高电压工程的进展及新技术应用培训课件(ppt 41张)
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高电压工程的进展及新技术应用全解
tg ε,γE ,,, ,, ,, bEb
3.高电压技术的特点: 实践性强
Peek解决输电线路电晕问题完全采用实验研 究方法 计算线路电晕起始场强和电晕损耗的著名的 Peek公式是经验公式，迄今仍被电力设计部 门采用 迄今高压电气设备的绝缘设计最终仍要靠实 验方法确定
4. 历史上关于高电压技术人才需求的讨论
高电压工程的进展及 新技术应用
河南理工大学 孙岩洲 2005年10月
一. 前言 二. 提高输电电压等级的必要性 三. 我国电力工业及高压输电发展的前景 四. 高电压技术在多领域中的新应用
电气工程学科是工程类的大基础学科，是工科院校较为古 老的学科，也是当今世界各种高新技术的母学科：(至今国 外很多大学的以下学科仍和在电气学科相互联系）
2.全球交流输电电压等级发展的情况
3. 国外750kV输电的发展情况
4. 国外在特高压输电方面的研究
1985年苏联建成1150kV线路,有5年运行经验。苏联解 体后, 输电容量大幅减少, 目前降压为500kV运行。
日本在20世纪90年代建成三条距离不长的1000kV线 路(不超过240km), 主要目的是可压缩线路走廊以节省 土地资源, 因与之配套的大型核电机组推迟投产,目前 降压为500kV运行, 计划2015年前后升压至1000kV。 美国在20世纪70年代建成两条试验线段: 一为1500kV; 另一为1200kV. 由于其后国情变化,暂不发展远距离输 电而终止研究.
5. 我国输电电压等级发展滞后
220kV线路于1943年投运 330kV线路于1974年投运 500kV线路于1981年投运
三峡水电站装机18.2GW(1820万kW), 输电电压: AC500kV; DC±500kV 巴西伊泰普水电站12.6GW(已经运行20余年), 输电电 压: AC765kV; DC±600kV
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。
高电压试验新技术课件
引起闪络的最大雷电流（kA） 雷击跳闸率－－每100km线路每年因雷击引起的 线路跳闸次数
高电压试验新技术课件
雷击导线－－绕击时的过电压
绕击率：平原线路
山区线路
gPa a h 3.9
gPaa h 3.35
86
86
Pa－－绕击率；a－－保护角；h－－杆塔高度
绕击过电压：UA≈100I
绕击耐雷水平UA ≤U50％
波前时间为1000--5000µs
高电压试验新技术课件
串级高压工频试验变压器
高电压试验新技术课件
高压串联谐振试验设备
▪ 对于具有大静电电容 量的试品，如电缆、 SF6管道、电容器、大 容量发电机等，作工 频耐压试验时，需采 用串联谐振装置。
▪ 优点：大大减少试验 设备容量
高电压试验新技术课件
变频串联谐振试验装置
高电压试验新技术课件
雷电对电力系统的危害
▪ 雷电是影响输电线路可靠性的首要因素 CIGRE: 12个国家275-500kV总长为32700km 输电线路连续三年的运行结果，雷害事故占总事 故60% 我国: 超高压线路雷击事故占线路总跳闸事故4070% 2008年南方电网110kV及以上输电线路共计跳闸 2599次，其中雷击跳闸1588次，占总跳闸数的 61.1%。雷电跳闸率达1.007次/百公里·年。 在500kV线路中，雷击更是线路跳闸的决定性因素
高电压试验新技术课件
工频试验变压器
高电压试验新技术课件
工频交流试验变压器
高电压试验新技术课件
工频试验变压器
高电压试验新技术课件
工频高电压试验的基本线路
高电压试验新技术课件
工频试验变压器的主要作用
▪ 1. 产生工频试验电压 ▪ 2. 作为直流高压和冲击高压设备的电源变
高电压试验新技术课件
雷击导线－－绕击时的过电压
绕击率：平原线路
山区线路
gPa a h 3.9
gPaa h 3.35
86
86
Pa－－绕击率；a－－保护角；h－－杆塔高度
绕击过电压：UA≈100I
绕击耐雷水平UA ≤U50％
波前时间为1000--5000µs
高电压试验新技术课件
串级高压工频试验变压器
高电压试验新技术课件
高压串联谐振试验设备
▪ 对于具有大静电电容 量的试品，如电缆、 SF6管道、电容器、大 容量发电机等，作工 频耐压试验时，需采 用串联谐振装置。
▪ 优点：大大减少试验 设备容量
高电压试验新技术课件
变频串联谐振试验装置
高电压试验新技术课件
雷电对电力系统的危害
▪ 雷电是影响输电线路可靠性的首要因素 CIGRE: 12个国家275-500kV总长为32700km 输电线路连续三年的运行结果，雷害事故占总事 故60% 我国: 超高压线路雷击事故占线路总跳闸事故4070% 2008年南方电网110kV及以上输电线路共计跳闸 2599次，其中雷击跳闸1588次，占总跳闸数的 61.1%。雷电跳闸率达1.007次/百公里·年。 在500kV线路中，雷击更是线路跳闸的决定性因素
高电压试验新技术课件
工频试验变压器
高电压试验新技术课件
工频交流试验变压器
高电压试验新技术课件
工频试验变压器
高电压试验新技术课件
工频高电压试验的基本线路
高电压试验新技术课件
工频试验变压器的主要作用
▪ 1. 产生工频试验电压 ▪ 2. 作为直流高压和冲击高压设备的电源变
高电压技术课件优秀PPT完整PPT
Z
arctg XS Z
cos K02 cos('l )
电源容量越小，过电压越大，因此在计算工频过电压时， 应计及系统可能出现的最小运行方式，即XS 可能的最大值。
Ø 不对称短路引起的工频电压升高（A相短路为例）
UB
(a2
1)Z0 Z0
(a2 a)Z2 Z1 Z2
EA
UC
(a 1)Z0 (a2 a)Z2 Z0 Z1 Z2
Xs U1
1
l
•
U2
2
若线路末端开路，即：I2 0
可得线路首末端电压关系为
U 2U 1/cosl
Z：线路波阻抗，约300
相位系数 L0C0
0.060/km
1 4 波长谐振：线路末端电压将趋于无穷大
'l 2 l2w15k0m 0
f3160/5 060k0m 0
电源的容量的影响: 1、无限大容量（Xs=0） 2、有限大容量（Xs>0）加剧电容效应
中性点经消弧线圈接地的35 ~ 60kV系统：在过补偿状态运行时，X0 为很大的正值，单相接地时健全相电压接近线电压。
中性点经消弧线圈接地的35 ~ 60kV系统：在过补偿状态运行时，X0 为很大的正值，单相接地时健全相电压接近线电压。
12.
线性谐振条件是等值回路中的自振频率等于或接近电源频率。
采用良导体地线降低输电线路的零序阻抗
Ø 操作过电压与工频电压升高是同时发生的，因此工频电 压的升高直接影响操作过电压的幅值。
Ø 工频电压升高持续时间长，对设备绝缘及其运行性能有 重大影响。例如，可导致油纸绝缘内部游离，污秽绝缘子的 闪络、铁芯的过热、电晕等。
12.1.2 工频电压升高的原因
Ø 空载长线的电容效应
arctg XS Z
cos K02 cos('l )
电源容量越小，过电压越大，因此在计算工频过电压时， 应计及系统可能出现的最小运行方式，即XS 可能的最大值。
Ø 不对称短路引起的工频电压升高（A相短路为例）
UB
(a2
1)Z0 Z0
(a2 a)Z2 Z1 Z2
EA
UC
(a 1)Z0 (a2 a)Z2 Z0 Z1 Z2
Xs U1
1
l
•
U2
2
若线路末端开路，即：I2 0
可得线路首末端电压关系为
U 2U 1/cosl
Z：线路波阻抗，约300
相位系数 L0C0
0.060/km
1 4 波长谐振：线路末端电压将趋于无穷大
'l 2 l2w15k0m 0
f3160/5 060k0m 0
电源的容量的影响: 1、无限大容量（Xs=0） 2、有限大容量（Xs>0）加剧电容效应
中性点经消弧线圈接地的35 ~ 60kV系统：在过补偿状态运行时，X0 为很大的正值，单相接地时健全相电压接近线电压。
中性点经消弧线圈接地的35 ~ 60kV系统：在过补偿状态运行时，X0 为很大的正值，单相接地时健全相电压接近线电压。
12.
线性谐振条件是等值回路中的自振频率等于或接近电源频率。
采用良导体地线降低输电线路的零序阻抗
Ø 操作过电压与工频电压升高是同时发生的，因此工频电 压的升高直接影响操作过电压的幅值。
Ø 工频电压升高持续时间长，对设备绝缘及其运行性能有 重大影响。例如，可导致油纸绝缘内部游离，污秽绝缘子的 闪络、铁芯的过热、电晕等。
12.1.2 工频电压升高的原因
Ø 空载长线的电容效应
高电压工程的进展及新技术应用培训
智能电网技术
智能电网技术是指将信息技术、通信技 术、传感器技术和控制技术等与电网基 础设施相结合，构建一个具备自动化、
智能化、互动化特征的电网。
智能电网技术可以提高电网的可靠性、 安全性和经济性，优化资源配置，降低 能源消耗和排放，是未来电网发展的方
向。
我国在智能电网技术方面已经取得了一 定的进展，开展了多个智能电网试点工 程，为我国的能源转型和绿色发展提供
01
高电压工程概述
高电压工程的定义与特点
总结词
高电压工程是一门研究高电压、强电流条件下电力系统的运行、设计、试验和 应用技术的综合性学科。
详细描述
高电压工程主要关注高电压、强电流条件下电力系统的运行特性、绝缘性能、 过电压保护、接地技术等方面，涉及的知识领域广泛，需要综合运用物理学、 数学、材料科学等多个学科的知识。
GIS设备的安全操作规程。培训内容涉及GIS设备的操作规范、安全注意事项和应急处理 等方面的知识，提高操作人员的安全意识。
安全防护二
光纤电流传感器的电磁兼容性。培训内容涉及光纤电流传感器在高压输电线路中的电磁兼 容性分析、防护措施和测试方法等方面的知识，确保设备的安全稳定运行。
安全防护三
高温超导材料的环境适应性。培训内容涵盖高温超导材料在不同环境下的适应性分析、防 护措施和监测方法等方面的知识，提高材料的安全可靠性。
总结词
新型高压开关设备采用了先进的绝缘技 术和开断技术，减小了设备体积并提高 了可靠性。
VS
详细描述
新型高压开关设备在高电压工程中具有广 泛的应用，如输电线路的开断、变压器的 投切等。与传统开关设备相比，新型高压 开关设备采用了先进的绝缘技术和开断技 术，减小了设备体积并提高了可靠性。这 使得它们在高电压工程中更易于安装和维 护。
高电压技术(全套课件)
◆电子崩的形成（BC段电流剧增原因）
图1-5 均匀电场中的电子崩计算
电子碰撞电离系数α：代表一个电子沿电场方 向运动1cm的行程中所完成的碰撞电离次数 平均值。
dn ndx
dn dx
n
x
n n0e0 dx
n n0e x
n n0ed
n n n0 n0 (ed 1)
◆影响碰撞电离的因素
● 除了电力工业、电工制造业外，高电压技术 目前还广泛应用于大功率脉冲技术、激光 技术、核物理、等离子体物理、生态与环 境保护、生物学、医学、高压静电工业应 用等领域。
第一篇 电介质的电气强度
第一章 气体放电的基本物理过程
第一节 带电粒子的产生和消失 第二节电子崩 第三节 自持放电条件 第四节 起始电压与气压的关系 第五节 气体放电的流注理论 第六节 不均匀电场中的放电过程 第七节 放电时间和冲击电压下的气隙击穿 第八节 沿面放电和污闪事故
《高电压技术》
绪论
● 高电压技术主要研讨高电压(强电场)下的各种电气物理问题。 ● 高电压技术的发展始终与大功率远距离输电的需求密切相关。 ● 对于电力类专业的学生来说，学习本课程的主要目的是学会正确处理电力系统中过电压与绝 缘这一对矛盾。 ● 为了说明电力系统与高电压技术的密切关系， 以高压架空输电线路的设计为例，在图 0-1中 列出了种种与高电压技术直接相关的工程问题。
在大气压和常温下,电子在空气中的平均自由行程长度的数 量级为10-5cm 。
◆ 带电粒子的运动
● 带电粒子的迁移率：该粒子在单位场强（1V/m) 下沿电场方向的漂移速度。
k v E
电子的迁移率远大于离子的迁移率
● 扩散：在热运动的过程中，粒子会从浓度较大的 区域向浓度较小的区域运动，从而使其浓度分布均 匀化的物理过程。
《高电压试验新技术》课件
பைடு நூலகம்
该公司采用了基于GIS技术的绝缘子串电位 测量方法，对输电线路的绝缘状况进行了 检测。
结果分析
经验总结
通过高电压试验，该公司及时发现了多处 绝缘子污秽和劣化现象，采取了相应的维 护措施。
该案例表明，高电压试验新技术在输电线 路检测中具有重要作用，能够提高线路运 行的可靠性和安全性。
04
高电压试验新技术面临的挑战与解决方案
高电压试验新技术的发展历程
随着科技的不断进步，高电压试验技术也在不断发 展。
早期的高电压试验主要依靠手动操作和简单的测试 设备，测试精度和效率较低。
现代的高电压试验技术已经实现了自动化、智能化 ，例如计算机控制、数据采集和处理、远程监控等 技术的应用，大大提高了测试的精度和效率。
02
高电压试验新技术的种类
脉冲电流法
总结词
通过测量脉冲电流的特性来评估绝缘性能。
详细描述
脉冲电流法是一种高电压试验新技术，通过向试品施加高压脉冲，测量通过试品的脉冲电流，分析其波形、幅值 、频率等特性，评估试品的绝缘性能。该方法具有较高的测试精度和可靠性，尤其适用于高压电气设备的局部放 电检测和绝缘性能评估。
介质损耗测量法
总结词
通过测量介质损耗因数来评估绝缘性能。
详细描述
介质损耗测量法是一种常用的高电压试验技术，通过向试品施加交流电压，测量试品中电介质损耗的 功率，计算出介质损耗因数。该方法能够有效地检测出绝缘材料中的缺陷和老化现象，对于评估高压 电气设备的绝缘性能具有重要意义。
局部放电检测法
总结词
通过检测局部放电的信号来评估绝缘性能。
经验总结
该案例表明，高电压试验新技 术在电力行业具有广泛的应用 前景，能够提高设备检测的准 确性和效率。
该公司采用了基于GIS技术的绝缘子串电位 测量方法，对输电线路的绝缘状况进行了 检测。
结果分析
经验总结
通过高电压试验，该公司及时发现了多处 绝缘子污秽和劣化现象，采取了相应的维 护措施。
该案例表明，高电压试验新技术在输电线 路检测中具有重要作用，能够提高线路运 行的可靠性和安全性。
04
高电压试验新技术面临的挑战与解决方案
高电压试验新技术的发展历程
随着科技的不断进步，高电压试验技术也在不断发 展。
早期的高电压试验主要依靠手动操作和简单的测试 设备，测试精度和效率较低。
现代的高电压试验技术已经实现了自动化、智能化 ，例如计算机控制、数据采集和处理、远程监控等 技术的应用，大大提高了测试的精度和效率。
02
高电压试验新技术的种类
脉冲电流法
总结词
通过测量脉冲电流的特性来评估绝缘性能。
详细描述
脉冲电流法是一种高电压试验新技术，通过向试品施加高压脉冲，测量通过试品的脉冲电流，分析其波形、幅值 、频率等特性，评估试品的绝缘性能。该方法具有较高的测试精度和可靠性，尤其适用于高压电气设备的局部放 电检测和绝缘性能评估。
介质损耗测量法
总结词
通过测量介质损耗因数来评估绝缘性能。
详细描述
介质损耗测量法是一种常用的高电压试验技术，通过向试品施加交流电压，测量试品中电介质损耗的 功率，计算出介质损耗因数。该方法能够有效地检测出绝缘材料中的缺陷和老化现象，对于评估高压 电气设备的绝缘性能具有重要意义。
局部放电检测法
总结词
通过检测局部放电的信号来评估绝缘性能。
经验总结
该案例表明，高电压试验新技 术在电力行业具有广泛的应用 前景，能够提高设备检测的准 确性和效率。
高电压技术(全套课件)
三. 教学基本要求
本课程的教学环节包括课堂讲授，学生自学，实 验，习题，答疑和考试。通过上述基本教学步骤，使 学生获得各种电介质的绝缘特性和提高抗电强度方法 的知识；了解高电压试验设备原理、试验方法；掌握 波过程的基本理论，具有分析计算供电系统中大气过 电压、操作过电压的能力，学会限制各种过电压的措 施，理解供电系统中绝缘配合的原则。
目前世界上已基本形成两个主要的超高压－特高
压电压等级系列(交流)： 330(345)－750(765)－1500kV 500－1000(1100)kV
交流750kV系统： 2005年9月26日，西北750kV青海官亭 至甘肃兰州东输变电示范工程正式投入运行，线路全长 141km。
交流1000kV系统：陕北煤电基地－山西晋东南煤电基地 －南阳－荆门－武汉的单回1000kV交输变电示范工程在 2009年建成。
高电压技术专业
研究高电压/高电场下的现象与应用 高电压技术与电力系统有密切关系
高电压的早期发展与电能的传输是密切相关的; 目前高电压技术与现代电力系统的发展仍是息息相关的. 高电压技术与若干非电力系统有密切关系 高电压技术早已超出了电力和电工部门而在很多领域得到 应用: 脉冲功率技术,静电技术,放电等离子体,液体中放电的应用 等. 包括三门专业课: 高电压绝缘, 高电压试验技术, 过电压 及其防护
苏联： 1952年－330kV线路；1956年－400kV 1964年－建成完善的500kV输电系统(源自 400kV) 1967年－750kV； 1985年－1150kV；
中国的输电线路
早期输电线路的电压视具体工程决定，电压等级 繁多、混乱。 1908年－22kV（石龙坝水电站－昆明）； 1921年－33kV（石景山电厂－北京城） ； 1933年－44kV（抚顺电厂出线）； 1934年－66kV（延边－老头沟） 1935年－154kV（抚顺电厂－鞍钢）； 1943年－110kV（镜泊湖水电厂－延边） ；
《高电压工程》课件
详细描述
在高压输电线路的设计与建设中，需要考虑线路路径选择，尽量避开不良地质、水文和 气象条件等因素，以确保线路的安全稳定运行。同时，还需要进行气象条件评估，确定 线路的最大风速、覆冰厚度等参数，以选择合适的导线与杆塔。此外，还需要考虑线路
的电气性能和机械性能，以满足输电要求和提高线路的可靠性。
高压电机与变压器的设计与制造
《高电压工程》PPT 课件
目 录
• 高电压工程概述 • 高电压的产生与传输 • 高电压的绝缘与防护 • 高电压的测量与试验技术 • 高电压工程的应用实例
01
高电压工程概述
高电压的定义与特点
要点一
总结词
高电压是指电压等级较高的电能，通常在30kV及以上的电 压。它具有较高的能量密度、较低的电场强度和较小的电 流密度等特点。
耐压试验
对电气设备施加高于其额定电 压一定倍数的电压，检验其绝 缘性能。
局部放电试验
检测电气设备在长期工作电压 下是否存在局部放电现象，评 估其绝缘性能。
介质损耗试验
通过测量绝缘材料的介质损耗 因数，评估其绝缘性能。
高电压试验的安全防护措施
01
试验前进行安全检查， 确保试验设备、仪器和 场地符合安全要求。
高电压传输需要采取特殊的绝 缘措施，以防止电击和设备损 坏。
高电压传输的效率受到传输距 离和负载阻抗的影响，需要采 取相应的措施进行优化。
高电压传输的设备与设施
高电压传输需要使用变压器、电 容器、避雷器等设备进行电压变
换和保护。
高电压传输线路需要采用特殊的 绝缘材料和结构，以确保安全可
靠。
高电压传输设施需要采取严格的 维护和管理措施，确保设备正常
间接测量法：通过测量与高电压相关 的参数，如电流、电容、电感等，再 换算得到高电压值。
在高压输电线路的设计与建设中，需要考虑线路路径选择，尽量避开不良地质、水文和 气象条件等因素，以确保线路的安全稳定运行。同时，还需要进行气象条件评估，确定 线路的最大风速、覆冰厚度等参数，以选择合适的导线与杆塔。此外，还需要考虑线路
的电气性能和机械性能，以满足输电要求和提高线路的可靠性。
高压电机与变压器的设计与制造
《高电压工程》PPT 课件
目 录
• 高电压工程概述 • 高电压的产生与传输 • 高电压的绝缘与防护 • 高电压的测量与试验技术 • 高电压工程的应用实例
01
高电压工程概述
高电压的定义与特点
要点一
总结词
高电压是指电压等级较高的电能，通常在30kV及以上的电 压。它具有较高的能量密度、较低的电场强度和较小的电 流密度等特点。
耐压试验
对电气设备施加高于其额定电 压一定倍数的电压，检验其绝 缘性能。
局部放电试验
检测电气设备在长期工作电压 下是否存在局部放电现象，评 估其绝缘性能。
介质损耗试验
通过测量绝缘材料的介质损耗 因数，评估其绝缘性能。
高电压试验的安全防护措施
01
试验前进行安全检查， 确保试验设备、仪器和 场地符合安全要求。
高电压传输需要采取特殊的绝 缘措施，以防止电击和设备损 坏。
高电压传输的效率受到传输距 离和负载阻抗的影响，需要采 取相应的措施进行优化。
高电压传输的设备与设施
高电压传输需要使用变压器、电 容器、避雷器等设备进行电压变
换和保护。
高电压传输线路需要采用特殊的 绝缘材料和结构，以确保安全可
靠。
高电压传输设施需要采取严格的 维护和管理措施，确保设备正常
间接测量法：通过测量与高电压相关 的参数，如电流、电容、电感等，再 换算得到高电压值。
高电压技术讲稿课件
PART 02
高电压产生与传输
高电压产生原理
高电压产生
高电压产生通常依赖静电感应原 理，通过电场中积累大量电荷， 产生较高电位差，从而形成高电
压。
高电压产生设备
高电压产生设备通常包括静电发生 器、高压电源等，些设备能够产生 高达数万伏甚至更高电压。
高电压产生方式
高电压产生方式多种，如电容器放 电、感应起电、摩擦起电等，同产 生方式适同应场景。
研究雷电形成机制、雷电防护技术、接技 术等，保障电力系统安全运行。
高电压技术未发展趋势
更高电压等级
随着电力需求增长，未高电 压技术将向更高电压等级发 展，如1000kV级交流 ±800kV级直流输电等。
智能化与自动化
高电压技术未将更加注重智 能化自动化应如智能传感器 、智能监测与诊断、自动化 控制等技术。
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高电压技术讲稿课件
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目 录
• 高电压技术概述 • 高电压产生与传输 • 高电压设备与系统 • 高电压技术工程应 • 高电压技术挑战与解决方案 • 高电压技术前沿研究与展望
PART 01
高电压技术概述
高电压技术定与特点
总结词
PART 05
高电压技术挑战与解决方 案
高电压设备安全性挑战与解决方案
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
安全性挑战
高电压设备可能引发电击、火 灾等安全事故，员设备造成威
胁。
安全防护措施
设置安全防护装置，如防护罩 、隔离栏等，防止员接近高电 压设备。
绝缘设计
采高质量绝缘材料先进绝缘结 构设计，提高设备安全性能。
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3.高电压技术的特点: 实践性强
Peek解决输电线路电晕问题完全采用实验研 究方法 计算线路电晕起始场强和电晕损耗的著名的 Peek公式是经验公式，迄今仍被电力设计部 门采用 迄今高压电气设备的绝缘设计最终仍要靠实 验方法确定
4. 历史上关于高电压技术人才需求的讨论
2001年初，美国和巴西严重缺电，对电力工业敲响了 警钟 2003年8月14日，美国6个州和加拿大2个省大面积长 时间停电，损失严重 2003年8月24日，英国伦敦和英格兰东南部停电2小时 2003年9月23日，瑞典和丹麦发生大面积停电事故 2003年9月28日，意大利大部分地区同时停电，8小时 后，罗马地区才恢复停电 目前世界各国已开始重新关注电力系统的发展
高电压工程的进展及 新技术应用
河南理工大学 孙岩洲 2005年10月
一. 前言 二. 提高输电电压等级的必要性 三. 我国电力工业及高压输电发展的前景 四. 高电压技术在多领域中的新应用
电气工程学科是工程类的大基础学科，是工科院校较为古 老的学科，也是当今世界各种高新技术的母学科：(至今国 外很多大学的以下学科仍和在电气学科相互联系）
4. 我国目前发电能源结构情况
各国发电的能源结构差别很大, 我国以燃煤火力发电 为主, 其次是水力发电, 其他能源的比例很小(而法国 核电占80%, 丹麦风电占20%) 我国2004年各类发电厂装机容量见下表
到2020年, 预计我国核电装机容量将上升至3.87%, 风 电上升至2.15%, 但那时火电和水电的装机容量仍占 93.92%
----电力电子与电气传动
(Power Electronics and Electric Drives)， ----电工理论及电工新技术 (Theories and New Tech. of Electric Engineering)
电气工程本科专业的历史沿革
1993年 1998年（基本） 1998年（引导）
----电子工程; 计算机工程; 自动化与仪表技术;
----等离子体技术; 激光技术等现代高科技。 我国目前还按老学科方向设置研究生教育的二级学科：
----电力系统及其自动化 (Power System and its Automation)，
----电机与电器 (Electrical Machines and Apparatus)， ----高电压技术与绝缘 (High Voltage Tech. and Insulations)，
电机电器及其控制（20） 电力系统及其自动化（37） 电气工程及 其自动化 高电压与绝缘技术（6） （149） 电气技术（55） 工业自动化（157） （以上为电工类） 自动化(197) 自动控制(40) 电子信息工程(242) 电子工程（69） 通信工程(153)
计算机及应用（190） 通信工程（57）
年份 2003 2005 2010 2020 装机容量（亿千瓦） 3.7 4.4 6 9.6 2 2.7 4.2
发电量（万亿
2. 人均装机容量的差距
2004年我国人均装机容量仅0.34kW 约为经济合作与开发组织(OECD)成员国平均值的1/5 约为美国的1/10 2020年我国装机容量将达900~960GW, 那时人均装机 容量仍低于世界平均水平
研究高电压、强电流、大功率脉冲的产生、传输和应 用的技术, 过去主要用于军事工业, 目前在民用工业中 也广泛采用 从20世纪70年代起, 得到迅速发展, 第一届IEEE脉冲 功率技术国际会议于1976年在美国召开, 现已成为一 个大型的国际系列会议 PPT中与高电压技术有关的工作: Marx发生器; 放电 开关; 高电压及强电流脉冲的测量
近10年来，我国出版的高电压技术教科书有十余种之 多；高压专业毕业生一直供不应求
二. 提高输电电压等级的必要性
1. 输电线路传输容量的制约因素
(1) 线损与发热 电流超过导线最大允许载流量时,导线温度过高会 引发事故(2003年8月14日美国与加拿大的大停电, 就 是因为俄亥俄州一条线路过载而使弧垂增大以致触及 树枝而引发的) (2) 线路电压降 电流较大造成电压偏差过大,不能保证电能质量 (3) 电力系统稳定: Pmax=U2/X 对远距离输电而言,稳定是最主要的制约因素
9. 洁净煤发电技术
配备烟气脱硫和脱硝的超临界和超超临界发电机组 采用循环流化床锅炉 采用增压流化床联合循环发电技术 采用整体煤气化联合循环发电技术
10.超临界和超超临界发电:技术最为成熟 和易行
四. 高电压技术在其他领域的应用
1. 脉冲功率技术(Pulsed Power Technology, 简称PPT)
预计在二十一世纪初将达到实. 电磁兼容(Electromagnetic Compatibility, 简称EMC)
EMC包括两个方面的含义，即设备或系统产生的电 磁发射，不致影响其它设备或系统的功能；而本设备 或系统的抗干扰能力，又足以使本设备或系统的功能 不受其它干扰的影响。 EMC在诸多领域均有要求, 如:电气工程、电子工程、 计算机工程、信息与通信、铁路交通等(我国第一届 EMC学术会议于1984年由中国通信学会、中国电子 学会、中国电机工程学会、中国铁道学会共同主办) 欧盟体对EMC的要求是以法律形式加以规定的 高电压工作者熟悉消除电磁干扰的措施, 即屏蔽、接 地、滤波等 不少大学将EMC的内容并入高电压技术专业(德国的 斯图加特大学与卡尔斯鲁厄大学, 荷兰的埃因霍恩大 学等)
2.高电压技术的研究内容
Peek的书名指出了高电压技术的核心内容，只是应修 正为“高场强下的电介质现象”，因为绝缘介质的放 电主要取决于场强而不是电压。 (微电子及纳米技术也需要高压绝缘的知识) 广义范围上，1000V(1kV)以上称为高压。 中压：1kV~35kV; 高压：110kV~220kV; 超高压: 330kV~750kV; 特高压: 1000kV及以上 高电压技术的基本内容是研究： －绝缘结构与特性 －过电压及其防护 －高电压测试技术
我国台湾地区发电能源结构情况
截止到2002年底，我国台湾地区电力系统的总装机容 量为3191.5万千瓦 其中火力发电厂有31座，装机容量为2225.8万千瓦， 占台湾电力总装机容量的69.7% 水利发电厂有41座，装机容量为451.1万千瓦，占台 湾总装机容量的14.2% 核能发电厂有3座，装机容量为514.4万千瓦，占台湾 总装机容量的16.1% (核四风波)
3. 我国交流输电线路的一般输送容量及输 电距离
西北330kV电网已饱和，我国第一条750kV工程将在 西北兴建（青海官亭－兰州东），2005年建成投运。
我国“西电东输”的三大通道:
北线通道：联结西北、华北、山东等电网，将三 西（山西、陕西、内蒙西部、青海）的煤电基地 和黄河上游水电送往京津唐负荷中心。 中线通道：以三峡为中心，实现川渝、华中、福 建电网联接，沿长江而下，把长江流域水电送往 华中，华东以及广东。 西线通道：联结云、贵、桂及广东、港澳。把云、 贵、桂的水电（贵川火电为补充）向广东及港澳 负荷中心送电。
6. 高电压技术专业仍会不断发展
以德国为例, 共有十所学校设置高电压技术专业(亚琛、 柏林、布伦瑞克、达姆施塔特、德累斯顿、汉诺威、 伊尔曼诺、卡尔斯鲁厄、慕尼黑、斯图加特） 国际高电压工程学术会议(International Symposium on High Voltage Engineering， 简称ISH)从1972年以 来，已举办了13届，第14届ISH于2005年8月在北京 清华大学召开
讨论的背景：20世纪80年代西方发达国家主修强电的 学生人数锐减 1983年在美国电力会议上列为专题进行讨论 1986年在美国IEEE的PES冬季会议上第二次讨论 1993年在日本横滨召开的第8届国际高电压会议上专 题讨论 会议的结论：需要培养强电及高电压技术人才
5. 电力工业的全球复苏
2.全球交流输电电压等级发展的情况
3. 国外750kV输电的发展情况
4. 国外在特高压输电方面的研究
1985年苏联建成1150kV线路,有5年运行经验。苏联解 体后, 输电容量大幅减少, 目前降压为500kV运行。
日本在20世纪90年代建成三条距离不长的1000kV线 路(不超过240km), 主要目的是可压缩线路走廊以节省 土地资源, 因与之配套的大型核电机组推迟投产,目前 降压为500kV运行, 计划2015年前后升压至1000kV。 美国在20世纪70年代建成两条试验线段: 一为1500kV; 另一为1200kV. 由于其后国情变化,暂不发展远距离输 电而终止研究.
三. 我国电力及高压输电发展的前景
1. 我国发电装机容量增长的情况
500 450 400 350 300 GW 250 200 150 100 50 0 440.7 319.4 236.5 166.5 65.9 80.1 115.5
1980
1984
1988
1992 年份
1996
2000
2004
我国发电机装机容量及发电量预测
电气工程 与自动化
（14） 信息工程 (23)
电子科学与技术(77)
（以上为电子与信息类）
计算机科学与技术(415)
生物医学工程(42)
一. 前言
1. 高电压技术的起源
20世纪初美国工程师(F.W.Peek)研究解 决110kV输电线路电晕后，于1915年出版 “高电压工程中的电介质”的专著，首次提 出“高电压工程”(High Voltage Engineering)这一术语。 这一术语在西方发达国家沿用至今，说 明高电压技术与输电工程关系之密切。
5. 发展中的分布式发电的优点
投资少, 建设快(不需要高压输电系统, 使得基础设施 投资减少) 运行费用低(输电损耗远低于常规电力系统) 供电可靠 －美国近12年来发生过41起因风暴等自然灾害引起的 高压线路及铁塔的严重破坏，损失达1800亿美元 －太阳黑子引起的磁暴使得地球磁场变化，因此南北 走向的长输电线路可能发生严重事故 －战时的高压输电线路是影响供电可靠性的一个薄弱 环节