

机械力使绝缘局部损坏，绝缘电气强度大大降低，最终导致绝缘击穿

三、温度和热稳定要求

高温引起热击穿导致绝缘能力丧失

有机绝缘材料高温下易氧化分解，绝缘性能劣化

温度变化过大，磁体开裂引起绝缘子击穿

四、化学稳定性

绝缘应有足够的化学稳定性

2、2 绝缘劣化

一、绝缘劣化的原因及后果

1、原因：电场、热场、机械应力、化学腐蚀、环境条件等

2、后果：导致绝缘系统的破坏。

二、绝缘缺陷的分类

1、集中性缺陷——体现为局部

2、分布性缺陷——对整体而言

三、绝缘老化

1、定义：

绝缘系统在各种因素的长期作用下发生一系列的化学、物理变化，导致绝缘性能不断下降，重终导致设备绝缘击穿，这个过程称为老化。

2、老化的分类

电老化，热老化，机械老化，环境老化

3、表征绝缘老化程度的特征量

（1）直接量：耐电强度，机械强度

（2）间接量：绝缘电阻，泄漏电流，介质损耗等

2、3 绝缘评估的试验方法

一、电气设备试验的种类

1、出厂试验

2、安装后的交接试验

3、使用过程中的绝缘预防性试验

二、绝缘预防性试验方法的分类

1、非破坏性试验：

试验项目有：绝缘电阻的测量；直流泄漏电流的测量；介质损耗tgδ的测量。

2、破坏性试验：直流耐压试验；工频耐压试验。

试验顺序：先进行非破坏性试验，并且试验合格后，再进行破坏性试验。

三、绝缘电阻和吸收比的测量

1、电介质在直流作用下的等值电路

（1）电介质中的电流

1）纯电容电流分量i1：

2）吸收电流i2：

3）电导电流（泄漏电流）i3：

4）介质中的总电流i = i1+ i2+

当t 趋于无穷大时，i = i3

（2）等值电路：

2、.测量绝缘电阻的目的：

检查绝缘是否存在贯穿性的集中缺陷或整体受潮。

3、测量绝缘电阻的原理

4、用兆欧表测量绝缘电阻

（1）兆欧表（摇表）的结构和工作原理

结构：由磁电式比率表和手摇发电机组成，

工作原理：

兆欧表的等值电路

（2）兆欧表的类型：有手动和电动两种

电压等级有：500V、1000V、2500V、5000V几种。

（3）测量绝缘电阻的步骤

5、测吸收比

吸收比K：用兆欧表测量15s和60s时的绝缘电阻值，即R15和R60。

吸收比K= R60 / R15，要求K≥1、3

6、测量结果分析：

采用纵向、横向比较的方法

（1）与规程规定的值比较

（2）同一设备的三相比较

与历年的的试验数据比较

四、泄漏电流测量

1、测量泄漏电流的目的

更灵敏地反应绝缘的集中性缺陷

2、直流高压的获得

（1）由交流高压半波整流电路

（2）直流高压发生器

3、泄漏电流的测量

（1）试验接线图

1）微安表接在低压端——图2—5

优点：读数安全，但测量误差较大

2）微安表接在高压端——图2—6（被试品一端已接地）

参考高压实验指导书实验二，图7

（2）试验步骤和方法

4、试验结果分析

五、介质损失角正切值tgδ的测量

1、测量tgδ的作用：

反应绝缘的分布性缺陷，对检查变压器、互感器、套管、电容的绝缘状况有效

2、测量tgδ的方法

一般采用专门的仪器，如西林电桥QS1或介质损耗测量仪等。

西林电桥的结构和工作原理：

电桥的四个臂：C N—标准电容器

Z X—被试品

C4—可调电容

R3—可调电阻

电桥平衡时：tgδ = C4（f =50HZ）

3、试验接线

（1）正接法：

图2—8(a），被试品两端对地绝缘，实验室采用，安全

2、反接法：

图2—8(b) 被试品一端固定接地，一般现场试验采用，为了保证安全，使用绝缘杆操作

4、测量过程

西林电桥的使用：

实验室讲授

六、工频耐压试验

1、工频耐压试验的目的：

（1）有效地发现设备较危险的集中性缺陷，

（2）确定设备的绝缘水平。

2、试验电压大小的确定

3、试验的接线（图2—9）

（1）试验设备

1）试验变压器；2）.调压设备，3）测量设备，

4）.保护装置等组成。

（2）试验变压器特点：

1）单相，2、）绝缘裕度低（不需要考虑过电压），

3、）不需要长期工作，无散热装置

4、）容量小（S = 5~750KV A），变比大

试验变压器的型号

如：YDJ—5/50表示：5KV A，50/0.23KV

（3）试验变压器容量的选择

4、试验电压的测量

（1）在高压侧直接测量

1）静电电压表

2）球隙测压器

3）分压器（电阻分压器主要测直流高压；电容分压器主要测交流高压）（2）在低压侧间接测量

5、试验步骤及注意事项

七、直流耐压试验

1、试验的特点

2、试验电压的确定

3、直流电压的测量

2、4 电气设备状态监测与故障诊断

一、常规电气设备预防性试验的缺点

1、试验的周期

2、试验电压

二、在线监测技术：

1、定义：

利用运行电压来对高压设备绝缘状况进行试验的方法

2、优点：

（1）提高试验的真实性与灵敏度，及时发现绝缘缺陷

（2）对设备进行连续或选时监测

（3）实现设备的状态检修（维修）制

3、组成：传感器系统、数据采集、预处理系统、数据处理、诊断决策系统

4、分类：集中式实时在线监测系统、便携式在线监测系统，电力设备的状态监测按作用分：保护性监测和维护性监测

5、比较成熟的在线监测方法：

（1）电流的在线监测

（2）tgδ的在线监测

（3）局部放电的在线监测

（4）油中气体含量的在线监测

6、在线监测的不足

（1）不能代替预防性试验

（2）对过电压不能进行测量

电力系统过电压及绝缘

3、1 冲击电压发生器

一、作用

产生脉冲波的高电压，用于研究设备承受雷击过电压和操作过电压的绝缘性能。

二、冲击电压发生器的要求

输出电压高，且波形要达到规定的要求

三、冲击电压发生器基本电路

马克斯回路，图7—1

四、基本原理

靠电容器串联放电获得高压。

电容器并联充电，而后串联放电。

3、2 试验变压器

一、作用

1、产生工频高压试验电压

2、作为直流高压和冲击高压设备的电源变压器

3、产生操作波试验电压

二、特点

与一般电力变压器比较，试验变压器有以下特点：

1、变压器的容量不大

2、变压器一般为单相油浸式

3、由于变压器连续工作时间短，不需要散热装置

4、绝缘裕度较低，不需考虑变压器受大气或内部过电压的影响

5、工频输出电压高，可达到几百到几千KV

3、3 直流高压的产生

一、直流高电压的用途

1、测量介质的泄漏电流

2、直流耐压试验

3、超高压直流输电的电力设备进行直流高压试验

二、直流高压的产生

1、将工频高压进行整流获得（采用高压硅堆）

2、直流高压发生器

3、4 高电压测量

一、交流高电压的测量方法

1、球隙测电压—利用球隙气体放电来测量电压的峰值

2、高压静电电压—测量电压的有效值

3、分压器

二、直流高压的测量方法

1、用球隙测量直流高压的最大值

2、高压静电电压表

3、电阻分压器

三、冲击高电压的测量方法

1、球隙

2、分压器和数字存储示波器组成的测量系统

3、光电测量系统

四、高电压测量设备的使用

高压实验室现场教学

电力系统大气过电压及防护

4、1 电力系统的过电压

一、过电压定义：

超过正常运行电压并可使电力系统的绝缘或保护设备损坏的危险电压升高

二、分类：

外部过电压和内部过电压

（1）外部过电压

形式：直击雷过电压、感应过电压、侵入波过电压

（2）内部过电压

电力系统内部因操作或发生故障，使系统常数发生变化所引起的过电压，其能量来自系统内部，幅值与最大工作相电压有一定比例关系。

形式：工频过电压、操作过电压及谐振过电压

4、2 高压设备的绝缘

一、旋转电机的绝缘

1、旋转电机绝缘的工作条件

旋转电机绝缘在运行中受到热、机械和电场的作用

2、旋转电机常用的绝缘材料

（1）云母制品

（2）绝缘漆和漆布

3、旋转电机常用的绝缘结构

绕组绝缘分主绝缘、匝间绝缘、股间绝缘和层间绝缘

定子绕组主绝缘的绝缘结构分套筒式绝缘和连续式绝缘

4、新技术、新产品简介

二、变压器绝缘

1、电力变压器绝缘的工作条件（对各方面的要求）

电气性能、机械性能、热性能以及其它性能方面的要求

2、油浸变压器中常用的绝缘材料

变压器油、绝缘纸、油－屏障绝缘

3、干式电力变压器特点

4、新技术、新产品简介：采用SF6气体绝缘变压器（GIT）

三、电缆的绝缘

电力电缆常用的绝缘材料

1、35KV及以下：采用油浸纸绝缘、塑料绝缘、橡皮绝缘

2、110KV及以上：充油电缆、钢管油压电缆、充气电缆

4、3 高压线路的绝缘

一、电瓷产品的分类：绝缘子、瓷套、套管

二、绝缘子的特点：

1、对于电气和机械性能要求高

2、工作环境差

3、使用数量大，要求保证良好的老化性能。

三、绝缘子

1支持绝缘子

2线路绝缘子

3新技术、新产品简介：有机复合绝缘子、玻璃绝缘子

4、4 高压保护电气设备（本章重点）

一、气体间隙

二、避雷器

1、避雷器的作用：

它是一种保护电器。用于防止侵人波过电压。

2、对避雷器的要求

（1）当电压超过一定值时，避雷器动作（放电）

（2）过电压消失后，避雷器迅速切断工频电弧。

三、避雷器的类型：

1、管型避雷器

2、阀型避雷器

3、磁吹避雷器

4、氧化锌避雷器

四、阀型避雷器：

1、结构：主要由火花间隙和阀片组成。

1）火花间隙用于切断工频续流。

2）阀片：是一种非线性电阻。雷电流作用下，阀片呈低阻值，限制残压；对工频续流，阀片工作在高阻值区，限制工频续流，有利于灭电弧。

2、工作原理：

（1）正常时，由于火花间隙的作用，导线对地绝缘；

（2）当过电压作用时，间隙被击穿，将电流引人大地。过电压消失后，间隙绝缘强度恢复，避雷器恢复正常状态。

3、阀型避雷器的阀式特性：

避雷器象一只阀门一样，正常时阀门关闭，导线对地绝缘；过电压作用时，阀门打开，让雷电流人地。

4、避雷器的主要电气参数：

（1）额定电压：我国指正常工作时加在避雷器上的工作电压，即避雷器安装处的电网标称电压。

（2）灭弧电压：在保证避雷器动作时工频续流第一次过零就灭弧的条件下，允许加在避雷器上的最大工频电压。它应高于安装处工作母线上可能出现的最高工频电压。否则就不能保证电弧熄灭。

1）对于中性点不接地电网，避雷器的灭弧电压规定为系统最大工作线电压的110%，称110%避雷器。10KV避雷器的灭弧电压为：

10×（1+15%）×110%=12、7KV

2）35—60KV中性点经消弧线圈接地电网，避雷器的灭弧电压规定为系统最大工作线电压的100%，称100%避雷器。35KV避雷器的灭弧电压为：

35×（1+15%）×100%=41KV

3）110KV及以上中性点直接接地电网，发生单相接地时，非故障相电压可达最大工作线电压的80%，避雷器的灭弧电压取该值，称80%避雷器。

（3）工频放电电压

（4）冲击放电电压

（5）残压

五、氧化锌避雷器

1、结构：此避雷器无间隙，只有阀片。其阀片是以氧化锌为主要材料的非

线性特性的压敏电阻。

2、工作原理：

在正常工作电压作用下，流过氧化锌阀片的电流很小，为10-5A，此时阀片

相当于一个绝缘体，所以无需间隙。当过电压作用时，阀片呈现出很小的

电阻，相当于阀片“导通”，其残压与电流几乎无关。

3、主要电气参数

（1）额定电压（2）最大长期工作电压

（3）压比（4）残压

4、特点：

无间隙，结构简单，体积轻小；无续流，不存在灭弧问题。

电力系统内部过电压及其限制

5、1 雷闪过电压

一、雷闪放电过程

1、先导放电阶段：

当云中的电荷达到一定数量时，电场强度达到使空气绝缘破坏（击穿），变成导电通道，即先导放电通道，向地面发展（逐级）。

2、主放电阶段：

当先导通道头部接近地面时，先导通道头部对大地的极大电位差，使剩余间隙中产生极

大的场强，造成强烈的游离，形成高导电通道，将先导通道头部与大地接通，即主放电阶段开始，发生闪电和巨大的雷响。

3、余辉放电阶段：

主放电完成后，云中的剩余电荷沿雷电流通道继续流向大地，形成余辉放电。

二、雷电参数：

1、雷电通道波阻抗Z = 300~400欧

2、雷电流的波形

3、雷电流幅值及概率分布（图4—2）

4、雷暴日TD，

5、地面落雷密度

三、冲击波过电压和伏秒特性

1、冲击波过电压的定义：

作用时间很短的非周期变化的过电压。

2、标准冲击电压波形：

（1）规定标准冲击波电压波形的目的

（2）标准波形

（3）标准冲击电压波形的参数：

1）波前时间T1 =（1、2±0.36）us，

2）波长T2 =（50±10）us，通常表示为：1、2 / 50 us

四、50%冲击击穿电压U50%：

由于冲击电压作用下放电的分散性，如果在某一冲击电压作用下，间隙击穿的概率为50%时，称此电压为50%冲击击穿电压，用U50%表示。它表示间隙耐受冲击电压的能力。

冲击系数：表示U50%与静态放电电压U0之比。

即γ = U50% / U0

U0 —静态放电电压（直流、工频）

五、间隙（绝缘结构）的伏秒特性：

表示间隙放电电压与放电时间的关系曲线。

5、2 输电线路的雷闪过电压及其防护

一、输电线路的运行特点

二、输电线路上的感应过电压

1、雷击线路附近地面时导线上的感应过电压

主要说明避雷线对感应过电压的影响，结论是：由于避雷线的存在，可使感应过电压下降。

2、雷击塔顶时线路上的感应过电压

（1）无避雷线时

（2）有避雷线时

三、输电线路的直击雷过电压

1、雷直击导线时的过电压

绕击的概念

2、雷击杆塔顶时的过电压

（1）作用在线路绝缘子串上的电压（即塔顶与导线之间的电压）由下列3个分量组成：

杆塔对地电位U td；

避雷线和导线间的耦合作用在导线上具有的电位；

感应电位。

1）塔顶电位：U td = βI( R ch + L gt /2、6 )

2）导线电位：U d =KU td - a h d(1 –K) (包含耦合以及感应)

3）绝缘子串上的电压U j：

U j = U td - U d = I ( βR ch + βL gt /2、6+ h d/2、6 ) (1 –K)

（2）绝缘子串的闪络：

当U j大于绝缘子串的冲击闪络电压时，绝缘子串将发生闪络，称为“反击”。

（3）反击耐雷水平

四、雷击跳闸

1、输电线路雷击跳闸率的定义

2、雷击时引起线路绝缘子闪络跳闸的原因

3、线路雷击跳闸率的计算：

包括雷击杆塔顶时的跳闸率和线路绕击跳闸率。

四、衡量输电线路防雷性能的主要指标：

1、耐雷水平

2、雷击跳闸率。

五、线路防雷的措施

1、架设避雷线

2、降低杆塔接地电阻

3、加强线路绝缘

4、采用中性点经消弧线圈接地方式

5、装设自动重合闸

6、线路交叉部分的防雷保

六、各级线路防雷的具体措施

1、3~10KV线路

2、35~66KV线路

3、110~500KV线路

5、3 发电厂、变电站雷闪过电压的防护

一、发电厂、变电所的雷害事故主要来自两方面：

一是直击雷，二是雷电入侵波。

二、发电厂、变电站的防雷保护的特点：

1、设备设施集中布置，防直击雷主要采用避雷针。

2、防侵人波过电压，采用避雷器。

3、发电厂、变电所布置的设备贵重，防雷措施需要更加周密。

4、发电厂、变电所的接地系统包括防雷、工作和保护接地，必须保证良好的接地。

三、避雷针安放的原则：

1、被保护设备应在避雷针的保护范围内；

2、应防止反击。

避雷针与被保护设备的空气距离Sk不小于5米，地中距离Sd不小于3米。

根据防止反击的要求和配电装置的布置，决定针的安装位置，即决定了避雷针与被保护设备的水平距离。

由避雷针与被保护设备的水平距离和被保护设备的高度hx确定避雷针针高h。

3、35KV及以下配电装置架构上不宜装避雷针，应设独立避雷针及独立的接地装置；

4、110KV及以上配电装置，在电阻率不高地区，允许将避雷针装在出线架构上，但应

防止反击，并设集中接地装置，其与变电所接地网的连接点离主变与接地网的接地点之间的电气距离应不小于15米；

5、变压器门型架上不允许装避雷针；

6、土壤电阻率大于1000地区，架构上不宜装避雷针

7、照明灯塔作为避雷针的支架时，照明灯塔的电源线必须用铅皮电缆或将电源线穿入铁管埋入地中；

8、发、变电所的主控室和35KV及以下的配电装置室一般不设避雷针，只须将其金属结构接地即可；

9、独立避雷针不应设在经常通行的地方，距道路不应小于3米。

四、变电所侵人波过电压防护

1、侵入波过电压的危害

2、避雷器的保护作用

3、被保护设备上的过电压—距离效应

距离效应的存在被保护设备上的电压大于避雷器上的残压

五、变电所的进线段保护

1、进线段保护的概念

2、35KV及以上变电所的进线段保护接线

（图4—17，4—18）

六、变压器的防雷保护

1、三绕组变压器的防雷保护

2、自耦变压器的防雷保护

3、变压器中性点的防雷保护

习题课：35KV升压站防雷保护范围设计

一、避雷针保护范围的计算：

实际上是一种确定避雷针高度和数目的工程方法。

1、单支避雷针保护范围的计算：

保护半径的计算：

2、两支避雷针保护范围的计算：

浅谈高电压与绝缘技术1234

电子信息工程学院论文高电压与绝缘技术院、系(站):电子信息工程学院学科专业:电气工程及其自动化学生:任轩学号:130417116 2015/10/10

摘要在电气设备中，其绝大多数都直接暴露在空气中作业，这就对绝缘技术提出了更高的要求。同时，随着经济的快速发展，加强高电压与绝缘技术的结合，对我国高电压工程的发展起着至关重要的作用。而如何运用高电压绝缘技术并寻求全新的突破则成为电力企业可持续发展的关键。本文将从以下几个方面对其进行分析。关键词：高电压，电气设备，绝缘诊断，预防性试验，探讨，高电压绝缘技术，有机绝缘材料，

Summary In electrical equipment, its most directly exposed to the air operation, it puts forward higher requirements on insulation technology. At the same time, along with the rapid development of economy, strengthening the combination of high voltage and insulation technology, high voltage engineering of our country plays an important role in the development. And how to use high voltage insulation technology and seek new breakthrough to become the key to the sustainable development of the electric power enterprise. This article will from the following several aspects to analyze it. Key Word：high voltage，electric accessory，Insulation diagnosis，preventive trial，discuss，High voltage insulation technology， organic insulating material

高电压绝缘论文 (湖大)

湖南大学高电压绝缘姓名：学号：专业班级：指导老师：完成日期：

高压绝缘子在线检测技术摘要：随着经济的发展，国民用电量不断上升，输电距离不断增加，因而电力系统工作电压也不断提高，有关电力系统高电压绝缘的问题就越来越突出。然而，绝缘目前仍是电气设备可靠性的薄弱环节，而高压绝缘子作为电力系统中非常重要的一个组成部分，其性能、工作环境、绝缘状况等这些要素对电力系统稳定运行起着决定性的作用。本文就高压绝缘子的工作环境、常见故障和检测方法进行了论述，对一些常用的在线监测方法进行了具体的分析。关键词：高压绝缘子在线监测电压分布泄露电流一．高压绝缘子概述高压绝缘子、高压套管的基本用途是在电力系统中或电气设备中将不同电位的导体在机械上固定起来。架空线路的导线、变电所的母线和各种电气设备的带电体，都需要用绝缘子或套管支撑，使之与大地或接地物绝缘，以保证安全可靠的输送电能。 1.1 绝缘子分类按结构形式可分为针式绝缘子、棒式绝缘子和悬式绝缘子。按功能可分为普通型绝缘子和防污型绝缘子。按使用材料可分为瓷质绝缘子、钢化玻璃绝缘子和有机硅人工合成绝缘子等。下图给出了几种绝缘子的分类：

（a）支柱绝缘子（b）开关瓷套（c）针式绝缘子（d）玻璃绝缘子图1 不同种类的绝缘子 1.2 绝缘子的工作环境高压绝缘子暴露于大气中并长期工作在强电场、强机械应力、骤冷骤热、风吹雨打等恶劣环境中, 因此绝缘子出现故障的机率很大, 严重威胁电力系统的安全运行。据统计国内110kV 线路发生不明原因闪络所占的比例为故障率的22% , 造成很大的经济损失。 1.3 绝缘子常见的问题一般来说绝缘子故障主要有以下几个方面: 绝缘子内部出现裂隙、绝缘子表面破损、绝缘阻抗降低、污闪等, 绝缘子种类不同, 出现故障时所呈现的现象也不同。如: 绝缘子串中存在不良绝缘子时,不良半导体釉绝缘子温度变化可能较大, 而玻璃绝缘子和普通釉绝

高电压与绝缘技术试题答案及评分标准

2013-2014学年第二学期期末考试答案及评分标准（A卷）高电压与绝缘技术使用班级：11050441X、11050442X、11050443X、11050444X、 11050445X 一、判断题（共30分，每小题 1 分） ( ) 1.输电线路上的空气间隙包括：导线对地面，导线之间，导、地线之间，导线与杆塔之间。√ ( ) 2.实际电气设备中的固体介质击穿过程是错综复杂的，常取决于介质本身的特性、绝缘结构形式和电场均匀性。√ ( ) 3.电介质的损耗为在电场作用下电介质中的非能量损耗。× ( ) 4.介质的功率损耗与介质损耗角正切成反比比。× ( ) 5. 雷电流具有冲击波形的特点是缓慢上升，快速下降。× ( ) 6.电气设备局部放电的检测无关紧要。× ( ) 7. 雷电绕过避雷线直击于线路的概率是平原地区比山区高。× ( ) 8.偶极子极化极化时间最短的。× ( ) 9. 当外加电压逐渐升高后，气体中的放电过程发生转变，此时若去掉外界激励因素,放电仍继续发展,即为自持放电。× ( ) 10. tanδ值的测量，最常用的是西林电桥。√ ( ) 11.电子崩将产生急剧增大的空间电子流；√ ( ) 12.一般而言，吸收比越大，被试品的绝缘性越好。√ ( ) 13.在高气压和高真空的条件下，气隙都容易发生放电现象。×

( ) 14.对空气密度、湿度和海拔，校正方法是相同的。× ( ) 15.电场极不均匀的“棒-板”气隙，负极性击穿电压低于正极性击穿电压。× ( ) 16均匀电场的击穿特性符合巴申定律。√ ( ) 17.雷电冲击电压下“棒－板” 电极，棒极为正极性的击穿电压比负极性时数值低得多。√ ( ) 18.工频交流电压下“棒-棒”气隙的击穿电压要比“棒-板”气隙低一些。× ( ) 19.绝缘电阻和吸收比测量试验属于破坏性试验。× ( ) 20.线路末端短路时，发生负的全反射，电流加倍，电压为零。√ ( ) 21.冲击电晕对波过程的影响如下：导线波阻抗减小、波速增大、耦合系数增大、引起波的衰减与变形。× ( ) 22. 流注理论未考虑表面游离的现象。√ ( ) 23.极不均匀电场，达到30kV/cm出现电晕。√ ( ) 24.同轴圆筒电场是极不均匀电场。× ( ) 25.直流电压下“棒－板”负极性击穿电压大大高于正极性击穿电压。√ ( ) 26. 电场的不均匀程度对SF6电气强度的影响远比对空气的小。× ( ) 27.高真空气体主要用于配电网真空隔离开关中。× ( ) 28. 沿面放电是沿着固体介质表面发展的固体放电现象。√ ( ) 29. 引起气体放电的外部原因有两个，其一是电场作用，其二是外电离因素。√( ) 30.球形屏蔽极可以显著改善电场分布，提高气隙的击穿电压. √ 二、问答题（共40分，每小题5 分） 1、叙述汤逊理论的基本观点和流注理论的基本观点以及它们的适用范围。答：汤逊理论只适用于pd值较小的范围，流注理论只适用于pd值较大的范围，两者的过渡值为pd≈26.66kPacm。（1分）汤逊理论的基本观点是：电子的碰撞电离是气体放电时电流倍增的主要过程，而阴极表面的电子发射是维持放电的重要条件。（2分）流注理论

西安交大《高电压绝缘技术》课后题答案

高电压绝缘技术课后答案第一章 1.计算同轴圆柱电极的不均匀系数f ，其中导体外直径为100 mm ，外壳的直径为320 mm 。解： d R r =- , av U E d = , max ln U E R r r = , max ln av d E r f r d E r == + 其中 R=160mm ，r=50mm 。代入上式可得f=1.89<2，所以此时电场是稍不均匀的。 2. 离地高度10m 处悬挂单根直径3cm 导线，导线上施加有效值6 3.5kV 工频交流电压，请计算导线表面最大场强。若将该导线更换为水平布置的双分裂导线，两导线总截面积保持与单根导线一致，线间距离30cm ，请重新计算导线表面最大场强。解：1)：等效成圆柱—板电极：由课本P9页可查的公式为 max 0.9 ln U E r d r r =+，其中U=63.5kV ，d=10m ，r=1.5cm 。代入上式可得：max 5.858/E kV cm =。 2）由题意可知：2 21 2r r ππ=，可得：1 1.060.0106r cm m = ==，两导线相邻S=30cm=0.3m, 10.01060.03530.3 r S == 对于二分裂导线，由课本P9页可查得公式。所以 21 12max 2 11(12 2)(2)ln r r U S S E H r r S +-= ，其中H=10m, max 5.450/E kV cm = 3.总结常用调整电场强度的措施。解： 1）、改变电极形状 ①增大电极曲率半径；②改善电极边缘；③使电极具有最佳外形； 2）、改善电极间电容分布 ①加屏蔽环；②增设中间电极； 3）、利用其他措施调整电场 ①采用不同的电介质；②利用电阻压降；③利用外施电压强制电压分布；第二章 1、解：由题意： 21 2 e e i m v eV ≥，因此：62.7510/e v m s ≥ ==? ,,57.6nm i c hv eV v λλ ≥= ≤所以。水蒸气的电离电位为12.7eV 。97.712.7 hc nm λ≤ = 可见光的波长围在400-750nm ，不在可见光的围。

高电压与绝缘技术的新发展

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/f813215668.html, 高电压与绝缘技术的新发展作者：巩沙来源：《中国化工贸易·上旬刊》2016年第08期摘要：随着经济的发展和科学技术的不断提高，电力企业的发展壮大使得高电压的绝缘技术日益成为人们关注的问题，同时由于存在着大量需要直接裸露在空气中进行作业的电气设备，这使得对高电压的绝缘技术要求越来越高。因此，需要不断在高电压的绝缘技术方面寻求新的突破与创新，以促进电力事业的更好发展。本文从分析高电压的外绝缘的范围及存在的主要问题入手，阐述了目前高电压设备外绝缘的主要材料，并探讨了高电压设备有机外绝缘的应用与发展趋势。关键词：高电压；绝缘技术；电气设备一直以来，对于高电压并没有一个较为明确的界限划分，其概念也是相对的，它主要依赖于电介质及相应的系统而存在，因此高电压与绝缘技术两者形成了一个不可分割的整体。随着电力系统的建设和扩大，人们对高电压的关注越来越多，高电压设备的绝缘技术也得到了一定程度的发展，但是仍然在高电压的外绝缘方面存在着些许问题，所以创新研究高电压与绝缘技术对促进我国电力事业进一步发展具有重要意义。 1 高电压外绝缘的范围与主要问题因高电压设备的特殊性，所以大部分的电气设备是需要裸露在空气中的，从高电压外绝缘的范围来看，其主要包括室内设备外绝缘和户外设备外绝缘。户外的电气设备因其所属环境的复杂性，所以相比室内电气设备的外绝缘，其问题明显要多出很多，由此可以看出户外电气设备绝缘问题的解决是高电压外绝缘技术研究的主体。 1.1 从当前高电压设备户外绝缘的情况来看其主要存在着以下七个方面的问题：①在多雷雨的季节，高电压电气设备会由于遭受雷击而出现雷电过电压的问题；②在下雨时，高电压设备可能会出现在工作电压下闪络的雨闪问题，从而造成设备故障；③若早上有露水，当露水凝结在高电压设备的表面，同样有可能造成高电压设备在工作电压下闪络的露闪问题；④当出现大风、结冰、地震以系统自身出现故障等情况，高电压设备将会出现瞬间电动力下的超机械负荷问题；⑤电力系统因正常或者是故障操作出现的操作过电压问题；⑥户外高电压设备本就因其处于户外环境，设备难以得到恰当的清洁，导致高电压设备表面产生污垢，再加之潮湿的气象环境，高电压设备从而出现在工作电压下闪络的污闪问题；⑦从高电压设备自身来说，如果长期高强度的运转下，其绝缘材料性能的降低本就容易出现老化等问题。 1.2 从当前高电压设备户内外绝缘的情况来看

湖南大学高电压绝缘期末考试试卷与答案

湖南大学课程考试试卷课程名称：高电压绝缘技术；课程编码：；试卷编号：；考试时间：120分钟一、选择题（每题1分，共计10分） 1．流注理论未考虑（ B ）的现象 A ．碰撞游离 B ．表面游离 C ．光游离 D ．电荷畸变电场 2．电晕放电是一种（ D ）。 A ．滑闪放电 B ．非自持放电 C ．沿面放电 D ．自持放电 3．沿面放电电压与同样距离下的纯空气间隙的放电电压相比总是（ B ） A ．高 B ．低 C ．相等 D ．不确定 4．下列电气设备中容易产生滑闪放电的是（ B ）。 A ．针式绝缘子 B ．瓷套管 C ．悬式绝缘子 D ．支柱绝缘子 5．以下哪个不是发生污闪最危险的气象条件（ C ） A ．大雾 B ．毛毛雨 C ．大雨 D ．凝露 6．SF6气体具有较高绝缘强度的主要原因之一是（ D ） A ．无色无味性 B ．不燃性 C ．无腐蚀性 D ．电负性 7．下列不同类型的过电压中，不属于内过电压的是（ D ）。 A ．工频过电压 B ．操作过电压 C ．暂时过电压 D ．大气过电压 8．液体绝缘结构中，电极表面加覆盖层的主要作用是（ D ）。 A ．分担电压 B ．改善电场 C ．防潮 D ．阻止小桥形成 9．极化时间最短的是（ A ） A ．电子式极化 B ．离子式极化 C ．偶极子极化 D ．空间电荷极化 10．下列不属于破坏性试验的是（ A ） A ．介质损耗角正切测量 C ．交流耐压试验 B ．直流耐压试验 D ．冲击耐压试验二、填空题（每空1分，共计15分） 1．气体放电中带电质点的消失方式主要有：（扩散）和（复合） 2．不均匀电场中，放电产生的空间电荷对原电场形成畸变，同一间隙在不同电压极性下的电晕起始电压不同，击穿电压也不同，这种现象称为放电的（极性效应） 3．气体间隙击穿，不仅需要外施电压高于临界击穿电压，还需电压维持一定时间。从施加临界电压开始至间隙击穿所需时间称为（放电时延） 4．电力系统内部过电压分为暂时过电压和（操作过电压） 5．标准雷电冲击电压波形中波前时间和半波峰值时间分别为（ μs ）和（ 50 μs ） 6．描述电介质电气特性的四个基本参数是：电导率、击穿场强、（介损正切角）、考试中心填写：

解析高电压与绝缘技术

解析高电压与绝缘技术发表时间：2018-06-25T16:34:08.403Z 来源：《电力设备》2018年第4期作者：尹涛[导读] 摘要：在我国经济社会不断发展的同时，也带动了我国电力行业的不断发展，因为高压电使用的危险系数较大，得到广大人民的关注。（湖北铁道运输职业学院湖北武汉 430064）摘要：在我国经济社会不断发展的同时，也带动了我国电力行业的不断发展，因为高压电使用的危险系数较大，得到广大人民的关注。在电力工程建设中，很大部分的电力设备会直接裸露的空气中，所以就要求提高了绝缘技术，为顺应时代的进步，不断创新高电压的有机绝缘技术，使其使用不断突破。本文就结合了现阶段电力行业的发展，对高电压绝缘技术的使用进行详细的介绍，并对其中存在的问题进行探讨，以供借鉴参考。关键词：高电压；电力；绝缘技术；分析探究前言高电压的使用主要是为了满足人们生活和工作的需要，它具有相对性，主要依赖于电介质和其他体系，所以高电压和绝缘就形成了一个不能分离的整体。随着时代的进步，逐渐扩大了电力系统的输送量，人们逐渐关注高电压的使用情况，高电压和绝缘技术在电力工程中的使用也是非常广泛的，因此高电压和绝缘技术的应用得到人们重要的关注对象，下面就对其进行阐述。 1 高电压外绝缘的范围在电力工程建设中，有很多电气设备都是虚空气中裸露的，为了确保人员的安全性，就要确定绝缘的范围，其中高电压设备的外绝缘包含了室内设备外绝缘和户外设备户外绝缘两种。与室内设备的外绝缘比较，户外设备的户外绝缘就较为复杂一些，所以户外设备的户外绝缘出现的问题也要多一些，因此高电压与绝缘技术的主要研究部分就是户外设备的户外绝缘。 2 高电压外绝缘存在的问题在电力工程各行施工中，高电压外绝缘存在的问题主要有以下几个方面：（1）由于天气原因的影响，雷击或下雨都会造成的电压不是很稳定。（2）电力系统的故障操作引起电压操作不是很稳定（3）每天在露水天的早上，在寒冷的冬天就会使设备表面出现结冰的现象。（4）在时间的推动下，户外工作会有很厚的污垢附在设备的表面上，在这种潮湿的天气下很有可能出现电压闪络的污闪问题。（5）由于设备本身结构力的影响，在大风、覆冰等外界自然因素的影响下，可能会导致系统产生故障，那么设备在瞬间电动力下的机械符合问题就会出现。（6）在长时间的运行下，绝缘材料的性能逐渐会有老化现象，将在一定程度上影响高电压绝缘的效果。 3 高电压绝缘诊断在一般情况下，绝缘试验项目主要包含绝缘电阻、介质耗损、直接流泄漏电流等，试验绝缘性能从而测试设备的绝缘性能，根据分析绝缘的具体情况，检测到底是设备老化原因还是绝缘油劣化的原因，并对这些问题制定出合理的维修计划，从而确保了设备在工作中的安全性和稳定性。（1）在电力工程施工建设中，绝缘电阻试验是一项非常重要的环节，但是在变压器的吸收和试验方面不够全面，现在有一种容量较大的变压器，它们具有比较高的绝缘性，不过吸收性也比较偏小，可能是不合格的产品。要是对其采取极化指数试验的方式，对其判断就更加容易，但是从介质理论上来分析，试验的时间就要吸收时间更长一些，极化过程就是开始阶段，不能对其绝缘情况进行真实的反映。（2）电场干扰下的设备介损测试的方式要进行改善，使用比较新的测试方式，相对操作就更为简单了，能够提高有效测试效率。另外一种电源导向和自动计算的方法受外界因素的干扰比较大，所以在测试过程中会导致很大的误差。（3）在交流耐压测试的时候，大型的发电机设备需要运用工频串联谐振的方式来进行测试，而且在整个测试中都是电力工程中得到了广泛的应用。（4）在测试电力变压器时，测试重点就对油中的溶解气体进行色谱分析，经过实践经验得出，通过色谱分析很容易发现电力变压器的问题。（5）在氧化锌避雷试验中，可能会出现交流阻性电流测试和直流电压试验不合格，所以要对其进行更详细的交流工频参考电压试验。 4 高电压与绝缘技术试验的设备和仪器（1）为了对高电压直流电压试验设备的功能更加完善，在交流耐压试验中可以串联谐振试验设备，不仅提高了电压等级，而且还提高了电压的功率，也有大型电力变压器设备测试绕组直流电阻，在测试的过程中，对三角绕组问题有所解决，再加上微机的控制，提高了稳流的性能，同时也缩短了测量的时间。（2）另外，还要不断引进先进的绝缘技术，从而提高高电压的测试水平，比如变压器在线局部放电检测和断路器微机监测设备、红外接触电阻测量仪器等设备。 5 高电压设备外绝缘的主要使用材料高电压设备的外绝缘材料基本上都是采用电工陶瓷，主要是因为该材料的电气性能是非常好，并且环境稳定性也是比较好，但是陶瓷存在最大的弱点就是属于脆性材料，尽管压缩度很强，但是气拉伸性相对弱一点，冲击性能也是比较差的，此外，陶瓷的表面有一定的亲水性，对雨闪电压低和污闪电压低的问题相对难以克服一些。在工业技术不断进步的过程中，绝缘材料的种类也逐渐增多，比如：脂环族环氧树脂、聚四氟乙烯、乙丙橡胶、硅橡胶等一些复合型的材料，主要是因为很难找到满足高电压设备的有机外绝缘材料，所以使用复合绝缘结构是非常多的。 6 有机外绝缘的应用和发展趋势在二十世纪八十年代，相关人士不断积累经验，对我国绝缘技术有更深层的研究，基本达到了我国的领先水平。另外，合成绝缘技术在电力工程中的应用效果比较显著，逐渐加强了对高电压绝缘技术的认识。在二十世纪九十年代的时候，逐渐由很多绝缘产品出现，然而合成结缘子技术的优势比较显著，所以在电力工程中仍然占主导地位。

(完整版)高电压绝缘技术课后习题答案

第一章 1.计算同轴圆柱电极的不均匀系数f ，其中内导体外直径为100 mm ，外壳的内直径为320 mm 。解： d R r =- , av U E d = , max ln U E R r r = max ln av d E r f r d E r = =+ 其中 R=160mm ，r=50mm 。代入上式可得f=1.89<2，所以此时电场是稍不均匀的。 2. 离地高度10m 处悬挂单根直径3cm 导线，导线上施加有效值6 3.5kV 工频交流电压，请计算导线表面最大场强。若将该导线更换为水平布置的双分裂导线，两导线总截面积保持与单根导线一致，线间距离30cm ，请重新计算导线表面最大场强。解：1)：等效成圆柱—板电极：由课本P9页可查的公式为max 0.9 ln U E r d r r =+，其中U=63.5kV ，d=10m ，r=1.5cm 。代入上式可得：max 5.858/E kV cm =。 2）由题意可知：2212 r r ππ= ，可得：1 1.060.0106r cm m = ==，两导线相邻S=30cm=0.3m, 10.01060.03530.3 r S == 对于二分裂导线，由课本P9页可查得公式。所以2 112max 211(122) (2)ln r r U S S E H r r S +-= ，其中H=10m, max 5.450/E kV cm = 3.总结常用调整电场强度的措施。解： 1）、改变电极形状 ①增大电极曲率半径；②改善电极边缘；③使电极具有最佳外形； 2）、改善电极间电容分布 ①加屏蔽环；②增设中间电极； 3）、利用其他措施调整电场 ①采用不同的电介质；②利用电阻压降；③利用外施电压强制电压分布；第二章 1、解：由题意：2 12 e e i m v eV ≥ ，因此：62.7510/e v m s ≥ ==?

《高电压绝缘技术》

《高电压绝缘技术》学习包第一章气体的绝缘特性一、气体电介质的放电特性 1空气在强电场下放电特性气体在正常状态下是良好的绝缘体,在一个立方厘米体积内仅含几千个带电粒子,但在高电压下,气体从少量电符会突然产生大量的电符,从而失去绝缘能力而发生放电现象.一旦电压解除后,气体电介质能自动恢复绝缘状态 2.带电质点的产生与消失 (1) 激发原子在外界因素作用下,其电子跃迁到能量较高的状态 (2)游离原子在外界因素作用下,使其一个或几个电子脱离原子核的束博而形成自由电子和正离子 (3)游离的方式a.碰撞游离b.光游离c.热游离d.金属表面游离碰撞游离当带电质点具有的动能积累到一定数值后，在与气体原子（或分子）发生碰撞时，可以使后者产生游离，这种由碰撞而引起的游离称为碰撞游离引起碰撞游离的条件： : 气体原子（或分子）的游离能光游离由光辐射引起气体原子（或分子）的游离称为光游离产生光游离的条件： h:普朗克常数 ν:光的频率热游离气体在热状态下引起的游离过程称为热游离产生热游离的条件： K:波茨曼常数 i W m ≥22 1υi W i W h ≥νi W KT ≥2 3

T:绝对温度金属表面游离电子从金属电极表面逸出来的过程称为表面游离 (4)去游离 a.扩散带电质点从高浓度区域向低浓度区域运动. b.复合正离子与负离子相遇而互相中和还原成中性原子 c.附着效应电子与原子碰撞时,电子附着原子形成负离子二.气体放电的两个理论 1.汤逊放电理论. 适用条件:均匀电场,低气压,短间隙 (1).电子崩在电场作用下电子从阴极向阳极推进而形成的一群电子 (2).非自持放电去掉外界游离因素的作用后,放电随即停止 (3).自持放电不需要外界游离因素存在,放电也能维持下去 (4).自持放电条件 a.电子的空间碰撞系数α 一个电子在电场作用下在单位行程里所发生的碰撞游离数 b.正离子的表面游离系数γ 一个正离子到达阴极,撞击阴极表面产生游离的电子数一个正离子到达阴极,撞击阴极表面产生游离的电子数自持放电条件可表达为: (5)巴申定律 a.表达式: P:气体压力 S:极间距离 b.均匀电场中几种气体的击穿电压与ps 的关系)(PS f U F =1 )1(=-S e αγ

高电压绝缘

高电压绝缘习题一、名词解释气体击穿:气体由绝缘状态突变为良导体状态的过程沿面闪络：击穿发生在气体与液体、气体与固体交界面上的放电现象；放电：工程上将击穿和闪络统称为放电电离能：产生电离需要的能量逸出功：使阴极释放出电子需要的能量自由行程：一个质点在每两次碰撞间自由地通过的距离碰撞游（电）离系数α：一个电子在电场力作用下，沿电场方向行经单位距离（1cm ）平均发生碰撞电离的次数，汤逊第一电离系数（反映了电子碰撞气体分子发生电离的能力极性效应：由于高场强电极极性的不同，空间电荷的极性也不同，对放电发展的影响不同，从而造成不同极性的高场强电极的电晕起始电压不同，一起间隙击穿电压的不同电晕：电场极不均匀时，在大曲率电极附近很薄一层空气中具备自持放电条件，放电仅局限在大曲率电极周围很小范围内，而整个气隙尚未击穿。电晕放电也就是局部流注放电伏秒特性： 50％冲击放电电压：指间隙在某一冲击电压作用下，其中半数导致气隙击穿，即为50%的放电电压。记作U 50。以此反映气隙的耐受冲击电压的能力。冲击系数极化：绝缘电阻：二、选择题 1) A ．碰撞游离 C ．光游离 D ．电荷畸变电场 2) 先导通道的形成是以 C 的出现为特征。 A ．碰撞游离 B ．表面游离 C ．热游离 D ．光游离 3) 电晕放电是一种 A 。 A ．自持放电 B ．非自持放电 C ．电弧放电 D ．均匀场中放电 4) 气体内的各种粒子因高温而动能增加，发生相互碰撞而产生游离的形式称为 C 。 A.碰撞游离 B.光游离 C.热游离 D.表面游离 5) 下列各项中最与电晕放电无关的是 A 。 A ．均匀电场 B ．自持放电 C ．无线电干扰 D ．电能损耗 6) 在极不均匀电场中，与极性效应有关的是____B__。 A.．温度 B ．气压 C ．空间电荷 D ．金属电极逸出功 7) 以下哪种材料具有憎水性？ A A. 硅橡胶 B.电瓷 C. 玻璃 D 金属 8) 冲击系数是_B_____放电电压与静态放电电压之比。 A ．25% B ．50% C ．75% D ．100% 9) 在高气压下，气隙的击穿电压和电极表面______D 有很大关系 E Bp Ape /-=α

高电压与绝缘技术方向硕士生培养方案

高电压与绝缘技术方向硕士生培养方案（专业代码：080803）（200709版）本学科1965年开始招收研究生，是首批有权授予硕士学位的学科。2000年获博士学位授予权。现有教授5人（其中工程院院士1人,博士生导师3人），副教授7人，高级工程师3人。本学科以电路理论、电磁场理论、自动控制、电子技术和计算机技术为基础，运用现代测试和分析技术研究超高压输变电技术，高电压试验技术和试验设备开发，电气设备的在线检测和自动控制，工程电介质和特种绝缘技术，各种新技术在高电压技术领域中的应用和高电压技术在生物医学、环境保护、工程物理、信息技术等非电力系统中的应用等。近年来研究的重点是高电压试验方法和数字测控技术，高性能高压试验设备的开发研究，开发新的绝缘材料和绝缘技术，在线检测和状态维修技术，网络技术、电磁兼容技术和电力电子技术在电力系统中的应用，并积极拓展高电压技术新的应用和开发领域。本学科拥有36米×24米×19米的高压实验大厅和12米×18米×10米的实验中厅。配备有350多台/套/件实验设备和测试仪器，固定资产700多万元。主要设备有3000kV冲击电压发生器、800kV无局部放电工频试验变压器、 600kV直流电压发生器、100kA冲击电流发生器等，并备有1GHz示波器和函数发生器、暂态波形记录仪等国际先进的测试和记录仪器。具有很强的研究、试验和检测能力，满足电力系统现有电压等级的高电压试验要求。上海市机电产品质量检测中心高压电器检测部也挂靠于本实验室。一、培养目标学位获得者具有扎实的电工、计算机应用和应用电子技术基础，掌握高电压与绝缘技术学科坚实的基础理论和系统的专门知识，了解国内外本学科的现状、发展和应用动向，有独立从事本专业科学研究、开发工作的能力，熟练掌握一门外国语。二、主要研究方向 1. 高电压试验技术和试验设备开发 2. 高电压绝缘 3. 过电压与绝缘配合 4. 电气设备在线检测与状态维修 5. 高电压技术在非电力系统中的应用 6. 雷电与防雷保护 7. 电力系统电磁兼容 8. 电力电子应用与电气设备自动化三、学制和学分全日制硕士研究生学制为二年半，总学分≥32，其中学位课学分≥19。硕士生的课堂课程教学计划一般应在第一学年内完成四、课程设置课程类别课程代码课程名称学分开课时间组号备注

高电压绝缘技术课后习题答案

高电压绝缘技术课后习题答案公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]

第一章 1.计算同轴圆柱电极的不均匀系数f ，其中内导体外直径为100 mm ，外壳的内直径为320 mm 。解： d R r =- , av U E d = , max ln U E R r r = max ln av d E r f r d E r = =+ 其中 R=160mm ，r=50mm 。代入上式可得f=<2，所以此时电场是稍不均匀的。 2. 离地高度10m 处悬挂单根直径3cm 导线，导线上施加有效值工频交流电压，请计算导线表面最大场强。若将该导线更换为水平布置的双分裂导线，两导线总截面积保持与单根导线一致，线间距离30cm ，请重新计算导线表面最大场强。解：1)：等效成圆柱—板电极：由课本P9页可查的公式为 max 0.9 ln U E r d r r =+，其中U=，d=10m ，r=。代入上式可得：max 5.858/E kV cm =。 2）由题意可知：2212r r ππ= ，可得：1 1.060.0106r cm m ===，两导线相邻S=30cm=, 10.01060.03530.3 r S == 对于二分裂导线，由课本P9页可查得公式。

所以2 112max 2 11(122) (2)ln r r U S S E H r r S +-=，其中H=10m, max 5.450/E kV cm = 3.总结常用调整电场强度的措施。解： 1）、改变电极形状 ①增大电极曲率半径；②改善电极边缘；③使电极具有最佳外形； 2）、改善电极间电容分布 ①加屏蔽环；②增设中间电极； 3）、利用其他措施调整电场 ①采用不同的电介质；②利用电阻压降；③利用外施电压强制电压分布；第二章 1、解：由题意：21 2 e e i m v eV ≥ ，因此： 62.7510/e v m s ≥==? ,,57.6nm i c hv eV v λλ≥=≤所以。水蒸气的电离电位为。97.712.7hc nm λ≤= 可见光的波长范围在400-750nm ，不在可见光的范围。 2、解： 194223 2212.5 1.6103 ()12.5,,9.661810()233 1.3810 i i i w w O eV w KT T K K --???=====??? 气体的绝对温度需要达到96618K 。 3、解：由/()n n e λλλ-=知

高电压与绝缘技术

高电压与绝缘技术有哪些学校硕士点好多学校都有的，我就是这个专业的，我是哈尔滨理工大学的硕士，今年就业，理工的这个专业是国家重点学科，有个院士。我觉得西安交大的最好，他们都去了电力系统的单位，我们学校的也很出名，国家重点学科，但是我们13个人找工作只有3个去了电力口，建议你去西安交大。东北电力也不错，重庆大学都有。如果搞绝缘只能在哈理工和西安交大选，西交高压和绝缘是分开培养的，考之前要确定你选的是高压还是绝缘。我不能搜集全的，见谅！就我所知的我说一下吧: 东北电力，华北电力，重庆大学，清华大学，武汉大学，哈尔滨理工大学，西安交通大学，其他的就不太清楚了。高电压技术以试验研究为基础的应用技术。主要研究在高电压作用下各种绝缘介质的性能和不同类型的放电现象，高电压设备的绝缘结构设计，高电压试验和测量的设备及方法，电力系统的过电压、高电压或大电流产生的强电场、强磁场或电磁波对环境的影响和防护措施，以及高电压、大电流的应用等。高电压技术对电力工业、电工制造业以及近代物理的发展(如X射线装置、粒子加速器、大功率脉冲发生器等)都有重大影响。简介工程上把1000伏及以上的交流供电电压称为高电压。高电压技术所涉及的高电压类型有直流电压、工频交流电压和持续时间为毫秒级的操作过电压、微秒级的雷电过电压、纳秒级的核致电磁脉冲(NEMP)等。20世纪以来，随着电能应用的日益广泛，电力系统所覆盖的范围越来越大,传输的电能也越来越多,这就要求电力系统的输电电压等级不断提高。就世界范围而言，输电线路经历了110、150、230千伏的高压，287、400、500、735～765千伏的超高压和1150千伏的特高压（工业试验线路）的发展。直流输电也经历了±100、±250、±400、±450、±500以及±750千伏的发展。这几个阶段都与高电压技术解决了输电线路的电晕现象、过电压的防护和限制以及静电场、电磁场对环境的影响等问题密切相关。这一发展过程以及物理学中各种高电压装置的研制又促进了高电压技术的进步。60年代以来，为了适应大城市电力负荷日益增长的需要，以及克服城市架空输电线路走廊用地的困难，地下高压电缆输电发展迅速（由220、275 、345千伏发展到70年代的400、500千伏电缆线路）；同时，为减少变电所占地面积和保护城市环境,全封闭气体绝缘组合电器(GIS)得到越来越广泛的应用。这些都提出许多高电压技术的新问题。内容·电力系统过电压及其限制研究电力系统中各种过电压，以便合理确定其绝缘水平是高电压技术的重要内容。电力系统的过电压包括雷电过电压（又称大气过电压、外部过电压）和内部过电压。其中雷电过电压由雷云直接或间接对变电所或输电线路(避雷线、杆塔或导线)放电造成。一般雷电过电压幅值较高,超过系统的额定工作电压,但作用时间较短,波头时间大多数为1.5～2微秒，平均波长时间为30微秒，大于50微秒的很少。雷击除了会威胁输电线路和电工设备的绝缘外，还会危害高建筑物、通信线路、天线、飞机、船舶、油库等设备的安全。因此，这些方面的防雷也属于高电压技术的研究对象。电力系统内部过电压是因正常操作或故障等原因使电磁状态发生变化，引起电磁能量振荡而产生的。其中衰减较快、持续时间较短的称为操作过电压；无阻尼或弱阻尼、持续时间长的称为暂态过电压。对110～220千伏电力系统，内部过电压水平一般取3倍最大工作电压；对330～500千伏电力系统，需要采取一些限制措施，取2～2.5倍。对特高压电力系统，进一步限制内部过电压具有巨大的经济价值，从前景来看限制到 1.5～1.8倍最大工作电压是完全可能的。·高电压绝缘特性研究高压电工设备的绝缘应能承受各种高电压的作用，包括交流和直

浅谈我国高电压与绝缘技术发展现状及未来趋势

浅谈我国高电压与绝缘技术发展现状及未来趋势【摘要】随着工业和社会的不断发展，对电力的需要量不断增加，对供电质量和水平提出了更高的要求。高压与绝缘技术是电力技术的重要组成部分，在电力输送中发挥着非常重要的作用，一旦在技术的应用过程中出现了问题，就有可能造成非常大的损失。为此，本文对我国高压电与绝缘技术发展现状及未来趋势进行探讨，希望对促进我国电力事业新时期的发展，可以起到有利的作用。【关键词】高电压；绝缘技术；未来趋势一、前言高压电和绝缘技术是电工学科的重要组成部分，其历经一百年左右的发展，技术已经较为成熟，并逐渐发展成一门独立的学科。随着信息技术的发展，该技术也重新焕发了生命力，各种新技术不断产生，在各个领域中的应用越来越多，有效提高了我国电力系统的输电容量。由于当前电力形势不断紧张，对高压和绝缘技术提出了更高的要求，还需要持续加大在相关方面的技术研究，突破目前技术的局限性，进一步发挥自身的作用。二、高压电与绝缘技术的发展现状与主要问题随着电力系统的不断发展，高压与绝缘技术已经成为电力线路铺设和使用过程中的重要技術，我国对该技术的研究和发展也非常重视，已经专门建设了多个试验基地，相关技术研究人员的数量也在不断增加，在某些领域中的研究成果已经可以与世界先进水平看齐，为电力事业的发展做出了突出的贡献。虽然高压电和绝缘技术已经取得了不错的成绩，但和世界上的一些发达国家相比，我们的总体技术水平还比较落后，在高压电绝缘技术的发展过程中，缺乏一些眼界开阔的见解，在理

论上也不能及时进行创新，技术发展的创新工作还远远不够。造成该结果的原因是多元的，我国的一些科研机构在研究过程中，往往都比较倾向先进国家的一些现有理论，缺乏在理论上的突破和创新。我们在今后的发展过程中，应该重视这些问题，采取针对性的方法进行克服。三、对高压电和绝缘技术所选材料的概述我国电力事业发展得较早，在绝缘材料的研制上已经有了一定的经验。在铺设高压绝缘系统时，往往采用的是GIS出线套管和一些电工陶瓷产品。这些陶瓷材料对环境的耐受能力较强，机械性能也较为优异，是一种比较理想的高压绝缘材料。但由于我国一些地区的海拔较高、地震频发、板块运动剧烈，电工陶瓷在使用的过程中损坏率较高，已经不能满足新时期供电的要求。电工陶瓷具有一定的亲水性，如果在沿海地区或者污染比较严重的地区进行使用，其污秽往往会较多，很容易导致其绝缘度的下降，容易发生各种放电事故。为了有效避免这些问题的发生，我国相关研究人员开发出了一种新型绝缘材料，如硅橡胶、乙丙橡胶等，这些材料的电气性能更加稳定，对水也具有较好的排斥作用，目前改良的硅橡胶材料在我国电力系统中的应用越来越多。四、高压绝缘技术的绝缘诊断技术及发展趋势在实际的工作过程中，我国对高压电中一些电气设备采用的绝缘诊断项目主要包括三个，检验直流泄漏电流、设备电阻性能以及检验直流耐压性能。在电气行业，很多大型设备需要依靠环境，同时也容易受到环境的各种影响，需要及时开展各种绝缘诊断工作，才能保证电力输送设备的安全，提高电力输送的质量。在电气设备的日常检修过程中，我们要采取认真负责的态度，不能疏忽任何细节，否则很容易给事故的发生造成隐患。为了有效保证电气设备运行的安全，做一些绝缘板聚合度检验、变压器油中水分含量的检验是十分有必要的。电力

高电压绝缘的知识重点

《高电压绝缘技术》知识体系 1.静电场的分析及计算: ◆解析法 ◆数值计算法（不做要求） ◆改善电场分布的方法 2.电介质的基本理论： ◆电介质的极化 ◆电介质的电导 ◆电介质的损耗 ◆电介质的老化（不做要求） ◆电介质的放电、闪络和击穿机理及特性 ●纯空气间隙放电、击穿机理和特性 ●沿面（干燥、淋雨、污秽，均匀电场、强垂直分量，弱垂直分量）放电、闪络机理和特性 ●液体电介质击穿机理和特性 ●固体电介质击穿机理和特性 3.典型的电气设备的绝缘设计（重点掌握不同设备的绝缘结构，绝缘材料，具体计算不做要求） ◆绝缘子 ◆套管 ◆电力电容器 ◆电力电缆 ◆电流互感器 ◆变压器 ◆高压电机（不做要求） 4.电气设备的绝缘试验 ◆预防性试验（重点掌握试验接线，测试的原理，测试数据的分析） ●绝缘特性试验：测绝缘电阻、泄漏电流、介质损耗角正切，局部放电、电压分布、等） ●耐压试验 ◆带电检测（不做要求） ◆在线监测（不做要求）

《高电压绝缘技术》知识点 1.工程中常见的静电场，掌握简单几何结构（平板，同轴圆柱，同心圆球，以及多层介质情况下）的场强的计算公式，掌握最大场强的近似计算，了解不均匀系数的计算，掌握电场的调整方法及原理 2.气体放电的主要形式和特点。电晕、刷状放电、火花和电弧 3.平均自由程的概念，影响因素，概率分布，带电质点产生的主要方式，金属表面电离的主要方式，负离子的形成，带电质点的消失。要会将这些知识点应用到放电过程的解释。 4.均匀电场中的击穿和发展过程：掌握自持放电和非自持放电的概念，电子崩的形成，汤逊放电理论的解释和自持放电条件，适用条件，物理意义的解释。巴申定理。 5.流注放电理论：强调的是空电光电离和空间电荷对原来的电场的畸变作用，掌握放电过程，适用条件。 6.不均匀电场中的放电：掌握稍不均匀电场和极不均匀电场在击穿之前的放电特点，极不均匀电场中的电晕放电的一般描述，危害，提高电晕起始电压的措施。能会使用典型电极的电晕起始场强和电压的估算公式。 7.极不均匀电场的击穿过程：电晕放电，流注放电和先导放电，重点掌握在自持和非自持放电的情况下的极性效应的问题。 8持续电压作用下的击穿电压：总结典型电极在不同电场，不同作用电压下的放电特点。 9.掌握标准雷电波参数，了解放电时延，掌握伏秒特性曲线，应用，50%放电电压 10 操作冲击波参数，放电特点。上述这些知识重在理解掌握，与放电理论结合起来理解。 11.掌握提高气体击穿电压的措施 12沿面放电：概念，常见的绝缘子的类型，理解沿面放电的电压比较低的原因，掌握极不均匀电场具有强垂直分量时的沿面放电，提高沿面放电的措施（理解记忆），知道干闪，湿闪，污闪的概念，了解线路绝缘子的结构，绝缘子串电压分布不均的原因，了解污闪的机理，衡量污秽程度的及各参数，提高污闪电压的措施。了解大气条件对放电电压的影响。 13掌握极化，电导，损耗的概念，介质的简化、非简化等效电路及向量图，液体击穿理论，影响液体电介质击穿的主要因素，减小杂质影响的措施。固体击穿理论，三电容模型的局部放电理论，电树枝，影响固体电介质击穿的主要因素，对上述问题重在理解，不是死记忆。15几种主要电器设备采用的绝缘材料和采用的绝缘方式，重点掌握为什么要这样设计，为什么这样设计可以提高击穿电压，其机理何在？ 16掌握绝缘试验的分类，电阻，泄漏电流，介质损耗角，局部放电、分布电压的测量，掌握书上的相应的试验接线和公式推导。 17 掌握耐压试验，介电强度实验的分类：耐压试验和击穿试验。掌握耐压试验的试验原理、基本试验电路