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。
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 100 100公里左右---110千伏； ---110 50公里左右----35千伏； 15～20公里---10千伏，6600伏。
2006 .11.29日闭幕的特高压国际会议上获悉，国家电网特 高压已经进入大范围规划阶段， 正在建设的晋东南—南阳—荆门1000千伏特高压试验示范 工程， 已经提出投资4060亿元构筑华北—华中—华东特高压电网 规划。 规划主要为适应国家大煤电、大水电、大核电的能源 战略最新规划，到2020年前后，特高压电网传输容量将达到 2亿千瓦以上。 国家电网对特高压电网做专门规划，中国电力科学研究院、 中国电力工程顾问集团参与。规划中，“西部大煤炭基地， 西南水电中云南的三条江、四川的三条江，都将成为承载特 高压电网项目的电源基地。”
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”。
科学研究
十一五科技发展规划 能源领域3个重大项目
★ 建筑节能与新能源利用关键技术研究及示范 ★ 大功率风电机组研制与示范----何祚休 ★ 800/1000KV特高压输电技术与装备 通过对特高压交直流输电理论和实验研究， 通过对特高压交直流输电理论和实验研究，掌握 特高压输电的关键技术、研究试验方法， 特高压输电的关键技术、研究试验方法，促进大电 网技术和输变电设备制造技术进步。 网技术和输变电设备制造技术进步。
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。”
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
国家电网计划08年完成电网投资2532亿元
国家电网公司今天（3月23日） 表示，认 真总结这次特大自然灾害的经验教训，提 高全社会预防和处理电网突发事件的能力。 2008年国家电网公司计划完成电网投资 2532亿元，力争特高压交流试验示范工程 建成投运。
国家电网： 国家电网： 规划4060亿元构筑华北华中华东特高压电网 规划 亿元构筑华北华中华东特高压电网
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。
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
划分不全面 是电力人员 的片面认识
电机与电器 电力系统及其自动化 高电压与绝缘技术 电力电子与电气传动 电工理论与新技术
电气工程其他领域相关技术
选课与读书
选这个专业,不选这个专业的专业课 读这个专业,不读这个专业的专业书
高电压技术
研究高压绝缘、高电压测试和过压保护的技术。包括高电 压下的电场、电介质中的放电和击穿过程，环境条件下 对放电的影响及绝缘结构的设计；电力系统过电压产生 的原因及其限制和防护措施；电力系统中电气设备的绝 缘配合和接地；高电压的产生、测量和试验技术。
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: 工程上: 220千伏以下输电电压---高压输电 220千伏以下输电电压---高压输电 千伏以下输电电压--330-765千伏输电电压---超高压输电 330-765千伏输电电压---超高压输电 千伏输电电压--1000千伏以上输电电压---特高压输电 1000千伏以上输电电压---特高压输电 千伏以上输电电压---
此外：如激光、受控热核反应的强流脉冲放电， 工业上的成型加工、破碎等方面的液电效应，用 于物理分离、洗尘的静电场、以及电晕现象、静 电感应等也是高电压技术范畴
简
介
高电压技术是以试验研究为基础的应用技术。 主要研究在高电压作用下各种绝缘介质的性能和 不同类型的放电现象，高电压设备的绝缘结构设 计，高电压试验和测量的设备及方法，电力系统 的过电压、高电压或大电流产生的强电场、强磁 场或电磁波对环境的影响和防护措施，以及高电 压、大电流的应用等
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。
自然科学基金: 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， 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。
高电压工程
张秉仁
概
述
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
电气工程包括 电力工程
电力工程 电工制造(狭义) 其他领域技术支撑
弱电技术 (电子 信息 通信 自动 计算机) 化 计算机)是其有 机构成
两大工业体系
电力建设----电网 电源 电网 电力建设
电力生产
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 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
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 775 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。
高电压下的特殊现象及应用
静电技术 液电效应 线爆技术 高脉冲功率技术
高脉冲功率技术
高压冲击波、光 辐射 核辐射、 放射性沾染
研究高电压、大电流、高功率、短（窄）脉冲 产生和应用的技术。 最初应材料响应实验、闪光X射线照相及模拟 核武器效应的需要而出现
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
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 高电压技术解决了输电线路电晕现象, 过电压防护与限制以及静电场\电磁场 对环境的影响等问题.
高电压下的特殊问题
① 绝缘问题--材料 绝缘结构 电压形式 ② 高压试验问题 ③ 过电压防护问题 ④ 电磁环境问题--电磁兼容 生态效应（生物电磁）
电力工程
与电能的生产、输送、分配有关的工程。 电能取代蒸汽动力--现代社会物质/精神文明技术基础 电能的输送和分配--高、低压交流电力网络实现 输电工程发展方向 (重点) ---特高压（100万伏以上）交流输电与直流输电技术
电力系统将发电、输电、变电、配电、用电诸环 节综合为一个有机整体，成为社会物质生产部门 中空间跨度最广、时间协调严格、层次分工极复 杂的实体工程系统
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) 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 电机工程学会、中国电工技术学会 公 司: 国网公司、南网公司、华北电力集团 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

课程(学科) 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