高电压与绝缘技术(第一部分)PPT课件
合集下载
《绝缘的高电压试验》课件
绝缘材料用于隔离带电部分， 防止电流泄漏，保证试验结果 的准确性。
放电装置的作用
放电装置用于将存储在电容器 中的电荷释放掉，避免对设备 造成损坏或产生安全隐患。
接地装置的作用
接地装置用于将设备接地，保 证操作人员的安全和设备的正
常运行。
05
高电压试验的安全 防护
安全操作规程
01
02
03
操作前检查
使用高电压发生器时，应确保设备接 地良好，操作人员应佩戴绝缘手套和 绝缘鞋，并保持安全距离。
工作原理
高电压发生器通常由变压器、调压器 、高压整流器和滤波器等组成，通过 调节变压器和调压器，可以调节输出 电压的大小和波形。
测量仪器与仪表
测量仪器与仪表介绍
测量仪器与仪表用于测量高电压试验中的各种参数，如电压、电 流、功率等。
培训与资质
试验人员必须经过专业培 训，具备相应的资质和技 能。
环境安全要求
场地要求
试验场地应干燥、通风良好，无 易燃、易爆物品，保持清洁。
天气条件
避免在恶劣天气（如雷雨、大风等 ）进行高电压试验。
安全距离
确保试验设备、操作人员与周围物 体保持足够的安全距离。
06
绝缘高电压试验的 应用实例
电力设备绝缘检测
主要类型
包括电压表、电流表、功率表、示波器、记录仪等，根据试验需求 选择合适的测量仪器与仪表。
使用注意事项
使用测量仪器与仪表时，应确保设备的准确性和可靠性，定期进行 校准和维护。
试验辅助设备
试验辅助设备介绍
试验辅助设备包括绝缘材料、 放电装置、接地装置等，它们 在高电压试验中起到辅助作用
。
绝缘材料的作用
在规定的时间内，对被试 设备施加规定极性和幅值 的冲击电压，观察其是否 发生闪络或击穿。
放电装置的作用
放电装置用于将存储在电容器 中的电荷释放掉，避免对设备 造成损坏或产生安全隐患。
接地装置的作用
接地装置用于将设备接地，保 证操作人员的安全和设备的正
常运行。
05
高电压试验的安全 防护
安全操作规程
01
02
03
操作前检查
使用高电压发生器时，应确保设备接 地良好，操作人员应佩戴绝缘手套和 绝缘鞋，并保持安全距离。
工作原理
高电压发生器通常由变压器、调压器 、高压整流器和滤波器等组成，通过 调节变压器和调压器，可以调节输出 电压的大小和波形。
测量仪器与仪表
测量仪器与仪表介绍
测量仪器与仪表用于测量高电压试验中的各种参数，如电压、电 流、功率等。
培训与资质
试验人员必须经过专业培 训，具备相应的资质和技 能。
环境安全要求
场地要求
试验场地应干燥、通风良好，无 易燃、易爆物品，保持清洁。
天气条件
避免在恶劣天气（如雷雨、大风等 ）进行高电压试验。
安全距离
确保试验设备、操作人员与周围物 体保持足够的安全距离。
06
绝缘高电压试验的 应用实例
电力设备绝缘检测
主要类型
包括电压表、电流表、功率表、示波器、记录仪等，根据试验需求 选择合适的测量仪器与仪表。
使用注意事项
使用测量仪器与仪表时，应确保设备的准确性和可靠性，定期进行 校准和维护。
试验辅助设备
试验辅助设备介绍
试验辅助设备包括绝缘材料、 放电装置、接地装置等，它们 在高电压试验中起到辅助作用
。
绝缘材料的作用
在规定的时间内，对被试 设备施加规定极性和幅值 的冲击电压，观察其是否 发生闪络或击穿。
高电压技术电气设备绝缘试验课件
总结词
交流耐压试验是检验电气设备绝缘性能的重要手段，通过施加高于正常工作电压的交流电压，测试设备的绝缘强 度和耐压能力。
详细描述
交流耐压试验通常在设备安装完毕后进行，以检验设备在正常工作电压下的绝缘性能。该试验通过施加一定时间 的交流高电压，模拟实际运行中的过电压情况，以检验设备的绝缘材料和结构是否能够承受。
绝缘材料的物理和化学性质
绝缘材料的物理和化学性质，如密度、硬度、热导率、热膨胀系数 等，对电气设备的运行稳定性和寿命也有重要影响。
绝缘材料的机械性能
绝缘材料的机械性能，如抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等，决定 了电气设备在受到外力作用时的稳定性和安全性。
绝缘电阻和介电常数
绝缘电阻的定义和测量
绝缘电阻是衡量绝缘材料导电性能的重要参数，通常通过测 量加压后的电流和电压来计算。绝缘电阻越大，说明绝缘性 能越好。
结论与建议
根据分析结果，提出相应的处 理建议和预防措施，确保设备
安全运行。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
06
绝缘试验技术的发展趋 势与展望
新材料在绝缘试验中的应用
要点一
总结词
要点二
详细描述
随着新材料技术的不断发展，越来越多的新材料被应用于 电气设备绝缘试验中，以提高试验的准确性和可靠性。
详细描述
例如，脉冲电压和变频电压等高电压新技术在绝缘试验 中得到了广泛应用。这些技术的应用有助于更准确地模 拟实际运行中的电压情况，提高绝缘试验的可靠性和准 确性。同时，这些技术的应用也有助于缩短试验时间， 提高工作效率。
智能化和自动化在绝缘试验中的发展前景
总结词
随着智能化和自动化技术的不断发展，其在电气设备 绝缘试验中的应用前景广阔。
交流耐压试验是检验电气设备绝缘性能的重要手段，通过施加高于正常工作电压的交流电压，测试设备的绝缘强 度和耐压能力。
详细描述
交流耐压试验通常在设备安装完毕后进行，以检验设备在正常工作电压下的绝缘性能。该试验通过施加一定时间 的交流高电压，模拟实际运行中的过电压情况，以检验设备的绝缘材料和结构是否能够承受。
绝缘材料的物理和化学性质
绝缘材料的物理和化学性质，如密度、硬度、热导率、热膨胀系数 等，对电气设备的运行稳定性和寿命也有重要影响。
绝缘材料的机械性能
绝缘材料的机械性能，如抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等，决定 了电气设备在受到外力作用时的稳定性和安全性。
绝缘电阻和介电常数
绝缘电阻的定义和测量
绝缘电阻是衡量绝缘材料导电性能的重要参数，通常通过测 量加压后的电流和电压来计算。绝缘电阻越大，说明绝缘性 能越好。
结论与建议
根据分析结果，提出相应的处 理建议和预防措施，确保设备
安全运行。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
06
绝缘试验技术的发展趋 势与展望
新材料在绝缘试验中的应用
要点一
总结词
要点二
详细描述
随着新材料技术的不断发展，越来越多的新材料被应用于 电气设备绝缘试验中，以提高试验的准确性和可靠性。
详细描述
例如，脉冲电压和变频电压等高电压新技术在绝缘试验 中得到了广泛应用。这些技术的应用有助于更准确地模 拟实际运行中的电压情况，提高绝缘试验的可靠性和准 确性。同时，这些技术的应用也有助于缩短试验时间， 提高工作效率。
智能化和自动化在绝缘试验中的发展前景
总结词
随着智能化和自动化技术的不断发展，其在电气设备 绝缘试验中的应用前景广阔。
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
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。
高电压技术课件ppt
总结词
高电压技术经历了多个阶段，从最初的直流输 电到现代的特高压交流输电，其技术水平和应用范围 不断得到提升和拓展。未来，随着新能源、智能电网 等领域的快速发展，高电压技术将继续向更高电压等 级、更远距离输电、更高效节能等方向发展。同时， 随着科技的不断进步，高电压技术还将与其他领域的 技术进行交叉融合，产生更多的创新应用。
应急预案制定
制定详细的高电压安全事故应急预案，明确应急组织、救援程序 和救援措施。
应急演练和培训
定期进行应急演练和培训，提高工作人员应对高电压安全事故的能 力和意识。
及时救援和处理
一旦发生高电压安全事故，应迅速启动应急预案，采取有效措施进 行救援和处理，以减少人员伤亡和财产损失。
06 实践案例分析
高电压设备的绝缘测试与维护
绝缘测试
为了确保高电压设备的安全运行，必 须定期进行绝缘测试。常见的绝缘测 试方法包括耐压测试、介质损耗测试 、局部放电测试等。
维护与检修
高电压设备的运行过程中，应定期进 行维护和检修，及时发现和处理设备 存在的隐患和缺陷，保证设备的正常 运行。
高电压的电磁场与电磁屏蔽
高电压技术在电力系统中的作用
总结词
高电压技术在电力系统中的作用
详细描述
高电压技术在电力系统中扮演着至关重要的角色。通过高压输电，可以大幅度提高输电效率，降低线损，减少能 源浪费。同时，高电压也是电力系统稳定运行的重要保障，能够有效地解决电力供需矛盾，保障电力系统的安全 稳定运行。
高电压技术的发展历程与趋势
某地区高电压输电线路的设计与优化
总结词
考虑地理环境、气象条件、线路长度等 因素，采用先进的输电技术，优化设计 高电压输电线路。
VS
详细描述
高电压技术全套ppt课件
弱电场——电场强度比击穿场强小得多 会出现：极化、电导、介质损耗等。
强电场——电场强度等于或大于放电起始场强或击穿 场强：
会出现：激励、电离导致放电、闪络、击穿等。
原子的激励
激励(激发)——原子在外界因素（电场、高温等） 的作用下，吸收外界能量使其内部能量增加，原子 核外的电子将从离原子核较近的轨道上跳到离原子 核较远的轨道上去的过程。
电离能（Wi）——使稳态原子或分子中结合最松弛 的那个电子电离出来所需要的最小能量。（电子伏
eV）
1eV＝1V×1.6×10-19C＝1.6×10-19J（焦耳）
1V电压
qe：电子的电荷（库伦）
注意 原子的电离过程产生带电粒子。
原子的激励与电离的关系
➢ 原子发生电离产生带电粒子的两种情况：
带电质点(电子、负离子或正离子)
一、带电质点的产生 二、带电质点的消失
一、带电质点的产生
带电质点的来源：游离 1.定义 游离:中性质点获得外界能量分解出带电质点的过程。 游离能（Wi） ：使中性质点发生游离所需的能量。 2.游离的分类 （一）空间游离：碰撞游离、光游离、热游离。 （二）表面游离：热电子发射、二次发射、光发射、
1、电介质的分类
A:按介质形态分： ➢ 气体电介质 ➢ 液体电介质 ➢ 固体电介质
其中气体最常见。气体介质同其它介质相比，具有在 击穿后完全的绝缘自恢复特性（自恢复绝缘），故应用 十分广泛。
输电线路以气体 作为绝缘材料
变压器相间绝缘以 液体（固体）作为
绝缘材料
电缆是用 固体介质 作为绝缘
高压电气设备中的绝缘介质有气体、液体、固体以及其 它复合介质。由于气体绝缘介质不存在老化的问题，在击穿 后也有完全的绝缘自恢复特性，再加上其成本非常廉价，因 此气体成为了在实际应用中最常见的绝缘介质。
强电场——电场强度等于或大于放电起始场强或击穿 场强：
会出现：激励、电离导致放电、闪络、击穿等。
原子的激励
激励(激发)——原子在外界因素（电场、高温等） 的作用下，吸收外界能量使其内部能量增加，原子 核外的电子将从离原子核较近的轨道上跳到离原子 核较远的轨道上去的过程。
电离能（Wi）——使稳态原子或分子中结合最松弛 的那个电子电离出来所需要的最小能量。（电子伏
eV）
1eV＝1V×1.6×10-19C＝1.6×10-19J（焦耳）
1V电压
qe：电子的电荷（库伦）
注意 原子的电离过程产生带电粒子。
原子的激励与电离的关系
➢ 原子发生电离产生带电粒子的两种情况：
带电质点(电子、负离子或正离子)
一、带电质点的产生 二、带电质点的消失
一、带电质点的产生
带电质点的来源：游离 1.定义 游离:中性质点获得外界能量分解出带电质点的过程。 游离能（Wi） ：使中性质点发生游离所需的能量。 2.游离的分类 （一）空间游离：碰撞游离、光游离、热游离。 （二）表面游离：热电子发射、二次发射、光发射、
1、电介质的分类
A:按介质形态分： ➢ 气体电介质 ➢ 液体电介质 ➢ 固体电介质
其中气体最常见。气体介质同其它介质相比，具有在 击穿后完全的绝缘自恢复特性（自恢复绝缘），故应用 十分广泛。
输电线路以气体 作为绝缘材料
变压器相间绝缘以 液体（固体）作为
绝缘材料
电缆是用 固体介质 作为绝缘
高压电气设备中的绝缘介质有气体、液体、固体以及其 它复合介质。由于气体绝缘介质不存在老化的问题，在击穿 后也有完全的绝缘自恢复特性，再加上其成本非常廉价，因 此气体成为了在实际应用中最常见的绝缘介质。
高电压技术(全套课件)PPT课件
精选PPT课件
6
第一篇 高电压绝缘及实验
第一章 第二章 第三章 第四章
电介质的极化、电导和损耗 气体放电的物理过程 气隙的电气强度 固体液体和组合绝缘的电气强度
精选PPT课件
7
第一章 电介质的极化、电导和损耗
第一节 电介质的极化 第二节 电介质的介电常数 第三节 电介质的电导 第四节 电介质中的能量损耗
1.电气设备的绝缘：
①绝缘试验（固、液、气体） ——在电场作用下的电气物
理性能和击穿的理论、规律。 ②高压试验——判断、监视绝
缘质量的主要试验方法。
2.电力系统的过电压：
③过电压及其防护——过电压
的成因与限制措施。
精选PPT课件
3
三．中国电力系统电压等级的划分0KV， 包括：10KV，35KV，110KV，220KV
精选PPT课件
10
§1.1 电介质的极化
定义：电介质在电场作用下产生的束缚电荷的弹 性位移和偶极子的转向位移现象，称为电 介质的极化。
效果：消弱外电场，使电介质的等值电容增大。 物理量：介电常数 类型：电子位移极化； 离子位移极化；
转向极化； 空间电荷极化。
精选PPT课件
11
一、 电子位移极化
E
精选PPT课件
8
§1. 电介质的极化、电导和损耗
电介质有气体、固体、液体三种形态，电
介质在电气设备中是作为绝缘材料使用的。一切电介质
在电场的作用下都会出现极化、电导和损耗等电气物理
现象。
电介质的电气特性分别用以下几个参数来
表示：即介电常数εr，电导率γ（或其倒数——电阻率
ρ），介质损耗角正切tgδ，击穿场强 E，它们分别反
映了电介质的极化、电导、损耗、抗电性能。
高电压技术绝缘部分PPT课件
B
Ae T
=f(T) 或 R= f(T)
T
R
在测量电介质的电导或绝缘电阻时，必须
注意温度。
.
18
§1.3 电介质的损耗
一. 电介质损耗的基本概念 1. 在电场的作用下，电介质由于电导引起的损耗和有 损极化（如偶极子极化、夹层极化等）引起的损耗， 总称为电介质的损耗。 2. 等值电路： (1) 细化等效电路（从物理概念出发） R lk ——泄漏电阻，代表电导损耗。 C g ——介质真空和无损耗极化所形成的电容，代表 介质的无损极化。 R p ——有损耗极化形成的等效电阻. 代表各种 C p ——有损耗极化形成的等效电容. 有损极化
.
37
§2.2 气隙的击穿特性
静态击穿电压U。——长时间作 用在间隙上能使间隙击穿的最低 电压。 击穿时间tb——从开始加压的瞬 时起到气隙完全击穿为止总的时 间称为击穿时间。
tbt0ts tf
.
38
(1)升压时间t0——电压从零升到静态击穿电压U0所需的 时间。
(2)统计时延ts——从电压达到U0的瞬时起到气隙中形成 第一个有效电子为止的时间。
介质在电气设备中是作为绝缘材料使用的。
电介质的电气特性分别用以下几个参数来 表示：即
➢ 介电常数εr——电介质的极化
➢ 电导率γ（或电阻率ρ）——电导 ➢ 介质损耗角正切tgδ——损耗 ➢ 击穿场强E ——抗电性能
.
6
§1.1 电介质的极化
一．极化的定义与作用：
1．极化：电介质在电场作用下发生的束缚电荷的 弹性位移和极性分子的趋向位移的现象，叫极化。 2．作用：削弱外电场。
电子崩（α）过程
阴极表面二次发射 (γ过程）
正离子
图 2-1 低气压、短气隙情况下气体的放电过程
Ae T
=f(T) 或 R= f(T)
T
R
在测量电介质的电导或绝缘电阻时，必须
注意温度。
.
18
§1.3 电介质的损耗
一. 电介质损耗的基本概念 1. 在电场的作用下，电介质由于电导引起的损耗和有 损极化（如偶极子极化、夹层极化等）引起的损耗， 总称为电介质的损耗。 2. 等值电路： (1) 细化等效电路（从物理概念出发） R lk ——泄漏电阻，代表电导损耗。 C g ——介质真空和无损耗极化所形成的电容，代表 介质的无损极化。 R p ——有损耗极化形成的等效电阻. 代表各种 C p ——有损耗极化形成的等效电容. 有损极化
.
37
§2.2 气隙的击穿特性
静态击穿电压U。——长时间作 用在间隙上能使间隙击穿的最低 电压。 击穿时间tb——从开始加压的瞬 时起到气隙完全击穿为止总的时 间称为击穿时间。
tbt0ts tf
.
38
(1)升压时间t0——电压从零升到静态击穿电压U0所需的 时间。
(2)统计时延ts——从电压达到U0的瞬时起到气隙中形成 第一个有效电子为止的时间。
介质在电气设备中是作为绝缘材料使用的。
电介质的电气特性分别用以下几个参数来 表示：即
➢ 介电常数εr——电介质的极化
➢ 电导率γ（或电阻率ρ）——电导 ➢ 介质损耗角正切tgδ——损耗 ➢ 击穿场强E ——抗电性能
.
6
§1.1 电介质的极化
一．极化的定义与作用：
1．极化：电介质在电场作用下发生的束缚电荷的 弹性位移和极性分子的趋向位移的现象，叫极化。 2．作用：削弱外电场。
电子崩（α）过程
阴极表面二次发射 (γ过程）
正离子
图 2-1 低气压、短气隙情况下气体的放电过程
高电压技术第一章课件.ppt
• 这些电离强度和发 展速度远大于初始
电子崩的二次电子
崩不断汇入初崩通
道的过程称为流注。
流注条件
• 流注的特点是电离强度很大和传播速度很快， 出现流注后，放电便获得独立继续发展的能 力，而不再依赖外界电离因子的作用，可见 这时出现流注的条件也就是自持放电的条件。
• 流注时初崩头部的空间电荷必须达到某一个临界 值。对均匀电场来说，自持放电条件为：
n
n0
e
dx
0
n n0ed
• 途中新增加的电子数或正离子数应为：
n na n0 n0 (ed 1)
• 将等号两侧乘以电子的电荷qe ，即得 电流关系式：：
I I0ed I0 n0qe
一旦除去外界电离因子?
(三)自持放电与非自持放电
在I-U曲线的BC段 一旦去除外电离因素，
气隙中电流将消失。 外施电压小于U0时 的放电是 非自持放 电。
• 复合可能发生在电子和正离子之间，称 为电子复合，其结果是产生一个中性分 子；
• 复合也可能发生在正离子和负离子之间， 称为离子复合，其结果是产生两个中性 分子。
气体放电的基本理论
• 汤逊理论 • 流注理论 • 巴申定律
一 汤逊气体放电理论
1. 电子崩
• 电子崩的形成过程 • 碰撞电离和电子崩引起的电流 • 碰撞电离系数
一、带电粒子在气体中的运动
（一）自由行程长度
气体中存在电场时， 粒子进行 热运动和 沿电场定向运动
• 各种粒子在气体中运动时 不断地互相碰撞，任一粒 子在1cm的行程中所遭遇 的碰撞次数与气体分子的 半径和密度有关。
• 单位行程中的碰撞次数Z 的倒数λ
–即为该粒子的平均自由行 程长度。
二、带电粒子的产生
电子崩的二次电子
崩不断汇入初崩通
道的过程称为流注。
流注条件
• 流注的特点是电离强度很大和传播速度很快， 出现流注后，放电便获得独立继续发展的能 力，而不再依赖外界电离因子的作用，可见 这时出现流注的条件也就是自持放电的条件。
• 流注时初崩头部的空间电荷必须达到某一个临界 值。对均匀电场来说，自持放电条件为：
n
n0
e
dx
0
n n0ed
• 途中新增加的电子数或正离子数应为：
n na n0 n0 (ed 1)
• 将等号两侧乘以电子的电荷qe ，即得 电流关系式：：
I I0ed I0 n0qe
一旦除去外界电离因子?
(三)自持放电与非自持放电
在I-U曲线的BC段 一旦去除外电离因素，
气隙中电流将消失。 外施电压小于U0时 的放电是 非自持放 电。
• 复合可能发生在电子和正离子之间，称 为电子复合，其结果是产生一个中性分 子；
• 复合也可能发生在正离子和负离子之间， 称为离子复合，其结果是产生两个中性 分子。
气体放电的基本理论
• 汤逊理论 • 流注理论 • 巴申定律
一 汤逊气体放电理论
1. 电子崩
• 电子崩的形成过程 • 碰撞电离和电子崩引起的电流 • 碰撞电离系数
一、带电粒子在气体中的运动
（一）自由行程长度
气体中存在电场时， 粒子进行 热运动和 沿电场定向运动
• 各种粒子在气体中运动时 不断地互相碰撞，任一粒 子在1cm的行程中所遭遇 的碰撞次数与气体分子的 半径和密度有关。
• 单位行程中的碰撞次数Z 的倒数λ
–即为该粒子的平均自由行 程长度。
二、带电粒子的产生
1-1高电压技术-PPT课件
光子来源
（3）碰撞电离(collision ionization )
1 2 （ mv ）与质点电荷量(e)、电场强度（ E ）以 2 及碰撞前的行程( x )有关．即
电子或离子在电场作用下加速所获得的动能
1 2 mv eEx 2
(1-3)
高速运动的质点与中性的原子或分子碰 撞时，如原子或分子获得的能量等于或大于 其电离能，则会发生电离。 因此，电离条件为
返回
1.1.2 带电质点的消失
带电质点的消失可能有以下几种情况：
带电质点受电场力的作用流入电极
；
带电质点因扩散而逸出气体放电空间； 带电质点的复合。
带电质点的复合(recombination)
复合：当气体中带异号电荷的粒子相遇时，有可 能发生电荷的传递与中和，这种现象称为复合。 复合可能发生在电子和正离子之间，称为电子 复合，其结果是产生一个中性分子； 复合也可能发生在正离子和负离子之间，称为 离子复合，其结果是产生两个中性分子。
不同金属的逸出功不同，如表1-2所示：
电子从电极表面逸出所需的能量可通过下述途
径获得 ：
（1）正离子撞击阴极 （2）光电子发射 （3）强场发射 （4）热电子发射
3、气体中负离子的形成
附着：电子与气体分子碰撞时，不但有可
能引起碰撞电离而产生出正离子和新电子，也
可能发生电子附着过程而形成负离子。 负离子的形成并未使气体中带电粒子的数 目改变，但却能使自由电子数减少，因而对气 体放电的发展起抑制作用。
为此引入系数。 阴极表面电离，统称为 过程。
设外界光电离因素在阴极表面产生了一个自由电
子，此电子到达阳极表面时由于 过程，电子总数
增至 e d 个。因在对 系数进行讨论时已假设每次电
高电压技术PPT
第1部分 高电压绝缘及其试验 第1章 电介质在强电场下的特性
• 1.1 概述 • 本章讨论电介质在强电场下的特性，其中 主要是气体电介质的放电特性。气体，特 别是空气，是电力系统中最常见的用作绝 缘的介质。架空输电线路以及电气设备的
• • • • •
外部绝缘就是利用大气中的空气作为绝 缘的。 中性的气体分子是不导电的，因此各种气 体在正常情况下是良好的绝缘体。 上面所说的“破坏性放电”或“击穿”也 适用于液体或固体介质。 1.2 气体中带电粒子的产生和消失 电离有下列各种方式： 1)碰撞电离
绪 论
• 高电压技术作为电工技术中的一个独立学 科，是随着大功率远距离输电的发展而发 展的。 • 电气设备的绝缘在运行中可能受到下述各 类电压的作用： • a) 正常运行条件下的工频电压，这是设备 在运行中长期作用在其绝缘上的电压。
• • • •
b)暂时过电压 c)操作过电压 d)雷电过电压 高电压技术作为电工技术的一个分支，它 与电工及物理的基础理论，例如电介质理 论、电磁场理论、电路中的瞬变现象(过渡 过程)等等，有着密切的联系。
图1.16 棒-板空气间隙 的正极性操作冲击击穿 电压和波前时间的关系
击穿电压之间，一般可以引入某个操作冲 击系数把操作过电压折算成等效工频电压 来考虑。 • 为了模拟操作过电压需要规定一定的标准 波形。一种是和雷电冲击波类似的非周期 性指数衰减波，只是波前时间 T1和半峰值 时间T2长得多。
• 1.10 大 气 条 件 对 空 气 间 隙 击 穿 电 压 的 影响 • 空气间隙的击穿电压及绝缘子的闪络电压 和气压、温度、湿度等大气条件有关。在 不同大气条件下的击穿电压必须换算到一 定的参考大气条件下，才能进行比较。
• • • • • • • •
- 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)。
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。
20世纪60年代开始出现由环氧树脂玻璃纤维芯棒和硅橡胶伞盘、护 套组成的线路复合绝缘子。进入90年代，复合绝缘子的设计、材料 配方和制造工艺已趋成熟，使用量也日益增加。
复合绝缘子不仅有线路悬式、耐张、横担等，还发展到支柱、穿墙 套管、电器外套、绝缘拉杆等。
突出优点：与瓷质或玻璃绝缘子相比，耐污闪、湿闪性能优异；运 行维护费用低。
套管是一种典型的电场具有强垂直介质表面分量的绝缘结构，表面 电压分布很不均匀，在中间法兰边缘处电场十分集中，很容易从此 处开始电晕及滑闪放电。
纯瓷套管以电瓷为绝缘，结构简单、维护方便，目前广泛用作35kV 及以下的穿墙套管和10kV及以下的电器套管（如变压器、断路器等）
瓷套管
按结构分
高 压
单一绝缘套
缺点：老化或损坏。特别的，鸟类或鼠类咬伤伞裙护套、绝缘子表 面有微生物或菌类生长。
关于防雷保护
几个概念
雷害：指由雷云放电引起的自然界普遍存在的一种自然灾害。它可 以引发森林火灾、使石油库或炸药库等易燃易爆设施起火、使建筑 物及其内部的各种现代设施（主要是各种弱点和微电子设备）受到 损坏。
雷电过电压：是由雷云放电引起的电力系统供电线路以及发、变电 站的电气设备上出现远高于其正常工作电压的电压升高，亦称为大 气过电压。它不仅会危害供电线路以及各种电气设备，还会导致大 面积停电，引起重大经济损失。雷电过电压事故在电力系统事故中 占有很大的比例。
气体放电形式
一次分别为闪电（大气火花放电）、电晕放 电和电弧放电。
两种击穿电压
均匀电场中的击穿电压 标准的试验环境，即温度t0=20℃， 压力p0=0.1013MPa，绝对湿度h0=11g/m3，均匀电场（电极间隙>1cm） 中空气的介电强度大致等于：30kV/cm。 极不均匀电场中的击穿电压 空气的介电强度则远小于30kV/cm，如工频电压下，棒-棒间隙平均击穿 场强约为5.36kV/cm
高电压与绝缘技术
张召亮
2011.5
国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司
基本概念
电压：是指电路中两点A、B之间的电位差。 方向：规定为从高电位指向低电位的方向。 单位：国际单位制为伏特(V)，常用的单位还有毫伏(mV)、 微伏(μV)、千伏(kV)等。 分类：直流电压和交流电压。通常没有特别说明，交流电 压指正弦交流电压。 输电电压等级： 高压（HV）：10～220KV 超高压（EHV）：330～750KV
试验变压器套管；60kV及以下电器用 组合电器用
110kV及以上的穿墙套管或电器用套管
线路绝缘子
线路绝缘子是输配电线路固定导线用的绝缘部件，也用在户外配电 装置中。
线路绝缘子按结构不同可分为：针式绝缘子、悬式绝缘子和瓷横担。
针式绝缘子
广泛应用于6~10kV配电线路。它的瓷件和 针式支柱绝缘子基本相同，不同的是顶部有
沿面放电
在绝缘子和空气的分界面上发生的放电现象，称为沿面放电。 实际中的几种放电 1、干闪络电压（户内绝缘子） 2、湿闪络电压（户外绝缘子） 3、污秽闪络电压（户外绝缘子） 4、击穿电压
沿面闪络
沿面闪络的几种形式
绝缘子
按照绝缘和固定连接形式的不同，可将高压绝缘子分为三类。 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：用作导电体穿过电器外壳、接地隔板或墙壁的绝缘部件。
悬式绝缘子串片数
标称电压（kV） 10
35
66
110 220Biblioteka 330绝缘子片数1
3
5
7
13
17~19
注：绝缘子型式，一般为XP型；适用于0级污秽；耐张串在此基础上多1~2片。
500 25~28
瓷横担绝缘子
瓷横担绝缘子是棒形的瓷件，安装在电杆上 支承导线，它既起了输电线路对地绝缘的作
复合绝缘子
基本概念
电流：指单位时间内通过导体横截面的电荷量。 方向：物理上规定电流的方向，是正电荷定向移动的方向。 单位：安培（A）。 分类：电流分直流和交流两种，电流的方向不随时间的变化的叫做直 流，电流的大小和方向随时间变化的叫交流。
基本概念
绝缘：是指使用不导电的物质将电位不等的导体分隔开来，从而保持 不同的电位。 绝缘分类：绝缘通常可分为气体绝缘、液体绝缘和固体绝缘三类。在 实际中，研究最多的是气体绝缘，使用最多的且最为可靠的是固体绝缘。 绝缘要解决的问题主要是如何选择合适的绝缘距离以及如何提高绝缘 体的耐压。
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。
20世纪60年代开始出现由环氧树脂玻璃纤维芯棒和硅橡胶伞盘、护 套组成的线路复合绝缘子。进入90年代，复合绝缘子的设计、材料 配方和制造工艺已趋成熟，使用量也日益增加。
复合绝缘子不仅有线路悬式、耐张、横担等，还发展到支柱、穿墙 套管、电器外套、绝缘拉杆等。
突出优点：与瓷质或玻璃绝缘子相比，耐污闪、湿闪性能优异；运 行维护费用低。
套管是一种典型的电场具有强垂直介质表面分量的绝缘结构，表面 电压分布很不均匀，在中间法兰边缘处电场十分集中，很容易从此 处开始电晕及滑闪放电。
纯瓷套管以电瓷为绝缘，结构简单、维护方便，目前广泛用作35kV 及以下的穿墙套管和10kV及以下的电器套管（如变压器、断路器等）
瓷套管
按结构分
高 压
单一绝缘套
缺点：老化或损坏。特别的，鸟类或鼠类咬伤伞裙护套、绝缘子表 面有微生物或菌类生长。
关于防雷保护
几个概念
雷害：指由雷云放电引起的自然界普遍存在的一种自然灾害。它可 以引发森林火灾、使石油库或炸药库等易燃易爆设施起火、使建筑 物及其内部的各种现代设施（主要是各种弱点和微电子设备）受到 损坏。
雷电过电压：是由雷云放电引起的电力系统供电线路以及发、变电 站的电气设备上出现远高于其正常工作电压的电压升高，亦称为大 气过电压。它不仅会危害供电线路以及各种电气设备，还会导致大 面积停电，引起重大经济损失。雷电过电压事故在电力系统事故中 占有很大的比例。
气体放电形式
一次分别为闪电（大气火花放电）、电晕放 电和电弧放电。
两种击穿电压
均匀电场中的击穿电压 标准的试验环境，即温度t0=20℃， 压力p0=0.1013MPa，绝对湿度h0=11g/m3，均匀电场（电极间隙>1cm） 中空气的介电强度大致等于：30kV/cm。 极不均匀电场中的击穿电压 空气的介电强度则远小于30kV/cm，如工频电压下，棒-棒间隙平均击穿 场强约为5.36kV/cm
高电压与绝缘技术
张召亮
2011.5
国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司
基本概念
电压：是指电路中两点A、B之间的电位差。 方向：规定为从高电位指向低电位的方向。 单位：国际单位制为伏特(V)，常用的单位还有毫伏(mV)、 微伏(μV)、千伏(kV)等。 分类：直流电压和交流电压。通常没有特别说明，交流电 压指正弦交流电压。 输电电压等级： 高压（HV）：10～220KV 超高压（EHV）：330～750KV
试验变压器套管；60kV及以下电器用 组合电器用
110kV及以上的穿墙套管或电器用套管
线路绝缘子
线路绝缘子是输配电线路固定导线用的绝缘部件，也用在户外配电 装置中。
线路绝缘子按结构不同可分为：针式绝缘子、悬式绝缘子和瓷横担。
针式绝缘子
广泛应用于6~10kV配电线路。它的瓷件和 针式支柱绝缘子基本相同，不同的是顶部有
沿面放电
在绝缘子和空气的分界面上发生的放电现象，称为沿面放电。 实际中的几种放电 1、干闪络电压（户内绝缘子） 2、湿闪络电压（户外绝缘子） 3、污秽闪络电压（户外绝缘子） 4、击穿电压
沿面闪络
沿面闪络的几种形式
绝缘子
按照绝缘和固定连接形式的不同，可将高压绝缘子分为三类。 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：用作导电体穿过电器外壳、接地隔板或墙壁的绝缘部件。
悬式绝缘子串片数
标称电压（kV） 10
35
66
110 220Biblioteka 330绝缘子片数1
3
5
7
13
17~19
注：绝缘子型式，一般为XP型；适用于0级污秽；耐张串在此基础上多1~2片。
500 25~28
瓷横担绝缘子
瓷横担绝缘子是棒形的瓷件，安装在电杆上 支承导线，它既起了输电线路对地绝缘的作
复合绝缘子
基本概念
电流：指单位时间内通过导体横截面的电荷量。 方向：物理上规定电流的方向，是正电荷定向移动的方向。 单位：安培（A）。 分类：电流分直流和交流两种，电流的方向不随时间的变化的叫做直 流，电流的大小和方向随时间变化的叫交流。
基本概念
绝缘：是指使用不导电的物质将电位不等的导体分隔开来，从而保持 不同的电位。 绝缘分类：绝缘通常可分为气体绝缘、液体绝缘和固体绝缘三类。在 实际中，研究最多的是气体绝缘，使用最多的且最为可靠的是固体绝缘。 绝缘要解决的问题主要是如何选择合适的绝缘距离以及如何提高绝缘 体的耐压。