高電壓復(fù)習(xí)要點(diǎn)課件

1、高電壓工程基礎(chǔ)復(fù)習(xí)要點(diǎn) 根據(jù)外界給予原子或分子的能量形式的不同，電離方式課分為熱電離、光電離、碰撞電離和分級(jí)電離。 SF6氣體含F(xiàn)，其分子捕獲電子的能力很強(qiáng)，屬強(qiáng)電負(fù)性氣體?？諝庵械腛2與H2O也有一定的電負(fù)性。 間隙中電離過程只靠外施電壓已能維持，不再需要外電力因素了，此時(shí)的放電稱為自持放電。自持放電的條件為： 放電由非自持向自持轉(zhuǎn)化的機(jī)制與氣體的壓強(qiáng)和長度的乘積有關(guān)，乘積較小時(shí)可以用湯遜理論來解釋，而乘積較大時(shí)（ pd26.66kPa ）要用流注理論來解釋。 電子崩形成過程及其示意圖2. 氣體放電的基本物理過程氣體放電的基本物理過程1) 1(de 湯遜理論認(rèn)為二次電子的來源是正離子撞擊陰極

2、使陰極表面發(fā)生電子逸出。 均勻電場(chǎng)中自持放電的條件。 氣隙擊穿電壓是氣壓和間隙乘積的函數(shù)，這一規(guī)律稱為巴申定律。根據(jù)巴申定律，隨著氣壓和間隙乘積的變化，擊穿電壓出現(xiàn)極小值。 流注理論認(rèn)為，二次電子的主要來源是空間的光電離。 什么是不均勻電場(chǎng)中放電的極性效應(yīng)。 畫圖說明不均勻電場(chǎng)（正極性）中放電的極性效應(yīng)。3. 氣體間隙的擊穿強(qiáng)度氣體間隙的擊穿強(qiáng)度均勻電場(chǎng)中空氣間隙的擊穿強(qiáng)度約為30kV/cm。標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊波的波形參數(shù)1.2/50us；操作沖擊波的波形參數(shù) 250/2500us。50放電電壓和伏秒特性的定義。同一間隙的50沖擊擊穿電壓與穩(wěn)態(tài)擊穿電壓之比，稱為沖擊系數(shù)。均勻電場(chǎng)和稍不均勻電場(chǎng)的沖擊

3、系數(shù)接近1，極不均勻場(chǎng)的沖擊系數(shù)大于1。大氣中間隙的放電電壓隨空氣密度的增大而提高。在極不均勻電場(chǎng)中，空氣中的水分（濕度增大）能使間隙的擊穿電壓有所提高。隨著海拔高度增加，外絕緣的放電電壓將下降。SF6氣體絕緣設(shè)備中經(jīng)常遇到的是稍不均勻電場(chǎng)間隙。SF6氣體在極不均勻電場(chǎng)中擊穿的異?，F(xiàn)象：一是擊穿電壓隨氣壓的變化出現(xiàn)駝峰現(xiàn)象；二是在駝峰氣壓范圍內(nèi)，雷擊沖擊擊穿電壓明顯低于穩(wěn)態(tài)擊穿電壓。4. 氣體中沿固體絕緣表面的放電氣體中沿固體絕緣表面的放電在均勻電場(chǎng)中固體介質(zhì)的引入并不影響電極間的電場(chǎng)分布，但放電總是發(fā)生在界面，且閃絡(luò)電壓比空氣間隙的擊穿電壓要低得多。理解套管沿面放電發(fā)展過程。理解套管沿面放電

4、的等值電路圖。要提高套管的電暈起始電壓和滑閃放電電壓可以采?。阂粶p小比電容：增大固體介質(zhì)厚度，加大法蘭處外套管的外徑，采用瓷-油絕緣代替純瓷介質(zhì)；二減小絕緣表面電阻：套管附近靠近法蘭處涂半導(dǎo)體釉。330kV絕緣子柱采用均壓環(huán)來改善電壓分布。330kV及以上的懸式絕緣子串一般也裝有均壓環(huán)，以改善沿絕緣子串的電壓分布。長絕緣子串的電壓分布為何不均勻（由于絕緣子的金屬部分與接地的鐵塔和高壓導(dǎo)線間有雜散電容引起的） 理解用電容鏈分析絕緣子串中各絕緣子承受電壓的不均勻分布情況。絕緣子串中靠近導(dǎo)線的絕緣子的電壓降最大。在介質(zhì)表面未發(fā)生凝露的情況下，空氣中絕對(duì)濕度增大，絕緣子沿面閃絡(luò)電壓會(huì)略有提高。但介質(zhì)表

5、面發(fā)生凝露時(shí)，則沿面閃絡(luò)電壓將明顯下降。污閃的定義。理解污閃的發(fā)展過程。等值鹽密的定義。爬電比距的定義。防止污閃的措施。5. 液體與固體介質(zhì)的擊穿。液體與固體介質(zhì)的擊穿。影響液體介質(zhì)擊穿的4個(gè)因素。氣體小橋理論。固體介質(zhì)擊穿的三種形式。擊穿理論和影響因素。理解介質(zhì)中局部放電過程及其等值電路圖和發(fā)生局部放電時(shí)氣隙上的電壓變化圖。介質(zhì)中氣隙兩端的電壓變化與氣隙電容的乘積為氣隙局部放電的真實(shí)放電量；氣隙放電時(shí)試品上的電壓變化與試品電容的乘積為局部放電的視在放電量。進(jìn)行局部放電測(cè)量的是視在放電量。老化的定義。老化的原因。6. 電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗(yàn)電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗(yàn) 絕緣缺陷分類：集中性缺陷和

6、分布性缺陷。 預(yù)防性試驗(yàn)分類：破壞性試驗(yàn)和非破壞性試驗(yàn)。 什么是介質(zhì)的介電常數(shù)。 固體介質(zhì)極化的5種形式。哪種極化不消耗能量，。 什么是介質(zhì)損耗。 理解為什么不用介質(zhì)損耗而用介質(zhì)損耗角正切表示介質(zhì)品質(zhì)好壞。吸收現(xiàn)象和吸收比的定義。對(duì)于不均勻的試品，如果絕緣狀況良好，吸收比遠(yuǎn)大于1，如果絕緣嚴(yán)重受潮，吸收比接近1。絕緣電阻和吸收比是反映絕緣性能的最基本的指標(biāo)之一，通常用兆歐表（俗稱搖表）進(jìn)行。規(guī)定所加電壓60s后測(cè)得的數(shù)值為試品的絕緣電阻。介質(zhì)損耗角的正切的含義：是在交流電壓作用下，電介質(zhì)中的電流有功分量與無功分量的比值，是一個(gè)無量綱的數(shù)。在一定的電壓和頻率下，它反映電介質(zhì)內(nèi)單位體積中能量消耗的

7、大小，它與電介質(zhì)的體積尺寸大小無關(guān)。 。測(cè)量tg值，最常用的方法是采用西林電橋 。理解西林電橋的基本原理，畫出西林電橋原理接線圖。反接法：被試品的一端C接地，D點(diǎn)和屏蔽網(wǎng)接高壓，調(diào)節(jié)臂、檢流計(jì)和屏蔽網(wǎng)處于高電位，注意測(cè)試人員的安全。局部放電的檢測(cè)參數(shù)有那些。局放的檢測(cè)方法有哪些。目前采用電脈沖法測(cè)量局部放電。畫出電脈沖法測(cè)量局部放電的三種基本回路。變壓器內(nèi)部存在裸金屬部分局部過熱，變壓器油色譜分析的主要特征是總烴含量較高，甲烷、乙烯較多；如果固體絕緣過熱，氣體中CO和CO2含量加大；存在局部放電時(shí)，乙炔和H2含量較大。7. 電氣設(shè)備絕緣的高電壓試驗(yàn)產(chǎn)生工頻高電壓的設(shè)備主要是高壓試驗(yàn)變壓器，在選

8、擇試驗(yàn)變壓器的額定容量時(shí)按P=CU210-9 kVA。工頻高壓試驗(yàn)的基本接線圖。按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)和IEC規(guī)定，工頻電壓的測(cè)量無論是有效值或峰值，都要求誤差不超過3。高壓實(shí)驗(yàn)室中常用的測(cè)量工頻高電壓的方法有：用測(cè)量球隙或峰值電壓表測(cè)量峰值；用靜電電壓表測(cè)量有效值；也可用電容分壓器+示波器測(cè)量。通常測(cè)量工頻電壓采用的分壓器是電容分壓器。用電阻分壓器只適用于被測(cè)電壓低于100kV的情況。應(yīng)用最廣泛的產(chǎn)生直流高壓的方法是將交流電壓通過整流原件整流獲得的。理解半波整流回路，倍壓電路，串級(jí)直流高壓發(fā)生器原理圖。直流高壓試驗(yàn)設(shè)備的性能參數(shù)有算術(shù)平均值（定義式？），額定電流，脈動(dòng)系數(shù)（定義式？）在測(cè)量直流電壓的

9、算術(shù)平均值，有效值和最大值時(shí)，其測(cè)量誤差不大于3，測(cè)量脈動(dòng)幅值時(shí)不大于10。測(cè)量直流電壓的常用方法：用球隙測(cè)量最大值；用靜電電壓表測(cè)有效值（平均值）；用電阻分壓器或電阻串微安表測(cè)平均值。沖擊電壓發(fā)生器的工作原理：并聯(lián)充電，串聯(lián)放電?；净芈穲D，放電時(shí)的等值回路圖。波前時(shí)間的近似計(jì)算公式；波尾時(shí)間的近似計(jì)算公式。理解截?cái)嗖ㄊ窃趺从脹_擊電壓發(fā)生器產(chǎn)生的理解操作沖擊波的獲得方法。目前常用的測(cè)量沖擊電壓的方法：測(cè)量球隙；分壓器+峰值電壓表；分壓器+示波器。測(cè)量沖擊電壓的分壓器有電容和電阻兩種。用電阻分壓器測(cè)量沖擊電壓的回路圖，電纜兩端的匹配要求R2+R3=Z=R4，以及分壓比的計(jì)算。用電容分壓器測(cè)量沖

10、擊電壓回路圖，電纜首端匹配條件R1=Z和分壓比k=(C1+C2)/C1計(jì)算，首末端匹配條件R1R2=Z，C1C2C3+Cc 和分壓比的計(jì)算K 2(C1+C2)/C1 。8. 線路和繞組中的波過程波阻抗的定義：略。 波阻抗的定義公式： 波速：波速與導(dǎo)線周圍媒質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，而與導(dǎo)線半徑、對(duì)地高度、鉛包半徑等幾何尺寸無關(guān)。波阻抗與電阻的物理含義有何不同。 架空線路的波阻抗與波速數(shù)值大小。 電纜的波阻抗與波速數(shù)值大小。00CLZ 001CLv電壓波反射系數(shù)、電壓波折射系數(shù)，及其計(jì)算公式。 理解彼德遜等值電路。 理解網(wǎng)格法計(jì)算行波的多次折反射。 波沿導(dǎo)線傳播過程中發(fā)生衰減和變形的決定因素是電暈。 電暈對(duì)

11、線路波過程的影響（4個(gè)）。2122ZZZ2112ZZZZ21uu11uu無論中性點(diǎn)接地方式如何，變壓器初始最大電位梯度均出現(xiàn)在繞組首端，其值為: 變壓器的入口電容：變壓器繞組末端接地，最大電壓出現(xiàn)在繞組首端附近，其值可達(dá)1.4U0；末端不接地，最大電壓出現(xiàn)在中性點(diǎn)附近,其值可達(dá)1.9U0。CKCT 變壓器繞組間波的傳遞中，靜電耦合分量的大 小決定與高低壓繞組間的電容C12、低壓繞組及入射波的陡度對(duì)地電容C20。 若在低壓繞組開路后還接有一段電纜，相當(dāng)于增大了C20則對(duì)低壓繞組沒有危險(xiǎn)，可以不加避 雷器保護(hù)）。旋轉(zhuǎn)電機(jī)繞組可忽略縱向電容K0的作用，其波 過程與輸電線路相似。 020121220U

12、CCCU2012CC9. 9. 雷電及防雷裝置雷電及防雷裝置雷電參數(shù):雷暴日及雷暴小時(shí)、落雷密度、雷電 通道波阻抗、雷電流的極性、雷電流幅值、雷 電流的波頭、陡度及波長、雷電流的波形等。在線路防雷計(jì)算時(shí)，我國規(guī)程規(guī)定雷電流波頭時(shí)間為 2.6us。我國標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊波形的波頭、波長 分別為1.2/50us。避雷針（線）的保護(hù)范圍仍有0.1的雷擊概率。避雷針的聯(lián)合保護(hù)范圍。避雷線比避雷針的保護(hù)范圍要小。工頻續(xù)流的定義。避雷器的類型。氧化鋅避雷器的優(yōu)點(diǎn)。避雷器滅弧電壓的定義。避雷器殘壓的定義。殘壓與滅弧電壓的比值越小越好。接地電阻的定義。接地裝置的定義，它與接地電阻有什么關(guān)系。10. 輸電線路的防雷雷

13、擊架空輸電線路有四種可能。 耐雷水平的定義。雷擊跳閘率的定義。 線路的耐雷水平較高，就能承受較高幅值的雷 電流，線路絕緣發(fā)生閃絡(luò)的機(jī)會(huì)就較小，雷擊 跳閘率就較小。感應(yīng)過電壓的兩個(gè)主要組成部分。 對(duì)一般高度的線路，感應(yīng)過電壓最大值: 有避雷線時(shí)的感應(yīng)過電壓: =(Ihd/2.6)(1-Kc)dhUUKUc)1 (無無避雷線時(shí),雷擊導(dǎo)線的過電壓及耐雷水平:無避雷線時(shí)雷擊塔頂時(shí)的過電壓及耐雷水平： 塔頂電位： 導(dǎo)線感應(yīng)過電壓： 絕緣子串上的電壓： 線路耐雷水平：IIZZIU100422100%50UI )6 . 2/6 . 2/(dgtchhLRIUj6 . 2/6 . 2/dgtch50%hLRU

14、I)6 . 2/(gtchLRIUdd6 . 2hIhU有避雷線時(shí)雷擊塔頂線路的過電壓及耐雷水平： 流經(jīng)被擊桿塔的入地電流為：I 桿塔電位為：I +I /2.6 避雷線電位與桿塔電位相同，避雷線與導(dǎo)線間存在耦合，極性與雷電流相同，作用在絕緣子串的這部分電壓為：(I +I /2.6)(1-Kc)雷擊塔頂時(shí)的感應(yīng)過電壓為：hdIhd/2.6，避雷線的存在，感應(yīng)過電壓為Ihd/2.6(1-Kc)此時(shí)，絕緣子串上的過電壓為：耐雷水平為： ggchRgtLggchRgtLg)1)(6 . 2/6 . 2/(cdgtgchgKhLRIUj)6 . 2/6 . 2/)(1 (dgtgchgc50%hLRKU

15、I雷擊桿塔次數(shù)與雷擊線路總數(shù)的比例稱為擊桿率.線路因雷擊而跳閘，有可能是由反擊引起的， 也可能是由繞擊造成的，這兩部分之和即是線 路總的雷擊跳閘率.輸電線路的防雷保護(hù)措施。11. 發(fā)電廠和變電所的防雷保護(hù)發(fā)電廠、變電所的雷電過電壓的兩個(gè)來源. 直擊雷的防護(hù)。入侵波的防護(hù)。 發(fā)電廠、變電所防止直擊雷的措施。變電所的進(jìn)線保護(hù)作用（以限制流過閥式避雷器的雷電流和降低侵入波的陡度）。進(jìn)線段的定義。自耦變壓器的保護(hù)。配電變壓器的保護(hù)。理解GIS的定義和特點(diǎn)。直配電機(jī)的防雷保護(hù)。12.暫時(shí)過電壓內(nèi)部過電壓包括操作過電壓和暫時(shí)過電壓。工頻電壓升高的三個(gè)原因。 理解空載長線開路時(shí)電壓傳遞系數(shù)：理解線路末端接電

16、抗器時(shí)的電壓傳遞系數(shù)：)cos(cos/02lK)cos(coscos/02lKsXlZctglZctgEUK101/ZXsarctg)()(/101lZctgXlZctgEUKspXZarctg110避雷器， 100避雷器， 80避雷器鐵磁諧振過電壓的特點(diǎn)（3個(gè)）。鐵磁元件的非線性是產(chǎn)生鐵磁諧振的根本原因。13.操作過電壓限制操作過電壓的方法。中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)電弧接地過電壓的原因：間歇性電弧。若A相發(fā)生單相接地，電弧熄滅后不再重燃，則健全相上的過電壓不會(huì)超過2.5倍電壓最大值。限制中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)電弧接地過電壓的措施：中性點(diǎn)直接接地和經(jīng)消弧線圈接地。理解消弧線圈的消弧原理和作用。合閘空載線路過電壓的原因。合閘2倍；重合閘3倍電壓