实验一空气间隙放电
实验目的
高压试验的全过程，体会升压、闪络、跳闸、降压的全过程。
高压试验变压器的接线与操作。
直流高压发生器与试品的接线与操作。
了解交直流在不同间隙与电极结构情况下，均匀电场和极不均匀电场的击穿电压，以及交直流在强垂直分量电场下的滑闪放电电压。
实验原理
1稍不均匀电场的放电
均匀电场中，由于各点电场强度都是一样的,当施加稳态电压(直流、工频交流），电场强度达到空气的击穿强度时，间隙就击穿了。但日常很难见到均匀电场。
对于稍不均匀的电场,日常见得很多。如球-球间隙，球－板间隙等,以球—球间隙为例,当间隙距离小于１/4D时，其电场基本为均匀电场，当D/４≤Ｓ≤Ｄ/2 时,其电场为稍不均匀电场。
均匀电场的放电电压也可用公式计算,公式为（单位为ｋV):
—空气相对密度-间隙距离cm
２不均匀电场的放电
不均匀电场的差别就在于空气间隙内,各点的电场强度不均匀，在电力线比较集中的电极附近,电场强度最大，而电力线疏的地方，电场强度很小,如棒—棒间隙，是一对称的不均匀电场，在电极的尖端处电力线最集中,电场强度也最大。当加上高压后,会在电极附近产生空气的局部放电——电晕放电,电压再加高时，电晕放电更加强烈，致使间隙内发生刷状放电,而后就击穿了(电弧放电）。如棒-板间隙，在尖电极附近电场强度最大,加上高压后，电极附近先产生电晕
放电,而板上的电力线很疏,不会产生电晕。当电压足够高时，棒极也将产生刷状、火花放电，最后导致电弧放电(击穿）。
3滑闪放电
具有强垂直分量的表面会出现明显的滑闪放电。
4极性效应
在直流电压作用下，极性对放电电压有很大影响。这是因为正流注发展所需的平均电场与负流注发展所需的平均电场不同,因此在正负直流电压作用下有明显的极性效应。
实验设备：调压器、试验变压器、放电球隙
电路图
交流放电实验步骤
准备
0.放电杆放电
１．试验变压器导杆接入、旋紧;
3. 使用球—球间隙，将间隙距离调成0．5 cｍ；
4。按照电路原理图接好电路；?5．检查接线，关上笼门，先将调压器指针置于最小电压处,归0；?操作步骤
1. 数字高压表置AＣ、Higｈ;
２．接上墙上电源插头，电源指示灯亮；
3．呼叫“高压合闸”口令,按下控制台上的送电按钮（绿）—-－送电指示灯亮（红)、报警指示灯亮、报警鸣叫;
4。缓慢升高调压器的值,零位指示灯熄灭;
升压速度规定为：在预期试验电压的75％以前不作规定，但不允许突加，且应保护静电电压表的读数准确,其后以每秒预期试验电压的3％速度均匀上升到闪络。升压速度为1 kＶ／s;?5. 监视控制台电压／电流表（黑字指示交流0-５０ＫＶ，红字指示直流0－70KＶ）和数字高压表；
6.适当高压值球隙空气放电，记下闪络时的电压表的值。
7.调压器缓缓下降，归０；
8．按下停电按扭;
9。放电杆对试验变压器均压球放电。
连续测量5次。
注意：
①．试验时相邻两次闪络试验的时间间隔不少于1分钟。
②。所测连续五次的每个放电电压值与平均值误差不大于５%。
③．控制台上电流继电器调节小，则球隙立即保护,跳闸;控制台上电流继电器调节大,则放电球隙保护电流大，持续放电；
④。结束5次测量后,打开笼门，用放电杆对高压端进行充分放电。
直流放电试验实验步骤
1．修改接线，接上直流倍压装置－-－旋出试验变压器导杆；
2。数字高压表置DＣ、Hｉgh;
3. 其余步骤与交流电压下的相同。
4。特别注意放电杆对试验变压器均压球放电
球－球间隙的距离调整为1.0 cm,重复上述操作;
球－球间隙的距离调整为１．５ｃm，重复上述操作；
数据表格
1．大气条件
实验条件大气压力（k Pａ）干球温度(℃)湿球温度（℃) 2。交流放电电压（KＶ)
３．交流放电电压
思考题
1。试验时线路与墙和控制台的净空绝缘距离应如何考虑？
实验报告要求
1. 对实验结果进行大气条件校正。
2．将校正后所得的稍不均匀电场间隙击穿电压值与经验公式计算所得作比较，分析结果。
３. 分析直流电压下的极性效应。
安全注意事项
1 试验时对试品施加工频电压、直流电压时,升压速度规定为：在预期试验
电压的７5％以前不作规定，但不允许突加，且应保护静电电压表的读数准确，其后以每秒预期试验电压的3％速度均匀上升到闪络。升压速度为 1k Ｖ/ｓ。
2 试验时相邻两次闪络试验的时间间隔不少于1分钟。
3 以连续五次闪络电压的算术平均值计算,且要求所测连续五次的每个放电
电压值与平均值误差不大于5％。
4 每次试验后，要确保调压器回到零位。
主变中性点放电间隙的知识 1.放电间隙，主要是为保护避雷器的．当雷击电压超过避雷器所能保护的值时，为防止避雷器被击穿损坏，装设放电间隙．当有很高的雷击电压时，间隙被击穿放电，从而保护了避雷器．至于之间如何配合，要依避雷器的防雷电压而定． 2.防止接地变跳闸后，高压侧故障中性点出现危险过电压 及以上系统中性点的间隙保护主要是：为了防止过电压！因为在这种电压等级的设备由于绝缘投资的问题所以都采用分级绝缘，在靠近中性点的地方绝缘等级比较低。如果发生过电压的话会造成设备损坏，间隙保护可以起到作用，但是又由于中性点接地的选择问题一个系统不要有太多的中性点接地，所以有的变压器的中性点接地刀闸没有合上（保护的配置原因）。在这时候如果由于变压器本身发生过电压的话就会由间隙保护实现对变压器的保护，原理就是电压击穿，在一定电压下他的间隙就会击穿，把电压引向大地。间隙保护可以起到变压器绕组绝缘的作用，当系统出现过电压（大气过电压、操作过电压、谐振过电压、雷击过电压等）时，间隙被击穿时由零序保护动作、间隙未被击穿时有过电压保护动作切除变压器。 4.满足保护的灵敏度要求. 5.防止合闸不同期等情况造成的过电压，损害绝缘. 6.所谓保护间隙，是由两个金属电极构成的一种简单的防雷保护装置。其中一个电极固定在绝缘子上，与带电导线相接，另一个电极通过辅助间隙与接地装置相接，两个电极之间保持规定的间隙距离。 在正常情况下，保护间隙对地是绝缘的，并且绝缘强度低于所保护线路的绝缘水平，因此，当线路遭到雷击时，保护间隙首先因过电压而被击穿，将大量雷电流泄入大地，使过电压大幅度下降，从而起到保护线路和电气设备的作用。 补充： 1、在大电流接地系统中，为满足零序网络的需要，一般接入同一系统的多台主变只有一台的中性点是直接接地的，也就是说，主变的中性点接地刀闸合上或者断开是两种不同的运行方式。
实验一大气压空气间隙的放电实验 一、实验目的 1.观察不均匀电场气体间隙放电、击穿现象； 2.研究不均匀电场气体间隙放电电压和电极距离的关系； 3.观察在不均匀电场下，电极极性对空气间隙击穿电压的影响。 二、基本原理 在实际工程应用中，许多电气设备都利用空气作为绝缘介质，因此，对空气间隙的抗电强度和击穿特性的研究在高压技术中具有一定的实际意义，一定距离下空气间隙的击穿电压与空气间隙的电场分布（均匀或不均匀、对称或不对称）、电压作用时间、电压极性、大气条件等一系列因素有关，这些影响因素十分复杂，很难用明确的数学解析式表示，所以在工程上常常是以实验的方法来确定空气间隙的抗电特性。 实际工程中设备击穿往往都发生在不均匀电场，实验中采用针——板间隙来模拟不均匀电场的空气间隙。通过测定这种间隙在不同电压作用下的击穿特性，以决定空气间隙在实际工程中各种击穿电压和电气设备的安全距离。 三、实验接线图 放 电 观 察 室 图1 气体间隙放电试验接线图 四、实验内容 1.确定针——板电极间隙的击穿电压和间隙距离之关系曲线； ①当针为正极性时
②当针为负极性时 2.记录上述各种情况下的电晕起始电压； 3.观察在极不均匀电场下的极性效应。 五、实验步骤 1.按试验接线图接好直流高压电源和放电电极； 2.调节好放电电极的间隙距离； 3.可调直流电源调节到6V（调节范围再6V-22V。DC/DC升压器输出为可调 直流电源电压的1000倍）； 4.合上空气开关，逐渐升高直流电源电压； 5.直至间隙击穿，断开空气开关，记录击穿电压值和间隙距离值； 6.重复2、3、4、5项操作，测出不同间隙距离下的击穿电压。 六、实验注意事项 1.在实验中不得接近高压电源和带电设备之周围，保持必要的安全距离， 以免发生危险； 2.合上空气开关前应先检查直流电源是否调节到6V； 3.一旦气体间隙被击穿，2~3秒内将空气开关断开。 七、实验报告 1. 针——板电极间隙的击穿电压和间隙距离之关系。
实验一空气间隙放电 实验目的 高压试验的全过程，体会升压、闪络、跳闸、降压的全过程。 高压试验变压器的接线与操作。 直流高压发生器与试品的接线与操作。 了解交直流在不同间隙与电极结构情况下，均匀电场和极不均匀电场的击穿电压，以及交直流在强垂直分量电场下的滑闪放电电压。 实验原理 1稍不均匀电场的放电 均匀电场中，由于各点电场强度都是一样的,当施加稳态电压(直流、工频交流），电场强度达到空气的击穿强度时，间隙就击穿了。但日常很难见到均匀电场。 对于稍不均匀的电场,日常见得很多。如球-球间隙，球－板间隙等,以球—球间隙为例,当间隙距离小于１/4D时，其电场基本为均匀电场，当D/４≤Ｓ≤Ｄ/2 时,其电场为稍不均匀电场。 均匀电场的放电电压也可用公式计算,公式为（单位为ｋV): —空气相对密度-间隙距离cm ２不均匀电场的放电 不均匀电场的差别就在于空气间隙内,各点的电场强度不均匀，在电力线比较集中的电极附近,电场强度最大，而电力线疏的地方，电场强度很小,如棒—棒间隙，是一对称的不均匀电场，在电极的尖端处电力线最集中,电场强度也最大。当加上高压后,会在电极附近产生空气的局部放电——电晕放电,电压再加高时，电晕放电更加强烈，致使间隙内发生刷状放电,而后就击穿了(电弧放电）。如棒-板间隙，在尖电极附近电场强度最大,加上高压后，电极附近先产生电晕
放电,而板上的电力线很疏,不会产生电晕。当电压足够高时，棒极也将产生刷状、火花放电，最后导致电弧放电(击穿）。 3滑闪放电 具有强垂直分量的表面会出现明显的滑闪放电。 4极性效应 在直流电压作用下，极性对放电电压有很大影响。这是因为正流注发展所需的平均电场与负流注发展所需的平均电场不同,因此在正负直流电压作用下有明显的极性效应。 实验设备：调压器、试验变压器、放电球隙 电路图 交流放电实验步骤 准备 0.放电杆放电
实验一气体间隙工频放电实验 一、实验目的 1．观察交流高压作用下气体的放电现象； 2．研究间隙距离、电极形状、电极极性对几种典型电极构成的空气间隙击穿电压的影响。 二、实验内容 1．测量标准球隙在不同距离下的击穿电压值，并与球隙的标准值相比较，如有差别分析原因。 2．测量尖-板、尖-尖电极在不同极性直流电压作用下的击穿电压和极间距离的关系。 三、理论概述 I．空气间隙（工频或直流作用下）击穿的基本原理 在正常大气条件下，当电极间的电场不强时，空气是十分良好的绝缘体。但当电场强度升高到某一临界值后，空气间隙就丧失其绝缘能力而击穿。实际工作中遇到的大多数电场都是不均匀电场，所以在设计时，估算所需绝缘和安全距离时，都是以不均匀电场来考虑的。 1．尖-板电极 外加电压达到某一数值后，由于尖极附近电场强度较其他地方大，所以在该处首先电离，中性气体分子分离成电子和负离子，产生碰撞游离和电子崩，形成电晕放电。 当尖极为正时，游离出来的电子跑向强场区，很快进入正极，而正离子则形成空间电荷，进一步加强了原来的电场，容易形成流注。这样就有利于游离区域向负极扩张，容易使游离发展而导致整个间隙的击穿。 当尖极为负时，靠近尖极向该极缓慢移动的正离子使极间电场进一步削弱，
这样游离区域难于向正极发展，不容易形成流注。结果在同一间隙距离下后者比前者的击穿电压高很多。 至于起晕电压，由于负尖易于发射电子，容易形成自持的电晕放电，而正尖只有依靠空间光电离的作用才能形成自持的电晕放电。故负尖极的电晕起始电压略低于正尖的电晕起始电压。 2．尖-尖电极 放电同时由两个尖端开始，放电由正尖向负尖发展。将尖-板电极与尖-尖电极的情况进行比较，由于尖-板之间的电容稍大于棒棒之间的电容，所以在同一电压作用下，当间隙距离相同时，尖-板间隙中的电荷密度大，最大电场强度也较高。显然，尖-尖间隙的放电电压要高于正尖—负板的放电电压，但由于尖-尖间隙中正离子形成的空间电荷有利于放电的发展，故其放电电压又低于负尖—正板的放电电压。 3．球隙 在一定的大气条件下，当球隙构成稍不均匀电场时，对于直径一定的铜球，一定的球隙距离对应于一定的放电电压。 Ⅱ.YDC-5(kV A)/50kV型高压试验变压器简介 YDC型高压试验变压器，是供输配电设备、绝缘工具、材料及各种产品检测绝缘强度试验的主要设备。YDC型高压试验变压器的接线原理图如下。
第40卷第6期：1864-1869 高电压技术V ol.40, No.6: 1864-1869 2014年6月30日High V oltage Engineering June 30, 2014 DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.2014.06.035 ±800 kV特高压直流输电系统阀厅空气间隙 操作冲击放电特性 姬大潜1，刘泽洪2，张进2，廖蔚明3，魏杰3 （1.北京电力经济技术研究院，北京100055；2.国家电网公司，北京100031； 3.中国电力科学研究院，北京100192） 摘 要：为准确获得特高压直流输电系统阀厅内部典型空气间隙放电特性，以进一步指导阀厅设计和优化，针对阀厅内部典型空气间隙开展操作冲击放电试验，采用升降法获得不同空气间隙距离d对应的50%操作冲击放电电压U50，并拟合出相应的U50与d的幂指数曲线，分析了阀厅内部典型空气间隙操作冲击放电特性。同时，在试验过程中改变了均压球的直径并增加了模拟墙，完成了其对放电电压影响的对比试验。结果表明：操作冲击电压随空气间隙距离的增大而不断增加，增大电极曲率半径可以显著提高耐受操作冲击的能力；由不同电极构成的空气间隙耐受操作冲击的能力差异主要体现为放电特性曲线的增加率不同；对于同一种空气间隙，正向操作冲击电压施加在不同电极上会造成放电特性不同；对于更高电压等级的特高压直流输电工程，可以使用更大曲率半径的电极来提高其耐受操作冲击的能力。 关键词：特高压直流输电系统；阀厅；典型空气间隙；操作冲击；放电试验；放电曲线 Switching Impulse Characteristics for Air Gap of Valve Hall in ±800 kV Ultra High Voltage DC Transmission System JI Daqian1, LIU Zehong2, ZHANG Jin2, LIAO Weiming3, WEI Jie3 (1. Beijing Electric Power Economic Research Institute, Beijing 100055, China; 2. State Grid Corporation of China, Beijing 100031, China; 3. China Electric Power Research Institute, Beijing 100192, China) Abstract：To guide the design and optimization of valve halls in ultra high voltage DC(UHVDC) transmission system, we studied the discharge characteristics of typical air gap in valve hall through experiments of switching impulse test. Using typical air gaps and the up-and-down method, we obtained the relationship between the gap length d and the voltage of 50% probability breakdown U50, and hence fitted the power exponent function curve of U50 to d so as to analyze the switching-impulse discharge characteristics. By installing an additional simulated wall, we put forward contrast tests to obtain the influence of electrode diameter on the discharge voltage. The results show that, operation impulse voltage in-creases with the gap length. Enlarging the radius of curvature of the electrode can significantly improve the tolerance capability of switching impulses. The air gaps made of different electrodes have different tolerance capabilities, which are mainly reflected in the different discharge curve slopes. For one type of air gap, its discharge characteristics are also dif-ferent on different electrodes with positive switching impulses applied. Therefore, in UHVDC projects, increasing the radius of electrodes is an effective way to improve their tolerance of switching impulses. Key words：ultra high voltage DC transmission system; valve hall, typical air gap; switching impulse; discharge test; discharge curve 0引言 特高压直流输电工程中，阀厅是换流站内十分重要的一部分[1-2]，换流站中很多重要设备都完全或部分处于阀厅中，例如，换流阀、换流变压器阀侧套管、穿墙套管和各种连接管母及金具。总体而言，阀厅内部是一个具有复杂空气间隙、多电压等级的封闭空间。阀厅内部的空气间隙长度是由直流系统运行时正常和故障情况下产生的操作过电压以及设备的3维尺寸决定的。随着±1 100 kV特高压直流输电电压等级的提出，空气间隙的操作冲击放电特性可能趋于饱和，阀厅的3维尺寸可能会达到一个
操作冲击电压下长间隙放电特性的试验研究 翼舟牮李致最像Ｉ张小勇李岩孙晓滨 西安高压电叠研究所西安７１００７７ 糠Ｉ奉炼篇进长空气一一（长阊■）放电理电的同时－针对捧一簟?棒棒问■履蟪聋子柱ｔ在正极性特种泼、撮怍蕞电压屈其与工囊的联合加压下的垃电特性进行了试验研究．碍ｔｉｌｔ一些有效畸救摆和结ｉ￡，这对长阿裱放电的理论研究厦Ｔ捍宵用●＾有宴用价值． 差ｔ诅：长目Ｒ放电特性量作冲击 一、前言 近年来，随着我国超高压、特高压输变电系统的发展、岛层建筑和空中飞行器雷击事故的增多、各种高电压物理装置的研崩，长空气间隙的放电问题越来越受到人们的羲视．迫切希望眨预测长空气闻隙的放电电压值，研究长问隙的物理过程，来提高间隙的绝缘强度。 从理论上讲，长间隙放电的物理过程可分为三个阶段．一是初始电晕，二是先导发展，三是最后跳跃…。当高电压旌加于问骧的两端时，闻隙的正极开始出现电晕（俗称线状顶放电。本质上属流注放电）．然后形成先导，先导前砸有流注，继而再出现．：：次先导，先导差不多以恒定速度前进：壤后先导长到一定程度．流注接触刭对面的电极，剑达“最后跳跃“（也叫末跃），闻骧迅速击穿。当然流注理论还可以借助近代研究长火花与闪电现象的方法和测试技术，从放电的物理过程出发，更详细的说明长间隙放电机理． 但是这些理论目前还比较租鞑．实际上只限于放电过程的定性描述。：［程上设计、改进绝缘结构常直接依靠实验方法或利用各种典型电极的试验数据。我们在长期的长问隙放电试验中，得到了大量的试验数据和结论，并与以前的放电数据和理论进行丁比较归纳，希望能得蓟一些新的结论。从而更进一步研讨长问隙的放电特性。 二、试验理论分析 在长问骧中电场作用于空气而造成的电离现象改变了空气的绝缘性篦，影响电场和气体组分的外来因素可以改变其耐电强度．通常外来因素可咀分为三个方面：一是决定电场努问分布的电板结构的几何因素，包括间隙长度ｄ、电极形状及周围的接地体或带电体；二是决定电场瞬时变化的电气参数，比如蘑加于长闻隙的不同电压类型或者同一电压类型下的不同电压波形等等：兰是决定气体状态的气象因素，包括空气的清洁度、湿度与空气密度。隅此外，长闻隙放电发展需要一定时间，所以对放电某一具体阶段的分析要参考其前匿阶段的电高状态，黔要考虑空气击穿的统计性。通常情况下，空气的击穿概率服从高斯分布： ，厂、２ 烈∽＝百Ｌ［眈“＿｛≮丝ｌ№ ■ｚ五口ｑ‘一＼｜、／２ａ＂ｏｊ 式中：Ｕ。为长问隙的５０％放电电压，ｄ。为标准偏差。还有大量试验数据统计得出，长问隙的５％放电电压与其耐受电压ｕｏ之闻的关系约为：ｕ矿１．１Ｕ。。 虽然不同几何参数的电板结构布置在不同波形的屯压作用下，空气闻骧的击穿电鹾不同．但是，长闻骧放电研究领域主要为高压、超高压输变电系统，电压等级常达到几百千伏 ５０
第一章 1、空气主要由氮和氧组成，其中氧分子的电离电位较低，为12.5V。 （1）若由电子碰撞使其电离，求电子的最小速度； （2）若由光子碰撞使其电离，求光子的最大波长，它属于那种性质的射线？（3）若由气体分子自身的平均动能产生热电离，求气体的最低温度。 2、试论述气体放电过程的α、γ系数。 3、什么叫帕邢（巴申）定律？在何种情况下气体放电不遵循巴申定律？ 4、均匀电场和极不均匀电场气隙放电机理、放电过程和放电现象有何不同？ 5、长间隙放电与短间隙放电的本质区别在哪里？试解释长空气间隙的平均击 穿场强远低于短间隙的原由，形成先导过程的条件是什么？ 第二章 1、气隙的伏秒特性是怎样绘制的？研究气隙的伏秒特性有何实用意义？ 2、试说明在雷电冲击电压作用下，导线对平行平板气隙（S/D>10）和球－球气 隙（S/D<0.5）的伏秒特性形状有何不同，并解释其原因。 3、试解释50％击穿电压。 4、标准大气条件下，下列气隙的击穿场强约为多少（气隙距离不超过２m，电 压均为峰值计）？ 5、为什么压缩气体的电气强度远较常压下的气体为高？又为什么当大气的湿 度增大时，空气间隙的击穿电压增高。 6、某110kv电气设备如用于平原地区，其外绝缘应通过的工频试验电压有效值 为240kv，如用于海拔4000m地区，而试验单位位于平原地带，问该电气设备的外绝缘应通过多大的工频试验电压值？ 7、为提高棒－板间隙的击穿电压，分别采取了以下五种措施，试讨论这些措施 的有效性？为什么？（1）增大气压；（2）在适当位置设置极间障；（3）抽真空；（4）充4.5大气压的SF6气体；（5）将板极的尺寸增大。 8、一般在封闭组合电器中充SF6气体的原因是什么？与空气比较，SF6的绝缘 特性如何？ 9、为什么SF6气体绝缘大多数只在均匀电场和稍不均匀电场下应用？最经济 适宜的气压范围约为多少，采用更高气压时，应注意哪些问题？
２００５年８月第６卷第８期电力设备 ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥａｕｉｐｍｅｎｔ Ａｇｕ．２００５ ＶＯＩ．６ＮＯ．８ 换流站直流场空气间隙放电特性的高海拔校正 宿志一１，尚涛２，王代荣３ （１．中国电力科学研究院，北京市１０００８５；２．中国南方电网有限公司，广东省广州市５１０６２０； ３．西南电力设计院，四川省成都市６１００２１） 寨 摘要：整理和分析了中国电力科学研究院和云南电力试验研究所有关换流站直流场典型电极的操作波放电特性模拟试验数据，讨论了不同海拔高度下典型间隙的操作冲击放电电压的校正方法。文章指出：可以根据ＩＥＣ和国家标准提出的ｇ参数法以及文中得出的典型间隙公式确定海拔２０００ｍ以下的换流站直流场的空气间隙。 关键词：换流站；直流场；空气间隙；操作冲击 中图分类号：ＴＭ７２１；ＴＭ８５２ 经研究表明，无论是棒一板问隙，还是导线一塔间隙，预加的直流电压都可以改善正极性操作冲击的绝缘强度。因此，可用纯正极性操作冲击来确定换流站直流场空气问隙的距离。由于空气间隙的正极性操作冲击放电电压低于负极性操作冲击放电电压，因此本文只对空气间隙的正极性操作冲击放电电压进行研究。此次试验主要是在中国电力科学研究院（简称电科院，处在低海拔地区，海拔高度为５０ｍ）高压试验大厅完成的，同时结合云南电力试验研究所（简称云南所，处在高海拔地区，海拔高度为ｌ９７０ｍ）高压试验基地的试验结果，进行了高海拔验证，从而提出了高海拔修正意见。 当换流站直流场设备空气间隙结构不同时，其操作冲击击穿电压是不一样的。根据我国葛州坝一南桥（简称葛南）高压直流换流站和天生桥一广州（简称天广）高压直流换流站以及国＃１－直流工程换流站（如美国太平洋联络线Ｓｙｌｍａｒ站和ＩＰＰ工程Ａｄｅｌａｎｔｏ站等）直流场设备的布置情况，选取管母线一构架与遮栏、软母线一构架与遮栏作为典型电极。 １不同海拔高度下操作冲击模拟试验 １．１试验装置与试品 低海拔和高海拔的直流场典型间隙操作冲击模拟试验分别在电科院高压试验大厅（４３ｍＸ３０ｍＸ２６．５ｍ）和云南所户外高压试验场（１０００ｍ２）进行。试验装置与模拟试品的主要尺寸及参数见表１。 表１试验装置与模拟试品的主要尺寸及参数 试验地点电科院高压大厅（４３ｍ×３０１１１×２６．５ｉｎ）云南所户外高压试验场 海拔高度／ｒｌｌ５０１９７０ ３６００ｋＶ、１８０ｋＪ冲击电压发生器，可产生＋２５０／２５００妒的３６００ｋＶ、１８０ｌ【Ｊ冲击电压发生器，可产生试验装置 标准操作波＋２００／１５００斗ｓ的操作波 管母线长１０ｉｎ，直径１１０ｍｍ，两端装屏蔽环长９．６ｉｎ，直径１５０ｉｎｍ，两端装屏蔽环 长１０ｍ，由４根西３４ｍｍ镀锌铁管组成的分裂导线（分裂问长１０Ｉｎ，由４根４，３４ｍｍ镀锌铁管组成的分裂软母线 距为１７０ｍｉｌｌ），两端装屏蔽环导线（分裂间距为１７０ｍｍ），两端装屏蔽环 构架与遮拦模拟钢构架高１．８５ｎｌ，模拟遮栏高１．８ｍ，二者相距２．５ｍ模拟钢构架高１．８５ｎｌ，模拟遮栏高１．８ｉｎ，二者 相距２．５１１１ 导线对地距离／ｎｌ６６ 软母线与构架和遮栏平行（软母线在遮栏侧构架正上方）； 软、硬母线与构架和遮栏垂直（软母线最低点在试品布置软母线与构架和遮栏垂直（软母线最低点在构架正上方）。硬 构架正上方） 母线只与构架和遮栏垂直（软母线最低点在构架正上方）布置 １．２试验条件与试验方法 气象参数的测量，两地统一使用动槽式水银气压计和通风式干湿温度计记录气压和干、湿球温度。为使两地试验结果易于比较，尽可能选取较干燥的晴好天气，保障试验期间天气的稳定，特别是每一间隙的试验要在同一气象条件下完成。 试验采用＋２５０／２５００灿（电科院）或＋２００／１５００炉（云南所）操作波进行，采用升降法求取５０％放电电压，每种工况放电次数为３０一４０次，间隙距离的试 ?本文是贵州一广州－ｔ－５００ｋＶ直流工程咨询项目“±５００ｋＶ贵广直流输电工程安顺换流站外绝缘设计与高海拔修正”的子课题之一。主要工作人员还有李庆峰、梁宝生、李鹏、李明、陈磊、马仪、吴泽辉、龚天森、胡晓、余波等。
带电检测和保护间隙参考 文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
带电检测和保护间隙参考文本 使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 一、带电检测绝缘子 带电检测就是带电检查绝缘子的绝缘状况。在等电位 作业时，作业人员沿绝缘子串进入强电场，若组合间隙不 满足表7-4的规定时，应加装保护间隙。 使用火花间隙检测绝缘子时，应遵守下列规定。 ①检测前应对检测器进行检测，保证操作灵活、测量 准确。 ②针式及少于3片的悬式绝缘子不得使用火花间隙检
测器进行检测。火花间隙检测器是一种带电条件下测试线路悬式绝缘子状况的简便测试器具。它是由绝缘杆和装在其顶端的叉形金属火花间隙组成的。常用的火花间隙检测器有两种，一种是固定间隙式，另一种是可调间隙式。由于良好绝缘子两端按绝缘子串电压分布规律均有数千伏的分布电压，当把金属叉形火花间隙的两端与某片绝缘子两端的金属部分接触时，良好绝缘子上的电压差使间隙击穿发生火花现象或听到“嘶嘶”放电声响。若绝缘子已击穿（零值绝缘子）或绝缘电阻很低，则绝缘子 不存在电位差或电位差很小，因而不会有火花和放电响声。由此可知，火花间隙检测法，实际是用试短接一片绝缘子的方法来判断绝缘子的绝缘性能。少于3片的绝缘子串，如果有一片已成为零值，则进行检测时将直接引起接地短路，并烧坏器具，造成设备事故。
高电压技术总结 专题一：高电压下气体、液体、固体放电原理 1、绝缘的概念：将不同电位的导体分开，使之在电气上不相连接。具有绝缘作用的材料称为电介质或绝缘材料。 2、电介质的分类：按状态分为气体、液体和固体三类。 3、极化的概念：在外电场作用下，电介质的表面出现束缚电荷的现象叫做电介质极化。 4、极化的形式：电子式极化、离子式极化、偶极子式极化；夹层式极化。(前三种极化均是在单一电介质中发生的。但在高压设备中，常应用多种介质绝缘，如电缆、变压器、电机等) 5、电子式极化：由于电子发生相对位移而发生的极化。特点：时间短，弹性极化，无能量损耗。[注]：存在于一切材料中。 6、离子式极化：离子式极化发生于离子结构的电介质中。固体无机化合物(如云母、陶瓷、玻璃等)多属于离子结构。特点：时间短，弹性极化，无能量损耗。[注]：存在于离子结构物质中。 7、偶极子极化：有些电介质具有固有的电矩，这种分子称为极性分子，这种电介质称为极性电介质(如胶木、橡胶、纤维素、蓖麻油、氯化联苯等)。特点：时间较长，非弹性极化，有能量损耗。[注]：存在于极性材料中。 8、夹层式极化特点：时间很长，非弹性极化，有能量损耗。[注]：存在于多种材料的交界面；当绝缘受潮时，由于电导增大，极化完成时间将大大下降；对使用过的大电容设备，应将两电极短接并彻底放电，以免有吸收电荷释放出来危及人身安全。 9、为便于比较，将上述各种极化列为下表： 10、介电常数： [注]：用作电容器的绝缘介质时，希望大些好。用作其它设备的绝缘介质时，希望小
些好。 11、电介质电导：电介质内部带点质点在电场作用下形成电流。金属导体：温度升高，电阻增大，电导减小。绝缘介质：温度升高，电阻减小，电导增大。 12、绝缘电阻：在直流电压作用下，经过一定时间，当极化过程结束后，流过介质的电流 为稳定电流称为泄漏电流，与其对应的电阻称为绝缘电阻。 (1)介质绝缘电阻的大小决定了介质中泄漏电流的大小。 (2)泄漏电流大，将引起介质发热，加快介质的老化。 13、固体介质绝缘电阻包括体积绝缘电阻和表面绝缘电阻，是它们两者并联的总阻值，即 (R1：体积绝缘电阻；R2表面绝缘电阻) 14、气体电介质电导主要是电子电导。 15、液体电介质电导：一是构成离子电导；二是形成电泳电导。液体电介质电导大小除与电介质本身性质有关以外，还与杂质含量有关(电气设备在运行中一定要注意防潮，可以采用过滤、吸附、干燥等措施除去液体电介质中的水分和杂质。) 16、固体电介质电导：固体介质中存在离子电导。固体介质除体积电导以外，还存在表面电导。固体电介质的表面电导主要是由附着于介质表面的水分和其他污物引起的。固体电介质的电导与电介质本身性质、杂质含量和介质表面状态都有关。清水性电介质：水分在其表面形成连续水膜，如玻璃、陶瓷等。憎水性电介质：水分只能在其表面形成不连续的水珠，不能形成水膜，如石蜡、硅有机物等。 17、作为绝缘介质，希望其电导越小越好。 18、电介质在电压作用下有能量损耗：(1)电导引起的损耗；(2)有损极化引起的损耗。 19、直流电压下：电导损耗(可用绝缘电阻表示)。交流电压下：电导损耗+有损极化损耗(用介质损失角正切表示) 20、气体电介质相对介点常数接近1，气体电介质损耗(电导损耗)是极小的，常用气体介质的电容器作为标准电容器。 21、作为绝缘介质，希望其越小越好。损耗发热使介质容易劣化，严重时还可能导致热击穿。 ★22、介质的极化、电导和损耗小结： 23、气体击穿：气体由绝缘状态突变为良导电状态的过程。击穿电压：击穿时最低临界电压。击穿场强：均匀电场中击穿电压与间隙距离之比，也称为气体的电气强度。如：空气
第34卷第24期中国电机工程学报V ol.34 No.24 Aug.25, 2014 2014年8月25日Proceedings of the CSEE ?2014 Chin.Soc.for Elec.Eng. 4145 DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.2014.24.019 文章编号：0258-8013 (2014) 24-4145-07 中图分类号：TM835 长空气间隙负极性操作冲击放电特性研究 (II)-间隙系数 安韵竹1，戴敏2，李志军2，蓝磊1，文习山1，王羽1，叶奇明2 (1．武汉大学电气工程学院，湖北省武汉市 430072； 2. 中国电力科学研究院，湖北省武汉市 430074) Research on Typical Long Air Gaps With Negative Switching Impulses(II)-Gap Factor AN Yunzhu1, DAI Min2, LI Zhijun2, LAN Lei1, WEN Xishan1, WANG Yu1, YE Qiming2 (1. School of Electrical Engineering, Wuhan University, Wuhan 430072, Hubei Province, China; 2. China Electric Power Research Institute, Wuhan 430074, Hubei Province, China) ABSTRACT: The negative discharge characteristics of long air gaps vary with atmospheric environment, tests’ setup and gap type. Two waveforms of ?20/2500μs and ?80/2500μs were employed in present tests to study the factors influencing the negative switching discharge characteristics of long air gaps, such as atmospheric condition, applied voltage waveform, grounded rod height and conductor grounded method. The gap factors of rod-rod gaps and rod-conductor gaps were calculated based on the rod-plane gaps. The tests results indicated that the air humidity and conductor grounded method had significant influences on negative discharge characteristics of long air gaps; the 50% discharge voltage of these typical air gaps were higher with applied voltage of ?20/2 500μs than that with applied voltage of ?80/2 500μs when the gap distance exceeded 4m and versus when the gap distance was smaller than 3m. Grounded rod height had some effects on 50% discharge voltage of these typical air gaps. Gap factors increased nonlinearly with gap distance and gap factors between rod-rod gap and rod-conductor gap tended to level off to 1.05. KEY WORDS: long air gaps; switching discharge; atmospheric correction coefficient; grounded rod height; conductor grounded method; gap factor 摘要：大气环境、电极布置方式和间隙类型等对长空气间隙的负极性操作冲击放电特性均有不同程度的影响。分别采用20/2500μs和80/2500μs两种负极性操作冲击电压波进行放电试验，研究了气象条件、波头时间、下电极高度及导线接地方式等对空气间隙放电特性的影响，并对以棒–板间隙为基准，分析计算棒–棒间隙、棒–线间隙的间隙系数。试验结果显示：湿度对长空气间隙的负极性操作冲击放电特性试验具有明显的影响；间隙距离大于3m时，20/2500μs负极性操作冲击电压波作用下空气间隙的50%放电电压较高，间隙距离小于3m时，80/2500μs负极性操作冲击电压波作用下空气间隙的50%放电电压较高；下电极高度对棒–棒间隙放电特性具有一定的影响；导线接地方式对棒–线间隙的50%负极性操作冲击放电电压具有显著影响。间隙系数随间隙距离呈非线性变化趋势，棒–线间隙对棒–棒间隙的间隙系数随间隙距离增大基本趋于稳定值1.05。 关键词：长空气间隙；操作中击放电；大气修正系数；下电极高度；导线接地方式；间隙系数 0 引言 由于目前观测手段的限制，无法全面对雷电放电过程进行研究。近50年来，大量典型电极间隙放电试验表明，可以利用实验室长间隙放电试验近似模拟自然雷电最后一击的放电过程。棒–棒间隙、棒–板间隙、棒–线间隙可分别模拟雷击独立垂直目标物、雷击大地及雷击水平线型目标物放电过程，其负极性放电特性的研究对研究雷击放电物理过程以及雷电放电过程的模拟具有十分重要的意义。然而，实验室长间隙放电过程受试验对象几何结构、大气条件、施加电压类型等因素的影响，使得放电试验结果存在一定的差异。 国内外在大气修正系数方面持续开展了大量放电试验研究。长空气间隙放电间隙尺寸大，放电过程受大气条件的影响较大，其修正系数应综合考虑空气相对密度、海拔高度及空气湿度三方面因素。对此，IEC60-1—1989和GB/T 16927.1—1997推荐采用基于g参数进行大气修正，该方法适应于环境条件与标准大气条件相差不明显的情况。 施加冲击电压波形对长空气间隙的放电特性
高电压工程课后答案 空气作为绝缘的优缺点如何 答：优点：空气从大气中取得，制取方便，廉价，简易，具有较强的自恢复能力。缺点：空气比重较大，摩擦损失大，导热散热能力差。空气污染大，易使绝缘物脏污，且空气是助燃物当仿生电流时，易烧毁绝缘，电晕放电时有臭氧生成，对绝缘有破坏作用。 为什么碰撞电离主要是由电子而不是离子引起 答：由于电子质量极小，在和气体分子发生弹性碰撞时，几乎不损失动能，从而在电场中继续积累动能，此外，一旦和分子碰撞，无论电离与否均将损失动能，和电子相比，离子积累足够造成碰撞电离能量的可能性很小。 负离子怎样形成，对气体放电有何作用 答：在气体放电过程中，有时电子和气体分子碰撞，非但没有电离出新电子，碰撞电子反而别分子吸附形成了负离子，离子的电离能力不如电子，电子为分子俘获而形成负离子后电离能力大减，因此在气体放电过程中，负离子的形成起着阻碍放电的作用。 非自持放电和自持放电主要差别是什么 答：非自持放电必须要有光照，且外施电压要小于击穿电压，自持放电是一种不依赖外界电离条件，仅由外施电压作用即可维持的一种气体放电。 电晕会产生哪些效应，工程上常用哪些防晕措施 答：电晕放电时能够听到嘶嘶声，还可以看到导线周围有紫色晕光，会产生热效应，放出电流，也会产生化学反应，造成臭氧。 工程上常用消除电晕的方法是改进电极的形状，增大电极的曲率半径。 比较长间隙放电击穿过程与短间隙放电放电击穿过程各有什么主要特点 答：长时间放电分为先导放电和主放电两个阶段，在先导放电阶段中包括电子崩和流注的形成和发展过程，短间隙的放电没有先导放电阶段，只分为电子崩流注和主放电阶段。 雷电放电可分为那几个主要阶段 答：主要分为先导放电过程，主放电过程，余光放电过程。 气隙常见伏秒特性是怎样制定的如何应用伏秒特性 答：制定的前提条件是①同一间隙②同一波形电压③上升电压幅值。当电压较低时击穿发生在波尾，取击穿时刻t1作垂线与此时峰值电压横轴的交点为1，当电压升高时，击穿也发生在峰值，取击穿时刻的值t2作垂线与此时峰值电压横轴的交点为2，当电压进一步升高时，击穿发生在波前，取此时击穿时刻t3作垂线与击穿电压交点为3，连接123 应用：伏秒特性对于比较不同设备绝缘的冲击击穿特性有重要意义，如果一个电压同时作用于两个并联气隙s1和s2上，若某一个气隙先击穿了，则电压被短接截断，另一个气隙就不会击穿。 为什么高真空和高压力都能提高间隙的击穿电压简述各自运用的局限性 答：在高气压条件下，气压增加会使气体密度增大，电子的自由行程缩短，削弱电离工程从而提高击穿电压，但高气压适用于均匀电场的条件下而且要改进电极形状，点击应仔细加工光洁，气体要过滤，滤去尘埃和水分 在高真空条件下虽然电子的自由行程变得很大，但间隙中已无气体分子可供碰撞，故电离过程无从发展，从而可以显着提高间隙的击穿电压，但是在电气设备中气固液等几种绝缘材料往往并存，而固体液体绝缘材料在高真空下会逐渐释放出气体，因此在电气设备中只有在真空断路器等特殊场合下才采用高真空作为绝缘。 什么是细线效应 答；当导线直径很小时，导线周围容易形成比较均匀的电晕层，电压增加，电晕层逐渐扩大，
放电球间隙 放电球隙测压器，是一对直径相同的球型电极，当其与高压试验变压器、控制台、调压器、水电阻等组成成套测试设备后，可在工频高压试验时用于高压测量及保护被试物品之用。 成套试验设备（包括高压试验变压器、控制台、调压器、以及球隙器、水电阻和被试物）装配连结示意图。 13.1结构：Q-50-250型放电球隙测压器（水平式）其结构有： 活动底座、绝缘支管、铜球、调节轴、坚固螺钉、微调轴（标尺）、微调轮、水电阻等主要部件组成。 13.2球隙器的应用：在作试验时将球隙器和试品并联，球隙器本身串有每伏1欧的保护电阻，先将球隙调整在60%试验电压（球隙的放电距离可以从下面球间隙放电电压表；表1、表2中查得），此时试品应同时接上测定。当球隙放电时，记录试验变压器的低压测电压表读数（取3-4次平均值），然后按同样方式测定70%和80%试验电压时电压表读数，以此三点线值作一曲线（大多为一直线），再延长此曲线（大多为按正比例推算）至所需的试验电压值，求得低压测电压表的读数，然后将球隙调整至比试验电压高10—15%位置上。作为耐压试验过程中可能发生过电压的放电保护。 当大气条件与标准情况不同时由下表查得数值进行校正，应将此数值乘以校正系数K，校正系数K直接由空气相对密度δ决定，它们间的关系如下表所列。 空气相对密度δ按下式计算 t—表示摄氏温度℃ 上式中b为以毫米水银柱表示的大气压力，t表示摄氏温度空气相对密度δ与
当δ值在0.95和1.05之间时，则校正系数等于空气相对密度。 13.3注意事项 高电压绝缘试验的安全正确，必须按照国家1685-10-01实施GB311.6—83《高电压试验技术第二部分试验程序》和水电部《电气设备预防性试验规程》为准 表１一球接地的球隙适用于交流电压、负极性的雷电冲击电压和长波尾冲击及