绝缘结构设计

第二章基本问题

1.临界电场强度与其他那些因素有关，最大电场强度允许值，电场不均匀系数，

调整电场分布的措施。

因素：材料、工艺、电极形状、极间距离、电场不均匀程度、散热条件；

允许值：参照临界场强并考虑一定裕度而确定的数值；系数：最大场强E max与平均场强E av的比值；

措施：改变电极形状（增大曲面半径，改善电极边缘），改善电极间电容分布（加屏蔽环，增设中间电极），利用其他措施（采用不同介质、利用电阻压降、利用外施电压强制电压分布）

2.多层介质分阶绝缘的概念，平行板电极、同轴圆柱电极间电场分布及场强计算。

概念：由介电常数不同的多层绝缘构成的组合绝缘

3.沿面放电：气体中存在固体（或液体）介质时，当电压升高到一定程度，沿介

质表面发生放电。闪络：当沿面放电由一个电极延伸到另一个电极使气隙沿介质表面发生击穿。

4.套管型结构及其放电特点、电场分布，分析影响电场分布的因素，闪络电压与

放电距离的关系。结构：插入式结构，一个电极穿过另一个电极的结构；特点：电晕刷形放电滑闪闪络；

关系：滑闪发生时，增加放电距离不能有效提高闪络电压

5.滑闪放电原因以及防止滑闪放电的措施。原因：电力线斜入固体介质表

面，在法向分量作用下，以电容电流构成回路并在切线分量作用下沿表面发展；措施：减小C0//使电力线经过单一材料//减小表面电阻率如法兰附近涂半导电层//法兰附近加金属片或金属环屏蔽//加电容极板强制电场分布

6.绝缘配合概念：电力系统中用以确定输电线路和电气设备绝缘水平的原

则和方法。常用方法：惯用法、统计法、简化统计法。

惯用法：电气绝缘设备最小耐受电压大于系统中可能出现的最大电压并留有一定裕量

统计法：系统中最大过电压和绝缘最小耐受电压属于随机变量，统计法认为已知过电压和绝缘耐受电压的概率分布函数的曲线，则绝缘损坏的危险率可以进行数学计算并加以定量。

简化统计法：将系统过电压和绝缘耐受电压均确定为单一值，称为统计过电压和统计耐受电压，以代替整条概率曲线。

第三章电力电缆

1.电缆基本结构：导电线芯，绝缘层，护层

2.粘性浸渍型电缆特点：浸渍温度下粘度低，以保证浸渍完善，工作温度下基本

不流动

老化主要原因是局部放电

挤出型电缆的特点：结构和工艺简单，敷设落差无限制

屏蔽层与主绝缘分离导致局部放电，绝缘老化

2.电缆接头盒作用，均压措施。作用：终端接头盒—处于电缆两端通过终

端与架空线或变压器相连、连接接头盒—当线路过长时用其连接两根电缆；

措施：增绕式终端接头盒、电容式终端盒

第四章电力电容器

1.储能因数、比特性。储能因数：ε0εr E2；比特性：电容器的储能或容量

与体积或重量之比，Q/V=ωε

0ε

r

E2

2.并联电容器：并联在线路上，补偿感性负荷，提高功率因数

串联电容器：串联在线路上，补偿长距离线路的感抗，从而减小电压降，改进电压调整率，提高传输容量

3.电容器介质液体介质、固体介质、薄膜、纸——膜组合、金属化膜

4.组合绝缘耐电强度及其影响因素：

耐电强度：交流下电压分配与各层电容成反比，直流下与各层电阻成正比影响因素：局放起始场强；介质厚度（薄好）；极板面积（小好）

5.设计参数选择：

介质和极板的选择：考虑击穿场强和局部放电两方面

工作场强的选择：考虑对短时击穿热击穿和局放都有足够的安全裕度

第五章绝缘子和套管

1.绝缘子分类，绝缘子材料

按连接方式分：绝缘子、瓷套、套管；

按用途分：线路绝缘子、电路电器绝缘子；

绝缘子材料：绝缘件（电瓷、玻璃、硅橡胶、浇注环氧树脂）、机械固定的金属附件（铸铁和钢、大电流产品-硅铝合金）、胶合剂（硅酸盐水泥）

2.绝缘子干闪距离、湿闪距离、泄漏距离干闪：沿绝缘子最短；湿闪：沿

表面与空气组成；污闪：沿绝缘子表面

3.悬式绝缘子串电压分布、均压措施、放电特性措施：减小绝缘子串长

度、增大本体电容大小、增大C L减小C E

4.影响棒性绝缘子湿闪电压的因素伞宽（伞宽小闪络电压低）；伞距（n＞

0.5t闪络发生伞边缘空气间隙，n＞t影响效果差）；伞的合适角度（20到30）；

安装位置（水平＞垂直）

5.影响污秽表面放电的因素，措施

因素：污秽物的性质与污染程度（污染高污闪电压低）、大气湿度（50-70%时湿度增大闪络电压迅速下降，大雨时不降低闪络电压）、爬电距离（距离大污闪电压大）；

措施：定期清扫或交换绝缘子、涂上防尘涂料（有机硅油、硅脂、地蜡）、加强绝缘（加片数）和采用耐污绝缘子

6.硅橡胶绝缘子优点表面有憎水性，耐污秽性能优异，运行稳定

7.高压套管分类，胶纸、油纸各自特点分类：按绝缘结构分（绝缘材料分）：

单一绝缘套管（纯瓷、树脂）、复合绝缘套管（充油、充气）、电容式套管（油纸、胶纸、浸胶）

胶纸特点：（优）机械强度高，可以45°或水平安装//在变压器中使用时不用下瓷套，可减小尺寸//充油量小，易密封//胶纸耐电晕性比油纸好（缺）胶纸的tanδ及其温度系数比油纸高//内部气隙不易消除，易发生局部放电//易吸潮

油纸特点：电气性能可靠，局部放电起始电压高，tanδ及其温度系数比油纸低，没有热击穿危险

8.电容式套管设计原理，电容极板作用，调解场强方案原理：局放起始

放电电压大于工作工频电压，滑闪起始放电电压大于干闪与工频试验电压

第六章电力变压器

1.变压器绝缘结构的分类分类：内绝缘（线圈绝缘，引线及分接开关绝缘，

套管内绝缘套管下部油中的沿面绝缘）、外绝缘（套管上部空气中的绝缘，套管中间或对地的空气绝缘），内绝缘分：主绝缘（高压与低压线圈之间，相间与对地绝缘，引线成分接开关等对地和其他线圈的绝缘）、纵绝缘（一线圈中不同匝间层间段间的绝缘，同一线圈各引线间的绝缘，分接开关各部分之间的绝缘）

2. 1min工频耐压试验目的：变压器主绝缘耐电强度

冲击试验目的：纵绝缘耐电强度

局部放电试验目的：220kv以上进行局放测试，1.5倍最大工作电压放电量不超500pc，1.3倍不超过300pc

3.变压器油击穿理论：油中有杂质（水或纤维），杂质介电常数高，沿着电

场极化定向，排成杂质小桥，如果小桥连通两个电极，由于水分和纤维的电导大，引起漏电流增大，发热增多，促使水分汽化，气泡扩大，如果小桥未连通两个电极，则在端部的油中场强会增大，油电离出气体，增大气泡，最后导致击穿。

变压器油的耐电强度：

温度（潮湿油S型曲线0和60-80为S腰，干燥油温升耐电强度减小）

压力（压力大，气体在油中溶解量大，气泡局放起始电压高，击穿电压大）电场均匀程度（纯均匀电场则耐电强度高，杂质含量高均匀电场则影响不大，一般多杂质均匀则耐电强度提高）

电压作用时间（随作用时间的增加而下降）