高电压总结

第一篇 电解质的电气强度两类电气现象： （1）弱电场下，主要是极化、电导、介质损耗等； （2）强电场下，主要有放电、闪络、击穿等。第一章 气体放电的基本过程 第一节：带电粒子的产生和消失 带电粒子在气体中的运动 平均自由行程长度：单位行程中的碰撞次数 Z 的倒数。 迁移率：带电粒子漂移速度 v 与场强 E 的比值。（电子远大于离子） 扩散：粒子会从浓度大区域运动到浓度小的区域。带电粒子的产生 激励：原子获得能量后，某些电子有可能转移到离核轨道远的轨道上去。 电离能：使基态原子或分子中结合最松弛的那个电子电离出来所需的最小能量。 有光电离、惹电离、碰撞电离、电极表面的电离。逸出功：电子从金属表面逸出需要的能量。负离子的形成 附着：电子与中性分子相结合而形成负离子的情况。SF6对电子亲和性很强，对放电起抑制作用，高电气强度气体。 带电粒子的消失a、到达电极时，消失于电极上而形成外电路中的电流；b、带电粒子因扩散现象而逸出气 体放电空间；c、带电粒子的复合。第二节 电子崩碰撞电离系数：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。与场 强，气体性质和密度有关。第三节 自持放电条件 起始电压：放电由非自持转为自持时的电场强度。 汤逊理论只适用于低气压，短气隙的情况第五节 气体放电的流注理论 流注理论考虑了放点本身所引发的空间光电离现象，会产生二次电子崩，汇入崩尾。 电极间所加电压等于自持放电起始电压时，初崩要跑完整个气隙才能引起流注。大于起始电 压时，不需要跑完整个间隙。第六节 不均匀电场中的放电过程 电晕放电，较低的电压和表面电场强度下就会出现，故要防止，最根本途径是设法限制和降 低导线的表面电场强度。（多采用分裂导线） 电晕放电利处：衰减电压波的幅值和降低其波前陡度；静电除尘等。极不均匀放电过程 极性效应：棒极性不同时，起始点晕电压，击穿电压不同。 极性看曲率半径小的一端，半径相同时，看不接地的一端。 正极性（正棒负板）：起始电压高，击穿电压低。 负极性（正板负棒）：起始电压低，击穿电压高。 一般输电路属极不均匀电场，故击穿发生在外加电压为正极性的那半周内。 电晕放电先导通道放电主放电第七节 放电时间和冲击电压下的气隙击穿击穿条件：1、足够大的电场强度或电压；2、存在引起电子崩并导致流注和主放电的有效电 子；3、需要一定的时间。放电时间受影响：电极材料，外加电压，电场分布。 冲击电压波形：标准雷电冲击电压波、标准雷电劫波冲击系数：U50%与us （静态冲击电压）之比，均匀或稍不均匀，冲击系数为1,极不均匀大 50%S于 1 ，因为放电时延较长。 伏秒特性：冲击击穿特性用电压和时间两个参量来表示。第八节 沿面放电和污闪事故绝缘丧失： 1、固体介质本身的击穿；2、沿着固体介质表面发生闪络。（后者比前者击穿电 压低得多），故一个绝缘装置的耐压水平取决于沿面闪络电压。 沿面放电电压的影响因素：固体介质材料，电场型式。 污闪的四个阶段:积污，受潮，干区形成，局部电弧的出现和发展。 等值盐度：刻画污秽度。污闪事故的对策：1、调整爬距（增大泄漏距离）2、定期或不定期清扫3、涂料4、半导体釉绝缘子5、新型合成绝缘子第二章 气体介质的电气强度第一节 均匀和稍不均匀电场气隙的击穿特性 均匀电场：击穿前无电晕，无极性效应，各种电压作用下击穿电压（峰值）都相同。 少不均匀：击穿前无稳定电晕，极性效应不明显，各种电压作用下击穿电压（峰值）几乎 致。第二节 极不均匀电场气隙的击穿特性 击穿前有稳定电晕，有明显的极性效应，各种电压对击穿电压（峰值）影响大。 气隙越长，击穿场强越小！第三节 大气条件影响及其校正 空气密度、湿度、海拔高度。第四节 提高气体介质电气强度的方法一是改善电场分布，使之尽量均匀；而是削弱或抑制气体介质中的电离过程。具体有：1、改进电极形状以改善电场分布2、利用空间电荷改善电场分布3、采用屏障4、采用高电压5、采用高电气强度气体6、采用高真空第五节 六氟化硫理化特性方面的若干问题：1、液化问题2、毒性分解物3、含水量第三章 液体和固体介质的电气特性第一节 液体、固体介质的极化、电导、损耗 电解质的极化：电子是极化：时间短，弹性位移，温度影响不大，无损耗 束缚离子运行轨道偏移 离子式极化：位移有限，电场消失恢复原状，几乎不引起损耗，时间短 离子的相对偏移 偶极子式极化：非弹性的，消耗一定的能量，时间长 偶极子的定向排列 另外还有夹层极化：时间长，有损耗， 自由电荷的移动空间电荷极化 电介质的电导：离子电导、电子电导 电介质损耗：若介质损耗主要由电导引起，采用并联等值电路，主要由极化引起，采用串联 等值电路。第二节 液体介质的击穿 击穿理论：电子碰撞电离理论、气泡击穿理论 变压器油击穿电压的影响因素和提高的方法：1、水分和杂志越多，电压急剧下降2、油温下降，击穿电压下降，但有特殊（看书 60页）3、电场越均匀，工频击穿电压显著增大。4、电压作用时间长，电压下降5、油压高，电压高 可采用加屏障的方法第三节 固体介质的击穿（非自恢复击穿） 电击穿理论（碰撞游离为基础 时间短） 热击穿理论 时间一般电化学击穿 时间很长影响固体介质击穿电压的主要因素：1、电压作用时间2、电场均匀程度3、温度4、受潮，电压降得严重5、累积效应第四节 组合绝缘的电气强度 各层绝缘所承受的电场强度与其电气强度成正比。第二篇 电气设备绝缘试验第四章 电气设备绝缘预防性试验第一节 绝缘的老化热老化：温度越高，老化越快，寿命越短，80规则 电老化：主要原因是出现局部放电。其他影响因素：第二节 绝缘电阻、吸收比和泄漏电流的测量第三节 介质损耗角正切的测量第四节 局部放电的测量 绝缘中的局部放电是电介质老化的重要原因之一 视在放电：发生局部放电时 试品电容所放掉的电荷 表征局部放电的参数：放电重复率、放电能量、其他参数 局部放电的检测方法：非电检测法：1、噪声检测法2、光检测法（沿面放电、电晕放电常用）3、化学分析法电气检测法：1、脉冲电流法：测量视在放电量a、并联测试回路：允许测试电容一端接地，被击穿时，不会危及人身和系统安全。b、串联测试回路c、桥式测试回路2、介质损耗法第五节 电压分布的测量电压分布：不但取决于绝缘子本身的电容，而且也受到受到各元件与地电位物体及高压导线 之间的杂散电容的影响。第六节 绝缘状态的综合判断不易判断时三比较法：1、与同类型设备比较2、与同一设备的三相试验结果进行比较3、与历年实验所得数据作比较第五章 绝缘的高电压试验第一节 工频高电压试验 工频高电压：不仅用于绝缘的工频耐压试验，也用于气隙工频击穿特性，电晕放电及其派生 效应，静电效应，绝缘子干闪，湿闪，污闪特性，带电作业等试验研究。一、工频高电压的产生工频试验变压器：1、工作电压高，调节范围广，一般为单相2、绝缘裕度低，安全系数小，不会受到过电压作用3、使用时间有限4、漏抗大5、容量小6、工作时经常要放电7、为减少对局部放电试验的干扰，要求变压器本身的局部放电电压足够高 试验变压器串级装置：为了升高电压，缺点是台数越多，容量利用率也越低 第二节 直流高电压试验直流高电压：高能物理学、X射线学、静电应用 直流高电压的产生：（一）高压整流器：交流转直流（二）倍压整流回路（三）串级整流装置（获得高电压）与交流相比，具有的特点1、 实验设备较轻2、可同时测泄漏电压3、对绝缘的损伤小4、易发现缺陷第三节 冲击高点压（难实现 用工频耐压替代）三次冲击法：对被试品施加三次正极性和三次负极性雷电冲击试验电压 第四节 高电压的测量第三篇 电力系统过电压与绝缘配合第六章 输电线路和绕组中的波过程第一节 波沿均匀无损单导线的传播第二节 行波的折射和反射第三节 行波的多次折反射 与中间线段的存在与否无关，但影响波形特别是波前第四节 波在多导线系统中的传播第五节 波在有损耗线路上的传播第六节 变压器绕组中的波过程第七节 旋转电机绕组中的波过程总结 2 二次电子的主要来源是空间的光电离。 电晕放电是极不均匀电场所特有的一种自持放电形式。电晕起始场强Ec近似计算公式（皮克公式） 气隙在冲击电压下的击穿电压和放电时间都和冲击电压的波形有 关。将冲击电压的波形标准化，各种实验结果才有可比性。 雷电冲击波的特点是迅速上升，平缓下降。 伏秒特性曲线，它表示该气隙的冲击击穿电压与放电时间的关系。 目前，世界上应用最广的划分污秽等级的方法是等值盐密法（等值密度） 。（ a ）初崩跑完整个气隙后引发流注（ b ）出现流注的区域从阳极向阴极方向推 动（c）流注放电所产生的等离子通道短接了两个电极，气隙被击穿