高电压概述(华大)
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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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。
高电压要义 2012
高电压要义 2012.12绪论输电电压一般分为高压、超高压（SHV）和特高压。
目前国际上高压一般指35-220kV的电压；超高压一般指330-1000kV的电压；特高压一般指1000kV及以上的电压。
而高压直流（HVDC）通常指的是 600kV及以下的直流输电电压，600kV以上的则称为特高压直流（UHVDC）第一章1.电离方式可分：热电离、光电离、碰撞电离(主要的电离方式)和分级电离。
P122.带电质点的消失可分①带电质点受电场力的作用流入电极、②带电质点的扩散、○3带电质点的复合。
P153.（考点）电子崩：电子将按照几何级数不断增多，类似雪崩似地发展，这种急剧增大的空间电子流被称为电子崩。
4.电子碰撞电离系数α表示一个电子沿电场方向运动1cm的行程所完成的碰撞电离次数平均值。
P175.（计算题）如图为平板电极气隙，板内电场均匀，设外界电离因子每秒钟使阴极表面发射出来的初始电子数为n0由于碰撞电离和电子崩的结果，在它们到达x处时，电子数已增加为n，这n 个电子在dx的距离中又会产生dn个新电子。
P17抵达阳极的电子数应为：n a=n0eαd途中新增加的电子数或正离子数应为：Δn=n a—n0=n0(eαd—1)（主要的公式）将式x0αdxn=n e 的等号两侧乘以电子的电荷，即得电流关系式：I=I0eαd 06.汤逊理论P19-20（1）γ过程与自持放电条件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α过程，电子总数增至eαd个。
因在对α系数进行讨论时已假设每次电离撞出一个正离子，故电极空间共有(eαd—1)个正离子。
由系数γ的定义，此(eαd—1)个正离子在到达阴极表面时可撞出(γeαd—1)个新电子，这些电子在电极空间的碰撞电离同样又能产生更多的正离子，如此循环下去。
自持放电条件为γ(eαd—1)=1γ：一个正离子撞击到阴极表面时产生出来的二次电子数α：电子碰撞电离系数d：两极板距离7.电晕放电：在极不均匀场中，当电压升高到一定程度后，在空气间隙完全击穿之前，小曲率电极(高场强电极)附近会有薄薄的发光层，这种放电现象称为电晕。
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二、集中参数等值电路（彼德逊法则）
适用条件： 因此：架空线中：v＝
＝300000km/S
线路Z1末端短路接地，一无穷长直角波U1q沿Z1入侵，问波达A点后反射电压和折射电压。
§ 7-2：行波的折射和反射
例4：线路末端有分支
过电电流压 波的以分同类样1速.度入沿x方射向流波动 必须是沿分布参数线路传播而来。
U1q
Z1
折射系数=1，反射系数=0
AR
相当于线路末端接于另一波阻抗相同的线路，波到 达末端后无反射
例4：线路末端有分支
线路Z1末端有分支，分支长度为无穷长，一无穷 长直角波U1q沿Z1入侵，问波达A点后反射电压和 折射电压。
Z1
U1q
A
Z1
Z1
折射系数=2/3，反射系数=－1/3
相当于线路末端接一波阻抗为“两分支”并联的线 路
对于架空线：
L0
0 2
ln2h r
C0
2 0 ln 2h
r
式中h为导线离地面的平均高度（m）,
r为导线的半径（m），μ0、ε0分别为空气的磁
导率和介电常数。
1
因此：架空线中：v＝ 0 0 ＝300000km/S
单根无损线波过程特点
波阻抗表示同一方向传播的电压波与电流波之 间的比例大小
不同方向的行波，Z前面有正负号
A
折射系数=2，反射系数=1
能量角度解释：P2=0，全部能量反射回去，反射波 到达后线路电流为零，磁场能量也为零，全部能量
都储存在电场中。
例2：线路末端短路
线路Z 末端短路接地，一无穷长直角波U 沿Z 入 1 线路Z1末端开路，一无穷长直角波U1q沿Z1入侵，问波达A点后反射电压和折射电压。
高电压技术 概述
2.3 高电压试验与测量技术的研究
研究的目的：研制高电压测试设备
为了对设备的绝缘能力进行考核，需采用试验的方法 研究其击穿机理、影响因素以及检测电气设备耐受水平。 设备生产厂家和电力运行部门都需按其相应规定的绝缘水 平对每台电气设备进行试验，所以要对高压试验技术进行 研究。
研究的问题：
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1.2 过电压-2
过电压——电力系统中异常的电压升高。
过电压（kV）
外部过电压：由雷电和雷击电 力系统引起，幅值很高（兆伏 级），持续时间较短。
内部过电压：由系统内部暂态 过程引起，幅值不大（2 ~ 4倍 工作电压），持续时间较长。
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2、研究内容：
1 绝缘问题的研究 2 过电压问题的研究 3 高电压试验与测量技术的研究
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2.1 绝缘问题的研究
绝缘的定义：将不同电位的导体分隔开来，使它们能够保 持各自的电位。
绝缘的作用：只让电荷沿导线方向移动，而不让它往其他 任何方向移动，这是高电压技术中最关键的问题。
研究绝缘的目的：提高绝缘能力
绝缘研究的问题：研究各类绝缘材料（气、液、固）在电 场作用下的电气性能（极化、电导、损耗等），尤其是在强电 场中的击穿特性及其规律。以便研究出可靠的绝缘材料、合理 的绝缘结构。
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高压电网向特高压电网发展的历程
1875年，法国巴黎建成世界上第一座发电厂，标志着 世界电力时代的到来。 1891年，在德国劳芬电厂安装了世界第一台三相交流 发电机：它发出的三相交流电通过第一条13.8kV输电 线将电力输送到远方用电地区，使电力既用于照明， 又用于动力，从而开始了高压输电的时代。 1879年，中国上海公共租界点亮了第一盏电灯。1882 年，第一家电业公司—上海电气公司成立。
高电压技术
高电压技术高电压技术是电力工程领域的重要分支之一，主要研究和应用高电压场下的电气现象、高电压设备的设计与制造以及高电压绝缘技术等内容。
本文将详细介绍高电压技术的相关背景、应用范围和发展趋势。
一、高电压技术背景介绍在现代社会中，电力已成为人们日常生活和工业生产中不可或缺的能源。
为了满足不断增长的用电需求，电力系统必须经历长距离输电、高能效传输和安全可靠供电等一系列挑战。
高电压技术的发展为解决这些问题提供了有效的解决方案。
高电压技术是研究电气工程中电压大于1000V的电路、设备和系统的学科，涉及电力输电、变电站、电力设备制造、电气绝缘等领域。
应用高电压技术可以提高电力系统的输电距离、提高输电效率和减少能量损耗，同时确保电力系统的安全运行。
因此，高电压技术在电力工程领域具有重要的实际应用价值。
二、高电压技术的应用范围高电压技术广泛应用于以下几个领域：1. 电力输电和配电系统：在电力系统中，高电压技术用于长距离输电、高压变电站的设计和运行，以及高电压设备的制造和维护。
高电压技术的应用可以降低输电损耗，提高电能传输效率，确保电力系统的可靠运行。
2. 电力设备制造：高电压技术在电力设备制造中起着重要作用。
例如，高电压绝缘技术用于电力变压器、断路器、绝缘子等设备的制造，以确保设备在高电压环境下的安全运行和绝缘性能。
3. 工业领域：在工业生产中，一些特殊行业，如化工、冶金等，需要高电压技术进行电力供应和设备控制。
高电压技术可用于高压电源的设计和建设，并提供稳定可靠的电力供应。
4. 实验室科研：高电压技术被广泛应用于科学研究和实验室环境中。
例如，在物理、化学等实验中，需要高电压来实现材料测试、粒子加速、电场模拟等功能。
5. 新能源领域：随着可再生能源的快速发展，如风能和太阳能等，高电压技术也受到了更多的关注。
高电压技术可以在可再生能源发电系统中提供电能转换和传输方面的支持。
三、高电压技术的发展趋势随着科学技术的进步和社会需求的改变，高电压技术也在不断发展和创新。
高电压技术 第一章讲义
绪论高电压技术的产生和发展：•有关高电压的几个著名试验•1752年6月：富兰克林&风筝•1895年11月：伦琴&X射线•1919年：E.卢瑟福&元素的人工转变（a射线轰击氮原子）1945年威克斯勒尔和麦克米伦，电子回旋加速器等•1931年：范德格拉夫起电机（1000万伏）直到20世纪初高电压技术才逐渐成为一个独立的科学分支。
当时的高电压技术，主要是为了解决高压输电中的绝缘问题。
因此，可以这样说高电压与绝缘技术是随着高电压远距离输电和高电压设备的需要而发展起来的一门电力科学技术。
高电压技术：电力系统中涉及过电压、耐压、绝缘等问题的技术。
如：▲雷击变电所、发电厂的过电压及防护措施▲绝缘材料的研制▲合闸分闸空载运行以及短路引起的过电压▲电气设备的耐压试验一、研究意义研究意义：如何将电能大容量、远距离、低损耗地输送，提高电力系统运行的经济效益，防止过电压，提高耐压水平，保持电网运行的安全可靠性。
二．研究内容：1. 提高绝缘能力电压等级提高，需要相应的高压电气设备，要对各类绝缘电介质的特性及其放电机理进行研究，其中气体放电机理是基础。
电介质理论研究——介质特性放电过程研究——放电机理高电压试验技术——高压产生、测量、检验，分预防性和破坏性2. 降低过电压雷击或操作→暂态过程→产生高电压→绝缘破坏→故障→防止破坏→恢复研究过电压的形成及防止措施高电压种类：大气过电压内部过电压——操作过电压，暂时过电压3. 绝缘配合使作用电压的数值、保护电器的特性和绝缘的电气特性之间相互协调以保证电气装置的可靠运行与高度经济性。
三．学习要求与电工及物理的基础理论，如电介质理论、电磁场理论、电路中的瞬变理论相关。
内容涉及面广，经验公式多，文字叙述多，试验数据、图表多，实践性强第一章电介质的极化、电导和损耗§ 1 — 1 电介质的极化一、电介质简介定义：电介质是指．通常条件下导电性能极差的物质，云母、变压器油等都是介质. 电介质中正负电荷束缚得很紧，内部可自由移动的电荷极少，因此导电性能差。
《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。
高电压技术讲义
高电压技术发展趋势
智能化 智能电网和数字化转型
数据分析 大数据应用和分析
可再生能源 与可再生能源的集成
环保节能 环保与节能技术创新
高电压技术未来展望
随着电力系统的不断发展和社会需求的增加，高电压技术将继续担当重要 角色。未来的高压电网将更加智能化和可靠，支持更多可再生能源的接入， 同时也会注重环保和节能。
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高电压技术的重要性
能源传输和转换 发挥重要作用
推动科技进步 重要推动作用
提高电力系统效率 关键意义
提高系统稳定性 不可或缺
高电压技术的应用领域
电力输配电系统
01 主要应用领域
电力电子设备
02 广泛应用范围
高压设备
03 技术要求高
高电压技术的基本原理
电场概念
电场强度 电势差 电场线
配电系统结构
开关设备 变压器 电容器
定期维护和保养措施
定期巡检线路 清理杆塔及绝缘子
高电压输电线路技术的未来趋势
智能电网中的应用前景
01 高压输电线路智能化发展方向
城市化发展中的挑战与机遇
02 如何在城市中布设高压输电线路
可再生能源接入的创新方向
03 高压输电线路在可再生能源传输中的角色
总结
高电压输电线路技术的发展不仅涉及传统设备的优化，还需要结合新技术 的应用，以适应未来能源发展的需求。监测与维护工作的重要性不容忽视， 只有及时发现并处理问题，才能保障高压输电线路的稳定运行。
新能源领域应用前景
01 太阳能、风能、核能
智能电网发展机遇
02 智能化、信息化、互联互通
电气设备创新方向
03 节能环保、智能化设计、高效耐用
高电压名词解释
绝缘强度：电介质保持绝缘特性所能承受的最高电场强度绝缘水平：电气设备在出厂时能保证承受的试验电压值自持放电：不需要外界因素来维持的放电非自持放电：需要外界因素来维持的放电c点前非自持放电，后自持放电均匀电场中，Uc为击穿电压，不均匀就是电晕起始电压电子崩：初始电子在电场作用下产生碰撞电离，使电子数迅速增加的放电现象电晕放电：在不均匀电场中在低于击穿电压作用下，在曲率半径小的电极周围出现的淡紫色的发光圈极性效应：在不均匀且不对称的电场中，曲率半径小的电极所带的电核的极性对发电过程的影响沿面放电：沿着固体或液体与气体的交界面发展的放电闪络：由沿面放电发展成为贯通两极的放电伏秒特性：间隙的击穿电压的最大值与击穿时间的关系（曲线的形状决定于极间电场分布）U50%：在该电压作用下气隙被击穿的概率为50%爬电比距：电气设备外绝缘的爬电距离对系统最高工作线电压（有效值）之比击穿：加在气隙的场强达到一定值后电流突然剧增，介质失去绝缘性能绝缘电阻R60：电介质加直流电压60s后测得的电阻值吸收比：电介质加直流电压后 60s 与 15s 时所测得的电阻值之比容升效应：回路为容性，容性电流在电源漏抗上的压降使得电容两端的电压大于电源电压耦合系数：互波阻与自波阻之比雷暴日：一年有雷暴的天数雷暴小时：一年有雷暴的小时数地面落雷密度：每一雷暴日每平方公里地面上受雷击的次数落雷次数：每一百公里线路每年落雷次数工频续流：过电压消失后，工作电压作用下避雷器导电通道会继续流过的工频电流残压：雷电流过避雷器时，在阀片上产生的最大压降。
灭弧电压：在保证可靠灭弧前提下允许加在避雷器上的最高工频电压保护比：残压与灭弧电压之比耐雷水平：雷击线路后绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值。
雷击跳闸率：每一百公里线路每年由雷击引起的跳闸次数。
击杆率：雷击中杆塔的次数与雷击线路总次数的比值保护角：避雷线与最外侧导线的连线与垂线的夹角绕击率：雷绕击导线的次数与雷击线路总次数之比建弧率：由冲击闪络转变为稳定的工频电弧的概率。
《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
高电压概述
绝缘子
高压变电站
劝读
窗外雪花飘飘 屋内暖意融融 一杯清茶 一盆小花 一卷圣贤之书
人生最高 境界
高电压工程领域研究内容
1 高压绝缘
1）气体、固体、液体介质击穿及电气特性 2）气体、沿面及界面放电现象 3）高压交直流设备电气绝缘特性 4）绝缘设计及可靠性分析 5）绝缘材料的老化及利用； 6）电子器件绝缘材料及特性 7）新型功能绝缘材料及特性 8）特高压外绝缘设备的设计及制造 9）污秽外绝缘 10）复合绝缘子技术
2. 过电压与绝缘配合
1）交直流特高压电力系统过电压保护与 绝缘配合（含750 kV） 2）交、直流电力系统（含750 kV、特高压） 过电压测试技术 3）配电系统过电压与绝缘配合 4）配电系统故障选线及分析与测距技术 5）新型过电压保护器件或设备 6）雷击断线保护技术 7）接地技术等
3 高压电器
(二次能源)
电气运行—发电 电气运行 发电 供电 用电
电工制造
---(制造业)
电工制造--电工材料/部件 电气设备(电机)--发电机 电动机 电缆 高电压试验设备—试验变压器 冲击电压发生器 其他学科/领域的技术支撑
共产主义: 苏维埃+电气化
电 路
电子电路---进行信号的传递分配与转换 电子电路---进行信号的传递分配与转换 ---进行信号 信号处理, 信号处理,叫弱电电路 电力电路---实现能量的传输、 电力电路---实现能量的传输、分配与转 ---实现能量的传输 换,又叫强电电路
高
压
超高压 特高压
高压输电的出现与发展
高压输电线路
发电厂发出的电不能直接通过普通电线传输 出去，而要用高压输电线路传送。 输送到用电地方后，要把电压降低下来用。
第四章-高电压与绝缘技术
• 过电压对输电线路和电工设备的绝缘是个严重的威胁。 为此，要着重研究各种气体、液体和固体绝缘材料在不 同电压下的放电特性。其中气体包括大气条件下的空气、
压缩空气、六氟化硫气体及高真空等常用作输电线路和
电工设备绝缘及其他用途的材料。 • 研究如何提高气体绝缘的放电电压，研究影响气体放电 的各种因素，对确保电工设备的经济合理和安全运行都 有重要的意义。
2400kV冲击电压发生器
NORTH UNIVERSITY OF CHINA
4.4 我国高等学校的高电压与绝缘技术专业
研究生阶段，高电压 与绝缘技术专业是研 究生专业目录中电气 工程一级学科下的一 个二级学科。其它的 四个二级学科分别是 电机与电器、电力系 统及其自动化、电力 电子与电力传动和电 工理论与新技术。
几个概念
• 雷暴日：在一天中只要听到雷声就算作是一个雷暴日。 在我国大部分地区一个雷暴日约为3个雷暴小时（即在一 个小时内听到雷声就算一个雷暴小时）。 • 雷区分类：少雷区（平均雷暴日不超过15的地区）；中 雷区（超过15单不超过40的地区）；多雷区（超过40但
不超过90的地区）；强雷区（超过90的地区或者根据运
NORTH UNIVERSITY OF CHINA
• 电力系统过电压及其限制 研究电力系统中各种过电压，以便
合理确定其绝缘水平是高电压技术的重要内容。
• 电力系统的过电压包括外过电压(又称雷电过电压)和内过电压。
• 一般雷电过电压幅值远超过系统的额定工作电压，但作用时
间较短，平均波长时间为30微秒。雷击除了威胁输电线路和 电工设备的绝缘外，还会危害高建筑物、通信线路、天线、 飞机、船舶、油库等设施的安全。因此，这些方面的防雷也 属于高电压技术的研究对象。
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。
高电压概要
1、极化的基本形式：电子式极化、离子式极化、偶极子式极化、空间点和计划。
2、介质的能量损耗有两种：有损极化引起的损耗、电导引起的损耗。
介质的能量损耗简称介质损耗。
3、气体发生游离而消耗电场能量称为游离损耗。
4、气体间隙发生击穿是的临界电压称为击穿电压，均匀电厂忠击穿电压与间隙距离之比称为平均场强，5、气体间隙中带电质点的来源：气体本身发生游离、气体间隙中的金属阴极表面发生游离。
（1）、气体本身的游离：碰撞游离、光游离、热游离（2、阴极表面游离形式：正极撞击阴极表面、短波光照射、强场放射、热电子放射。
6、气体中带电质点的消失：与两极电量中和、扩散、复合7、将开始出现电晕时的电压称为起晕电压、8、以击穿电压为纵坐标，以击穿时间为横坐标，则在电压—时间坐标系中每级电压下可得到一个坐标点，将这些坐标点连成曲线即为伏秒特性曲线。
在很短的放电时延内电压会超过静态击穿电压较大的数值，故伏秒特性略有上翘，对于极不均匀电场，其平均场强较低放电时延和所加电压密切相关，伏秒特性在击穿时间还相当大时便随击穿时间的减小而向上翘且击穿时间的分散性较大。
9、提高气体平均击穿场强有两个途径：改善电场分布，使其尽可能平均、、改变其体状态和种类，使其中的游离过程尽可能被削弱。
提高介质电气强度的方法：具体措施：（1、改进电极形状改善电场分布、（2、利用空间电荷、（3、利用高气压、（4、采用高电强度气体（5、采用高真空10、当做用在绝缘子两极上的电压超过一定值时，常在绝缘子和空气的交界面上出现放电现象，这种沿着固体介质表面所进行的放电称为沿面放电。
当沿面放电发展到对面电极时称为沿面闪络，简称闪络12液体介质的击穿主要有两种形式：（1、电击穿（2液体中苏含杂质引起的气泡击穿13、利用小桥理论解释气泡击穿过程：：：：：在电压长时间作用下，含水纤维或杂志发生极化，首尾连接形成杂质小桥，使水分汽化形成气泡，在交流电的作用时，因气泡中的场强与油中的场强按各自的介电常数成反比分配，所以气泡中的场强比油中的场强高得多，而气体的击穿场强又比液体的低得多，故气泡中首先发生游离，这又使气泡温度升高，体积膨胀，同时游离产生带电质点撞击油分子，又使其分解出气体，气泡进一步扩大并被沿电场方向拉长、当气泡连贯通两极的气泡小桥时，击穿将沿此小桥发生。
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产品展示: 电科院、西高所、武高所、西瓷所、西电集团等 讨论内容：电磁场计算、测量和对环境的影响,高电压新技 术、先进材料和界面现象,故障诊断及在线监测, 外绝缘及合成绝缘子,特高压输电 我国电力工业形势大好--1000kV交流、800kV直流特高压输电
根据中国电机工程学会高电压专业 委员会2007年工作计划，高压专委会于 11月份在深圳市召开“高压专委会2007 年学术年会”。
电力生产
(二次能源)
电气运行—发电 供电 用电
电工制造
---(制造业)
电工制造--电工材料/部件
电气设备(电机)--发电机 电动机 电缆
高电压试验设备—试验变压器 冲击电压发生器 其他学科/领域的技术支撑
共产主义: 苏维埃+电气化
电 路
• 电子电路---进行信号的传递分配与转换
•
•
信号处理,叫弱电电路
致谢
谢谢！
59
2. 过电压与绝缘配合
1）交直流特高压电力系统过电压保护与 绝缘配合（含750 kV） 2）交、直流电力系统（含750 kV、特高压） 过电压测试技术 3）配电系统过电压与绝缘配合 4）配电系统故障选线及分析与测距技术 5）新型过电压保护器件或设备 6）雷击断线保护技术 7）接地技术等
3 高压电器
课程(学科)内容
• • • • • 电介质与放电理论--基础课 绝缘监测与试验技术 高电压的产生与测量技术 电力系统过电压及其防护 在其他学科/领域中的应用
相关课程体系
• 前序课程: 电磁学 电介质物理
• 后续课程：电气设备绝缘状态监测/ 高电压试验技术/
放电理论与等离子体
• 相关课程：架空输电线路/电器学(高压电器） 脉冲功率技术
1962年英国J.C.马丁成功将已有的Marx发生 器与传输线技术结合，产生了持续时间短达纳 秒级的高功率脉冲，开辟了这一崭新的领域
863: 王大珩 王淦昌 杨嘉墀 陈芳允
西安军工 研究所
随之，受控热核聚变研究、高功率粒子束、大 功率激光、定向束能武器、电磁轨道炮等的研制 都对高功率脉冲技术的发展提出了新的要求，使 高功率脉冲技术成为80年代极为活跃的研究领域 之一。
• 配电 电力系统中直接与用户相连并向用
户分配电能的环节。
• 将电网的输电电压降为配电电压、配电电
压通常有35～60千伏和3～10千伏等。
促使高电压技术发展的两大动力
高压输电线路的发展
物理学中高电压装置的研制
高压输电
促使输电线路电压等级提高的直接动力 ①电力需求的激增—线路输送容量P=U2/Z 大容量输送需要高电压 ②电力的远距离输送 输出总功率一定
绝缘子
高压变电站 高压变电站
劝读
窗外雪花飘飘 屋内暖意融融 人生最高
一杯清茶 境界
一盆小花
一卷圣贤之书
高电压工程领域研究内容
1 高压绝缘
1）气体、固体、液体介质击穿及电气特性 2）气体、沿面及界面放电现象 3）高压交直流设备电气绝缘特性 4）绝缘设计及可靠性分析 5）绝缘材料的老化及利用； 6）电子器件绝缘材料及特性 7）新型功能绝缘材料及特性 8）特高压外绝缘设备的设计及制造 9）污秽外绝缘 10）复合绝缘子技术
世界特高压交流输电技术工程一览
• /news/2 0120913/387995.shtml
特高压输电工程列入“十二五”规划
国家“十二五”规划纲要中提到，“适应大规模跨区输电和 新能源发电并网的要求，加快现代电网体系建设，进一步扩 大西电东送规模，完善区域主干电网，发展特高压等大容量、 高效率、远距离先进输电技术，依托信息、控制和储能等先 进技术，推进智能电网建设，切实加强城乡电网建设与改造， 增强电网优化配置电力能力和供电可靠性。” 根据国家电网的规划，“十二五”期间国家将投资超过5000 亿元建成“三纵三横”特高压交流骨干网架和11项特高压直 流输电工程，“投资额相当于2个三峡工程”，其中交流特 高压的投资额约占2/3。
高电压技术对电力工业、电工制造业以及近代物理
的发展(如X射线装置、粒子加速器、大功率脉冲发
生器等)都有重大影响。工程上把 1000伏及以上的
交流供电电压称为高电压。高电压技术所涉及的高
电压类型有直流电压、工频交流电压和持续时间为 毫秒级的操作过电压、微秒级的雷电过电压、纳秒 级的核致电磁脉冲(NEMP)等。
高功率脉冲系统的参量：脉冲能量（千焦～吉焦）， 脉冲功率（吉瓦～太瓦），脉冲电流（千安～兆安），
脉冲宽度（微秒～纳秒）和脉冲电压。
高功率脉冲系统工作原理：先将从低功率能源中 获得的能量储存起来，然后将这些能量经高功率脉冲发 生器转变成高功率脉冲，并传给负载。由一定的能量所
转换成的脉冲持续时间愈短，在负载上得到的功率愈高。
两大行业(技术)前沿(热点\趋势) 智能电网 (智能仪器)
-------统一坚强智能电网 特高压输电
电气工程基础理论
• • • • • • 电磁学 电路理论 电磁场理论（电磁学的延伸） 电介质与放电理论 电力系统模型理论 自动控制理论
电气工程二级学科
划分 • 电机与电器 不全 • 电力系统及其自动化 • 高电压与绝缘技术 面 • 电力电子与电气传动 是电 • 电工理论与新技术 力人 电气工程其他领域相关技术 员的
自然科学基金: 西部能源利用及其环境保护若干关键问题重点项目 (第1项) 西北高海拔地区超特高压输电外绝缘放电基础理论研究 重庆大学 孙才新
国家中长期科学和技术发展规划纲要
（2006━2020年）
(5)超大规模输配电和电网安全保障 重点研究开发大容量远距离直流输电技术和特高 压交流输电技术与装备， 间歇式电源并网及输配技术， 电能质量监测与控制技术， 大规模互联电网的安全保障技术，西电东输工程 中的重大关键技术，
330-765千伏输电电压---超高压输电
1000千伏以上输电电压---特高压输电
高压输电的出现与发展
高压输电线路
• 发电厂发出的电不能直接通过普通电线传输 出去，而要用高压输电线路传送。 • 输送到用电地方后，要把电压降低下来用。
• 输送距离远近，采用不同电压。我国现状: • 送电距离200～300公里---220千伏 • 100公里左右---110千伏； • 50公里左右----35千伏； • 15～20公里---10千伏，6600伏。
电网调度自动化技术，
高效配电和供电管理信息技术和系统。
国家电网计划提高电网设计标准
2008年3月4日，国家电网公司表示将全面提高电网设计标准， 110～330千伏电网设防标准由15年一遇提高到30年一遇， 500千伏电网设防标准由30年一遇提高到50年一遇， 750千伏电网设防标准为50年一遇。 “如果按照这一新标准，国家电网将至少投资5000亿元以上。”
网络资源
理解误区
高压输电线路
高压电器
仅限于电力系统
课程特点
• 电气工程领域典型、关键技术之一 • 课程规模宏大---对象大、内容多 • 理论体系不完备、实践性很强
高电压界定
1000V--100KV 100KV--1000KV ≥1000KV
工程上:
220千伏以下输电电压---高压输电
高
压
超高压 特高压
考试 实验
高功率脉冲发生器由Marx发生器（或电容器组）和脉 冲形成回路共同组成，又称脉冲发电机。 80年代建在英国的欧洲联合环（托卡马克装置），由
脉冲发电机提供脉冲大电流。脉冲发电机由两台各带有9
米直径、重量为775吨的大飞轮的发电机组成。发电机由 8.8兆瓦的电动机驱动，大飞轮用来储存准备提供产生大 功率脉冲的能量。每隔10分钟脉冲发电机可以产生一个 持续25秒左右的500万安大电流脉冲。
高电压技术课程概述
华侨大学电气工程系 方瑞明
课程概述
1
电气工程---
研究电磁领域客观规律
及其应用的科学与技术.
电气工程覆盖领域
• 电力工程 • 电工制造(狭义) • 其他领域技术支撑
电气 工程 包括 电力 工程 弱电技术 (电子
信息 通信 自动 化 计算机)是其有 机构成
两大工业体系
电力建设----电网 电源
5 高电压新技术 •
• • • • • • 1）气体放电及等离子体技术 2）脉冲功率技术 3）电磁场的生物、环境效应 4）大气压下辉光放电技术 5）高电压技术在环境保护中的应用 6）高电压技术在生物医学中的应用 7）电力系统电磁环境保护
相关信息
反映高电压领域 在国民经济建设与科技规划中的地位
第十四届高电压工程国际会议(2004) 在北京召开 大会主席：关志成教授 主 办: 清华大学， 学术组织: IEEE、CIGRE、DEIS、自然科学基金委员会、中国 公 电机工程学会、中国电工技术学会 司: 国网公司、南网公司、华北电力集团
1）智能化电器 2）高压电器设备的可靠性分析及运行状况 3）高压电器设备的在线监测及故障诊断
4）高压电器生产技术及标准 5）直流输电技术及设备 6）750 kV及特高压输电技术设备等 7）配网自动化技术及设备
8）电网技术发展对变电设备的要求等
4.高压测试技术及设备
• • • • • • • • • • • 1）特高压设备试验与测试技术 2）特高压电磁环境的测试技术 3）500 kV电缆试验技术 4）电力设备在线监测和信号识别 5）500 kV电压等级绝缘预防性试 验经验交流 6）新型传感器在高压测试领域的应用 7）虚拟仪器及数字化测量技术在高压 测试领域的应用 8）新技术方法在高压测试领域中的应用 9）变压器绕组变形测试技术
波阻抗
P总=I2R+P出
P总=UI
I2R输电线路上的损耗 为减小I2R 需要减小I P总=UI恒定,需要增大U----高压输电
高电压技术解决了输电线路电晕现象,