高电压技术—绪论

高电压技术吴广宁绪论在现代社会中，电力作为生产生活中不可或缺的能源之一，高电压技术的发展对于电力系统的稳定运行和电器设备的可靠工作起着至关重要的作用。

本文将从高电压技术的定义与概念、发展历程、应用领域以及前景展望等方面进行探讨，旨在深入了解高电压技术的基本知识并为其未来的发展提供一定的参考。

1. 高电压技术的定义与概念高电压技术是一门研究高电压的性质、应用和特点的学科，主要涉及高电压的产生、测量、传输和控制等方面。

高电压通常指的是1000伏或以上的电压水平，其特点是能够克服介质的击穿、电弧的产生和电器设备的可靠性等问题，使电力系统能够正常工作。

2. 高电压技术的发展历程高电压技术的发展经历了多个阶段，从最初的实验研究到今天的实际应用，不断推动了电力系统的进步和发展。

（1）早期研究阶段：19世纪末至20世纪初，科学家们开始对电力学进行深入研究，对高电压进行了一系列的实验和探索。

如法拉第对于高电压的研究成果为高电压技术的发展奠定了基础。

（2）电力系统建设阶段：20世纪20年代至50年代，随着电力系统的建设和扩张，高电压技术逐渐应用于电力传输和变电站等领域。

例如，交流输电的出现极大地推动了高电压技术的发展。

（3）现代化阶段：20世纪60年代至今，随着电力系统的现代化和技术的不断发展，高电压技术得到了广泛的应用和研究。

如现代高压输电技术、高电压直流输电技术以及高压断路器等设备的研发应用，为电力系统的降低损耗和提高效率作出了重要贡献。

3. 高电压技术的应用领域高电压技术的应用领域非常广泛，涵盖了电力系统、电力设备、电力工程等多个领域。

以下是其中几个重要的应用领域：（1）电力传输与配电：高电压技术在电力传输与配电方面发挥着重要的作用，例如高压输电、变电站等，能够有效地将电能从发电厂传输到用户的终端，满足不同地区和不同规模的用电需求。

（2）电器设备与绝缘材料：高电压技术在电器设备与绝缘材料方面的应用，如高压变压器、高压开关和电力电容器等，能够保证电器设备的安全可靠工作，提高设备的使用寿命。

《高压电技术》课程复习要点课程名称：《高压电技术》适用专业：2016级电力系统自动化（专科业余函授）辅导教材：《高电压技术（第三版）》常美生主编中国电力出版社复习要点：第一章绪论内容：电介质的极化、电导与损耗。

要求：掌握电介质的极化；了解质的介电常数；掌握电介质的电导和损耗。

第二章气体放电的基本物理过程内容：气体中带电质点的产生和消失；气体放电过程的一般描述；均匀电场气隙的击穿；不均匀电场气隙的击穿。

要求：了解带电粒子的产生和消失及电子崩；了解自持放电条件，掌握气体放电的汤逊理论和流注理论；熟悉不均匀电场中的放电过程及电晕放电；掌握沿面放电及污闪。

第三章气体介质的电气强度内容：气隙的击穿时间；气隙的伏秒特性；气隙的击穿电压；提高气隙击穿电压的方法；的电气特性。

要求：了解气体介质的电气强度的影响因素；掌握提高气体介质电气强度的方法。

第四章液体和固体介质的电气特性内容：固体、液体电介质击穿的机理；影响固体、液体电介质击穿电压的因素；提高固体、液体电介质击穿电压的方法。

要求：了解固体与液体介质的击穿和老化；掌握提高击穿电压的方法。

第五章电气设备绝缘预防性试验内容：绝缘预防性试验；在线监测和故障诊断技术概述。

要求：掌握绝缘电阻与吸收比的测量、泄漏电流的测量及介质损耗角正切的测量。

第六章绝缘的高电压试验内容：工频高压试验；直流高压试验；冲击电压发生器基本原理。

要求：掌握工频高压试验基本内容；冲击电压发生器基本原理；直流高压试验基本内容。

第七章输电线路和绕组中的波过程内容：单导线线路中的波过程；行波的折射与反射；行波通过串联电感和并联电容；行波的多次折反射。

要求：掌握波沿均匀无损单导线的传播；掌握行波的折射和反射；掌握波作用于单绕组时引起的振SF6气体荡、三相绕组的波过程及波在变压器绕组间的传播。

第八章雷电及防雷装置内容：雷电参数；避雷针与避雷器；接地装置。

要求：了解雷电参数和雷击过电压的基本分类；掌握各种防雷装置的基本原理和防雷性能；掌握防雷接地。

第一章电介质的极化（The pole turn）、电导和损耗（Exhaust）电解质是具有电阻率;106~1019电介质的极化一、电介质的极性及分类分子键：分子间的结合力化学键：离子键、共价键二、电介质极化的概念和极化的种类极化：极化的基本形式1、电子式极化即由电子发生相对位移形成的极化存在于一切电介质中。

特点;(1)j极化所需时间极短。

10-15s。

(2)极化与频率无关。

(3)极化过程无能耗。

(4)极化受温度影响小。

2、离子式极化：离子的位移造成的极化称为离子式极化。

发生于离子结构的电解质中。

电负性;指原子获得电子的能力。

在没有外电场作用时，电解质整体对外没有极性，当有外电场沿电场方向的两端形成等量异号电荷，对外呈极性。

去掉外电场，自动回到原来的非极性状态。

温度升高：1、离子间结合力减少，极化程度增强。

2、离子密度减少，极化程度减低。

总之：1的影响大于23、 偶极子式极化:偶极子转向引起发生于极性电解质中。

特点;(1) 极化所需时间较长10-10s ～10-2s. (2) 极化与品频率有关。

(3) 极化过程有能耗。

(4) 温度影响大。

4、 空间电荷极化：自由离子的移动。

夹层极化：S 闭合瞬间： 一般故C 1、C 2上电荷要从新分配，夹层电解质界面上出现电荷集聚。

特点：（1） 夹层极化缓慢，时间长。

（2） 有能耗。

外加电压频率增加，极化减低。

偶极子转向时要克服分子间的吸引力， 温度增加，1、分子性结合力减低极化程度增加。

2、分子热运动加剧，妨碍偶极子转向，极化减低。

总之:取决于1、2相对强弱。

小结：极化种类 产生场合 所需时间 能耗 产生原因只在低频电压下完成极化12021C C U U t ==第二节 电解质的损耗 一、介质损耗的基本概念1、电解质的等值电路（直流电压） 介质损耗：在电场作用下电介质中总有一定的能量损耗，包括由电导引起的损耗和某些有损极化（例如偶极子、夹层极化）引起的损耗，总称介质损耗。

高电压技术辅导资料一主题：绪论和第一章（第1-3节）学习时间：2013年9月30日－10月6日内容：我们这周主要学习绪论和第一章第一、二、三节“气体中带电粒子的产生与消失”、“气体中的放电现象和电子崩的形成”、“自持放电条件”的相关内容。

希望通过下面的内容能使同学们加深对高电压技术的概念和气体放电相关知识的理解。

绪论高电压技术主要内容1.高电压技术，即电力系统中涉及的绝缘、过电压、电气设备试验等问题的技术。

如：雷击变电所、发电厂的过电压及防护；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高压输电的必要性：大容量输电的需求；远距离输电的需求2.研究内容（1）提高绝缘能力电介质理论研究——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（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→防护破坏→恢复研究过电压的形成及防止措施过电压种类：大气过电压、内部过电压（3）绝缘配合——使相互作用的数值、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设备的可靠经济运行。

第一章电介质在强电场下的特性电介质在强电场下的特性及相关术语：电介质(dielectric)：指通常条件下导电性能极差的物质，在电力系统用作绝缘材料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。

（电介质—从贮存电能的角度看；绝缘材料—从隔离电流的角度看）。

电介质一般分为气体电介质、液体电介质、固体电介质。

常用高压工程术语：击穿(breakdown)：在电场的作用下，由电介质组成的绝缘间隙丧失绝缘性能，形成导电通道放电(discharge)：气体绝缘的击穿过程闪络(flashover)：沿固体介质表面发展的气体放电（沿面放电）电晕(corona discharge)：由于电场不均匀，在电极附近发生的局部放电。

U，单位KV）：使绝缘击穿的最低临界电压击穿电压（又称放电电压）（b击穿场强（又称抗电强度，绝缘强度）(b E，单位KV/cm）：发生击穿时在U／Ｓ（Ｓ：极间距离）绝缘中的最小平均电场强度。

高电压技术总目录第1讲绪论第2讲气体放电理论(一)第3讲气体放电理论(二)第4讲气隙的击穿特性第5讲电介质电气性能(一)第6讲电介质电气性能(二)第7讲固体电介质的击穿特性第8讲液体电介质的击穿特性第9讲绝缘诊断与绝缘试验第10讲高电压试验设备第11讲波沿线路传导第12讲输电线路防雷技术第13讲防雷装置第14讲输电线路防雷技术第15讲内部过电压概论一、世界电压等级的发展与提高高压电网向特高压电网发展的历程z1875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z1891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z1879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。

100多年来，输电电压由最初的13.8kV逐步发展到20，35，66，110，134，220，330，345，400，500，735，750，765，1000kV高压电网向特高压电网发展的历程z输电电压一般分高压、超高压和特高压。

高压（HV）：35~220kV；超高压（EHV）：330 ~750kV；特高压（UHV）：1000kV及以上高压直流（HVDC）：±600kV及以下特高压直流（UHVDC）：±600kV以上，包括±750kV和±800kVz1908年，美国建成了世界第一条110kV输电线路；经过15年，于1923年，第一条230kV线路投入运行；1954年建成第一条345kV线路。

从230kV电压等级到345kV电压等级经历了31年。

在345kV投运15年后，1969年建成了765kV线路高压电网向特高压电网发展的历程z1952年，瑞典建成世界上第一条380kV超高压线路z1965年，加拿大建成世界第一条735kV超高压线路z1952年，前苏联建成第一条330kV线路；1956年建成400kV 线路；1967年建成750kV线路。

《高电压技术》教学大纲课程名称：高电压技术适用班级：2017级电气工程及其自动化（专升本函授）；2017级电气工程及其自动化（专升本）辅导教材：《高电压技术》常美生主编中国电力出版社一、本课程的地位、任务和作用《高电压技术》是电气工程及自动化专业的一门重要专业必选课，是一门理论性和实践性都很强的课程。

本课程的任务是使学生了解和掌握电气设备在高电压作用下绝缘电气性能的基本知识和高电压试验的基本技术；了解和掌握过电压的基本理论和过电压的保护方法，为今后从事高电压工程领域的研究和技术工作打下必要的专业基础。

二、本课程的相关课程先修课程主要有：《工程电磁场》、《电路分析》等。

三、本课程的基本内容及要求第一章绪论内容：电介质的极化、电导与损耗。

要求：掌握电介质的极化；了解质的介电常数；掌握电介质的电导和损耗。

第二章气体放电的基本物理过程内容：气体中带电质点的产生和消失；气体放电过程的一般描述；均匀电场气隙的击穿；不均匀电场气隙的击穿。

要求：了解带电粒子的产生和消失及电子崩；了解自持放电条件，掌握气体放电的汤逊理论和流注理论；熟悉不均匀电场中的放电过程及电晕放电；掌握沿面放电及污闪。

第三章气体介质的电气强度内容：气隙的击穿时间；气隙的伏秒特性；气隙的击穿电压；提高气隙击SF气体的电气特性。

穿电压的方法；6要求：了解气体介质的电气强度的影响因素；掌握提高气体介质电气强度的方法。

第四章液体和固体介质的电气特性内容：固体、液体电介质击穿的机理；影响固体、液体电介质击穿电压的因素；提高固体、液体电介质击穿电压的方法。

要求：了解固体与液体介质的击穿和老化；掌握提高击穿电压的方法。

第五章电气设备绝缘预防性试验内容：绝缘预防性试验；在线监测和故障诊断技术概述。

要求：掌握绝缘电阻与吸收比的测量、泄漏电流的测量及介质损耗角正切的测量。

第六章绝缘的高电压试验内容：工频高压试验；直流高压试验；冲击电压发生器基本原理。

要求：掌握工频高压试验基本内容；冲击电压发生器基本原理；直流高压试验基本内容。