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电子教案-高电压技术-第四章(3)-电子课件

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高电压技术课件最终版

高电压技术课件最终版
2020/3/8
操作过电压
• 由系统操作或故障引起的过渡性质 的过电压。过电压时间短，衰减快 ，过电压辐值一般不超过电气设备 额定电压的3.5倍。这种过电压一般 不会对电气设备的绝缘造成危害， 但对绝缘较弱的电气设备及直配电 机的绝缘威胁较大，必须予以重视 。
2020/3/8
电介质
一、导体和绝缘体 二、电介质的概念 三、电介质的物质形态 四、电介质的电导
A=109．61／kPa，B＝2738.40kV／kPa；
2020/3/8
由此看出，气隙的击穿电压不仅与气 隙的大小有关，还与气隙的中性质点的 密度有关，且是二者乘积的函数，这个 规律称为巴申定律。 因 为 它 的 曲 线 与 在 此 公 式 推 导 出 （1890年）的前一年（1889年）由巴申 通过实验得出，所以此规律被命名为巴 申定律。同时气隙的击穿电压还与阴极 材料有关。
前言
• 设备在运行中可能承受的过电压 • 电介质 • 本课程的主要内容 • 本课程的主要任务
2020/3/8
设备在运行中可能承受的过电压
• 雷电过电压 • 短时过电压 • 操作过电压
2020/3/8
雷电过电压的产生
• 雷电过电压也称大气过电压，是由 雷电直击电气设备或输电线路，雷 电流流过设备或线路 引起的过电压 ，这个过电压称为直击雷过电压； 也可能雷落在输电线路附近，由于 电磁场的突然变化，在设备或线路 上产生的感应电压，这个过电压称 为感应雷过电压。
++++++ ++++++
++++
-
+++
++++

高电压技术第四章

高电压技术第四章

3、介质的体积电导和表面电导
三电极法测量介质的体积电阻率ρV为 单位Ω.cm
S v Rv d
式中S 为测量电极的面积，d 为介质厚度 RV 由测量的漏导电流ig及电压值u决定，RV=U/ig
介质的体积电导率γv 为
v
1
v
������
介质的表面电阻率和电导率
b s Rs l
电介质电气性能的划分
极化特性：介电常数ε 损耗特性：介损tgδ 电气传导特性：载流子移动、高场强下的电气传
导机理等，电导G 或电阻R 电气击穿特性：包括击穿机理、劣化、电压--时 间特性曲线（V–t ）等，击穿电压UC 或击穿场强EC
第1 节电介质的极化及介电常数
������ ������ ������ ������ ������
2、电介质中传导电流的测量
三电极法
测量介质中电流的电路图
介质中的电流与时间的关系
ic：快速极化造成的充电电流 ia：空间电荷极化等缓慢极化 形成的，又称吸收电流
ig：趋向稳定值的漏导电流，
又称泄漏电流
例：聚乙烯的电流-时间特性
在温度高于室温附近, 要达到稳定的泄漏电 流需要几个小时的时 间，在更低的温度下 (20℃)，电流很难趋向 稳定的漏导电流 通常的1min绝缘电阻 测量仅仅是为了工程 上的方便，实际上并 没有物理意义，关于 这一点必须注意。
用极化强度P来表征极化的强度，定义为单位
体积的电极矩，与外加电场强度有关 极化强度P与介电常数 ε 的关系：
3、电介质极化基本类型
电介质的极化有五种基本形式： 电子位移极化 离子位移极化 转向极化 空间电荷极化
夹层介质界面极化（归到空间电荷极化）

高电压技术课件ppt

高电压技术课件ppt

总结词
高电压技术经历了多个阶段，从最初的直流输 电到现代的特高压交流输电，其技术水平和应用范围 不断得到提升和拓展。未来，随着新能源、智能电网 等领域的快速发展，高电压技术将继续向更高电压等 级、更远距离输电、更高效节能等方向发展。同时， 随着科技的不断进步，高电压技术还将与其他领域的 技术进行交叉融合，产生更多的创新应用。
应急预案制定
制定详细的高电压安全事故应急预案，明确应急组织、救援程序 和救援措施。
应急演练和培训
定期进行应急演练和培训，提高工作人员应对高电压安全事故的能 力和意识。
及时救援和处理
一旦发生高电压安全事故，应迅速启动应急预案，采取有效措施进 行救援和处理，以减少人员伤亡和财产损失。
06 实践案例分析
高电压设备的绝缘测试与维护
绝缘测试
为了确保高电压设备的安全运行，必 须定期进行绝缘测试。常见的绝缘测 试方法包括耐压测试、介质损耗测试 、局部放电测试等。
维护与检修
高电压设备的运行过程中，应定期进 行维护和检修，及时发现和处理设备 存在的隐患和缺陷，保证设备的正常 运行。
高电压的电磁场与电磁屏蔽
高电压技术在电力系统中的作用
总结词
高电压技术在电力系统中的作用
详细描述
高电压技术在电力系统中扮演着至关重要的角色。通过高压输电，可以大幅度提高输电效率，降低线损，减少能 源浪费。同时，高电压也是电力系统稳定运行的重要保障，能够有效地解决电力供需矛盾，保障电力系统的安全 稳定运行。
高电压技术的发展历程与趋势
某地区高电压输电线路的设计与优化
总结词
考虑地理环境、气象条件、线路长度等 因素，采用先进的输电技术，优化设计 高电压输电线路。
VS
详细描述

高电压技术(全套课件)

高电压技术(全套课件)
高电压技术
信息工程学院电气教研室
绪论
一．内容与范畴
高电压技术是电工学科的一个重要分支，它涉及到 数学、物理、化学、材料等基础学科，主要研究高电压 （强电场）下的各种电气物理问题。20世纪60年代以来， 高电压技术一直不断吸收其他学科尤其是新科技领域的 成果，促进自身发展；也促进了电力传输、大功率脉冲 技术、激光技术、核物理等科技领域的发展，显示出强 大的活力。
四.重点和难点
课程的重点包括： 汤逊理论和流注理论等气体放电的基本理论、电场
型式及其与击穿特性的关系、液体和固体电介质的 绝缘特性； 绝缘特性的测量方法、电气设备的高电压试验设备及 原理； 线路和绕组中的波过程、电力系统中的过电压及其防 护、绝缘配合。
课程的难点是：
汤逊、流注气体放电理论的理解； 电介质的极化、电导和损耗的物理概念及其工
当不存在外电场时，电子云的 中心与原子核重合，此时电矩为 零．当外加一电场，在电场力的 作用下发生电子位移极化．当外 电场消失时，原子核对电子云的 引力又使二者重合，感应电矩也 随之消失。
电场中的所有电介质内都存在 电子位移极化。
二、离子位移极化

在由离子结合成的电介质内，外电场的作用除促使
各个离子内部产生电子位移极化外还产生正、负离子相对位移而
二 .课程内容
第一篇 各类电介质在高电场下的特性 教学内容：气体放电的基本物理过程；气体介质的 气强度；液体和固体介质的电气特性。
第二篇 电气设备绝缘试验技术 教学内容：电气设备绝缘预防性试验；绝缘的高电压 试验。
第三篇 电力系统过电压与绝缘配合 教学内容：输电线路和绕组中的波过程；雷电放电与 防雷保护装置；电力系统的防雷保护；内部过电压； 电力系统绝缘配合。

高电压技术(全套课件)PPT课件

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精选PPT课件
6
第一篇 高电压绝缘及实验
第一章 第二章 第三章 第四章
电介质的极化、电导和损耗 气体放电的物理过程 气隙的电气强度 固体液体和组合绝缘的电气强度
精选PPT课件
7
第一章 电介质的极化、电导和损耗
第一节 电介质的极化 第二节 电介质的介电常数 第三节 电介质的电导 第四节 电介质中的能量损耗
1.电气设备的绝缘：
①绝缘试验（固、液、气体） ——在电场作用下的电气物
理性能和击穿的理论、规律。 ②高压试验——判断、监视绝
缘质量的主要试验方法。
2.电力系统的过电压：
③过电压及其防护——过电压
的成因与限制措施。
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3
三．中国电力系统电压等级的划分0KV， 包括：10KV，35KV，110KV，220KV
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10
§1.1 电介质的极化
定义：电介质在电场作用下产生的束缚电荷的弹 性位移和偶极子的转向位移现象，称为电 介质的极化。
效果：消弱外电场，使电介质的等值电容增大。 物理量：介电常数 类型：电子位移极化； 离子位移极化；
转向极化； 空间电荷极化。
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11
一、 电子位移极化
E
精选PPT课件
8
§1. 电介质的极化、电导和损耗
电介质有气体、固体、液体三种形态，电
介质在电气设备中是作为绝缘材料使用的。一切电介质
在电场的作用下都会出现极化、电导和损耗等电气物理
现象。
电介质的电气特性分别用以下几个参数来
表示：即介电常数εr，电导率γ（或其倒数——电阻率
ρ），介质损耗角正切tgδ，击穿场强 E，它们分别反
映了电介质的极化、电导、损耗、抗电性能。

《高电压技术》课件

《高电压技术》课件

高电压的应用领域
1 石墨烯生产
高电压可用于制作高质量的石墨烯薄膜，在 电子器件、太阳能等领域具有广泛潜力。
2 医学治疗
高电压在医学治疗中能够用于治疗皮肤病、 癌症等疾病，不同电流强度和频率能带来不 同治疗作用。
3 电击武器
高电压可用于制作电击武器，例如电棒、电 枪等，可以防身和避免危险。
4 高压净化
高电压技术
探索高电压的概念、应用、问题与发展。
概述
定义
高电压是电压大于1000V的 电场状态。通常用于电力传 输、科研实验、工业加工等 领域。
历史
最早的高电压应用可追溯到 1800年电池的发明，随后又 有了多种高电压发生器，例 如带电器、万用电表等。
作用
高电压的应用带来了工业进 步和科技发展，同时也带来 了安全问题和环境污染等挑 战。
环境污染
高压设备的闪络和电晕放电会产生臭氧、 氮氧化物等大气污染物，加剧环境恶化。
高电压技术的发展现状
电力
• 超级电网建设 • 智能电网搭建 • 电流可视化技术
科研
• 特斯拉线圈研究 • 等离子体物理实验 • 辐射环境监测
工业
• 高压直流输电技术 • 储能技术研发 • 电极材料开发
高电压技术的发展趋势
高电压的概念
电力传输
科学研究
高电压在电力传输中起到重要作 用，能够降低传输损耗和成本， 但会对人体和环境造成潜在风险。
高电压可以用于各种科学实验， 例如太空探测、天气研究、药物 开发等。杰出的科学家如尼古 拉·特斯拉也对高电压进行了深入 研究。
工业应用
高电压技术已广泛应用于工业制 造，例如电子元器件、金属材料 喷涂等。通过对高电压的掌控， 能够提高工业品质和生产效率。

高电压技术(全套课件)

高电压技术(全套课件)

◆电子崩的形成（BC段电流剧增原因）
图1-5 均匀电场中的电子崩计算
电子碰撞电离系数α：代表一个电子沿电场方 向运动1cm的行程中所完成的碰撞电离次数 平均值。
dn ndx
dn dx
n
x
n n0e0 dx
n n0e x
n n0ed
n n n0 n0 (ed 1)
◆影响碰撞电离的因素
● 除了电力工业、电工制造业外，高电压技术 目前还广泛应用于大功率脉冲技术、激光 技术、核物理、等离子体物理、生态与环 境保护、生物学、医学、高压静电工业应 用等领域。
第一篇 电介质的电气强度
第一章 气体放电的基本物理过程
第一节 带电粒子的产生和消失 第二节电子崩 第三节 自持放电条件 第四节 起始电压与气压的关系 第五节 气体放电的流注理论 第六节 不均匀电场中的放电过程 第七节 放电时间和冲击电压下的气隙击穿 第八节 沿面放电和污闪事故
《高电压技术》
绪论
● 高电压技术主要研讨高电压(强电场)下的各种电气物理问题。 ● 高电压技术的发展始终与大功率远距离输电的需求密切相关。 ● 对于电力类专业的学生来说，学习本课程的主要目的是学会正确处理电力系统中过电压与绝 缘这一对矛盾。 ● 为了说明电力系统与高电压技术的密切关系， 以高压架空输电线路的设计为例，在图 0-1中 列出了种种与高电压技术直接相关的工程问题。
在大气压和常温下,电子在空气中的平均自由行程长度的数 量级为10-5cm 。
◆ 带电粒子的运动
● 带电粒子的迁移率：该粒子在单位场强（1V/m) 下沿电场方向的漂移速度。
k v E
电子的迁移率远大于离子的迁移率
● 扩散：在热运动的过程中，粒子会从浓度较大的 区域向浓度较小的区域运动，从而使其浓度分布均 匀化的物理过程。

高电压技术优秀课件.ppt

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温度很敏感；金属中主要由外加电压决定，杂质、温度不是
主要因素
3.液体和固体电介质的γ与温度的关系：
B/ kT
Ae
温度↑ ａ．热运动加剧→离子迁移率↑→γ↑ ｂ．介质分子或杂质热离解↑→γ↑
高电压技术优秀课件
4. 固体电介质的体积电阻和表面电阻 体积电阻－电介质内部绝缘状态的真实反映 表面电阻－受介质表面吸附的水分和污秽影响 水分起着特别重要作用。 亲水性介质（玻璃、陶瓷）表面电导大 憎水性介质（石蜡、四氟乙烯、聚苯乙烯）
目前常用的主要有变压器油、电容器油、电缆油 等矿物油
二. 液体电介质的击穿理论
电击穿：认为在电场作用下，阴极上由于强场发射或热发 射出来的电子产生碰撞电离形成电子崩，最后导致液体击 穿
高电压技术优秀课件
气泡击穿：认为液体分子由电子碰撞而产生气泡，或在电 场作用下因其它原因产生气泡，由气泡内的气体放 电， 产生电和热而引起液体击穿。
液体中气泡产生的原因： • 油中易挥发的成分； • 阴极的强场发射或热发射的电子电流加热液体介质，分解
出气体； • 溶解于油中的外来气体； • 由电场加速的电子碰撞液体分子，使液体分子解离产生气
体； 1. 电极上尖的或不规则的凸起物上的电晕放电引起液体气化
高电压技术优秀课件
表面电导小
高电压技术优秀课件
三.电介质的损耗(dielectric loss) 1. 介质损耗的含义
任何电介质在电场作用下都有能量损耗，包 括由电导引起的损耗和由某些极化过程引起的损 耗。电介质的能量损耗简称介质损耗。
高电压技术优秀课件
2. 电介质的三支路等值电路
i i1i2 i3
i1
i2
u C1
无 几乎没有

4.高电压技术第四章讲稿

4.高电压技术第四章讲稿

(3).关于波阻抗的特点
a.表示同一方向电压波与电流波大小的比值， 电磁波通过Z时，以电磁波的形式储存在周围介质中；
b.为了区别向不同方向运动的行波，Z的前面 应有正、负号。 c.Z的数值与线路长度无关 d.导线上既有前行波又有反行波时，Z≠U/I
uq u f u uq u f Z Z i iq i f uq u f
2u1q
i2 q
L
Z2
行波通过串联电感与旁过并联电容 一 直角波通过串联电感 公式的讨论：
u2 q i2 q Z 2 U1q (1 e )
它有二个部分组成： 一部分是与时间无关的强制分量； 另一部分为随时间而衰减的自由分量

t T
40
行波通过串联电感与旁过并联电容 一 直角波通过串联电感
L
Z1
Z2
1 e
t T
u 2 q i2 q Z 2
T L Z1 Z 2
2Z 2 u1q 1 e t T Z1 Z 2


Z1
u2 f L u1 f u1b dt Z Z1 2 Z1 u1b 2 u1 f u1 f e t T Z1 Z 2 Z1 Z 2 i1b 2u1 f u1b Z Z1 u1 f 2 e t T Z1 Z1 Z 2 Z1 Z1 Z 2 39 di2 f
18
二.行波的折射与反射
1.折射与反射
19
二.行波的折射与反射
一 折射系数与反射系数
u1 u1 f u1b i1 i1 f i1b u2 u2 f
∞
u1f u2f -∞
Z1
A u1b
i2 i2 f u1 f u1b u 2 f i1 f i1b i2 f

高电压技术——(四)

高电压技术——(四)

第三章 液体和固体介质的电气特性
第一节 液体和固体介质的极化、电导和损耗 液体和固体介质的极化、
2、电介质的极化
（1）电介质的极化和相对介电常数 ）
Q0 ε 0 A = C0 = U d
εA
Q CU C ε = = = d = = εr ε 0A Q0 C 0U C0 ε0 d
介质的相对介电常数ε 介质的相对介电常数εr 综合反映 相对介电常数 电介质极化的一个物理量。 电介质极化的一个物理量。 20℃时工频电压下气体介质 在20℃时工频电压下气体介质 接近于1 εr 接近于1，液体和固体介质的大 多在2 之间。 多在2～6之间。
《高电压技术》第四讲 14
第三章 液体和固体介质的电气特性
第一节 液体和固体介质的极化、电导和损耗 液体和固体介质的极化、
3、电介质的电导
（1）电介质电导的概念与电导率 ）
在电介质内部或多或少存在数量很小的带电粒子， 在电介质内部或多或少存在数量很小的带电粒子，它们 在电场作用下会不同程度的作定向移动而形成传导电流 即电导电流或泄漏电流），这即是电介质的电导过程 ），这即是电介质的电导过程。 （即电导电流或泄漏电流），这即是电介质的电导过程。 描述物理量：电导率γ 电阻率ρ 描述物理量：电导率γ或电阻率ρ
第三章液体和固体介质的电气特性高电压技术第四讲12第一节第一节液体和固体介质的极化电导和损耗液体和固体介质的极化电导和损耗第三章液体和固体介质的电气特性高电压技术第四讲13第一节第一节液体和固体介质的极化电导和损耗液体和固体介质的极化电导和损耗极化种类产生场合所需时间能量损耗产生原因电子式极化任何电介质1015束缚电子运行轨道偏移离子式极化离子式结构电介质1013几乎没有离子的相对偏移偶极子极化极性电介质1010102偶极子的定向排列夹层极化多层介质的交界面101自由电荷的移动为便于比较将上述各种极化列为下表第三章液体和固体介质的电气特性高电压技术第四讲14第一节第一节液体和固体介质的极化电导和损耗液体和固体介质的极化电导和损耗2电介质的极化3讨论电介质极化的意义选用于电容器的绝缘材料希望材料的r大

高电压技术讲稿课件

高电压技术讲稿课件

PART 02
高电压产生与传输
高电压产生原理
高电压产生
高电压产生通常依赖静电感应原 理，通过电场中积累大量电荷， 产生较高电位差，从而形成高电
压。
高电压产生设备
高电压产生设备通常包括静电发生 器、高压电源等，些设备能够产生 高达数万伏甚至更高电压。
高电压产生方式
高电压产生方式多种，如电容器放 电、感应起电、摩擦起电等，同产 生方式适同应场景。
研究雷电形成机制、雷电防护技术、接技 术等，保障电力系统安全运行。
高电压技术未发展趋势
更高电压等级
随着电力需求增长，未高电 压技术将向更高电压等级发 展，如1000kV级交流 ±800kV级直流输电等。
智能化与自动化
高电压技术未将更加注重智 能化自动化应如智能传感器 、智能监测与诊断、自动化 控制等技术。
2023-2026
ONE
KEEP VIEW
高电压技术讲稿课件
REPORTING
CATALOGUE
目 录
• 高电压技术概述 • 高电压产生与传输 • 高电压设备与系统 • 高电压技术工程应 • 高电压技术挑战与解决方案 • 高电压技术前沿研究与展望
PART 01
高电压技术概述
高电压技术定与特点
总结词
PART 05
高电压技术挑战与解决方 案
高电压设备安全性挑战与解决方案
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
安全性挑战
高电压设备可能引发电击、火 灾等安全事故，员设备造成威
胁。
安全防护措施
设置安全防护装置，如防护罩 、隔离栏等，防止员接近高电 压设备。
绝缘设计
采高质量绝缘材料先进绝缘结 构设计，提高设备安全性能。

高电压技术教学学习课件

高电压技术教学学习课件
高电压技术教学学习课件 PPT
高电压是强电领域中不可或缺的一环。本教学课件将涵盖高电压的各个方面， 让您深入了解这一知识领域。
电压和电流的基本概念
电路
电路通常由电源、导体、负载和 开关构成。电流的流动方向由正 极流向负极。
欧姆定律
描述了电阻、电流和电压之间的 关系。通过欧姆定律，我们可以 计算电路中各个元素的值。
穿戴适合的防护装备，例如手套、 护目镜、面罩等。
安全开关是高电压实验室中必要 的设备之一，能在紧急情况下切 断电源。
高电压技术的发展前景
智能电网
随着物联网技术的不断发展， 智能电网将成为未来的重要趋 势。
先进电池技术
高电压技术将会推动电池技术 的进步，使得电动汽车技术更 为先进。
新能源技术研究
高电压技术将为太阳能和风能 等新能源技术的研究提供支持。
总结
优点
缺点
高电压技术是现代社会中不可或缺的领域。 高电压技术的应用十分广泛，将在未来继续发展。
需要高强度的安全技术。 操作和维护成本较高。
高电压技术的应用领域
1
电力行业
高压输电线路和变电站是电力行业重要的组成部分。
2
医疗行业
电刀、疗效显著，已得到广泛应用。
3
航空航天行业
高电压技术在航空航天行业中广泛应用，例如静电除尘等领域。的安 全标识，以制定和遵守详细的安 全规程。
防护装备
安全开关
谷歌数据中心事故
2018年，一名电工在谷歌位于比利时的数据中心中被电死。调查发现，事故是由于电工未能 正确断电造成的。
印度高铁事故
在印度一次高铁试验中，一名工人由于意外触电而身亡。事故原因是高压电缆未能正确绝缘。
南非电网事故

高电压技术全套ppt课件590

高电压技术全套ppt课件590

➢影响扩散的因素：气压越低，温度越高（密度 小），则扩散进行的越快。
➢电子扩散速度快：电子的热运动速度大，自由行 程长度也大，所以其扩散速度也要比离子快得多。
2021年4月13日12时59分
高电压技术 2015
13
第一节 带电粒子的产生和消失
二、带电粒子的产生
电离：产生带电粒子的过程称为电离（或游离)，
15
第一节 带电粒子的产生和消失
表1-1 某些气体的激励能和电离能
气体 激励能We (eV) 电离能Wi (eV) 气体 激励能We (eV) 电离能Wi (eV)
N2
6.1
15.6
CO2
10.0
13.7
O2
7.9
12.5
H2O
7.6
12.8
H2
11.2
15.4
SF6
6.8
15.6
1eV 1.602177331019 J
行程长度
e
1 r 2 N
式中 r-----气体分子的半径； N-----气体分子的密度；
由于 N p ，代入上式即得 kT
e
kT r 2 p
式中 p-----气压，Pa； T-----气温，K； k-----波尔茨曼常数，
k 1.381023 J / K
➢结论：电子的平均自由行程与气体种类、气压及温度
发生空间光电离的条件为 h Wi
或者
hc
Wi
式中 λ——光的波长，m;
c——光速 3108 m / s ；
Wi ——气体的电离能，eV。
2021年4月13日12时59分
高电压技术 2015
17
第一节 带电粒子的产生和消失
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2
UX
图 4-14 用倒相法消除干扰的相量图
第四章 绝缘试验原理
(二)磁场干扰
干扰磁场大多数由大电流母线、电抗器、 阻波器以及其它漏磁较大的设备产生的。 为了消除磁场干扰，可移动电桥位置使之 远离干扰源，或桥体就地转动改变δ角度 ，找到干扰最小的方位，在将检流计极性 开关分别置于正、反两种位置进行两次测 量，两次测量的tanδ的平均值可近似作 为被试品真实的tanδ值。
第四章 绝缘试验原理
§4.4 局部放电的测量
第四章 绝缘试验原理
局部放电是指发生在电极之间但未贯穿 电极的放电，它是由设备绝缘内部存在 的弱点或生产过程中造成的缺陷引起的， 表现为绝缘内气体的击穿、小范围内固 体或液体介质的局部击穿或金属表面的 边缘及尖角部位场强集中引起局部放电 等。
特点:放电的能量小，短时间不会影响设 备绝缘，长期运行产生累积效应，局部 缺陷扩大，最后导致整个绝缘击穿。
第四章 绝缘试验原理
三、试验结果的分析判断
局部放电试验与其他绝缘试验的主要区 别在于它能检测出绝缘中存在的局部缺 陷。局部放电的强度比较小时，说明绝 缘中的缺陷不太严重；局部放电的强度 比较大时，则说明缺陷已扩大到一定程 度，而且局部放电对绝缘的作用正在加 剧。
第四章 绝缘试验原理
§4.5 变压器油中溶 解气体的气相色谱分析
电源的相角和电压幅值，使检流计指示最小，这时的试验电压
的大小和相位，刚好使 I’与IX大小相等夹角为零；最后，在
取下Z4短接线后，升压测量，正反相各测一次取平均值，即为 tanδ。这种方法可以消除同频率的干扰。
第四章 绝缘试验原理
IN
1
0
B I
I X
C I
IX
I X
2
A
tan tan1 tan2
第四章 绝缘试验原理
色谱图上的每个脉冲代表一个气体组分，而峰 高或面积则反映了该气体的浓度。
第四章 绝缘试验原理
三、分析结果判断方法
（一）特征气体法
油和固体绝缘材料在电或热的作用下分解产生 的各种气体中，对判断故障有价值的气体是CO 、CO2 、H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2，这 些气体称为特征气体根据特征气体判断故障类 型的方法称为特征气体法。
C2 H4 C2 H6
0
0
1
2
0
2
1
0，1，2 2
故障类型判断 故障实例（参考）
低温过热（低于150℃）
绝缘导线过热，注意CO和CO2含量 和CO2/CO值
低温过热（150～300）℃ 分接开关接触不良，引线夹件螺丝
松动或接头焊接不良，涡流引起铜 中温过热（300～700）℃ 过热，铁心漏磁，局部短路，层间
试验变压器，升 高输出电压
AV
T
V
R1 R2 F
保护电阻，击穿时，限 制过电压及短路电流， R1一般取0.1～1图Ω4/-V1；9 工频耐压试验的原理接线图
球隙保护电阻，限制球隙
击保穿护时流球过隙球，隙的限短制路电 流试，验防止时由可于能击穿产产生生的 Cx 截 加的波 在过电试压品电和上压瞬，，时防振止保荡球护电隙压高 压被侧试的某品些，部其分发放生电局部 放 荡电电 电压时压，而调在使整球球为隙隙上误试造动验成作振。 R电2一压般的取01.1.1～倍0.5；Ω/V
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1．试验变压器
高压试验变压器是一个单相的升压变压器。 特点：绝缘裕度小，平时工作电压一般不 允许超过其额定电压；通常均为间歇工作 方式，即不同的工作电压允许不同的工作 时间；容量一般不大，高压侧额定电流通 常在0.1～1A范围内。
进行耐压试验时对试验变压器的要求主要有： 一是其高压绕组的额定电压应不小于被试品的试 验电压值；二是额定容量应满足在被试品试验电 压下流过被试品电容电流的要求，而且在被试品 击穿或闪络后能短时地维持电弧。
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气相色谱仪主要由色谱柱和鉴定器组成，色谱 柱是把混合气体彼此分离并使同种气体汇集浓 缩的关键部件，分离后的气体按相对固定的顺 序先后流出色谱柱。鉴定器是将从色谱柱依次 流出的气体所产生的非电量信号定量地转变成 为电信号的重要计量元件，色谱仪的灵敏度和 最小检测浓度取决于所用的鉴定器。非电量信 号经鉴定器转变成电信号，由记录仪依次记录 下来，形成一个有序的脉冲峰图，称为色谱图
第四章 绝缘试验原理
表4－1 不同故障类型产生的气体组分
注：进水受潮或油中气泡可能使油中的H2含量升高。
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（二）油中溶解气体的注意值
表4－2 各种充油电气设备油中气体含量的注意值(μl/L)
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（三）产气速率的注意值
产气速率大小与故障消耗能量大小、故障部位 、故障点的温度等情况有关。
第四章 绝缘试验原理
一、充油设备内部故障产生的气体
二、油中溶解气相色谱分析的简要 过程
先将油中溶解的气体脱出，再送入气 相色谱仪，对不同气体进行分离和鉴 定，即可得到各种气体的组分和含量。
常用的脱气方法有两类。一类是基于真空脱 气的原理把油中的气体脱出，称为真空法； 另一类是利用油中气体在油气两者之间重建 平衡原理脱出气体，称为溶解平衡法。
( Ug
q=Cm⊿U=Cb( U
Ug
Ur g
Ur
)
U
r
U
Cm上放掉的电荷与Cb 上得到的电荷相等
q称为视在放电电荷量,是 ) 衡量局部放电强度的一个
q=C
Cb m
Cb
qr
重要参数.
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二、测量的基本接线
适合被试品两端 不接地的情况
适合被试品两端不 接地的情况
Z Z
CK
CX
U
CX
（1）绝对产气速率 每运行日产生某种气体的平均值
a
Ci2 Ci1 t
G
Ci 2——第二次取样测得油中某气体浓度，mL/L; Ci1——第一次取样测得油中某气体浓度，mL/L; Δt——两次取样时间间隔中的实际运行时间（日），d；
绝对产气率，mL/d;
G——设备总油量, t; ρ——油的密度，t/m3。
AM
U
Zm
CK Zm
AM
抗外来干扰 的能力强。
Z
CX
CX
U
A
Zm
Zm
M
(a)
(b)
(c)
图4-17 局部放电测量的基本回路 （ a)并联法；（ b)串联法；（ c)平衡法
CX—被试品； CK-耦合电容；Z-阻塞元件；Zm、Z m -检测阻抗
C X -辅助被试品；
A-放大器;
M-测量仪器
第四章 绝缘试验原理
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§4.6 工频耐压试验
工频耐压试验是考验被试品绝缘 承受各种过电压能力的有效方法，对 保证设备安全运行具有重要意义。
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一、工频耐压试验的接线及设备
工频耐压试验所需的试验电压可用两种方 法产生：一种为试验变压器直接产生工频 高压；另一种为利用串联谐振产生工频高 电压。 （一）用试验变压器直接进行耐压试验
（表24）－3相变对压产器气和速电率抗器每绝运对行产一气个速月率（的或注折意算值到（月m）L/d，） 某种气体含量增加为原有值的百分数的平均值。
r
(%)
Ci2 Ci1 Ci1
1 t
100
相对产气速率，%/m；
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（四）三比值法
三比值法是判断变压器或电抗器等充油电气设备故障性 质的主要方法。取出H2、CH4 、C2H2、C2H4和C2H6 这五种气体的含量，分别计算C2H2/ C2H4、CH4 /H2 、C2H4/C2H6这三对值，将这三对值按表4－4所列规 则进行编码，再按表4－5所列规则来判断故障的性质。
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二、测量时的注意事项
1．尽可能分部测试 2U．2测CX量tan时 应 U选2取C1t合an适1 的U 温2C度2tan2 (功率相等 ) 3ta．n测 U量2时C1应tanU选12用UCX2合C适2ta的n2试 验C1ta电n压1CXC2tan2 4．t如aC测n2<量<绕C1组t，a时n必1须将C C每12 个ta绕n组 2的首尾短接 5．（CC12即测tan使量2ta很时n小δ注2，很意在大整被）体。试测因品试此表时，很应面难尽泄发量漏现分C电部2进流中行的的测缺影量陷。响
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表4－4
气体比值 范围 ＜0.1
0.1≤k＜1 1≤k＜3
三比值法的编码规则
比值范围的编码
C2H2/ C2H4 0 1
CH4 /H2 1 0
C2H4/C2H6 0 0
1
2
1
k≥3
2
2
2
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表4－5
用三比值法判断故障类型
编码组合
C2 H2 C2 H4
CH 4 H2
第四章 绝缘试验原理
第四章 绝缘试验原理
每次放电的电荷量是反映局部放电强 弱的重要参数之一。
qr
Cg
Cb Cm Cb Cm
Ug
Ur
Cg Cb
Ug Ur
真实放电量，它是从气隙两端来看的总电 容与气隙放电时气隙上电压的下降值之积
Cm U Cb
U Cb Cm Cb
第四章 绝缘试验原理
第四章 绝缘试验原理
I&N
I&
I&XLeabharlann 0I&XI&
U&X
图 4-12 有电场干扰时的电流相量图
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U
D
R3
Z4
U
I
I
C
A