电气绝缘与电缆专业方向-哈尔滨理工大学35页PPT

电容电流法
通过测量电缆的电容电流变化来定位 故障点。
音频感应法
利用音频信号检测故障点附近的磁场 变化。
紫外线/X射线检测
无损检测技术，用于观察电缆内部的 缺陷或故障。
电缆的维护与保养策略
定期巡检
定期对电缆进行外观检查和性能测试。
清洁与除湿
保持电缆及其附件的清洁，防止潮湿侵蚀。
防腐处理
对暴露在外的电缆部分进行防腐处理，防止腐蚀。
应急预案
制定针对电缆故障的应急处理预案，缩短故障恢复时间。
06
案例分析与实践经验分享
典型案例分析
案例概述
01
介绍某大型电力工程中电气绝缘与电缆的应用情况，包括工程
规模、地理位置、电缆类型和绝缘要求等。
案例分析
02
分析该案例中电气绝缘与电缆的应用难点、解决方案及实施效
果，强调电气绝缘与电缆在大型电力工程中的重要性。
工业自动化
在工业自动化领域，电气绝缘 技术同样占据着重要地位，如 机器人、自动化生产线等设备 的绝缘。
家用电器
家用电器中的电气绝缘也是至 关重要的，如电冰箱、空调、 洗衣机等电器的绝缘材料和结
构。
02
电缆专业方向介绍
电缆的种类与特性
01
02
03
电缆种类
电力电缆、控制电缆、通 信电缆、船用电缆等。
电气绝缘材料的性能测试与评估
绝缘电阻的测试
通过测量绝缘材料在施加直流电压下的电阻值来评估其绝缘性能 。通常使用兆欧表进行测量。
介质损耗的测试
介质损耗是指在电场作用下，绝缘材料中的能量损耗与电压有效值 之比。通过测量介质损耗可以评估绝缘材料的电性能。
击穿强度的测试

• 抗张强度：绝缘材料单位截面积能承受的拉力， 例如玻璃每平方厘米截面积能承受1400牛顿的拉 力。 • 绝缘材料的温度：温度越高，绝缘材料的绝缘性 能越差。为保证绝缘强度，每种绝缘材料都有一 个适当的最高允许工作温度，在此温度以下，可 以长期安全地使用，超过这个温度就会迅速老化。 按照耐热程度，把绝缘材料分为Y、A、E、B、F、 H、C等级别。例如表1中A级绝缘材料的最高允 许工作温度为105℃，一般使用的配电变压器、 电动机中的绝缘材料大多属于A级。
电气间隙的测量步骤：
1、确定工作电压峰值和有效值； 2、确定设备的供电电压和供电设施类别 ； 3、根据过电压类别来确定进入设备的瞬态过 电压大小； 4、确定设备的污染等级（一般设备为污染等 级 2）； 5、确定电气间隙跨接的绝缘类型（功能绝缘、 基本绝缘、附加绝缘、加强绝缘）。
爬电距离
• 沿绝缘表面测得的两个导电零部件之间或导电零 部件与设备防护界面之间的最短路径。即在不同 的使用情况下，由于导体周围的绝缘材料被电极 化，导致绝缘材料呈现带电现象。此带电区（导 体为圆形时，带电区为环形）的半径，即为爬电 距离。
电气间隙
• 在两个导电零部件之间或导电零部件与设备 防护界面之间测得的最短空间距离。即在保证电 气性能稳定和安全的情况下，通过空气能实现绝 缘的最短距离。 • 电气间隙的大小和老化现象无关。电气间隙能 承受很高的过电压，但当过电压值超过某一临界 值后，此电压很快就引起电击穿，因此在确认电 气间隙大小的时候必须以设备可能会出现的最大 的内部和外部过电压（脉冲耐受电压为依据）。 在不同场合使用同一电气设备或运用过电压保护 器时所出现的过电压大小各不相同。因此根据不 同的使用场合将过电压分为Ⅰ至Ⅳ四个等级。
• 综上所述，如果电器产品的电气间隙和爬 电距离，达到绝缘配合要求，就不会因为 外来过电压或线路设备本身的操作过电压 造成设备的介质电击穿。

高电压设备的绝缘检测与维护
01
02
பைடு நூலகம்
03
定期检测
按照规定的周期对高电压 设备进行绝缘检测，及时 发现并处理存在的隐患。
预防性维护
采取一系列预防措施，如 保持设备清洁、定期更换 绝缘材料等，以降低设备 发生故障的风险。
应急处理
在设备出现故障时，采取 紧急措施，如切断电源、 释放残余电荷等，以保障 人员和设备安全。
通过直接对设备施加高电压来检测设备的耐压水平，是常用的试 验方法。需要使用高压电源、变压器、调压器等设备。
冲击试验
模拟雷电过电压等瞬态冲击过程，对设备进行耐压检测。需要使用 冲击电压发生器、脉冲电流发生器等设备。
介质损耗角正切值试验
通过测量绝缘材料的介质损耗角正切值，评估其绝缘性能。需要使 用高压电桥、介质损耗角测量仪等设备。
04
电力系统中的高电压与绝 缘问题
电力系统中的过电压现象及其防护
过电压现象
过电压是指电力系统在特定条件下所 出现的超过正常工作电压的异常电压 升高现象。
过电压的分类
过电压防护措施
为防止过电压对电力系统的危害，应 采取一系列防护措施，包括安装避雷 器、限制操作过电压和改善设备绝缘 等。
根据产生原因，过电压可分为雷电过 电压、操作过电压和暂时过电压等。
对策
为减少对环境的负面影响，应采取一系列环保措施，如使用环保型绝缘材料、回收废弃物、减少能源消耗等。同 时，应加强设备的维护和保养，防止油渍泄漏等污染物排放。
感谢观 看
THANKS
绝缘检测的基本原理与技术
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电场法 利用电场测量技术，通过测量绝缘材料的电场分 布，评估其绝缘性能。需要使用电场测量仪等设 备。

n
确定绝缘水平时首先应考虑雷电冲击电压的作 用，GB/T11022《高压开关设备和控制设备标 准的共用技术要求》规定了3-35kV中性点非直 接接地系统中电气设备耐压值。
额定电 压 （有效 值） 3.6 7.2 12 24 40.5 额定雷电冲击耐受电 压（峰值） 通用值 40 60 75 125 185 隔离断口 46 70 85 145 215 额定短时工频耐受电压 （1分钟，有效值） 通用值 18 23 42 50 95 隔离断口 20 28 48 60 110
1 Ka = 1.1 − H × 10 − 4
n
式中，H 为设备安装地点的海拔高度，m。 GB/T11022《高压开关设备和控制设备标准的 共用技术要求》给出了海拔校正因数 K a 的另一 个计算式，
K a = e m ( H −1000 ) / 8150
n n
式中，H 为设备安装地点的海拔高度，m。 m取值如下：对于工频、雷电冲击和相间操作 冲击电压m=1；对于纵绝缘操作冲击电压 m=0.9；对于相对地操作冲击电压m=0.75。
n
绝缘配合的基本原则： 考虑所采用的过电压保护措施后，决定 设备上可能的作用电压，并根据设备的 绝缘特性及可能影响绝缘特性的因素， 从安全运行和技术经济合理性两方面确 定设备的绝缘水平。 在所有情况下，进行绝缘配合时应考虑： 设备安装点的预期过电压值、系统与设 备的电气特性、类似的系统的运行经验 以及所有装置的限压效果。
2、绝缘配合的基本原则
n
n
GB311.1《高压输变电设备的绝缘配合》： 按照电力系统中出现的各种电压（工作电压和 过电压）和保护装置的特性来确定电气设备的 绝缘水平，称为绝缘配合。 额定绝缘水平：在规定条件下，用来度量电器 及其部件的不同电位部分的绝缘强度，电气间 隙和爬电距离的标准电压值，包括额定雷电冲 击耐受电压、额定短时工频耐受电压和额定操 作冲击耐受电压。最高电压Um≤252kV的电气 设备的额定绝缘水平用额定雷电冲击耐受电压 和额定短时工频耐受电压来表征。

5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
电绝缘与电缆专业方向-哈尔滨理工 大学
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯

哈尔滨理工大学
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第5章 高电压与绝缘技术 5.1 高电压与绝缘技术的主要内容
交流输电对比 哈尔滨理工大学
直流输电对比
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第5章 高电压与绝缘技术 5.1 高电压与绝缘技术的主要内容
1986
1998
电气绝缘与电缆（0803） 高电压技术及设备（0806）
电气工程及其自动化（080601） 博士&硕士：高电压与绝缘技术
机械强度大，介电性能良好，化学稳定性、耐老化性和耐热性较好。
广泛应用于干式配电电力变压器中。
哈尔滨理工大学
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第5章 高电压与绝缘技术
5.2 绝缘材料
5.2.2 有机绝缘材料
图5-9 聚酰亚胺薄膜
聚酰亚胺电热膜
耐220℃聚酰亚胺漆包线
聚酰亚胺薄膜 耐热性好，可长期工作在250℃环境下，H级耐温等级。
哈尔滨理工大学
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第5章 高电压与绝缘技术
5.2 绝缘材料
5.2.1 无机绝缘材料
二、基准值的选取
图5-3（b晕性和耐热性。
哈尔滨理工大学
图5-3（a）瓷绝缘子
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第5章 高电压与绝缘技术
5.2 绝缘材料
5.2.1 无机绝缘材料
电性能好，主要用于电线电缆绝缘材料。
哈尔滨理工大学
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第5章 高电压与绝缘技术
5.2 绝缘材料
5.2.2 有机绝缘材料
硅橡胶有机外套避雷器
图5-14 硅橡胶绝缘子表面憎水性
图5-13 硅橡胶绝缘子
硅橡胶 分子主链是化学性质稳定的Si-O键结构，良好耐热和耐大气老化性、耐臭氧
老化性等类似于无机物材料的特性。
电气工程及其自动化专业导论

❖技术要求
1、由于桥上电缆经常会受到震动，因此必须采取防震措施，例如加弹 性衬垫，采用防震良好的橡塑型电缆。
2、在桥墩两端和伸缩缝处电缆应留有松弛部分，以防电缆由于结构膨 胀和桥墩处地基下沉而受到损坏。
3、架设在木质桥上的电缆应穿在铁管中以防电缆故障时烧坏桥梁。架 设在其他非燃性材料结构的桥上时，电缆应放在人行道下的电缆沟 中或穿入耐火材料制成的管中，这时管的拱度不应过大，以免安 装时因拉力过大而拉坏电缆 。
3、水底电缆的敷设，必须平放水底，不得悬空。条件允许时，应宜埋入
河床（海床） 0.5米以下。
4、水底电缆平行敷设时间距不宜小于最高水位水深的2倍；当埋入 河 床（海床） 以下时，其间距按埋设方式或埋设机的工作活动能力确定。
5、水底电缆引到岸上的部分应穿管或加保护盖板等保护措施，其保护 范围，下端应为最低水位使船只搁浅及撑篙达不到之处；上端高于 最高洪水位。在保护范围的下端，电缆应固定。
电缆的敷设
特种类电缆专业
授课内容
一、电缆的敷设方式及其选用条件和技术 要求
二、电缆的敷设方法 1、电力电缆的运输与保管 2、电力电缆敷设的工器具 3、电力电缆敷设技术要求和质量控制
一、电力电缆的敷设方式 及其选用条件和技术 要求
电缆的敷设方式和选用原则
直
排
沟
隧
桥水
竖
埋 敷 设
管 敷 设
道 敷 设
无铠装 无铠装
无铠装
油浸纸绝缘电缆
无铠装
多芯
单芯
10D
15 D
20 D
15 D
20 D
12 D
15 D
15 D
20 D
20 D
自容式充油（铅包） 电缆

电磁波沿电缆线路的传输原理、模拟通信与数字通信
基础、光纤通信等。同时介绍各种传输线的结构设计
原理、材料选用与改性、制造工艺及产品性能检测方
面的知识。本课程的任务在于：使学生在掌握了光、
电传输原理的基础上，能运用此理论解决光、电传输
线的结构设计、制造及检测等方面的问题。



《电工用聚合物原理》
主讲教师：王伟、张正晗
教学与A方案无任何区别。
二、专业地位

电缆是传输电能、光电信息及电磁能转换 的一大类线缆制品，占国民生产总值的1%，在 机械制造行业仅次于汽车制造，名列第二。其 应用上至航天、航空、船舰、铁路、电力系统、 通讯、电机绕组、化工，下至日常用品。

有人把电缆形象地比喻成“人体的血管和
神经”。
航天
航空
哈尔滨理工大学 电气与电子工程学院
电气绝缘与电缆专业方向介绍
一、专业历史和现状

本专业方向是我校建校后就开设的传统专业之
一，具有六十多年的办学历史。毕业生遍及全国各地
相关行业，并得到一致好评，素有电线电缆行业“黄
埔军校”之美誉。后经本科专业合并为“电气工程及 其自动化”。此方向隶属一级学科“电气工程”、二 级学科“高电压与绝缘技术”。二级学科“高电压与 绝缘技术”是我校唯一的国家级重点学科。


姓
名：李长明
职
学
称：教授 硕导
历：硕士
出生年月：1963年1月


从事专业：高电压与绝缘技术
研究方向：智能聚合物绝缘 材料 、高端聚合物电缆材料 、电缆制造技术 主要业绩： 多年来一直从事电缆材料方面的研究，完成多项省、部、市 级科研课题，并使科研成果转化，建立多家产业化企业，并 发表科研论文多篇。合作出版教材1部