最新三峡大学高电压技术课件

格式：ppt
大小：809.00 KB
文档页数：29

下载文档原格式

高电压技术第五课讲稿课件

总结词
掌握高电压控制基本原理方法
详细描述
高电压控制高电压技术重应之一。通过控制高电压幅值、波形相位等参数，可实现高电压产生、传输利。常高电压控制技术包括脉冲调制技术、开关电源技术、高压直流输电技术等。
解高电压安全管理原则措施
总结词
高电压安全管理保障设备员安全重手段。需建立完善安全管理制度，加强设备维护检修，提高员安全意识技能水平，确保高电压设备安全运行。
4. 第四问题，高电压技术现代电力工业发展着重影响。随着电力需求断增长电力传输距离断增加，高压输电已经成现代电力工业中可或缺一部。高电压技术能够提高电力传输效率稳定性，降低传输损耗，提高电力系统安全性可靠性。高电压技术也新能源并网、智能电网建设等方面提供重技术支持保障。
RESUME
REPORT
CATALOG
高电压技术第五课讲稿课件
RESUME
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMARY
目录
CONTENTS
高电压技术概述高电压产生与传输高电压防护与控制高电压技术电力系统中应实验与实践习题与思考
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMARY
RESUME
01
高电压技术概述
绝缘子高电压传输重设备，负责保持输电线路绝缘性能。
绝缘子
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMARY
RESUME
03
高电压防护与控制
总结词
解高电压危害，掌握防护措施
详细描述
高电压可能设备体造成严重危害，如电击、电弧、电火花等。因此，需采取效防护措施，如绝缘、接、隔离等，保障设备员安全。

高电压技术概要PPT课件

• 技术参数
• ◆ 额定输入电压：AC220V±10%ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 50Hz±0.5Hz
◆ 额定输出电压： 60 ～ 400KV ◆ 额定输出电流： 2 ～ 10mA ◆ 纹波系数：＜ 1% ◆ 高压指示误差：＜ 2% ◆ 电流指示误差：＜ 2%
高电压技术
• 通常采用高压试验变压器或其串级装置来产生。
• 对电缆、电容器等电容量较大的被试品，可采用串联谐振回路来获得试验用的工频高电压。
• 工频高压装置是高压试验室中最基本的设备，也是产生其他类型高电压的设备基础部件。
高电压技术
三峡电力职业学院动力工程系
（一）高压试验变压器——6特点
试验变压器本身应有很好的绝缘，但绝缘裕度小试验过程中要严格限制过电压。例如：500～750kV试验变压器的绝缘五分钟试验电压仅比其额定电压高10％～15％。
高电压技术
三峡电力职业学院动力工程系
试验变压器与连续运行时间不长，发热较轻，因而不需要复杂的冷却系统。
漏抗大，短路电流较小，可降低机械强度方面的要求。
输出电压波形很难完美，需要采取措施加以修正。
高电压技术
三峡电力职业学院动力工程系
试验变压器的接线与结构示意图如5－1。
高电压技术
三峡电力职业学院动力工程系
高电压技术
一、直流高电压的产生
三峡电力职业学院动力工程系
• 将工频高电压经高压整流器而变换成直流高电压。
• 利用倍压整流原理制成的直流高压串级装置（或称串级直流高压发生器)能产生出更高的直流试验电压。
高电压技术
三峡电力职业学院动力工程系
直流高压发生器

高电压技术——(二)

《高电压技术》第二讲 16
第一章
气体放电的基本物理过程
第三节不均匀电场中的放电过程 2、电晕放电、
（1）电晕放电的一般描述）
极不均匀电场气隙击穿过程的第一阶段。极不均匀电场气隙击穿过程的第一阶段。极不均匀电场的自持放电现象，电晕起始电压低于击穿电压，持放电现象，电晕起始电压低于击穿电压，电场越不均匀其差值越大。越大。
(a)
(b)
(c)
第一章
气体放电的基本物理过程
第二节均匀电场中气体击穿的发展过程 3、气体放电的流注理论、
（2）流注的形成）
流注的特点是电离强度很大，流注的特点是电离强度很大，是电离强度很大传播速度很快（传播速度很快（超过初崩发展速 10倍以上倍以上）。度10倍以上）。出现流注后放电便获得独立继续发展的能力，续发展的能力，而不再依赖外界电离因子的作用可见出现流注的电离因子的作用可见出现流注的条件也就是自持放电条件。条件也就是自持放电条件。二次崩的电子进入初崩通道二次崩的电子进入初崩通道后，便与正离子群构成了导电的等离子通道，等离子通道，一旦等离子通道短接了两个电极，接了两个电极，放电即转为火花放电或电弧放电。放电或电弧放电。
流注理论认为：在初始阶段，气体放电以碰撞电离和电子崩的形式出现，电以碰撞电离和电子崩的形式出现，但当电子崩发展到一定程度后，但当电子崩发展到一定程度后，某一初始电子崩的头部积聚到足够数量的初始电子崩的头部积聚到足够数量的空间电荷，空间电荷，就会引起新的强烈电离和二次电子崩，二次电子崩，这种强烈的电离和二次电子崩是由于空间电荷使局部电场大大增强以及发生空间光电离的结果，大增强以及发生空间光电离的结果，这时放电即转入新的流注阶段。这时放电即转入新的流注阶段。《高电压技术》第二讲 6

高电压技术前言及PPT课件

ν:光的频率
-
15
热游离气体在热状态下引起的游离过程称为热游离
产生热游离的条件：
3 2
KT
Wi
K:波茨曼常数
T:绝对温度
-
16
金属表面游离
电子从金属电极表面逸出来的过程称为表面游离
-
17
(4)去游离 a.扩散带电质点从高浓度区域向低浓度区域运动. b.复合正离子与负离子相遇而互相中和还原成中性原子 c.附着效应电子与原子碰撞时,电子附着原子形成负离子
自持放电条件可表达为:
(eS 1)1
-
23
(5)巴申定律 a.表达式:
UF f(PS)
P:气体压力 S:极间距离
-
24
b.均匀电场中几种气体的击穿电压与ps的关系
-
25
2.流注理论 (1).在ps乘积较大时,用汤逊理论无法解释的几种现象 a.击穿过程所需时间,实测值比理论值小10--100倍
负捧-----正板低
间隙击穿电压
低
高
-
33
四.雷电冲击电压下气隙的击穿特性
1.标准波形
-
34
几个参数
波头时间T1：T1=(1.2 30%)μs 波长时间T2: T2=(50 20%) μs
标准波形通常用符号 1.2/50s 表示
-
35
2.放电时延 (1).间隙击穿要满足二个条件
a.一定的电压幅值 b.一定的电压作用时间
-
11
变压器相间绝缘以气体作为绝缘材料
-
12
2.带电质点的产生与消失
(1) 激发原子在外界因素作用下,其电子跃迁到能量较高的状态
(2)游离原子在外界因素作用下,使其一个或几个电子脱离原

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)PPT课件

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。
精选PPT课件
3
三．中国电力系统电压等级的划分0KV，包括：10KV，35KV，110KV，220KV
精选PPT课件
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。
精选PPT课件
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。

高电压技术第一章课件.ppt

• 这些电离强度和发展速度远大于初始
电子崩的二次电子
崩不断汇入初崩通
道的过程称为流注。
流注条件
• 流注的特点是电离强度很大和传播速度很快，出现流注后，放电便获得独立继续发展的能力，而不再依赖外界电离因子的作用，可见这时出现流注的条件也就是自持放电的条件。
• 流注时初崩头部的空间电荷必须达到某一个临界值。对均匀电场来说，自持放电条件为：
n
n0
e
dx
0
n n0ed
• 途中新增加的电子数或正离子数应为：
n na n0 n0 (ed 1)
• 将等号两侧乘以电子的电荷qe ，即得电流关系式：：
I I0ed I0 n0qe
一旦除去外界电离因子?
(三)自持放电与非自持放电
在I-U曲线的BC段一旦去除外电离因素，
气隙中电流将消失。外施电压小于U0时的放电是非自持放电。
• 复合可能发生在电子和正离子之间，称为电子复合，其结果是产生一个中性分子；
• 复合也可能发生在正离子和负离子之间，称为离子复合，其结果是产生两个中性分子。
气体放电的基本理论
• 汤逊理论 • 流注理论 • 巴申定律
一汤逊气体放电理论
1. 电子崩
• 电子崩的形成过程 • 碰撞电离和电子崩引起的电流 • 碰撞电离系数
一、带电粒子在气体中的运动
（一）自由行程长度
气体中存在电场时，粒子进行热运动和沿电场定向运动
• 各种粒子在气体中运动时不断地互相碰撞，任一粒子在1cm的行程中所遭遇的碰撞次数与气体分子的半径和密度有关。
• 单位行程中的碰撞次数Z 的倒数λ
–即为该粒子的平均自由行程长度。
二、带电粒子的产生

三峡大学高电压技术课件

电压下，压力对油间隙的击穿电压基本无影响。
三、提高液体电介质击穿电压的方法
1．提高及保持油的品质过滤防潮祛气 2．采用固体介质降低杂质的影响覆盖层绝缘层屏障
作用:限制泄漏电流，阻止杂质“小桥”的发展可减小油中杂质的危害，绝缘层承担一定电压，使油中最大场强降低。既能阻止杂质“小桥”的形成，又能改善间隙中电场均匀程度。
常数分别为81和6～7，比油的介电常数1.8～2.8大得多，所以这些杂质易极化而在电场方向排列成小桥。)由于组成此小桥
的纤维及水分电导较大，使泄漏电流增加，进而使“ 小桥”强烈发热，使油和水局部沸腾汽化，最后沿此“气桥”发生击穿。这种形式的击穿是和热过程紧密相连的。
二、影响液体电介质击穿电压的因素液体电介质通常用标准试油杯按标准试验方法测得的工频击穿电压来衡量其品质的优劣。而不用击穿场强对变压器油，其标准油杯中的击穿电压一般为Ub＞25～40kV 。对电容器油及电缆油，其标准油杯中的击穿电压一般为Ub＞50～60kV 。
7.机械负荷
使介质发生裂缝，击穿电压下降。
三、提高固体电介质击穿电压的方法
1．改进制造工艺 2．改进绝缘设计 3．改善绝缘的运行条件
§3.3 电介质的老化
固体及液体电介质，性能随时间的增长而逐渐劣化，其电气及机械强度降低，介质损耗及电导增大等等，这一现象称为电介质的老化。引起电介质老化的因素，主要有热的作用、电的作用、机械力的作用以及水分、氧气等的作用。
认为液体分子由电子碰撞或在电场作用下因其他原因而产生气泡，由气泡内气体放电而引起液体介质的热击穿。
2．非纯净液体电介质的小桥击穿理论
(a)
(b)
图3－1 受潮纤维在电极间定向示意图（a）形成“小桥”；（b）未形成“小桥”

《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)

◆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。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

一、电老化
绝缘内部的局部放电造成
水树枝
图3－10 110kV变压器电容式套管电容芯子上的绝缘劣化
电老化的三种形式: • 电解性老化-----直流电压 • 电离性老化(电树枝)-----交流电压 • 电导性老化(水树枝)-----交流电压
二、热老化 1．耐热性
电介质在热的长期作用下发生化学反应，使其电气性能和其他性能逐渐变差，称为热老化。主要决定于温度和热作用时间。
•固体电介质的击穿形式有：电击穿、热击穿、电化学击穿。冲击电压下会发生电击穿；电介质受潮或设备负荷太高，使电介质温度太高，会发生热击穿；设备使用年限较长，电介质出现严重老化，会发生电化学击穿。影响电介质击穿电压的因素较多，特别应注意防潮，在运行中应加强散热，避免过负荷运行。
•电介质老化的程度主要决定于温度及介质经受热作用的时间。为了使绝缘材料能有一个经济合理的使用寿命，国家标准中将各种电工绝缘材料按其耐热程度划分等级。
• 作业 • 3-2 3-5
结束语
谢谢大家聆听！！！
29
用耐热有机树脂或漆粘合或浸渍的无机物（云母、石棉、玻璃纤维及其制品）
H
180
硅有机树脂、硅有机漆，或用它们粘合或浸渍过的无机材料，硅橡胶
不采用任何有机粘合剂或浸渍剂的无机物，如云母，
C
＞180
石英、石板、陶瓷、玻璃或玻璃纤维、石棉水泥制品、玻璃云母模压品等，聚四氟乙烯塑料
三、受潮老化
它将加速电老化及热老化过程，缩短绝缘的寿命。
6．受潮
固体介质受潮后，其电导率和介质损耗均迅速增大，击穿电压也大幅降低。
7.机械负荷使介质发生裂缝，击穿电压下降。
三、提高固体电介质击穿电压的方法
1．改进制造工艺 2．改进绝缘设计 3．改善绝缘的运行条件
§3.3 电介质的老化
固体及液体电介质，性能随时间的增长而逐渐劣化，其电气及机械强度降低，介质损耗及电导增大等等，这一现象称为电介质的老化。引起电介质老化的因素，主要有热的作用、电的作用、机械力的作用以及水分、氧气等的作用。
与热过程相关。其特点是：击穿电压相对较低，击穿时间也相对较长；击穿前介质发热显著，温度较高；击穿电压与介质温度有很大关系，即与电压作用时间、周围环境温度、散热条件等关系密切。------容易发生在绝缘有局部缺陷处.
•电化学击穿
由于绝缘的老化而最终导致的电击穿或热击穿称为电化学击穿。
二、影响固体电介质击穿电压的主要因素 1.电压作用时间
Ub / Ub（1分钟）（%）
500
400
300
200
电击穿
100
φ50 φ100
15.3mm
热击穿 Ub（1分钟）
0100 102 104 106 108 1010 1012 加压时间（μs）
图3－8 油浸电工纸板击穿电压与电压作用时间的关系（25℃）
UbkV（有效值）
2．温度
50 40 30 20 10
三峡大学高电压技术课件
§3.1液体电介质的击穿特性
图3－5 真空滤油机
包覆盖层
包绝缘层
屏障
图3－6 变压器内部降低杂质影响的措施
§3.2 固体电介质的击穿特性
图3－7 变压器绕组绝缘击穿
一、固体电介质的击穿机理
•电击穿 •热击穿
由强电场引起，其特点是：击穿电压高，击穿时间短；击穿前介质发热不显著；击穿电压与电场的均匀程度有关，与周围环境温度无关。
四、机械力的影响
固体绝缘材料按其机械性能有脆性、塑性和弹性三种。
知识点
•液体、固体电介质的击穿机理 •影响液体、固体电介质击穿电压的因素 •提高液体、固体电介质击穿电压的方法 •电介质的耐热性能
重点和难点
•影响液体、固体电介质击穿电压的因素 •提高液体、固体电介质击穿电压的方法
本章小结
•工程中的液体电介质的击穿过程用“小桥”理论解释。影响液体电介质击穿电压的最主要因素是液体电介质的品质。提高液体电介质击穿电压的方法也主要是提高液体电介质的品质，防止液体电介质中“小桥”的形成。
电介质的耐热性是指保证其运行安全可靠时能承受的最高允许温度。
短时耐热性热劣化与长期耐热性
2．电介质的耐热等级 3．电介质的耐寒性
耐寒性是绝缘材料在低温下保证安全运行的最低许可温度，否则，固体可能变脆、开裂；液体可能凝固。
耐热最高持续工等级作温（℃）
电介质种类
表3－1 电介质的耐热等级
Y
90
未浸渍过的木材、棉纱、天然丝和纸等材料或其组合物；聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡胶
A
105
矿物油及浸入其醛树脂塑料；胶纸板；胶布板；聚酯薄膜及聚酯纤维；聚乙烯醇缩甲醛漆
B
130
沥青油漆制成的云母带、玻璃漆布、玻璃胶布板；聚脂漆；环氧树脂
F
155
不同材料的转折温度t0不同，即使同一介质，厚度越大，散热越困难，t0 就越低。
0 20 40 60 80 100 120 140 160 t（℃） t0
图3－9 工频下电瓷的击穿电压与温度的关系
3．电场均匀程度
在均匀电场中，击穿电压随介质厚度的增加而线性增加；在不均匀电场中，介质厚度越大，电场越不均匀，击穿电压不再直线上升。当介质厚度增加到散热困难出现热击穿时，继续增加介质厚度就没有意义了。
4．电压种类
冲击击穿电压比工频峰值击穿电压高。直流击穿电压也比工频峰值击穿电压高。
5．累积效应
固体介质在冲击电压作用下，有时虽未形成贯穿的击穿通道，但已在介质中形成局部放电或不完全击穿，由于固体绝缘的损伤是不可恢复的，在多次冲击或工频试验电压下，一系列的不完全击穿得以逐步发展，从而导致击穿电压下降的现象，称为固体介质的“累积效应”。