重庆大学高电压与绝缘技术系简介29页PPT
合集下载
高电压概述PPT课件
8
电路
电子电路---进行信号的传递分配与转换
信号处理,叫弱电电路
电力电路---实现能量的传输、分配与转
换,又叫强电电路
9
电力工程
与电能的生产、输送、分配有关的工程。 电能取代蒸汽动力--现代社会物质/精神文明技术基础 电能的输送和分配--高、低压交流电力网络实现 输电工程发展方向 (重点)
---特高压（100万伏以上）交流输电与直流输电技术
最初应材料响应实验、闪光X射线照相及模拟 核武器效应的需要而出现
35
1962年英国J.C.马丁成功将已有的Marx发生 器与传输线技术结合，产生了持续时间短达纳 秒级的高功率脉冲，开辟了这一崭新的领域
863: 王大珩 王淦昌 杨嘉墀 陈芳允
36
西安军工 研究所
随之，受控热核聚变研究、高功率粒子束、大功 率激光、定向束能武器、电磁轨道炮等的研制都 对高功率脉冲技术的发展提出了新的要求，使高 功率脉冲技术成为80年代极为活跃的研究领域之 一。
28
配电 电力系统中直接与用户相连并向 用户分配电能的环节。
将电网的输电电压降为配电电压、配电 电压通常有35～60千伏和3～10千伏等。
29
促使高电压技术发展的两大动力
高压输电线路的发展 物理学中高电压装置的研制
高压输电
30
促使输电线路电压等级提高的直接动力
①电力需求的激增—线路输送容量P=U2/Z
21
网络资源
22
理解误区
高压输电线路 高压电器 仅限于电力系统
23
课程特点
电气工程领域典型、关键技术之一 课程规模宏大---对象大、内容多 理论体系不完备、实践性很强
24
高电压界定
1000V--100KV 100KV--1000KV ≥1000KV
电路
电子电路---进行信号的传递分配与转换
信号处理,叫弱电电路
电力电路---实现能量的传输、分配与转
换,又叫强电电路
9
电力工程
与电能的生产、输送、分配有关的工程。 电能取代蒸汽动力--现代社会物质/精神文明技术基础 电能的输送和分配--高、低压交流电力网络实现 输电工程发展方向 (重点)
---特高压（100万伏以上）交流输电与直流输电技术
最初应材料响应实验、闪光X射线照相及模拟 核武器效应的需要而出现
35
1962年英国J.C.马丁成功将已有的Marx发生 器与传输线技术结合，产生了持续时间短达纳 秒级的高功率脉冲，开辟了这一崭新的领域
863: 王大珩 王淦昌 杨嘉墀 陈芳允
36
西安军工 研究所
随之，受控热核聚变研究、高功率粒子束、大功 率激光、定向束能武器、电磁轨道炮等的研制都 对高功率脉冲技术的发展提出了新的要求，使高 功率脉冲技术成为80年代极为活跃的研究领域之 一。
28
配电 电力系统中直接与用户相连并向 用户分配电能的环节。
将电网的输电电压降为配电电压、配电 电压通常有35～60千伏和3～10千伏等。
29
促使高电压技术发展的两大动力
高压输电线路的发展 物理学中高电压装置的研制
高压输电
30
促使输电线路电压等级提高的直接动力
①电力需求的激增—线路输送容量P=U2/Z
21
网络资源
22
理解误区
高压输电线路 高压电器 仅限于电力系统
23
课程特点
电气工程领域典型、关键技术之一 课程规模宏大---对象大、内容多 理论体系不完备、实践性很强
24
高电压界定
1000V--100KV 100KV--1000KV ≥1000KV
重庆大学高电压与绝缘技术系介绍
16
重庆大学高电压与绝缘技术系
DEPT OF HIGH VOLTAGE AND INSULATION ENG， CHONGQING UNIVERSITY
主要研究项目
重庆大学高电压与绝ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ技术系
3、电气设备状态监测与故障诊断技术 研究电气设备状态监测、故障智能化诊断、状态评估以及状态维 修技术。 主要项目 国家973子课题2项 国家863专题项目1项 教育部新世纪优秀人才项目2项 重庆市科委重点项目4项 电网公司项目经费1600余万元
电力系统外绝缘技术 电力系统过电压防护及接地技术 电气设备状态监测与故障诊断技术
电气设备绝缘老化与寿命预测 新型电工绝缘材料 高电压新技术
4
DEPT OF HIGH VOLTAGE AND INSULATION ENG， CHONGQING UNIVERSITY
主要试验设备
大型多功能人工气候室试验系统
主要试验设备
600kVA/0.5A直流电压发生器
6
重庆大学高电压与绝缘技术系
DEPT OF HIGH VOLTAGE AND INSULATION ENG， CHONGQING UNIVERSITY
主要试验设备
2400kV/160kJ冲击电压发生器
7
重庆大学高电压与绝缘技术系
DEPT OF HIGH VOLTAGE AND INSULATION ENG， CHONGQING UNIVERSITY
主要试验设备
绝缘老化实验室
13
重庆大学高电压与绝缘技术系
DEPT OF HIGH VOLTAGE AND INSULATION ENG， CHONGQING UNIVERSITY
高电压与绝缘技术(第一部分)PPT课件
当电压等级过高时，常用几个支柱绝缘子组装成绝缘子柱。但这会 带来绝缘子柱的机械性能减弱和电压分布不均的问题。
户外支柱绝缘子
户外装置的支柱绝缘子大量采用棒形结构— 带伞的实心圆瓷柱。
户内支柱绝缘子
户内支柱绝缘子有空心或实心的圆柱形瓷件 和金属附件组成。按照金属附件和胶装方式
瓷套管
瓷套管是将载流导体引入变压器或断路器等电气设备的金属箱内或 母线穿墙时的引线绝缘。
套管 管 按复合绝缘套
管
结 构电容式套管 及
按主要绝 缘介质分
纯瓷套管
树脂套管
充油套管 充气套管 油纸电容式 胶纸电容式 浸胶电容式
绝缘特点
电瓷（或有空气 ） 树脂（或有空气 ） 套管内为绝缘油 套管内为SF6等 油浸纸 胶纸 纸包后浸胶
主要应用范围
35kV及以下穿墙套管 10kV及以下电器用套管 组合电器用
绝缘子
用作导电体和接地体之间的绝缘和固定连接
瓷套
用作电器内绝缘的容器，并使绝缘免遭周围环境因素的影响
套管
简介
支柱绝缘子
支柱绝缘子：是指支撑高压配电装置母线和高压电器带电部分（如 触头）的绝缘支柱，它由瓷柱和上、下金属附件通过水泥胶装而成。
分类：按外形结构和工作条件的不同，分为户外支柱绝缘子和户内 支柱绝缘子两大类。
悬式绝缘子（盘形）
35kV及以上高压线路都使用悬式绝缘子或悬 式绝缘子串。按结构外形，分为盘形和棒形
悬式绝缘子（棒形）
棒形悬式绝缘子分为瓷质和复合绝缘子两类。 瓷质绝缘子具有不击穿、节约金属材料等优
悬式绝缘子串
当工作电压增高时，可将多个悬式绝缘子串 接起来，提高闪络电压，而机械强度不会改
气体放电
气体中流通电流的各种形式统称为气体放电。 气体由绝缘状态突变为良导电态的过程，称为击穿。当击穿过程发生 在气体与液体或者气体与固体的交界面上时，称为沿面闪络。 在实际中，很多设备采用空气绝缘，有可能发生电晕放电、火花放电 和电弧放电。 两大理论：汤逊放电理论（需要巴申定律的补充）和流注理论。
户外支柱绝缘子
户外装置的支柱绝缘子大量采用棒形结构— 带伞的实心圆瓷柱。
户内支柱绝缘子
户内支柱绝缘子有空心或实心的圆柱形瓷件 和金属附件组成。按照金属附件和胶装方式
瓷套管
瓷套管是将载流导体引入变压器或断路器等电气设备的金属箱内或 母线穿墙时的引线绝缘。
套管 管 按复合绝缘套
管
结 构电容式套管 及
按主要绝 缘介质分
纯瓷套管
树脂套管
充油套管 充气套管 油纸电容式 胶纸电容式 浸胶电容式
绝缘特点
电瓷（或有空气 ） 树脂（或有空气 ） 套管内为绝缘油 套管内为SF6等 油浸纸 胶纸 纸包后浸胶
主要应用范围
35kV及以下穿墙套管 10kV及以下电器用套管 组合电器用
绝缘子
用作导电体和接地体之间的绝缘和固定连接
瓷套
用作电器内绝缘的容器，并使绝缘免遭周围环境因素的影响
套管
简介
支柱绝缘子
支柱绝缘子：是指支撑高压配电装置母线和高压电器带电部分（如 触头）的绝缘支柱，它由瓷柱和上、下金属附件通过水泥胶装而成。
分类：按外形结构和工作条件的不同，分为户外支柱绝缘子和户内 支柱绝缘子两大类。
悬式绝缘子（盘形）
35kV及以上高压线路都使用悬式绝缘子或悬 式绝缘子串。按结构外形，分为盘形和棒形
悬式绝缘子（棒形）
棒形悬式绝缘子分为瓷质和复合绝缘子两类。 瓷质绝缘子具有不击穿、节约金属材料等优
悬式绝缘子串
当工作电压增高时，可将多个悬式绝缘子串 接起来，提高闪络电压，而机械强度不会改
气体放电
气体中流通电流的各种形式统称为气体放电。 气体由绝缘状态突变为良导电态的过程，称为击穿。当击穿过程发生 在气体与液体或者气体与固体的交界面上时，称为沿面闪络。 在实际中，很多设备采用空气绝缘，有可能发生电晕放电、火花放电 和电弧放电。 两大理论：汤逊放电理论（需要巴申定律的补充）和流注理论。
电气工程概论高电压与绝缘技术(课堂PPT)
2
3
一、高电压与绝缘技术的发展（续）
◇高电压是相对于低电压而言的，对于电力系统来 说，1kV以上至220kV称为高压，220kV至800kV称为 超高压（EHV），1000kV以上称为特高压（UHV）。 ◇绝缘体是相对于导体而言的，绝缘体电阻率很高 （可达109~1022Ω.cm），通常通过的泄漏电流非常小， 可以忽略不计。
• 产生原因：长线电容效应、不对称接地和突然 甩负载。
• 采取措施：传统的方法是使用同步补偿机或并 联电抗器，近年来的发展了静止无功补偿技术 ，各有优缺点。
51
谐振过电压
• 一、产生谐振过电压的原因：由于系统中存在着大量的电容 电感元件，在系统进行操作或发生故障时，这些电容电感元 件可能形成各种不同自振频率的振荡回路，在外电源的作用 下发生谐振现象，造成某些元件上出现谐振过电压。
绝缘等级
E B F H
使用极限温度
120℃
温升限 值
75K
130℃
80K
155℃
105K
180℃
120K
18
• SF6气体已有百年历史，它是法国两位化学家Moissan和 Lebeau于1900年合成的人造惰性气体，1940年前后，美国军 方将其用于曼哈顿计划（核军事）。1947年提供商用。当前 SF6气体主要用于电力工业中。SF6气体用于4种类型的电气设 备作为绝缘和/或灭弧:SF6断路器及负荷开关设备，SF6绝缘 输电管线，SF6变压器及SF6绝缘变电站。80％用于高中压电力 设备。
50
工频过电压
• 工频过电压在暂时过电压中的重要性：它是确 定超高压远距离输变电设备绝缘水平的重要依 据，其幅值影响保护电器的工作条件和保护效 果。它的持续时间影响设备绝缘及运行性能， 并且长线中的操作过电压是在工频过电压的基 础上振荡产生的。在超高压输电系统中，工频 电压升高应当受到相当的重视。
3
一、高电压与绝缘技术的发展（续）
◇高电压是相对于低电压而言的，对于电力系统来 说，1kV以上至220kV称为高压，220kV至800kV称为 超高压（EHV），1000kV以上称为特高压（UHV）。 ◇绝缘体是相对于导体而言的，绝缘体电阻率很高 （可达109~1022Ω.cm），通常通过的泄漏电流非常小， 可以忽略不计。
• 产生原因：长线电容效应、不对称接地和突然 甩负载。
• 采取措施：传统的方法是使用同步补偿机或并 联电抗器，近年来的发展了静止无功补偿技术 ，各有优缺点。
51
谐振过电压
• 一、产生谐振过电压的原因：由于系统中存在着大量的电容 电感元件，在系统进行操作或发生故障时，这些电容电感元 件可能形成各种不同自振频率的振荡回路，在外电源的作用 下发生谐振现象，造成某些元件上出现谐振过电压。
绝缘等级
E B F H
使用极限温度
120℃
温升限 值
75K
130℃
80K
155℃
105K
180℃
120K
18
• SF6气体已有百年历史，它是法国两位化学家Moissan和 Lebeau于1900年合成的人造惰性气体，1940年前后，美国军 方将其用于曼哈顿计划（核军事）。1947年提供商用。当前 SF6气体主要用于电力工业中。SF6气体用于4种类型的电气设 备作为绝缘和/或灭弧:SF6断路器及负荷开关设备，SF6绝缘 输电管线，SF6变压器及SF6绝缘变电站。80％用于高中压电力 设备。
50
工频过电压
• 工频过电压在暂时过电压中的重要性：它是确 定超高压远距离输变电设备绝缘水平的重要依 据，其幅值影响保护电器的工作条件和保护效 果。它的持续时间影响设备绝缘及运行性能， 并且长线中的操作过电压是在工频过电压的基 础上振荡产生的。在超高压输电系统中，工频 电压升高应当受到相当的重视。
高电压与绝缘技术概述PPT课件
在 日 常 生 活 中，随 处都可 以看到 浪费粮 食的现 象。也 许你并 未意识 到自己 在浪费 ，也许 你认为 浪费这 一点点 算不了 什么
高压电气设备
变压器
电容性设备
电力电缆
发电机
GIS ···
在 日 常 生 活 中，随 处都可 以看到 浪费粮 食的现 象。也 许你并 未意识 到自己 在浪费 ，也许 你认为 浪费这 一点点 算不了 什么
三相线损 △P = 3I2R
其中I =
P 3U cos
;
R=
l S
△P =
P2 l U 2 S cos2
P2l U2S
R：导线电阻
：导线电阻率
l：导线长度
S：导线截面积
P：传输功率
U：线路电压
在 日 常 生 活 中，随 处都可 以看到 浪费粮 食的现 象。也 许你并 未意识 到自己 在浪费 ，也许 你认为 浪费这 一点点 算不了 什么
高压电网向特高压电网发展的历程
中国， 1949年新中国成立后，按电网发展统一电压等级， 逐渐形成经济合理的电压等级系列：
1952年，用自主技术建设了110kV输电线路，逐渐形成 京津唐110kV输电网； 1954年，建成丰满至李石寨220kV输电线路，随后继续 建设辽宁电厂至李石寨，阜新电厂至青堆子等220kV线 路，迅速形成东北电网220kV骨干网架； 1972 年建成330kV 刘家峡— 关中输电线路，全长534km， 随后逐渐形成西北电网330kV骨干网架； 1981年建成500kV姚孟—武昌输电线路，全长595km。
在 日 常 生 活 中，随 处都可 以看到 浪费粮 食的现 象。也 许你并 未意识 到自己 在浪费 ，也许 你认为 浪费这 一点点 算不了 什么
高电压与绝缘技术简介PPT课件
变压器电压等级/kV
110 220 330～500 合计
166 84
20
270
19
8
4
31
20 10
2
32
15
9
10
34
6
4
2
12
226 115
38
379
55 821 20 733 3 829 80 383
0.41 0.55 0.99 0.47
(1) 随着变压器电压等级的提高，故障台率明显升高，330～500 kV变压 器故障台率是110 kV的两倍以上；
p0 T
流注理论：适用于压力较高气体的击穿，认为电子碰撞电离及空间光电离是维
持自持放电的主要因素，同时考虑了空间电荷对电场的影响。
正流注：电子崩先从阴极到阳极，在阳极附近形成正、负带电质点构成的等离
子体，然后再从阳极贯穿阴极，整个间隙击穿。
负流注：电子崩尚未贯穿间隙即形成流注，流注再贯穿气隙。
流注理论与汤逊理论的比较
介电强度
均匀电场与不均匀电场
(1)采用电场不均匀系数来描述电场的不均匀程度，f=1为均匀电场，f<2
为稍不均匀电场；f>4为极不均匀电场。
f Emax
Eav
式中，Emax为最大场强；Eav=U ；U为间隙上的电压；d为电极间最
短的绝缘距离。
d
(2)根据能否维持电晕放电来区分。若不均匀到能维持电晕放电，则是极不 均匀电场；若不能维持稳定的电晕放电，一旦放电达到自持，则整个间隙 立即击穿，就称为稍不均匀电场或均匀电场。
电压的分类 持续作用电压－直流电压 工频电压 冲击电压－雷电冲击电压 操作冲击电压
均匀电场中的击穿电压 稍不均匀电场中击穿电压的估算
电气工程概论高电压与绝缘技术课件
高电压设备的绝缘检测与维护
01
02
பைடு நூலகம்
03
定期检测
按照规定的周期对高电压 设备进行绝缘检测，及时 发现并处理存在的隐患。
预防性维护
采取一系列预防措施，如 保持设备清洁、定期更换 绝缘材料等，以降低设备 发生故障的风险。
应急处理
在设备出现故障时，采取 紧急措施，如切断电源、 释放残余电荷等，以保障 人员和设备安全。
通过直接对设备施加高电压来检测设备的耐压水平，是常用的试 验方法。需要使用高压电源、变压器、调压器等设备。
冲击试验
模拟雷电过电压等瞬态冲击过程，对设备进行耐压检测。需要使用 冲击电压发生器、脉冲电流发生器等设备。
介质损耗角正切值试验
通过测量绝缘材料的介质损耗角正切值，评估其绝缘性能。需要使 用高压电桥、介质损耗角测量仪等设备。
04
电力系统中的高电压与绝 缘问题
电力系统中的过电压现象及其防护
过电压现象
过电压是指电力系统在特定条件下所 出现的超过正常工作电压的异常电压 升高现象。
过电压的分类
过电压防护措施
为防止过电压对电力系统的危害，应 采取一系列防护措施，包括安装避雷 器、限制操作过电压和改善设备绝缘 等。
根据产生原因，过电压可分为雷电过 电压、操作过电压和暂时过电压等。
对策
为减少对环境的负面影响，应采取一系列环保措施，如使用环保型绝缘材料、回收废弃物、减少能源消耗等。同 时，应加强设备的维护和保养，防止油渍泄漏等污染物排放。
感谢观 看
THANKS
绝缘检测的基本原理与技术
1 2 3
电场法 利用电场测量技术，通过测量绝缘材料的电场分 布，评估其绝缘性能。需要使用电场测量仪等设 备。
重庆大学高电压与绝缘技术系
绝缘子覆冰－物理模型
V形布置覆冰
防冰型复合绝缘子、插花布 置覆冰状态效果
2、研究方向与主要工作
承担的主要课题
“西部高海拔地区超特高压输电外绝缘放电基础理论研究 ”，国家自然 科学基金西部重大计划项目重点项目
“输电线路绝缘冰闪机理与预测模型及防治方法”, 973计划课题 “输电线路覆冰故障形成机理与预测模型及防治方法 ” , 973计划课题 “高海拔环境下绝缘子污秽放电及其相关预测模型研究”，973计划课题 “导线覆冰、脱冰机理预防与方法研究”，“十一五”国家科技支撑计
绝缘早期和突发性故障 发生机理，故障智能感 知、在线诊断及预测
多因子作用下的时效老 化物理过程，剩余寿命 智能预测原理及方法
故
障
精密诊断
率
(剩余寿命预测) 破坏点
危险水平
注意水平
简易诊断
实施修复
早期故障期 (磨合期)
t1
偶发故障区 (有用寿命期)
注意 阶段
耗损故障期 (耗损期)
t2
内绝缘劣化评估方 法，状态维修策略 及决策支持系统
空间电场、磁场
先导温度场
当地气象数据 绕击概率分布 雷电屏蔽分形模型
落雷密度函数
L g(I, D)
绕击概率函数
S f (I , D)
线路屏蔽失效率
n Ii Dmax f (I , D)g(I , D) T LdIdD Imin Dmin
分层土壤地表下电场
线路、地形等参数
4项、二等奖7项，发明专利优秀奖1项
近五年主要专利、专著、论文
序号 1 2
3
类别
中国发明专利（授权和公开）
专著
主要论文总数