电气绝缘基本知识
高压试验-第二章 电气绝缘基础知识
电弧放电
放电电流密度大，温度高，具有亮而细长放电 弧道，弧道电阻小，似短路 放电回路阻抗大，放电时断时续
500千伏线路进行短路试验
火花放电
20
外电路阻抗大，压降大，间隙多次被击穿
电气绝缘基础知识
第一节 气体介质的绝缘特性
八、气体放电的不同形式
极不均匀电场环境中
电晕放电
空气间隙电场极不均匀，在电极附近强电场处 出现的局部空气游离发光现象，电流小，整个 空气间隙并未击穿，仍能耐受电压作用 电晕放电后压力增大，产生刷状放电
26
电气绝缘基础知识
第二节 液体介质的绝缘特性 电气设备对液体介质的要求 电气性能好：如绝缘强度高、电阻率 高、介质损耗及介电常数小（电容器则要 求介电常数高）； 散热及流动性能好：即粘度低、导热 好、物理及化学性质稳定、不易燃、无毒 等。
27
电气绝缘基础知识
第二节 液体介质的绝缘特性
一、液体绝缘介质的种类
矿物油
29
电气绝缘基础知识
第二节 液体介质的绝缘特性
一、液体绝缘介质的种类
有些纯净的植物油也具有良好的电气绝缘性能。 例如蓖麻油，由于其绝缘性能好，介电系数 ε 较 高，因此也可用作电力电容器的浸渍剂，此外， 如广泛使用的绝缘漆，也是由植物液体加工制成， 在变压器等电气设备中普遍使用。 由人工合成的液体绝缘材料。由于矿物绝缘油是 多种碳氢化合物的混合物，难以除净降低绝缘性 能的成分，且制取工艺复杂，易燃烧，耐热性低， 因而人们研究、开发了多种性能优良的合成油。 如有机硅油和十二烷基苯等。
流注理论：
前部电场加强Leabharlann 碰撞游离 反击发 复合电子崩
中部电场减弱 尾部电场加强
两侧
崩尾 产生光子
电气安全用具和安全知识绝缘安全用具
• （3）电绝缘性能：用交流1200V试验1分钟， 泄漏电流不超过1.2毫安。
24
安全帽技术性能
• （4）阻燃性能：用70号汽油喷灯距帽130毫米 持续10秒，续燃时间不超过5秒为合格。
• （5）侧向钢性：按规定侧向钢性试验最大变 形不超过40毫米，残余变形不超过15毫米为合 格。
11
5.2.2.1绝缘手套
•检 查 方 法
充气法
12
5.2.2.2绝缘靴（鞋）
• 用途：高压操作时保持与地面绝缘的辅 助安全用具（鞋用于低压）；防跨步电 压。
• 使用要求：不得当作雨靴（鞋）使用， 使用前外观检查。
• 保存要求：干燥、阴凉专用柜内，与其 它物品分开，不与油脂接触，不与不合 格混放
• 用途：检验低压电气设备、电器或线路 是否带电的一种用具，也可以用来区分 火（相）线和地（中性）线。
• 使用要求：先在确知有电的设备或线路 上试验一下，不允许在高压上使用 。
9
5.2.2辅助安全用具
• 5.2.2.1绝缘手套 • 5.2.2.2绝缘靴（鞋） • 5.2.2.3绝缘垫 • 5.2.2.4绝缘台
• （6）抗静电性：按试验方法测得表面电阻率 不大于1×109Ω为合格。
25
安全帽检查及使用
• （一）安全帽的使用期，从产品制造完成之日 起计算：植物枝条编织帽不超过两年；塑料帽、 纸胶帽不超过两年半；玻璃钢（维纶钢）橡胶 帽不超过三年半。对到期的安全帽，应进行抽 查测试，合格后方可使用，以后每年抽检一次， 抽检不合格，则该批安全帽报废。
• （二）使用者应根据其面型尺寸选配适宜的面 罩号码。
• （三）使用前应检查面具的完整性和气密性， 面罩密合框应与佩戴者颜面密合，无明显压痛 感。
电气绝缘基础知识
UF=f(ps)
三.不均匀电场中气隙的放电特性
1.电晕放电
一定电压作用下,在曲率半径小的电极附近发生局部 游离,并发出大量光辐射,有些像日月的晕光,称为电晕 放电. 电晕起始场强 电晕起始电压 开始出现电晕时电极表面的场强 开始出现电晕时的电压
电晕放电是极不均匀电场所特有的一种自持放电形式
2. 伏秒特性 (1) 定义
(3)气体放电规律：由非自持放电 发展为自持放电。
1）非自持放电：依靠 外界电离维持的放电。
(4)气体间隙 放电分为
2）自持放电：依靠电 场本身的作用维持的 放电
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 实验装置
2.流注理论
(1).在ps乘积较大时,用汤逊理论无法解释的几种现象
A
正确 错误
B
提交
五、影响气体间隙击穿电压的因素
1、气体的状态：湿度大，击穿电压增大。 2、电压作用时间：均匀电场与时间无关；雷电比工频 击穿电压高很多。 3、电压的极性：棒板间隙与极性有关。 4、电场均匀程度：越均匀击穿电压越高。 5、电极材料和光洁度：铝电极比不锈钢的击穿电压低， 越光洁击穿电压越高。 6、不同气体种类：如SF6气体
电子从金属电极表面逸出来的过程 称为表面游离
单选题
气体热状态下引起的电离称为（ ）。
A
碰撞电离
光电离 热电离 表面电离
B
C
D
提交
(4)去游离 a.扩散 b.复合 带电质点从高浓度区域向低浓度区域运动. 正离子与负离子相遇而互相中和还原成中性原子 电子与原子碰撞时,电子附着原子形成负离子
c.附着效应
4. 高度的影响
随着高度增加,空气逐渐稀薄,大气压力及空气 相对密度下降,间隙的击穿电压也随之下降.
电气绝缘基础知识
电气绝缘基础知识电气绝缘是指在高电压、高电流和强磁场环境中，能够保持电路之间的绝缘状态，保证电路中电子设备的正常运行。
电气绝缘是现代电子工程和电力系统中不可或缺的基本要求。
一、电气绝缘的原理电气绝缘的原理主要基于两个因素：电导率和介电常数。
电导率是指材料传导电流的性能，而介电常数则表示材料在电场中的极化能力。
电气绝缘材料通常具有较高的电导率和介电常数，能够有效地阻挡电流的通过，从而保持电路之间的绝缘状态。
二、电气绝缘材料的选择在选择电气绝缘材料时，需要考虑其电气性能、机械性能、耐候性和环境适应性等方面。
常用的电气绝缘材料包括：塑料、橡胶、陶瓷、玻璃等。
不同的材料具有不同的特点和应用场景，需要根据具体需求进行选择。
三、电气绝缘的测试为了保证电气绝缘的性能和质量，需要进行一系列的测试。
其中包括：耐电压测试、绝缘电阻测试、介质损耗测试等。
耐电压测试是为了检验电气绝缘材料在高压电场中的绝缘性能；绝缘电阻测试是为了检测材料的电阻值和绝缘性能；介质损耗测试则是为了评估材料的损耗因子和绝缘性能的稳定性。
四、电气绝缘的重要性电气绝缘是保证电力系统安全运行的重要因素之一。
如果电气绝缘失效，会导致电路短路、设备损坏甚至人员伤亡等严重后果。
因此，加强电气绝缘的维护和管理，是保障电力系统和电子设备安全运行的重要措施。
电气绝缘是电力系统和电子设备正常运行的基础，需要充分了解其原理、材料选择、测试方法和重要性等方面。
只有做好电气绝缘的维护和管理，才能确保电力系统和电子设备的安全稳定运行。
一、电气CAD概述电气CAD，全称电气计算机辅助设计，是计算机技术应用于电气工程领域的一种新型设计方法。
它使得电气工程师能够更高效地进行设计、模拟和分析，极大地提高了设计效率和质量。
二、电气图的基本组成电气图主要由以下几个基本元素构成：1、图纸：电气图的基础，通常由一张或若干张图纸组成，用来表示各种电气元件、设备以及它们之间的连接关系。
2、元件：包括各种电气元件，如电阻、电容、电感、开关、电机等。
绝缘知识
一、绝缘材料的电气性能绝缘材料的电气性能主要表现在电场作用下材料的导电性能、介电性能及绝缘强度。
它们分别以绝缘电阻率ρ(或电导γ) 、相对介电常数εr 、介质损耗角tanδ及击穿强度EB四个参数来表示。
1. 绝缘电阻率和绝缘电阻任何电介质都不可能是绝对的绝缘体，总存在一些带电质点，主要为本征离子和杂质离子。
在电场的作用下，它们可作有方向的运动，形成漏导电流，通常又称为泄漏电流。
在外加电压作用下的绝缘材料的等效电路如图2-1a所示；在直流电压作用下的电流如图2-1b所示。
图中，电阻支路的电流Ii即为漏导电流；流经电容和电阻串联支路的电流Ia称为吸收电流，是由缓慢极化和离子体积电荷形成的电流；电容支路的电流 IC 称为充电电流，是由几何电容等效应构成的电流。
(1) 在正常工作时（稳态），漏导电流决定了绝缘材料的导电性，因此，漏导支路的电阻越大，说明材料的绝缘性能越好。
（2）温度、湿度、杂质含量、电磁场强度的增加都会降低电介质材料的电阻率。
2. 介电常数介电常数是表明电介质极化特征的性能参数。
介电常数愈大，电介质极化能力愈强，产生的束缚电荷就愈多。
束缚电荷也产生电场，且该电场总是削弱外电场的。
现用电容器来说明介电常数的物理意义。
设电容器极板间为真空时，其电容量为 Co，而当极板间充满某种电介质时，其电容量变为C，则C与Co的比值即该电介质的相对介电常数，即：在填充电介质以后，由于电介质的极化，使靠近电介质表面处出现了束缚电荷，与其对应，在极板上的自由电荷也相应增加，即填充电介质之后，极板上容纳了更多的自由电荷，说明电容被增大。
因此，可以看出，相对介电常数总是大于1的。
绝缘材料的介电常数受电源频率、温度、湿度等因素而产生变化。
频率增加，介电常数减小。
温度增加，介电常数增大；但当温度超过某一限度后，由于热运动加剧，极化反而困难一些，介电常数减小。
湿度增加，电介质的介电常数明显增加，因此，通过测量介电常数，能够判断电介质受潮程度。
绝缘配合基础知识
2、绝缘配合的基本原则
GB311.1《高压输变电设备的绝缘配合》：
按照电力系统中出现的各种电压（工作电压和 过电压）和保护装置的特性来确定电气设备的 绝缘水平，称为绝缘配合。
额定绝缘水平：在规定条件下，用来度量电器 及其部件的不同电位部分的绝缘强度，电气间 隙和爬电距离的标准电压值，包括额定雷电冲 击耐受电压、额定短时工频耐受电压和额定操 作冲击耐受电压。最高电压Um≤252kV的电气 设备的额定绝缘水平用额定雷电冲击耐受电压 和额定短时工频耐受电压来表征。
主要内容
1、标准电压等级 2、绝缘配合的基本原则 3、绝缘特征与环境因素
1、标准电压等级
按照GB156《标准电压》和GB/T11022《高压开关设备和控制设备标准的共 用技术要求》的规定，我国三相交流电网标称电压和电气设备额定电压及电 气设备的最高电压，如表所示，
分 系统标称电压 电气设备的最高
设备纵绝缘的额定短时工频耐受电压一般等于 相应的相对地绝缘的耐受电压值，但隔离断口 的耐受电压可高于相对地绝缘的耐受电压值。
对周围环境空气温度高于40oC处的设备，其外绝缘在 干燥状态下的试验电压应取标准规定的额定耐受电压 值乘以温度校正因数 K f ，
K f 1 0.0033(T 40)
（1）工频运行电压和暂时过电压下的绝缘配合：
a、工频运行电压下电气装置电瓷外绝缘的爬电距离 应符合相应环境污秽分级条件下的爬电比距要求；
b、变电所电气设备应能承受一定幅值和时间的工频 过电压和谐振过电压。
（2）操作过电压下的绝缘配合。以计算用最大操作过 电压为基础进行绝缘配合。
（3）雷电过电压下的绝缘配合。以避雷器雷电保护水 平为基础进行配合。
GB/T5582《高压电力设备外绝缘污秽等级》规 定了户外设备最小公称爬电比距分级数值，见 表。
电气绝缘基础必学知识点
电气绝缘基础必学知识点
1. 绝缘材料的种类和特性：常见的电气绝缘材料有塑料、橡胶、纸、绝缘漆等，它们具有不导电、耐高温、绝缘强度高的特点。
2. 绝缘材料的工作原理：绝缘材料能阻断电流的流动，通过在电场中形成隔离层来实现绝缘效果。
3. 绝缘材料的电气强度和击穿电压：电气强度是指绝缘材料能承受的最大电场强度，击穿电压是指绝缘材料发生击穿的最低电压。
4. 绝缘材料的绝缘阻抗：绝缘材料的绝缘阻抗是指在电场中绝缘材料对电流的阻碍能力，通常用来评估绝缘材料的绝缘性能。
5. 绝缘材料的耐热性能：绝缘材料的耐热性能是指在高温环境下绝缘材料的绝缘性能是否保持稳定。
6. 绝缘材料的湿度特性：湿度对绝缘材料的绝缘性能有一定的影响，因此绝缘材料的湿度特性是评估其在潮湿环境下的绝缘性能的一个重要指标。
7. 绝缘材料的应用范围：电气绝缘材料广泛应用于电力系统、电机、电器设备等领域，用于保护电器设备不受电场的干扰和损坏。
8. 绝缘材料的选择和应用注意事项：在选择和应用绝缘材料时，需要考虑其绝缘性能、耐热性能、耐湿性能等因素，并根据具体应用场景进行合理选择。
9. 绝缘材料的维护和检测方法：绝缘材料需要定期进行维护和检测，
可以采用绝缘电阻测试、局部放电检测等方法来评估绝缘材料的绝缘性能是否正常。
10. 绝缘材料的故障分析和处理方法：当绝缘材料发生故障时，需要进行故障分析并采取相应的处理措施，以确保电器设备的安全运行。
《输电线路基础》第1章-输电线路的基本知识-第五节-线路绝缘.
2、耐张绝缘子串 耐张绝缘子串用于耐张、转角和终端杆塔，承受导线的全部张力。 当导线截面在185mm2及以下时，普遍用单串耐张绝缘子串， 如下图所示。
1-耐张绝缘子串；2-耐张线夹；3-跳线；4-并沟线夹；5-跳线绝缘子串
当导线截面较大或遇到特大档距，导线张力很大时，可采用双串 或四串耐张绝缘子串，四联串相对使用较多，特别是大跨越工程中。 如下图所示。
⑹由于钢化玻璃绝缘子表面强度高，使表面不易产生裂缝，玻璃介 质在1／50μs冲击时，其平均击穿强度达1700kV／cm，约为瓷质的 3．8倍，而耐弧性能比瓷质高，电气性能好，所以它的电气强度在 整个运行过程中一般保持不变，老化过程比瓷质更慢。 玻璃绝缘子的自破性，既是它的优点，也是它的弱点。 2、瓷质绝缘子 瓷质悬式绝缘子使用历史悠久，它所用的介质材料具有输电线路 所要求的特性，机械负荷、电气性能以及热机性能等都能满足各级 电压的要求。因此，所以瓷质绝缘子在输电线路中一直使用。
3、半导体釉绝缘子 半导体釉绝缘子是一种新型的绝缘子。 它的特点是在绝缘子外层含半导体釉。这种半导体釉中的功率损 耗使表面温度比环境温度高出几度，从而在雾与严重污秽环境中可 以防止由此凝聚所形成的潮湿，以此可以提高污秽绝缘子在潮湿环 境下的工频绝缘强度。 4、合成绝缘子 合成绝缘子是近几年来出现的一种新型绝缘子，其基本结构如下 图所示。
（四）绝缘子的标识含义 型号说明如下：
（五）绝缘子串 架空导线处于绝缘的空气介质中，由于电压等级较高，为保证导 线对地有必要的绝缘间隙，需将数只悬式绝缘子串接起来，与金具 配合组成架空线悬挂体系即绝缘子串。根据受力特点，在直线型杆 塔上组成悬垂串，耐张杆塔上组成耐张串。输电线路的绝缘配合， 应使线路能在工频电压、操作过电压、雷电过电压等各种条件下安 全可靠地运行。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• • • • •
为了全面表示固体电工绝缘材料的类别、 品种 和耐热等级, 用四位数字表示绝缘材料的型号: 第一位数字为分类代号, 以表 1-8中的分类代号 表示; 第二位数字表示同一分类中的不同品种; 第三位数字为耐热等级代号; 第四位数字为同一种产品的顺序号， 用以表示 配方、 成分或性能上的差别。
• 固体绝缘材料按其其化学性质不同，可分为无机 绝缘材料、有机绝缘材料和混合绝缘材料。常用 的无机绝缘材料有：云母、石棉、大理石、瓷器、 玻璃、硫黄等，主要用作电机、电器的绕组绝缘、 开关的底板和绝缘子等。有机绝缘材料有：虫胶、 树脂、橡胶、棉纱、纸、麻、人造丝等，大多用 以制造绝缘漆，绕组导线的被覆绝缘物等。混合 绝缘材料为由以上两种材料经过加工制成的各种 成型绝缘材料，用作电器的底座、外壳等。
• 绝缘耐压强度：绝缘体两端所加的电压越高，材 料内电荷受到的电场力就越大，越容易发生电离 碰撞，造成绝缘体击穿。使绝缘体击穿的最低电 压叫做这个绝缘体的击穿电压。使1毫米厚的绝缘 材料击穿时，需要加上的电压千伏数叫做绝缘材 料的绝缘耐压强度，简称绝缘强度。由于绝缘材 料都有一定的绝缘强度，各种电气设备，各种安 全用具（电工钳、验电笔、绝缘手套、绝缘棒 等），各种电工材料，制造厂都规定一定的允许 使用电压，称为额定电压。使用时承受的电压不 得超过它的额定电压值，以免发生事故。
• 电气设备绝缘可分为自恢复绝缘和非自恢 复绝缘两大类。自恢复绝缘的绝缘性能破 坏后可以自行恢复，一般是指空气间隙和 与空气接触的外绝缘。非自恢复绝缘放电 后其绝缘性能不能自行恢复，通常是由固 体介质、液体介质构成的设备内绝缘。
• 绝缘材料的作用是在电气设备中把电势不 同的带电部分隔离开来。因此绝缘材料首 先应具有较高的绝缘电阻和耐压强度，并 能避免发生漏电、击穿等事故。其次耐热 性能要好，避免因长期过热而老化变质； 此外，还应有良好的导热性、耐潮防雷性 和较高的机械强度以及工艺加工方便等特 点。根据上述要求，常用绝缘材料的性能 指标有绝缘强度、抗张强度、比重、膨胀 系数等。
确定爬电距离步骤
• 1、确定工作电压的有效值或直流值； 2、确定材料组别（根据相比漏电起痕指数， 其划分为：Ⅰ组材料，Ⅱ组材料，Ⅲa 组材 料, Ⅲb组材料。注：如不知道材料组别， 假定材料为Ⅲb 组） • 3、确定污染等级； • 4、确定绝缘类型（基本绝缘、附加绝缘、 加强绝缘）
IEC664A：1985《电气间隙与爬电距离》
固体绝缘材料的分类
分类代号
1 2
分类名称
漆、 树脂和胶 类 浸渍纤维制品 类
分类代号
4 5
分类名称
压塑料类 云母制品类
3
层压制品类
6
薄膜、 粘带和 复合制品类
• 固体绝缘材料的主要性能指标有以下几 项: • （1） 击穿强度。 • （2） 绝缘电阻。 • （3） 耐热性。 • （4） 粘度、 固体含量、 酸值、 干燥 时间及胶化时间。 • （5） 机械强度。 根据各种绝缘材料的 具体要求， 相应规定抗张、 抗压、 抗 弯、 抗剪、 抗撕、 抗冲击等各种强度 指标。
爬电距离
• 在绝缘材料表面会形成泄漏电流路径。若这 些泄漏电流路径构成一条导电通路，则出现表面 闪络或击穿现象。绝缘材料的这种变化需要一定 的时间，它是由长时间加在器件上的工作电压所 引起的，器件周围环境的污染能加速这一变化。 • 因此在确定端子爬电距离时要考虑工作电压 的大小、污染等级及所运用的绝缘材料的抗爬电 特性。根据基准电压、污染等级及绝缘材料组别 来选择爬电距离。基准电压值是从供电电网的额 定电压值推导出来的。
电气间隙
• 在两个导电零部件之间或导电零部件与设备 防护界面之间测得的最短空间距离。即在保证电 气性能稳定和安全的情况下，通过空气能实现绝 缘的最短距离。 • 电气间隙的大小和老化现象无关。电气间隙能 承受很高的过电压，但当过电压值超过某一临界 值后，此电压很快就引起电击穿，因此在确认电 气间隙大小的时候必须以设备可能会出现的最大 的内部和外部过电压（脉冲耐受电压为依据）。 在不同场合使用同一电气设备或运用过电压保护 器时所出现的过电压大小各不相同。因此根据不 同的使用场合将过电压分为Ⅰ至Ⅳ四个等级。
二、绝缘劣化影响ห้องสมุดไป่ตู้素
三、绝缘试验
四、绝缘距离
• 1、 安全距离包括电气间隙（空间距离）， 爬电距离（沿面距离）和绝缘穿透距离。 2、 电气间隙：两相邻导体或一个导体与相 邻电机壳表面的沿空气测量的最短距离。 3、 爬电距离：两相邻导体或一个导体与相 邻电机壳表面的沿绝绝缘表面测量的最短 距离。
电气间隙的测量步骤：
1、确定工作电压峰值和有效值； 2、确定设备的供电电压和供电设施类别 ； 3、根据过电压类别来确定进入设备的瞬态过 电压大小； 4、确定设备的污染等级（一般设备为污染等 级 2）； 5、确定电气间隙跨接的绝缘类型（功能绝缘、 基本绝缘、附加绝缘、加强绝缘）。
爬电距离
• 沿绝缘表面测得的两个导电零部件之间或导电零 部件与设备防护界面之间的最短路径。即在不同 的使用情况下，由于导体周围的绝缘材料被电极 化，导致绝缘材料呈现带电现象。此带电区（导 体为圆形时，带电区为环形）的半径，即为爬电 距离。
• 抗张强度：绝缘材料单位截面积能承受的拉力， 例如玻璃每平方厘米截面积能承受1400牛顿的拉 力。 • 绝缘材料的温度：温度越高，绝缘材料的绝缘性 能越差。为保证绝缘强度，每种绝缘材料都有一 个适当的最高允许工作温度，在此温度以下，可 以长期安全地使用，超过这个温度就会迅速老化。 按照耐热程度，把绝缘材料分为Y、A、E、B、F、 H、C等级别。例如表1中A级绝缘材料的最高允 许工作温度为105℃，一般使用的配电变压器、 电动机中的绝缘材料大多属于A级。
电气绝缘基本知识
一、常用绝缘材料
• 1. 绝缘材料的主要性能 • 绝缘材料的主要作用是隔离带电的或 不同电位的导体 , 使电流能按预定的方向 流动。 绝缘材料大部分是有机材料, 其耐 热性、 机械强度和寿命比金属材料低得 多。
2、绝缘工作类型
3. 绝缘材料的种类 • 电工绝缘材料分气体、 液体和固体以及 真空四大类。