高电压技术概要PPT课件
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高电压技术概要PPT课件
• 技术参数
• ◆ 额定输入电压：AC220V±10%ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 50Hz±0.5Hz
◆ 额 定 输 出 电 压 ： 60 ～ 400KV ◆ 额 定 输 出 电 流 ： 2 ～ 10mA ◆ 纹 波 系 数 ： ＜ 1% ◆ 高 压 指 示 误 差 ： ＜ 2% ◆ 电 流 指 示 误 差 ： ＜ 2%
高电压技术
• 通常采用高压试验变压器或其串级装置来产生。
• 对电缆、电容器等电容量较大的被试品，可采用串联谐振 回路来获得试验用的工频高电压。
• 工频高压装置是高压试验室中最基本的设备，也是产生其 他类型高电压的设备基础部件。
高电压技术
三峡电力职业学院动力工程系
（一）高压试验变压器——6特点
试验变压器本身应有很好的绝缘，但绝缘裕度小 试验过程中要严格限制过电压。 例如：500～750kV试验变压器的绝缘五分钟试验电压仅 比其额定电压高10％～15％。
高电压技术
三峡电力职业学院动力工程系
试验变压器与连续运行时间不长，发热较轻，因而不需要 复杂的冷却系统。
漏抗大，短路电流较小，可降低机械强度方面的要求。
输出电压波形很难完美，需要采取措施加以修正。
高电压技术
三峡电力职业学院动力工程系
试验变压器的接线与结构示意图如5－1。
高电压技术
三峡电力职业学院动力工程系
高电压技术
一、直流高电压的产生
三峡电力职业学院动力工程系
• 将工频高电压经高压整流器而变换成直流高电压。
• 利用倍压整流原理制成的直流高压串级装置（或称串级直 流高压发生器)能产生出更高的直流试验电压。
高电压技术
三峡电力职业学院动力工程系
直流高压发生器
高电压技术前言及PPT课件
ν:光的频率
-
15
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：
3 2
KT
Wi
K:波茨曼常数
T:绝对温度
-
16
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
-
17
(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
自持放电条件可表达为:
(eS 1)1
-
23
(5)巴申定律 a.表达式:
UF f(PS)
P:气体压力 S:极间距离
-
24
b.均匀电场中几种气体的击穿电压与ps的关系
-
25
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.击穿过程所需时间,实测值比理论值小10--100倍
负捧-----正板 低
间隙击穿电压
低
高
-
33
四.雷电冲击电压下气隙的击穿特性
1.标准波形
-
34
几个参数
波头时间T1：T1=(1.2 30%)μs 波长时间T2: T2=(50 20%) μs
标准波形通常用符号 1.2/50s 表示
-
35
2.放电时延 (1).间隙击穿要满足二个条件
a.一定的电压幅值 b.一定的电压作用时间
-
11
变压器相间绝 缘以气体作为绝 缘材料
-
12
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
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
高电压技术(全套)PPT课件
17电介质极化种类及比较极化类型产生场合所需时间能量损耗产生原因电子式极化任何电介质10141015束缚电子运行轨道偏移离子式极化离子式结构电介质10121013几乎没有离子的相对偏移偶极子极化极性电介质1010102夹层极化多层介质的交界面101自由电荷的移动1812电介质的介电常数在真空中有关系式式子中e场强矢量d与e同向比例常数为真空的介电常数10854109880在介质中d与e同向为介质的相对介电常数它是没有量纲和单位的纯数
9
§1.0 电力系统的绝缘材料
绝缘的作用：
绝缘的作用是将电位不等的导体分隔开，使其没有电 气的联系并能保持不同的电位。
分类：
气体绝缘材料：空气，SF6气体等 固体绝缘材料：陶瓷，橡胶，玻璃，绝缘纸等 液体绝缘材料：变压器油 混合绝缘：电缆，变压器等设备
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。
上述的三种极化是带电质
点的弹性位移或转向形成的， 而空间电荷极化的机理则与上 述三种完全不同，它是由带电 质点(电子或正、负离子)的移 动形成的。
最明显的空间电荷极化是 夹层极化。在实际的电气设备 中，如电缆、电容器、旋转电 机、变压器、互感器、电抗器 等的绝缘体，都是由多层电介
质组成的。
如图l-4所示，各层介质的电容分别为C1和C2；各层介质的电导分别为G1 和G2；直流电源电压为U。
26
(2)计算用等效电路（或简化等效电路）（从工程实际测量出发）
GeqR11k
2CP 2RP 1(CPRP)2
CeqCg
CP
1(CPRP)2
27
(3) 相量图
——介质损耗角 ——功率因数角
9
§1.0 电力系统的绝缘材料
绝缘的作用：
绝缘的作用是将电位不等的导体分隔开，使其没有电 气的联系并能保持不同的电位。
分类：
气体绝缘材料：空气，SF6气体等 固体绝缘材料：陶瓷，橡胶，玻璃，绝缘纸等 液体绝缘材料：变压器油 混合绝缘：电缆，变压器等设备
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。
上述的三种极化是带电质
点的弹性位移或转向形成的， 而空间电荷极化的机理则与上 述三种完全不同，它是由带电 质点(电子或正、负离子)的移 动形成的。
最明显的空间电荷极化是 夹层极化。在实际的电气设备 中，如电缆、电容器、旋转电 机、变压器、互感器、电抗器 等的绝缘体，都是由多层电介
质组成的。
如图l-4所示，各层介质的电容分别为C1和C2；各层介质的电导分别为G1 和G2；直流电源电压为U。
26
(2)计算用等效电路（或简化等效电路）（从工程实际测量出发）
GeqR11k
2CP 2RP 1(CPRP)2
CeqCg
CP
1(CPRP)2
27
(3) 相量图
——介质损耗角 ——功率因数角
(2021)高电压技术第一章概要正式版PPT资料
第一章 气体的放电基本物理过程和电气强度
主要内容：
第一节 汤逊理论和流注理论 第二节 不均匀电场中的放电过程 第三节 空气气隙在各种电压下的击穿特性 第五节 提高气体介质电气强度的方法 第六节 沿面放电及防污对策
第一节 汤逊理论和流注理论
主要内容： 一、非自持放电和自持放电 二、汤逊理论 三、巴申定律 四、流注理论 五、强电负性气体自持放电的条件
dK
Ｋ＝10.5( SF 6 )—电子崩中电子的临界值取对数
第二节不均匀电场中的放电过程
主要内容： 一、稍不均匀电场的放电特点 二、极不均匀电场中的电晕放电现象 三、极不均匀电场中的放电过程
Dd
稍均匀 (d<=2D时) 极不均匀 (d>4D时)
一. 稍不均匀电场
当d<=2D时，稍不均匀，电晕放电不稳定，一旦出现， 气隙立即被击穿。f<2
α系数—电子崩过程（α过程） β系数—离子崩过程（β过程） γ系数—离子崩达到阴极后引起阴极发射二次电子的过程
（γ过程）
二、汤逊理论
3.均匀场中电子崩的计算
dnndxdndx
n
n ed -α过程电子崩的电子 ed 1 -β过程中产生的离子崩中的正离子数
ed1 -γ过程又在阴极上释放出二次电子数
一、非自持放电和自持放电
1、非自持放电
图1-1测定气体间隙的电压和电流
其过程如下： oa-初始阶段 ab-（良好 性能） bc-（碰撞电离↑）→带电离子↑ cs-气体间隙击穿，电流急剧增加 当U<U0时I很小，需外电离因素才能维持，称其为非自持放电阶段
一、非自持放电和自持放电
2、自持放电区 当U> U0 时,电流剧增,此时气隙中电流过程只靠外施电压
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
《高电压技术》课件
高电压的应用领域
1 石墨烯生产
高电压可用于制作高质量的石墨烯薄膜，在 电子器件、太阳能等领域具有广泛潜力。
2 医学治疗
高电压在医学治疗中能够用于治疗皮肤病、 癌症等疾病，不同电流强度和频率能带来不 同治疗作用。
3 电击武器
高电压可用于制作电击武器，例如电棒、电 枪等，可以防身和避免危险。
4 高压净化
高电压技术
探索高电压的概念、应用、问题与发展。
概述
定义
高电压是电压大于1000V的 电场状态。通常用于电力传 输、科研实验、工业加工等 领域。
历史
最早的高电压应用可追溯到 1800年电池的发明，随后又 有了多种高电压发生器，例 如带电器、万用电表等。
作用
高电压的应用带来了工业进 步和科技发展，同时也带来 了安全问题和环境污染等挑 战。
环境污染
高压设备的闪络和电晕放电会产生臭氧、 氮氧化物等大气污染物，加剧环境恶化。
高电压技术的发展现状
电力
• 超级电网建设 • 智能电网搭建 • 电流可视化技术
科研
• 特斯拉线圈研究 • 等离子体物理实验 • 辐射环境监测
工业
• 高压直流输电技术 • 储能技术研发 • 电极材料开发
高电压技术的发展趋势
高电压的概念
电力传输
科学研究
高电压在电力传输中起到重要作 用，能够降低传输损耗和成本， 但会对人体和环境造成潜在风险。
高电压可以用于各种科学实验， 例如太空探测、天气研究、药物 开发等。杰出的科学家如尼古 拉·特斯拉也对高电压进行了深入 研究。
工业应用
高电压技术已广泛应用于工业制 造，例如电子元器件、金属材料 喷涂等。通过对高电压的掌控， 能够提高工业品质和生产效率。
《高电第1章》课件
电压。
间接测量法
通过测量与高电压相关的其他 物理量，如电流、电容、电感 等，再换算出电压值。
分压器法
使用电阻分压器将高电压降低 到可测量的范围，再通过测量 电阻上的电压来推算出高电压 。
光学测量法
利用光学原理，如光电效应、 光纤传输等，实现高电压的非
接触测量。
高电压的试验设备与技术
高电压发生器
用于产生高电压的设备，根据不同需求选择 合适的类型和规格。
高电压传输的安全措施
为了确保高电压传输的安全，需要采取一系列安全措施，如保持安全距离、加强绝缘、安 装避雷设施等。这些措施可以有效降低高电压对周围环境和人员的影响。
高电压的绝缘材料与绝缘技术
高电压的绝缘材料
高电压的绝缘材料需要具备较高的电气强度和耐老化性能等特点。常用的绝缘材 料包括陶瓷、橡胶、塑料等。这些材料在高电压环境下能够保持较好的绝缘性能 ，是高电压设备中必不可少的组成部分。
04
高电压技术涉及高电压的产生 、传输、控制和应用，具有高 能、高压、强电场等特点。
高电压的应用领域
应用领域 高电压技术在电力、能源、交通、国 防等领域有广泛应用，如高压输电、
雷电防护、脉冲功率等。
应用实例
1. 高压输电：通过高压输电线路将电 能从发电厂传输到负荷中心，减少能 量损失。
2. 雷电防护：利用高电压技术产生雷 电模拟信号，对电子设备进行测试和 保护。
指通过改变电场中的电荷分布来产生高电压，而电磁感应则是通过改变
磁场中的电流分布来产生高电压。
02
高电压产生装置
高电压产生装置通常包括静电发生器和变压器等设备。静电发生器通过
电荷分离原理产生高电压，而变压器则通过改变磁场中的电流分布来产
间接测量法
通过测量与高电压相关的其他 物理量，如电流、电容、电感 等，再换算出电压值。
分压器法
使用电阻分压器将高电压降低 到可测量的范围，再通过测量 电阻上的电压来推算出高电压 。
光学测量法
利用光学原理，如光电效应、 光纤传输等，实现高电压的非
接触测量。
高电压的试验设备与技术
高电压发生器
用于产生高电压的设备，根据不同需求选择 合适的类型和规格。
高电压传输的安全措施
为了确保高电压传输的安全，需要采取一系列安全措施，如保持安全距离、加强绝缘、安 装避雷设施等。这些措施可以有效降低高电压对周围环境和人员的影响。
高电压的绝缘材料与绝缘技术
高电压的绝缘材料
高电压的绝缘材料需要具备较高的电气强度和耐老化性能等特点。常用的绝缘材 料包括陶瓷、橡胶、塑料等。这些材料在高电压环境下能够保持较好的绝缘性能 ，是高电压设备中必不可少的组成部分。
04
高电压技术涉及高电压的产生 、传输、控制和应用，具有高 能、高压、强电场等特点。
高电压的应用领域
应用领域 高电压技术在电力、能源、交通、国 防等领域有广泛应用，如高压输电、
雷电防护、脉冲功率等。
应用实例
1. 高压输电：通过高压输电线路将电 能从发电厂传输到负荷中心，减少能 量损失。
2. 雷电防护：利用高电压技术产生雷 电模拟信号，对电子设备进行测试和 保护。
指通过改变电场中的电荷分布来产生高电压，而电磁感应则是通过改变
磁场中的电流分布来产生高电压。
02
高电压产生装置
高电压产生装置通常包括静电发生器和变压器等设备。静电发生器通过
电荷分离原理产生高电压，而变压器则通过改变磁场中的电流分布来产
高电压技术优秀课件.ppt
温度很敏感；金属中主要由外加电压决定，杂质、温度不是
主要因素
3.液体和固体电介质的γ与温度的关系：
B/ kT
Ae
温度↑ ａ．热运动加剧→离子迁移率↑→γ↑ ｂ．介质分子或杂质热离解↑→γ↑
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4. 固体电介质的体积电阻和表面电阻 体积电阻－电介质内部绝缘状态的真实反映 表面电阻－受介质表面吸附的水分和污秽影响 水分起着特别重要作用。 亲水性介质（玻璃、陶瓷）表面电导大 憎水性介质（石蜡、四氟乙烯、聚苯乙烯）
目前常用的主要有变压器油、电容器油、电缆油 等矿物油
二. 液体电介质的击穿理论
电击穿：认为在电场作用下，阴极上由于强场发射或热发 射出来的电子产生碰撞电离形成电子崩，最后导致液体击 穿
高电压技术优秀课件
气泡击穿：认为液体分子由电子碰撞而产生气泡，或在电 场作用下因其它原因产生气泡，由气泡内的气体放 电， 产生电和热而引起液体击穿。
液体中气泡产生的原因： • 油中易挥发的成分； • 阴极的强场发射或热发射的电子电流加热液体介质，分解
出气体； • 溶解于油中的外来气体； • 由电场加速的电子碰撞液体分子，使液体分子解离产生气
体； 1. 电极上尖的或不规则的凸起物上的电晕放电引起液体气化
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表面电导小
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三.电介质的损耗(dielectric loss) 1. 介质损耗的含义
任何电介质在电场作用下都有能量损耗，包 括由电导引起的损耗和由某些极化过程引起的损 耗。电介质的能量损耗简称介质损耗。
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2. 电介质的三支路等值电路
i i1i2 i3
i1
i2
u C1
无 几乎没有
《高电压技术绪论》课件
高电压技术面临的挑战
高电压传输的物理限制
环境影响
随着电压等级的提高，传输过程中的电场 强度和电流密度受到物理极限的限制，如 绝缘材料的性能、设备的尺寸和重量等。
高电压传输过程中产生的电场和磁场对周 围环境和生态的影响，如电磁辐射、对通 信线路的干扰等。
安全问题
经济成本
高电压设备在运行和维护过程中存在一定 的安全风险，如设备故障、操作失误等， 可能导致人员伤亡和财产损失。
绝缘电阻和介电常数的测量
绝缘电阻的测量
01
绝缘电阻是衡量电气设备绝缘性能的重要参数，通过测量绝缘
电阻可以评估设备的绝缘状况。
介电常数的测量
02
介电常数是表征电介质材料性能的参数，通过测量介电常数可
以了解材料的电学性能。
测量方法
03
采用专门的绝缘电阻测试仪和介电常数测量仪进行测量，测试
结果需根据相关标准进行评估。
高电压技术的发展历程与趋势
总结词
高电压技术的发展历程与趋势
详细描述
高电压技术的发展历程可以追溯到19世纪末期，当时 人们开始探索和研究高压电现象和应用。随着科技的不 断进步和电力工业的快速发展，高电压技术在多个领域 得到了广泛应用。未来，随着新能源、智能电网等领域 的快速发展，高电压技术将面临更多的机遇和挑战。发 展趋势包括高压直流输电技术的进一步成熟和应用，气 体放电和等离子体技术的深入研究，以及高电压技术在 新能源和智能电网等领域的应用拓展等。
电介质中的电流和电压测量
电流测量
电流测量是高电压技术中重要的实验环节，常用的测量方法 有直接测量和间接测量。直接测量是将电流表串联在电路中 ，间接测量则是通过测量电压和电阻来计算电流。
电压测量
《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。
2023-2026
ONE
KEEP VIEW
高电压技术讲稿课件
REPORTING
CATALOGUE
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。
相关主题
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4
高电压技术
第一节 工频高电压试验
三峡电力职业学院动力工程系
• 工频高电压试验不仅仅为了检验绝缘在工频交流工作电 压下的性能，也用来等效地检验绝缘对操作过电压和雷电 过电压地耐受能力。
• 本节主要介绍工频高电压的产生原理和工频高压试验的 基本接线图。
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5
高电压技术
一、工频高电压的产生
三峡电力职业学院动力工程系
上海交大600kV直流电压发生器
三峡电力职业学院动力工程系
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23Байду номын сангаас
高电压技术
三峡电力职业学院动力工程系
（一）高压整流器 主要技术参数
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18
高电压技术
小结
三峡电力职业学院动力工程系
➢本节主要介绍了工频高电压的产生方法及其装置。 ➢高压试验变压器的六大特点。 ➢当所需试验电压很高时，常采用串级装置来产生所需 高压。 ➢工频高电压试验的基本接线图和实施方法。
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19
高电压技术
三峡电力职业学院动力工程系
第二节 直流高电压试验
➢被试品的电容量很大的场合（例如长电缆段、电力电容器 等），用工频给交流高电压进行绝缘试验时会出现很大的电容 电流，要求试验装置具有很大的容量，很难做到。这时用直流 高电压试验来代替工频高电压试验。 ➢直流输电工程的增多促使直流高电压试验的广泛应用。
• 通常采用高压试验变压器或其串级装置来产生。
• 对电缆、电容器等电容量较大的被试品，可采用串联谐振 回路来获得试验用的工频高电压。
• 工频高压装置是高压试验室中最基本的设备，也是产生其 他类型高电压的设备基础部件。
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高电压技术
三峡电力职业学院动力工程系
（一）高压试验变压器——6特点
➢ 试验变压器本身应有很好的绝缘，但绝缘裕度小 试验过程中要严格限制过电压。 例如：500～750kV试验变压器的绝缘五分钟试验电压仅 比其额定电压高10％～15％。
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高电压技术
三峡电力职业学院动力工程系
➢ 试验变压器与连续运行时间不长，发热较轻，因而不需要 复杂的冷却系统。
➢ 漏抗大，短路电流较小，可降低机械强度方面的要求。
➢ 输出电压波形很难完美，需要采取措施加以修正。
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高电压技术
三峡电力职业学院动力工程系
试验变压器的接线与结构示意图如5－1。
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高电压技术
三峡电力职业学院动力工程系
第五章 绝缘的高电压试验
什么是绝缘的高电压试验？
在高压试验室用工频交流高压、直流高压、雷电冲击高 压、操作冲击高压等模拟电气设备的绝缘在运行中受到的工 作电压，用以考验各种绝缘耐受这些高电压作用的能力。
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高电压技术
三峡电力职业学院动力工程系
特点：
➢具有破坏性试验的性质。 ➢一般放在非破坏性试验项目合格通过之后进行，以避 免或减少不必要的损失。
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高电压技术
➢额定电压高而容量不大
三峡电力职业学院动力工程系
试验变压器高压侧电流 I和额定容量 P都主要取决于被试
品的电容。
I2fCU 103 （5-1） P2fC2U 103 （5-2）
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高电压技术
三峡电力职业学院动力工程系
➢ 外观上的特点：油箱本体不大而其高压套管又长又大。 单套管式试验变压器：额定电压一般不超过 250～300kV 双套管式试验变压器：最高额定电压达750kV
三峡电力职业学院动力工程系
由两台单套管试验变压器组成的串级装置示意图如 图5-2所示。
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高电压技术
三峡电力职业学院动力工程系
T2的容量为 P2U3I3U2I2
T1的容量为 P 1 U 1 I1 U 2I2 U 3 I3 2 U 2I2
显然，虽然这两台试验变压器地初级电压相同，次级电压 也相同，但它们的容量和高压绕组结构都不同，因而不能互换 位置。
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高电压技术
整套串级装置的制造容量为
三峡电力职业学院动力工程系
PP 1P 23U 2I2
串级装置的输出容量却只有
P' 2U2I2
因而装置的容量利用率
P' 2U2I2 2
P 3U2I2 3
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高电压技术
n级串级装置的容量利用率
三峡电力职业学院动力工程系
2
n 1
（5-3）
试验变压器的台数越多，容量利用率越低。这是串级装置的
固有缺点。因而通常很少采用 n的3 方案。
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高电压技术
三峡电力职业学院动力工程系
二、工频高压试验的基本接线图
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高电压技术
三峡电力职业学院动力工程系
工频耐压试验的实施方法：
按规定的升压速度提升作用在被试品TO上的电压，直到 它等于所需的试验电压 U t 为止。保持1分钟，没有发现绝缘 击穿或局部损伤，可认为合格通过。
• 技术参数
• ◆ 额定输入电压：AC220V±10%，
50Hz±0.5Hz
◆ 额 定 输 出 电 压 ： 60 ～ 400KV
◆ 额 定 输 出 电 流 ： 2 ～ 10mA
◆ 纹 波 系 数 ： ＜ 1%
◆ 高 压 指 示 误 差 ： ＜ 2%
◆ 电 流 指 示 误 差 ： ＜ 2%
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高电压技术
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高电压技术
一、直流高电压的产生
三峡电力职业学院动力工程系
• 将工频高电压经高压整流器而变换成直流高电压。
• 利用倍压整流原理制成的直流高压串级装置（或称串级直 流高压发生器)能产生出更高的直流试验电压。
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高电压技术
三峡电力职业学院动力工程系
直流高压发生器
• 满足ZGF2400-90《便携式直流高压 发 生 器 通 用 技 术 条 件 》 。 用 于 6500KV 氧 化 锌 避 雷 器 直 流 1mA 电 压 （U1mA）及0.75 U1mA下的泄漏电流 试验、电力电缆及其它电气设备泄 漏电流试验。
高电压技术
三峡电力职业学院动力工程系
(二)试验变压器串级装置
• 变压器的体积和重量近似地与其额定电压的三次方成比例。
• 当所需的工频试验电压很高（例如超过750kV）时，再采 用单台试验变压器来产生在技术和经济上不合理。
• 大于1000kV时，采用若干台试验变压器组成串级装置来满 足要求。
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高电压技术
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2
高电压技术
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难点问题：
由于输电电压和相应的试验电压在不断提高，要获得各种 符合要求的试验用高电压越来越困难，这是高电压试验技术发 展中首先需要解决的问题。
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3
高电压技术
三峡电力职业学院动力工程系
本章主要内容：
本章介绍产生各种试验电压的高电压设备、各种高电 压的测量方法以及绝缘高电压试验的接线和实施方法。