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高电压技术第五课讲稿课件
总结词
掌握高电压控制基本原理方法
详细描述
高电压控制高电压技术重应之一。通过控制高电压幅值、波形相位等参数，可实现高电压产生、传输利。常高电压控制技术包括脉冲调制技术、开关电源技术、高压直流输电技术等。
解高电压安全管理原则措施
总结词
高电压安全管理保障设备员安全重手段。需建立完善安全管理制度，加强设备维护检修，提高员安全意识技能水平，确保高电压设备安全运行。
4. 第四问题，高电压技术现代电力工业发展着重影响。随着电力需求断增长电力传输距离断增加，高压输电已经成现代电力工业中可或缺一部。高电压技术能够提高电力传输效率稳定性，降低传输损耗，提高电力系统安全性可靠性。高电压技术也新能源并网、智能电网建设等方面提供重技术支持保障。
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高电压技术第五课讲稿课件
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目录
CONTENTS
高电压技术概述高电压产生与传输高电压防护与控制高电压技术电力系统中应实验与实践习题与思考
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01
高电压技术概述
绝缘子高电压传输重设备，负责保持输电线路绝缘性能。
绝缘子
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03
高电压防护与控制
总结词
解高电压危害，掌握防护措施
详细描述
高电压可能设备体造成严重危害，如电击、电弧、电火花等。因此，需采取效防护措施，如绝缘、接、隔离等，保障设备员安全。
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——(二)
《高电压技术》第二讲 16
第一章
气体放电的基本物理过程
第三节 不均匀电场中的放电过程 2、电晕放电 、
（1）电晕放电的一般描述 ）
极不均匀电场气隙击穿过程的第一阶段。 极不均匀电场气隙击穿过程的第一阶段。极不均匀电场的自 持放电现象，电晕起始电压低于击穿电压， 持放电现象，电晕起始电压低于击穿电压，电场越不均匀其差值 越大。 越大。
(a)
(b)
(c)
第一章
气体放电的基本物理过程
第二节 均匀电场中气体击穿的发展过程 3、气体放电的流注理论 、
（2）流注的形成 ）
流注的特点是电离强度很大， 流注的特点是电离强度很大， 是电离强度很大 传播速度很快（ 传播速度很快（超过初崩发展速 10倍以上 倍以上）。 度10倍以上）。 出现流注后放电便获得独立继 续发展的能力， 续发展的能力，而不再依赖外界 电离因子的作用可见出现流注的 电离因子的作用可见出现流注的 条件也就是自持放电条件。 条件也就是自持放电条件。 二次崩的电子进入初崩通道 二次崩的电子进入初崩通道 后，便与正离子群构成了导电的 等离子通道， 等离子通道，一旦等离子通道短 接了两个电极， 接了两个电极，放电即转为火花 放电或电弧放电。 放电或电弧放电。
流注理论认为：在初始阶段，气体放 电以碰撞电离和电子崩的形式出现， 电以碰撞电离和电子崩的形式出现， 但当电子崩发展到一定程度后， 但当电子崩发展到一定程度后，某一 初始电子崩的头部积聚到足够数量的 初始电子崩的头部积聚到足够数量的 空间电荷， 空间电荷，就会引起新的强烈电离和 二次电子崩， 二次电子崩，这种强烈的电离和二次 电子崩是由于空间电荷使局部电场大 大增强以及发生空间光电离的结果， 大增强以及发生空间光电离的结果， 这时放电即转入新的流注阶段。 这时放电即转入新的流注阶段。 《高电压技术》第二讲 6
第一章
气体放电的基本物理过程
第三节 不均匀电场中的放电过程 2、电晕放电 、
（1）电晕放电的一般描述 ）
极不均匀电场气隙击穿过程的第一阶段。 极不均匀电场气隙击穿过程的第一阶段。极不均匀电场的自 持放电现象，电晕起始电压低于击穿电压， 持放电现象，电晕起始电压低于击穿电压，电场越不均匀其差值 越大。 越大。
(a)
(b)
(c)
第一章
气体放电的基本物理过程
第二节 均匀电场中气体击穿的发展过程 3、气体放电的流注理论 、
（2）流注的形成 ）
流注的特点是电离强度很大， 流注的特点是电离强度很大， 是电离强度很大 传播速度很快（ 传播速度很快（超过初崩发展速 10倍以上 倍以上）。 度10倍以上）。 出现流注后放电便获得独立继 续发展的能力， 续发展的能力，而不再依赖外界 电离因子的作用可见出现流注的 电离因子的作用可见出现流注的 条件也就是自持放电条件。 条件也就是自持放电条件。 二次崩的电子进入初崩通道 二次崩的电子进入初崩通道 后，便与正离子群构成了导电的 等离子通道， 等离子通道，一旦等离子通道短 接了两个电极， 接了两个电极，放电即转为火花 放电或电弧放电。 放电或电弧放电。
流注理论认为：在初始阶段，气体放 电以碰撞电离和电子崩的形式出现， 电以碰撞电离和电子崩的形式出现， 但当电子崩发展到一定程度后， 但当电子崩发展到一定程度后，某一 初始电子崩的头部积聚到足够数量的 初始电子崩的头部积聚到足够数量的 空间电荷， 空间电荷，就会引起新的强烈电离和 二次电子崩， 二次电子崩，这种强烈的电离和二次 电子崩是由于空间电荷使局部电场大 大增强以及发生空间光电离的结果， 大增强以及发生空间光电离的结果， 这时放电即转入新的流注阶段。 这时放电即转入新的流注阶段。 《高电压技术》第二讲 6
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(全套课件)PPT课件
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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
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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。
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3
三．中国电力系统电压等级的划分0KV， 包括：10KV，35KV，110KV，220KV
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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。
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11
一、 电子位移极化
E
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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
三峡大学高电压技术课件
电压下，压力对油间隙的击穿电压基本无影响。
三、提高液体电介质击穿电压的方法
1．提高及保持油的品质 过滤 防潮 祛气 2．采用固体介质降低杂质的影响 覆盖层 绝缘层 屏 障
作用:限制泄漏电流，阻止杂质“小桥”的发 展 可减小油中杂质的危害，绝缘层承担一定电 压，使油中最大场强降低。 既能阻止杂质“小桥”的形成，又能改善间 隙中电场均匀程度。
常数分别为81和6～7，比油的介电常数1.8～2.8大得多，所以 这些杂质易极化而在电场方向排列成小桥。)由于组成此小桥
的纤维及水分电导较大，使泄漏电流增加，进而使“ 小桥”强烈发热，使油和水局部沸腾汽化，最后沿此“气 桥”发生击穿。这种形式的击穿是和热过程紧密相连的。
二、影响液体电介质击穿电压的因素 液体电介质通常用标准试油杯按标准试验 方法测得的工频击穿电压来衡量其品质的 优劣。而不用击穿场强 对变压器油，其标准油杯中的击穿电压一 般为Ub＞25～40kV 。 对电容器油及电缆油，其标准油杯中的击 穿电压一般为Ub＞50～60kV 。
7.机械负荷
使介质发生裂缝，击穿电压下降。
三、提高固体电介质击穿电压的方法
1．改进制造工艺 2．改进绝缘设计 3．改善绝缘的运行条件
§3.3 电介质的老化
固体及液体电介质，性能随时间的增长而 逐渐劣化，其电气及机械强度降低，介质 损耗及电导增大等等，这一现象称为电介 质的老化。引起电介质老化的因素，主要 有热的作用、电的作用、机械力的作用以 及水分、氧气等的作用。
认为液体分子由电子碰撞或在电场作用 下因其他原因而产生气泡，由气泡内气 体放电而引起液体介质的热击穿。
2．非纯净液体电介质的小桥击穿理论
(a)
(b)
图3－1 受潮纤维在电极间定向示意图 （a）形成“小桥”；（b）未形成“小 桥”
《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
高电压技术课件最终版
当棒为负极性时，初崩直接 由棒极向外发展。先经过强 场区，后来的路程中场强愈 来愈弱，这就使电子崩的发 展比棒为正极性时不利得多。 初崩留下的正空间电荷显然 增强了负棒极附近的电场， 却削弱了气隙深处的空间电 场，使负流注的向前发展受 到抑制。击穿同一间隙所需 的电压要高得多。
三、棒板电极的极性效应
二．气隙击穿电压的理论计算
均匀电场小气隙击穿电压的计算公式为：
——气体的相对密度； ——电子所在点的气体的电场强度。 S ——极板之间的距离(cm)。 ——汤申德第三游离系数 A、B——均为与气体性质有关的常数，对空气： A=109．61／kPa，B＝2738.40kV／kPa；
由此看出，气隙的击穿电压不仅与气 隙的大小有关，还与气隙的中性质点的 密度有关，且是二者乘积的函数，这个 规律称为巴申定律。 因为它的曲线与在此公式推导出 （1890年）的前一年（1889年）由巴申 通过实验得出，所以此规律被命名为巴 申定律。同时气隙的击穿电压还与阴极 材料有关。
气体压力提高后， 气体的密度加大， 减少了电子的平均 自由行程，从而削 弱了碰撞游离的过 程。 如高压空气 断路器和高压标准 电容器等。
三、高真空的采用
气体间隙中压力很低时，电子的平均 自由行程已增大到极间空间很难产生 碰撞游离的程度。如真空电容器、真 空断路器等。
第三节均匀电场大气隙的放电
一、汤申德理论的不足
没有考虑到空间电荷对电场的畸变作用 没有考虑到光子在放电过程中的作用
二、流注放电理论
1. 2.
正流注 负流注
空间电荷对电场的畸变作用：
正流注的形成
+ + + + + + ++ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + ++ + + + -- + - + -+ + + ++ + + + + + + + + + + + + + + + + + + ++ ++ + + + + + - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
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。
高电压技术试验教学课件
04
高压互感器
用于将高电压转换为低电压，以便测 量和保护。分为电磁式和电容式两种 类型。
高电压装置工作原理与结构
总结词
原理复杂，结构精密
高压变压器工作原 理
高压开关工作原理
高压互感器工作原 理
高压避雷器工作原 理
Байду номын сангаас
基于电磁感应原理，通 过原副边线圈之间的磁 场耦合传递能量，实现 电压的升高或降低。
利用触头在灭弧介质中 的开断能力，控制电路 的接通和断开。断路器 具有强大的灭弧能力， 能够承受高电压和大电 流的冲击。
环境条件等因素。
高压设备配置
根据电力系统设计和运行要求， 合理配置高压设备的位置和数量 。需要考虑设备的布局、接线方
式、保护措施等因素。
05
高电压技术试验案例分析
案例一：绝缘子串电压分布测试
测试目的
了解绝缘子串的电压分布情况，判断绝缘子串是否正常工作。
测试设备
高压电源、绝缘子串、电压表、电流表、测试线等。
高电压技术试验基础
试验设备与仪器
试验变压器
用于产生高电压，模拟 实际电力系统中的高压
环境。
绝缘电阻测试仪
用于测量设备的绝缘电 阻，确保设备在高压下
的绝缘性能。
示波器
用于观察和记录试验中 的电压、电流波形，以
便分析试验结果。
电流互感器
用于测量高电流，确保 试验中的电流值准确可
靠。
试验原理与方法
01
案例一：绝缘子串电压分布测试
测试步骤 1. 将绝缘子串按要求安装到测试台上。
2. 将高压电源接入测试电路中。
案例一：绝缘子串电压分布测试
3. 通过电压表和电流表监测绝缘子串的电压和电流。 4. 记录测试数据并进行分析。
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一、电老化
绝缘内部的局部放电造成
水树枝
图3－10 110kV变压器电容式 套管电容芯子上的绝缘劣化
电老化的三种形式: • 电解性老化-----直流电压 • 电离性老化(电树枝)-----交流电压 • 电导性老化(水树枝)-----交流电压
二、热老化 1．耐热性
电介质在热的长期作用下发生化 学反应，使其电气性能和其他性 能逐渐变差，称为热老化。主要 决定于温度和热作用时间。
•固体电介质的击穿形式有：电击穿、热击穿、电化学击穿。冲 击电压下会发生电击穿；电介质受潮或设备负荷太高，使电介 质温度太高，会发生热击穿；设备使用年限较长，电介质出现 严重老化，会发生电化学击穿。影响电介质击穿电压的因素较 多，特别应注意防潮，在运行中应加强散热，避免过负荷运行。
•电介质老化的程度主要决定于温度及介质经受热作用的时间。 为了使绝缘材料能有一个经济合理的使用寿命，国家标准中将 各种电工绝缘材料按其耐热程度划分等级。
• 作业 • 3-2 3-5
结束语
谢谢大家聆听！！！
29
用耐热有机树脂或漆粘合或浸渍的无机物（云母、 石棉、玻璃纤维及其制品）
H
180
硅有机树脂、硅有机漆，或用它们粘合或浸渍过的 无机材料，硅橡胶
不采用任何有机粘合剂或浸渍剂的无机物，如云母，
C
＞180
石英、石板、陶瓷、玻璃或玻璃纤维、石棉水泥制 品、玻璃云母模压品等，聚四氟乙烯塑料
三、受潮老化
它将加速电老化及热老化过程，缩短绝 缘的寿命。
6．受潮
固体介质受潮后，其电导率和介质损耗均迅速 增大，击穿电压也大幅降低。
7.机械负荷 使介质发生裂缝，击穿电压下降。
三、提高固体电介质击穿电压的方法
1．改进制造工艺 2．改进绝缘设计 3．改善绝缘的运行条件
§3.3 电介质的老化
固体及液体电介质，性能随时间的增长而 逐渐劣化，其电气及机械强度降低，介质 损耗及电导增大等等，这一现象称为电介 质的老化。引起电介质老化的因素，主要 有热的作用、电的作用、机械力的作用以 及水分、氧气等的作用。
与热过程相关。其特点是：击穿电压相对较 低，击穿时间也相对较长；击穿前介质发热显 著，温度较高；击穿电压与介质温度有很大关 系，即与电压作用时间、周围环境温度、散热 条件等关系密切。------容易发生在绝缘有局部 缺陷处.
•电化学击穿
由于绝缘的老化而最终导致的电击穿或热击穿 称为电化学击穿。
二、影响固体电介质击穿电压的主要因素 1.电压作用时间
Ub / Ub（1分钟）（%）
500
400
300
200
电击穿
100
φ50 φ100
15.3mm
热击穿 Ub（1分钟）
0100 102 104 106 108 1010 1012 加压时间（μs）
图3－8 油浸电工纸板击穿电压与电压作用时间的关系（25℃）
UbkV（有效值）
2．温度
50 40 30 20 10
三峡大学高电压技术课件
§3.1液体电介质 的击穿特性
图3－5 真空滤油机
包覆盖层
包绝缘层
屏障
图3－6 变压器内部降低杂质影响的措施
§3.2 固体 电介质的击穿特性
图3－7 变压器绕组绝缘击穿
一、固体电介质的击穿机理
•电击穿 •热击穿
由强电场引起，其特点是：击穿电压高，击穿 时间短；击穿前介质发热不显著；击穿电压与 电场的均匀程度有关，与周围环境温度无关。
四、机械力的影响
固体绝缘材料按其机械性能有脆性、塑 性和弹性三种。
知识点
•液体、固体电介质的击穿机理 •影响液体、固体电介质击穿电压的因素 •提高液体、固体电介质击穿电压的方法 •电介质的耐热性能
重点和难点
•影响液体、固体电介质击穿电压的因素 •提高液体、固体电介质击穿电压的方法
本章小结
•工程中的液体电介质的击穿过程用“小桥”理论解释。影响液体 电介质击穿电压的最主要因素是液体电介质的品质。提高液体 电介质击穿电压的方法也主要是提高液体电介质的品质，防止 液体电介质中“小桥”的形成。
电介质的耐热性是指保证其运行安全可靠时能 承受的最高允许温度。
短时耐热性 热劣化与长期耐热性
2．电介质的耐热等级 3．电介质的耐寒性
耐寒性是绝缘材料在低温下保证安全运行的最低许可温度， 否则，固体可能变脆、开裂；液体可能凝固。
耐热 最高持续工 等级 作温（℃）
电介质种类
表3－1 电介质的耐热等级
Y
90
未浸渍过的木材、棉纱、天然丝和纸等材料或其组 合物；聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡胶
A
105
矿物油及浸入其醛树脂塑料；胶纸板；胶布板；聚酯薄膜及聚酯 纤维；聚乙烯醇缩甲醛漆
B
130
沥青油漆制成的云母带、玻璃漆布、玻璃胶布板； 聚脂漆；环氧树脂
F
155
不同材料的转折温度t0不 同，即使同一介质，厚 度越大，散热越困难，t0 就越低。
0 20 40 60 80 100 120 140 160 t（℃） t0
图3－9 工频下电瓷的击穿电压与温度的关系
3．电场均匀程度
在均匀电场中，击穿电压随介质厚度的增加 而线性增加； 在不均匀电场中，介质厚度越大，电场越不 均匀，击穿电压不再直线上升。当介质厚度 增加到散热困难出现热击穿时，继续增加介 质厚度就没有意义了。
4．电压种类
冲击击穿电压比工频峰值击穿电压高。直流 击穿电压也比工频峰值击穿电压高 。
5．累积效应
固体介质在冲击电压作用下，有时虽未形成贯 穿的击穿通道，但已在介质中形成局部放电或 不完全击穿，由于固体绝缘的损伤是不可恢复 的，在多次冲击或工频试验电压下，一系列的 不完全击穿得以逐步发展，从而导致击穿电压 下降的现象，称为固体介质的“累积效应”。