設(shè)備在運行中可能承受的過電壓課件

前言設(shè)備在運行中可能承受的過電壓電介質(zhì)

本課程的主要內(nèi)容本課程的主要任務1謝謝觀賞2019-6-19前言設(shè)備在運行中可能承受的過電壓1謝謝觀賞2019-6-19設(shè)備在運行中可能承受的過電壓雷電過電壓短時過電壓操作過電壓2謝謝觀賞2019-6-19設(shè)備在運行中可能承受的過電壓雷電過電壓2謝謝觀賞2019-雷電過電壓的產(chǎn)生雷電過電壓也稱大氣過電壓，是由雷電直擊電氣設(shè)備或輸電線路，雷電流流過設(shè)備或線路引起的過電壓，這個過電壓稱為直擊雷過電壓；也可能雷落在輸電線路附近，由于電磁場的突然變化，在設(shè)備或線路上產(chǎn)生的感應電壓，這個過電壓稱為感應雷過電壓。3謝謝觀賞2019-6-19雷電過電壓的產(chǎn)生雷電過電壓也稱大氣過電壓，是由雷電直擊電氣設(shè)雷電過電壓的特點作用時間短峰值高是電力系統(tǒng)特別是110kV及以下系統(tǒng)的最危險的過電壓。4謝謝觀賞2019-6-19雷電過電壓的特點作用時間短4謝謝觀賞2019-6-19短時過電壓這是由單相接地、突然甩負荷及由諧振引起的電力系統(tǒng)內(nèi)部過電壓。其特點是過電壓的數(shù)值一般不太高，由于110kV及以下的電力系統(tǒng)絕緣裕度高，一般不會造成電氣設(shè)備的損壞，這種過電壓卻是過電壓保護裝置動作條件的重要依據(jù)，在系統(tǒng)設(shè)計時應對這種過電壓加以限制。5謝謝觀賞2019-6-19短時過電壓這是由單相接地、突然甩負荷及由諧振引起的電力系統(tǒng)內(nèi)操作過電壓由系統(tǒng)操作或故障引起的過渡性質(zhì)的過電壓。過電壓時間短，衰減快，過電壓輻值一般不超過電氣設(shè)備額定電壓的3.5倍。這種過電壓一般不會對電氣設(shè)備的絕緣造成危害，但對絕緣較弱的電氣設(shè)備及直配電機的絕緣威脅較大，必須予以重視。6謝謝觀賞2019-6-19操作過電壓由系統(tǒng)操作或故障引起的過渡性質(zhì)的過電壓。過電壓時間電介質(zhì)一、導體和絕緣體二、電介質(zhì)的概念三、電介質(zhì)的物質(zhì)形態(tài)四、電介質(zhì)的電導7謝謝觀賞2019-6-19電介質(zhì)一、導體和絕緣體7謝謝觀賞2019-6-19本課程的主要內(nèi)容

高電壓絕緣理論：研究如何利用電介質(zhì)的電氣性能為電力系統(tǒng)服務，預防事故的發(fā)生；高電壓試驗技術(shù)：研究如何應用通過給設(shè)備絕緣施加較高電壓的方法來檢查設(shè)備是否有安全隱患的技術(shù)；過電壓及其防護技術(shù)：討論電力系統(tǒng)過電壓的產(chǎn)生，發(fā)展機理，及其如何限制其發(fā)展和限制其產(chǎn)生的措施。8謝謝觀賞2019-6-19本課程的主要內(nèi)容高電壓絕緣理論：研究如何利用電介質(zhì)的電氣性本課程的主要任務使學習者通過本課程的學習，基本掌握各種絕緣介質(zhì)的基本特性，如何正確的利用它的基本方法；基本掌握應用高電壓試驗技術(shù)對電氣設(shè)備的絕緣進行預防性試驗的基本方法；能在通過工程設(shè)計，預防和保護電氣設(shè)備免受過電壓的危害。為從事有關(guān)方面的工作奠定必要的理論基礎(chǔ)。

9謝謝觀賞2019-6-19本課程的主要任務使學習者通過本課程的學習，基本掌握各種絕緣介第一章氣體電介質(zhì)的電氣性能

2.1氣體中帶電質(zhì)點的產(chǎn)生和消失2.2均勻電場小氣隙的放電2.3均勻電場大氣隙的放電2.4不均勻電場氣隙的擊穿2.5沖擊電壓下空氣的擊穿特性2.6提高氣隙抗電強度的措施2.7沿面放電

10謝謝觀賞2019-6-19第一章氣體電介質(zhì)的電氣性能

10謝謝觀賞2019-6-19第一節(jié)氣體中帶電質(zhì)點的產(chǎn)生與消失

一．帶電質(zhì)點的產(chǎn)生

碰撞游離光游離熱游離表面游離二.帶電質(zhì)點的消失質(zhì)點的擴散質(zhì)點的復合

11謝謝觀賞2019-6-19第一節(jié)氣體中帶電質(zhì)點的產(chǎn)生與消失一．帶電質(zhì)點的產(chǎn)生111碰撞游離運動的質(zhì)點（可以是帶電的，也可以是中性質(zhì)點）撞擊另一個質(zhì)點，且使其分解成為兩個帶電質(zhì)點的現(xiàn)象稱為碰撞游離。發(fā)生碰撞游離的條件：撞擊質(zhì)點的總能量（動能＋位能）大于被撞擊質(zhì)點的游離能；有一定的相互作用時間。特點：可以一次完成，也可以分級完成。12謝謝觀賞2019-6-191碰撞游離運動的質(zhì)點（可以是帶電的，也可以是中性質(zhì)點）撞擊游離能：質(zhì)點游離所需的最小能量稱為游離能。激勵：當撞擊質(zhì)點的能量小于被撞質(zhì)點的游離能時，使電子躍遷到更高的能級的現(xiàn)象稱為質(zhì)點的激勵。處于激勵狀態(tài)的質(zhì)點易游離。反激勵：處于激勵狀態(tài)的質(zhì)點如果沒有其它質(zhì)點撞擊時，恢復到原來的運行狀態(tài)的現(xiàn)象稱為質(zhì)點的反激勵。反激勵將把激勵時所吸收的能量以光的狀態(tài)釋放出來。13謝謝觀賞2019-6-19游離能：質(zhì)點游離所需的最小能量稱為游離能。13謝謝觀賞2012.光游離

短波射線的光子具有很大的能量，它以光的速度運動，當它射到中性介質(zhì)的分子或原子上時，所產(chǎn)生的游離稱為光游離。光子的能量：紫外線，X射線，是引起光游離的主要因素。14謝謝觀賞2019-6-192.光游離短波射線的光子具有很大的能量，它以光的速度運動3.熱游離

在高溫下，氣體的質(zhì)點熱運動加劇，相互碰撞而產(chǎn)生的游離稱為熱游離。只有在5000～10000K的高溫下才能產(chǎn)生熱游離。15謝謝觀賞2019-6-193.熱游離在高溫下，氣體的質(zhì)點熱運動加劇，相互碰撞而產(chǎn)生4.表面游離

金屬表面的電子受外界能量的作用后逸出金屬表面而成為自由電子的現(xiàn)象稱為表面游離。表面游離的條件：外界能量大于金屬的逸出功。16謝謝觀賞2019-6-194.表面游離金屬表面的電子受外界能量的作用后逸出金屬表面而二．帶電質(zhì)點的消失

去游離：帶電質(zhì)點從游離區(qū)消失或游離的作用被削弱的現(xiàn)象稱為帶電去游離。帶電質(zhì)點的消失是由于游離作用小于去游離的作用。17謝謝觀賞2019-6-19二．帶電質(zhì)點的消失

去游離：帶電質(zhì)點從游離區(qū)消失或游離的作用帶電質(zhì)點的消失的形式：

1、帶電質(zhì)點的擴散：由于不同區(qū)域種的帶電質(zhì)點的濃度不同，電荷從濃度高的區(qū)域向濃度低的區(qū)域運動的現(xiàn)象稱為帶電質(zhì)點的擴散。2、電質(zhì)點的復合：正離子與負離子相遇發(fā)生電荷的傳遞，而相互綜合還原成中性質(zhì)點的現(xiàn)象稱為帶電質(zhì)點的復合。18謝謝觀賞2019-6-19帶電質(zhì)點的消失的形式：

1、帶電質(zhì)點的擴散：由于不同區(qū)域種的第二節(jié)均勻電場小氣隙的放電

一．氣隙放電的伏安特性曲線二．氣隙擊穿電壓的理論計算三．巴申曲線

19謝謝觀賞2019-6-19第二節(jié)均勻電場小氣隙的放電一．氣隙放電的伏安特性曲線1一．氣隙放電的伏安特性曲線：

十九世紀九十年代，英國物理學家湯深德（Townsend）采用圖1的實驗裝置測出了氣體小間隙的伏安特性曲線如圖2所示。20謝謝觀賞2019-6-19一．氣隙放電的伏安特性曲線：十九世紀九十年代，英國物理學家湯深德放電理論

o～a段外加電壓上升，導致氣隙的電場強度上升，在自由行程內(nèi)，電子的加速度增加，使移動電子的速度加快，所以電流增大。a~b段雖然外加電壓上升，但由于電子在運動中與其它中性質(zhì)點相碰撞，使電子損失能量，導致電子的移動速度趨于飽和，所以電流幾乎不隨電壓的變化而變化。b~c段帶電質(zhì)點在外界電場的作用下，獲得很大的加速度，以致在與中性質(zhì)點碰撞時，具有很高的速度，使電子的動能較大，可以使部分中性質(zhì)點產(chǎn)生碰撞游離，使氣隙中移動的帶電質(zhì)點增多，所以電流隨外加電壓的增高而急劇增大。C～外電場使移動的電荷（主要是指電子）具有很大的動能，是所撞擊的中性質(zhì)點產(chǎn)生劇烈的碰撞游離，氣隙電荷急劇增多，導致其失去絕緣性能而擊穿。

21謝謝觀賞2019-6-19湯深德放電理論o～a段外加電壓上升，導致氣隙的電場強度上二．氣隙擊穿電壓的理論計算

——氣體的相對密度；

——電子所在點的氣體的電場強度。S

——極板之間的距離(cm)。

——湯申德第三游離系數(shù)A、B——均為與氣體性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)，對空氣：A=109．61／kPa，B＝2738.40kV／kPa；

均勻電場小氣隙擊穿電壓的計算公式為：22謝謝觀賞2019-6-19二．氣隙擊穿電壓的理論計算——氣體的相對密度；由此看出，氣隙的擊穿電壓不僅與氣隙的大小有關(guān)，還與氣隙的中性質(zhì)點的密度有關(guān)，且是二者乘積的函數(shù)，這個規(guī)律稱為巴申定律。因為它的曲線與在此公式推導出（1890年）的前一年（1889年）由巴申通過實驗得出，所以此規(guī)律被命名為巴申定律。同時氣隙的擊穿電壓還與陰極材料有關(guān)。23謝謝觀賞2019-6-19由此看出，氣隙的擊穿電壓不僅與氣隙的大小有關(guān)，還與氣隙的中性三．巴申曲線

24謝謝觀賞2019-6-19三．巴申曲線

24謝謝觀賞2019-6-19放電機理：氣隙的擊穿取決于從陰極出發(fā)的電子在向陽極移動過程中與中性質(zhì)點的碰撞次數(shù)和使其游離的概率。假設(shè)δ保持不變，S很大時，則必須增大外施電壓提高場強才能使電子獲得足夠的能量以產(chǎn)生碰撞游離。但是當S值很小時，則由于電子與中性質(zhì)點碰撞次數(shù)的減少，反而使氣隙移動的帶電質(zhì)點減少，所以必須升高外施電壓才能保持氣隙的擊穿。所以，總有一個S對氣隙中的帶電質(zhì)點的產(chǎn)生最有利,使擊穿電壓最低。同理，當S保持不變，氣體分子相對密度δ增大時，電子的自由行程縮短了，相鄰兩次碰撞之間積聚到足夠動能的概率減小了，故Ub必然升高，這就是谷點的右側(cè)。反之，當δ減小到很小數(shù)值后，質(zhì)點的碰撞次數(shù)減少了，所以為了保持一定數(shù)量的帶電質(zhì)點，必須升高外施電壓，即Ub升高，這就是谷點的左側(cè)。在這兩者之間?？傆幸粋€δ值對造成碰撞游離最有利，此時Ub最小，這就是谷點。

25謝謝觀賞2019-6-19放電機理：氣隙的擊穿取決于從陰極出發(fā)的電子在向陽極移動過程中第三節(jié)均勻電場大氣隙的放電

一、湯申德理論的不足沒有考慮到空間電荷對電場的畸變作用沒有考慮到光子在放電過程中的作用二、流注放電理論正流注負流注26謝謝觀賞2019-6-19第三節(jié)均勻電場大氣隙的放電一、湯申德理論的不足26謝謝觀賞空間電荷對電場的畸變作用：27謝謝觀賞2019-6-19空間電荷對電場的畸變作用：27謝謝觀賞2019-6-19正流注的形成如果外施電壓為氣隙的最低擊穿電壓，當初崩發(fā)展到陽極時，正負電荷復合和反激勵發(fā)出光子。由于受空間電荷的畸變作用，崩尾的電場較高，光子到達這里時，形成二次電子崩。二次電子崩頭部的電子與初崩的正空間電荷匯合成為充滿正負帶電質(zhì)點的混合通道。這個正電荷多于負電荷的混合通道稱為流注通道，簡稱為流注。

由正極向負極發(fā)展，所以稱為正流注。28謝謝觀賞2019-6-19正流注的形成如果外施電壓為氣隙的最低擊穿電壓，當初崩發(fā)展到陽負流注的形成電壓較低時，電子崩需經(jīng)過整個間隙才形成流注，電壓較高時，電子崩不需經(jīng)過整個間隙，其頭部電離程度已足以形成流注。主電子崩頭部的電離很強烈，光子射到主崩前方，在前方產(chǎn)生新的電子崩，主崩頭部的電子和二次崩尾的正離子形成混合通道，形成向陽極推進的流注，稱為負流注間隙中的正、負流注可以同時向兩極發(fā)展。

陽極陰極29謝謝觀賞2019-6-19負流注的形成電壓較低時，電子崩需經(jīng)過整個間隙才形成流注，電壓第四節(jié)不均勻電場氣隙的擊穿一．不均勻電場的模擬二．短間隙的擊穿三、棒板電極的極性效應四、長間隙的擊穿30謝謝觀賞2019-6-19第四節(jié)不均勻電場氣隙的擊穿一．不均勻電場的模擬30謝謝觀賞一．不均勻電場的模擬不均勻電場的分類

電極的不同導致電場的分布有所不同，但可以分為兩類：對稱電場和不對稱電場兩種。對稱電場棒——棒電極來模擬;不對稱電場棒——板電極來模擬。31謝謝觀賞2019-6-19一．不均勻電場的模擬不均勻電場的分類電極的不同導致電場的二.短間隙的擊穿

棒為正極性時，電子崩是從場強低的區(qū)域向場強高的區(qū)域發(fā)展。此外，初崩的電子很快進入棒極，在棒極前方留下的正離子大大加強了氣隙深處的電場，極易使氣隙深處的電子產(chǎn)生二次電子崩而形成正流注。由于流注所產(chǎn)生的空間電荷總是加強前方的電場，所以它的發(fā)展是連續(xù)的，速度很快，與棒為負極性時相比，擊穿同一間隙所需電壓要低得多。當棒為負極性時，初崩直接由棒極向外發(fā)展。先經(jīng)過強場區(qū)，后來的路程中場強愈來愈弱，這就使電子崩的發(fā)展比棒為正極性時不利得多。初崩留下的正空間電荷顯然增強了負棒極附近的電場，卻削弱了氣隙深處的空間電場，使負流注的向前發(fā)展受到抑制。擊穿同一間隙所需的電壓要高得多。32謝謝觀賞2019-6-19二.短間隙的擊穿棒為正極性時，電子崩是從場強低的區(qū)三、棒板電極的極性效應綜上所述，對棒一板電極，在棒為不同極性時，由于空間電荷對氣隙的電場影響不同，從而將導致其擊穿電壓和電暈起始電壓不同，這種現(xiàn)象稱為棒一板電極的極性效應。棒正板負時的擊穿電壓低于同間隙棒負板正時的擊穿電壓，而電暈起始電壓則相反。33謝謝觀賞2019-6-19三、棒板電極的極性效應綜上所述，對棒一板電極，在棒為不同極性二、長間隙的擊穿

實踐表明，當氣隙較大(約1m以上)時，存在某種新的，不同性質(zhì)的被稱為先導放電的放電過程。不同極性的先導放電過程有不同的特性。目前，對這些問題的研究還很不夠，只是對這些事物的現(xiàn)象、參數(shù)、影響因素及變化規(guī)律等作了一些實測，而對這些放電過程的機理并沒有完全研究清楚。

34謝謝觀賞2019-6-19二、長間隙的擊穿

實踐表明，當氣隙較大(約1m以上)時，第五節(jié)沖擊電壓下空氣的擊穿特性沖擊電壓的標準波形伏秒特性35謝謝觀賞2019-6-19第五節(jié)沖擊電壓下空氣的擊穿特性35謝謝觀賞2019-6-1一、沖擊電壓的標準波形

作用時間短暫的電壓稱為沖擊電壓，在沖擊電壓作用下空氣間隙的擊穿具有新的特性。雷電在電力系統(tǒng)中造成的過電壓是一種沖擊電壓，這是電力系統(tǒng)發(fā)生事故的重要因素。為了模擬雷電壓，各國規(guī)定了試驗用雷電沖擊電壓的標準波形，分為全波和截波兩種。

36謝謝觀賞2019-6-19一、沖擊電壓的標準波形作用時間短暫的電壓稱為沖擊電壓，在沖二、伏秒特性在沖擊電壓作用下，間隙的擊穿電壓比靜態(tài)擊穿電壓(直流或工頻交流持續(xù)作用下的擊穿電壓)高。這是因為整個間隙擊穿放電的發(fā)展過程不僅需要足夠高的作用電壓，還需要一定作用時間的緣故。同一個氣隙，在峰值較低但延續(xù)時間較長的沖擊電壓作用下可能擊穿，而在峰值較高但延續(xù)時間較短的沖擊電壓作用下可能不擊穿。對非持續(xù)作用的電壓來說，一個氣隙的耐電壓性能就不能單一地用“擊穿電壓”值來表達了，而必須用電壓峰值和擊穿時間這兩者來共同表達才行，這就是該氣隙在該電壓波形下的伏秒特性。37謝謝觀賞2019-6-19二、伏秒特性在沖擊電壓作用下，間隙的擊穿電壓比靜態(tài)擊穿電壓(第六節(jié)提高氣隙抗電強度的措施

一改善電場分布二高氣壓的采用

三高真空的采用四高抗電氣體的采用38謝謝觀賞2019-6-19第六節(jié)提高氣隙抗電強度的措施

一改善電場分布38謝謝觀賞一改善電場分布

1、改變電極形狀在交流電壓作用下，盡量避免使用棒一板電極，盡量增大電極的曲率半徑，盡量降低電極表面粗糙度，以消除局部強場

39謝謝觀賞2019-6-19一改善電場分布

1、改變電極形狀39謝謝觀賞2019-6-2、采用極間障一改善電場分布40謝謝觀賞2019-6-192、采用極間障一改善電場分布40謝謝觀賞2019-6-19二、高氣壓的采用

氣體壓力提高后，氣體的密度加大，減少了電子的平均自由行程，從而削弱了碰撞游離的過程。如高壓空氣斷路器和高壓標準電容器等。41謝謝觀賞2019-6-19二、高氣壓的采用

氣體壓力提高后，氣體的密度加大，減少了電子三、高真空的采用

氣體間隙中壓力很低時，電子的平均自由行程已增大到極間空間很難產(chǎn)生碰撞游離的程度。如真空電容器、真空斷路器等。42謝謝觀賞2019-6-19三、高真空的采用氣體間隙中壓力很低時，電子的平均自由行程已四、高抗電強度氣體的采用

某些氣體，主要是含鹵族元素的氣體，如六氟化硫(SF6)、氟里昂(CCl2F2)、四氯化碳(CCl4)等，在同樣壓力下，其耐電壓強度比空氣高得多，稱為高抗電強度氣體。采用這類氣體，或在其它氣體中混入一定比例的這類氣體，可以大大提高氣隙的擊穿電壓。43謝謝觀賞2019-6-19四、高抗電強度氣體的采用某些氣體，主要是含鹵族元素的氣體，第七節(jié)沿面放電

均勻電場中的沿面放電絕緣子的污閃怎樣防止絕緣子的污閃44謝謝觀賞2019-6-19第七節(jié)沿面放電均勻電場中的沿面放電44謝謝觀賞2019一均勻電場中的沿面放電

沿面的閃絡電壓比純空氣擊穿電壓低。為了提高均勻電場氣隙的沿面閃絡電壓，應使固體介質(zhì)表面光滑，保持干燥。實際絕緣結(jié)構(gòu)中常會遇到介質(zhì)處于稍不均勻電場中的情況，它的放電特性與均勻電場很相似。45謝謝觀賞2019-6-19一均勻電場中的沿面放電沿面的閃絡電壓比純空氣擊穿電壓低。二絕緣子的污閃

戶外絕緣子，會受到工業(yè)污穢或自然界鹽堿、飛塵等污染，在干燥時，由于污穢塵埃電阻很大，絕緣子表面泄漏電流很小，對絕緣子安全運行無危險；在大氣濕度較高，或在毛毛雨、霧等氣候下，污穢塵埃被潤濕，表面電導劇增，使絕緣子的泄漏電流劇增，降低閃絡電壓。46謝謝觀賞2019-6-19二絕緣子的污閃戶外絕緣子，會受到工業(yè)污穢或自然界鹽堿、飛三防止絕緣子污閃需采取的措施對污穢絕緣子定期或不定期進行清洗。絕緣子表面涂一層憎水性防塵材料。加強絕緣和采用防污絕緣子。采用半導體釉絕緣子。47謝謝觀賞2019-6-19三防止絕緣子污閃需采取的措施對污穢絕緣子定期或不定期進行清48謝謝觀賞2019-6-1948謝謝觀賞2019-6-19第二章液體固體電介質(zhì)的電氣性能

2.1電介質(zhì)的極化2.2電介質(zhì)的電導2.3電介質(zhì)的損耗2.4液體電介質(zhì)的擊穿特性2.5固體電介質(zhì)的擊穿特性2.6電介質(zhì)的老化49謝謝觀賞2019-6-19第二章液體固體電介質(zhì)的電氣性能2.1電介質(zhì)的極化4與空氣相對比，液，固體電介質(zhì)有如下特點：1）

絕緣強度高。液體：105v/cm數(shù)量級固體：106

v/cm數(shù)量級2）

自恢復性能：固體無，液體差3）

液，固體會老化。4）

介電常數(shù)比空氣大。50謝謝觀賞2019-6-19與空氣相對比，液，固體電介質(zhì)有如下特點：50謝謝觀賞2019第一節(jié)電介質(zhì)的極化一.極化現(xiàn)象

在極間距離及電極表面積不變情況下，當極間由真空變?yōu)楣腆w介質(zhì)時極板上電荷增多。51謝謝觀賞2019-6-19第一節(jié)電介質(zhì)的極化一.極化現(xiàn)象在極間距離及電極表面積不二.物理現(xiàn)象的解釋由于固體介質(zhì)的引入，使極間固體介質(zhì)在與兩個極板接觸的界面上感應出與極板電荷極性相反的束縛電荷，形成了一個與外施電場方向反方向的內(nèi)部電場，電介質(zhì)有了明顯的極性，即極化。極化的結(jié)果是使極間合成電場減弱，但由于外施電壓不變，所以極間電場不能變化，必須在極板上增加電荷來抵消內(nèi)電場的作用。52謝謝觀賞2019-6-19二.物理現(xiàn)象的解釋由于固體介質(zhì)的引入，使極間固體介質(zhì)在與兩個1.

電子式極化特點：①極化快，約為10-14~10-15s②彈性極化，無能耗。③受溫度影響小三.極化的分類53謝謝觀賞2019-6-191.

電子式極化三.極化的分類53謝謝觀賞2019-6-19第三節(jié)電介質(zhì)的損耗電介質(zhì)的損耗的基本概念電介質(zhì)損耗的分類54謝謝觀賞2019-6-19第三節(jié)電介質(zhì)的損耗電介質(zhì)的損耗的基本概念54謝謝觀賞201介質(zhì)的等效電路在相量圖中φ為電流電壓間的相位角，即功率因數(shù)角，θ為其余角，稱為介質(zhì)的功率損耗角。電介質(zhì)的功率損耗P可用統(tǒng)一的公式：55謝謝觀賞2019-6-191介質(zhì)的等效電路在相量圖中φ為電流電壓間的相位角，即功率因2.電介質(zhì)損耗的分類電導損耗極化損耗56謝謝觀賞2019-6-192.電介質(zhì)損耗的分類電導損耗56謝謝觀賞2019-6-19第四節(jié)液體電介質(zhì)的擊穿特性變壓器油的擊穿機理影響變壓器油擊穿電壓的因素提高變壓器油擊穿電壓的措施

57謝謝觀賞2019-6-19第四節(jié)液體電介質(zhì)的擊穿特性變壓器油的擊穿機理57謝謝觀賞1變壓器油的擊穿機理

純凈的變壓器油：電擊穿；機理與氣體介質(zhì)擊穿類似。含有雜質(zhì)的變壓器油：雜質(zhì)擊穿；“小橋理論”58謝謝觀賞2019-6-191變壓器油的擊穿機理

純凈的變壓器油：電擊穿；機理與氣體2影響變壓器油擊穿電壓的因素電壓形成和電壓作用時間雜質(zhì)和濕度電場均勻度壓力59謝謝觀賞2019-6-192影響變壓器油擊穿電壓的因素電壓形成和電壓作用時間59謝謝3提高變壓器油擊穿電壓的措施

提高油的品質(zhì)1）過濾與干燥2）祛氣采用組合絕緣1）覆蓋層2）絕緣層3）極間障60謝謝觀賞2019-6-193提高變壓器油擊穿電壓的措施提高油的品質(zhì)60謝謝觀賞2第五節(jié)固體電介質(zhì)的擊穿特性

一固體電介質(zhì)的熱擊穿

二固體電介質(zhì)的電擊穿

三影響固體電介質(zhì)擊穿電壓的因素四提高固體電介質(zhì)擊穿電壓的措施

61謝謝觀賞2019-6-19第五節(jié)固體電介質(zhì)的擊穿特性

一固體電介質(zhì)的熱擊穿6一固體電介質(zhì)的熱擊穿

熱擊穿是由于固體介質(zhì)內(nèi)部的熱不穩(wěn)定性所造成的。熱擊穿的特點：(1)熱擊穿電壓隨環(huán)境溫度的升高按指數(shù)下降。(2)當介質(zhì)厚度增大時，介質(zhì)的平均擊穿場強減弱。(3)當電壓頻率升高時，熱擊穿電壓下降。(4)熱積累需要一定的時間，當電壓上升快，或加壓時間短時，熱擊穿電壓升高。62謝謝觀賞2019-6-19一固體電介質(zhì)的熱擊穿

熱擊穿是由于固體介質(zhì)內(nèi)部的熱不穩(wěn)定二固體電介質(zhì)的電擊穿

擊穿機理與氣體介質(zhì)的擊穿機理相同，屬碰撞游離。特點：(1)擊穿場強高，一般約為106～107V／cm，而熱擊穿僅為104～105V／cm。(2)擊穿電壓與環(huán)境溫度無關(guān)。(3)當電壓作用時間很短時，作用時間越短，擊穿電壓越高。(4)電場的均勻度對擊穿電壓有顯著影響。63謝謝觀賞2019-6-19二固體電介質(zhì)的電擊穿

擊穿機理與氣體介質(zhì)的擊穿機理相同，三影響固體電介質(zhì)擊穿電壓的因素電壓作用時間電場均勻度與介質(zhì)厚度電壓種類累積效應受潮64謝謝觀賞2019-6-19三影響固體電介質(zhì)擊穿電壓的因素電壓作用時間64謝謝觀賞201四提高固體電介質(zhì)擊穿電壓的方法改進制造工藝:盡可能清除介質(zhì)中的雜質(zhì),可以通過精選材料、改善工藝、真空干燥、加強浸漬等方法。改進絕緣設(shè)計:盡可能使電場均勻改善運行條件:注意防潮、塵污，加強散熱冷卻65謝謝觀賞2019-6-19四提高固體電介質(zhì)擊穿電壓的方法改進制造工藝:盡可能清除介質(zhì)第六節(jié)電介質(zhì)的老化一、什么是電介質(zhì)的老化二、電介質(zhì)老化的形式66謝謝觀賞2019-6-19第六節(jié)電介質(zhì)的老化一、什么是電介質(zhì)的老化66謝謝觀賞20老化：

電氣設(shè)備在長期運行中，其介質(zhì)不可避免的要承受熱的、電的、化學的和機械力的作用。在這些因素的作用下，介質(zhì)的物理性能逐漸劣化，如變酥、變脆、起層等，電氣性能逐漸降低，如電導變大、損耗增加和絕緣強度下降。這種現(xiàn)象稱為電介質(zhì)的老化。

一、什么是電介質(zhì)的老化67謝謝觀賞2019-6-19老化：一、什么是電介質(zhì)的老化67謝謝觀賞2019-6-19二、電介質(zhì)老化的形式電老化（局部放電老化、電導性老化、電解性質(zhì)老化）熱老化受潮老化68謝謝觀賞2019-6-19二、電介質(zhì)老化的形式電老化（局部放電老化、電導性老化、電解1電老化局部放電老化：由介質(zhì)內(nèi)部局部放電產(chǎn)生。(1)帶電粒子撞擊氣泡(或氣隙)表面的介質(zhì)，特別是對有機絕緣物，能使主鏈斷裂，高分子解聚或部分變?yōu)榈头肿樱橘|(zhì)的物理性能變差；(2)局部溫度升高，氣泡膨脹，使介質(zhì)開裂、分層、變酥、高溫同時能使材料產(chǎn)生化學分解，使該部分電導和損耗變大。(3)局部放電產(chǎn)生的O3和NO2等氣體對有機物產(chǎn)生氧化侵蝕，使介質(zhì)逐漸劣化。特別是介質(zhì)受潮后，NO2還可能與潮氣結(jié)合生成亞硝酸或硝酸，對介質(zhì)及金屬電極都產(chǎn)生腐蝕。(4)電場的局部畸變改變了介質(zhì)的原有電場分布，使局部介質(zhì)承受過高的場強。

69謝謝觀賞2019-6-191電老化局部放電老化：69謝謝觀賞2019-6-19電導性老化：在交流電壓作用下，在某些高分子有機合成的固體介質(zhì)中，存在另外一種性質(zhì)的老化，是由液態(tài)的導電物質(zhì)所引起的。如果在兩電極的絕緣層中或在固體介質(zhì)與電極的交界面處存在某些液態(tài)的導電物質(zhì)，如水或某些電解質(zhì)溶液，當該處電場強度超過某一臨界值時，這些溶液便會在電場力的作用下沿著電場的方向逐漸深入到絕緣層中去，形成近似樹狀的導電泄痕，稱為“水樹枝”，最終導致絕緣層的擊穿。70謝謝觀賞2019-6-19電導性老化：70謝謝觀賞2019-6-19電解性老化:由于介質(zhì)內(nèi)部進行著電化學過程，介質(zhì)也會逐漸老化，最終導致?lián)舸＝橘|(zhì)中往往存在某些金屬和非金屬離子。荷正電的金屬離子到達陰極被中和電量后，形成金屬原子沉積在陰極表面，逐漸形成從陰極向陽極延伸的金屬性導電通道。這個過程對電介質(zhì)層很薄的電容器絕緣危害尤大。介質(zhì)中的非金屬性離子如H+、O―2、Cl－等遷移到電極被中和電量后，形成活性極高的該類物質(zhì)原子。它們或是再與介質(zhì)分子起化學反應，形成新的有害化合物，使介質(zhì)受到破壞；或是與金屬電極起化學反應，形成對金屬電極的腐蝕；或是以分子的形式存在，形成小氣泡。71謝謝觀賞2019-6-19電解性老化:71謝謝觀賞2019-6-192熱老化電介質(zhì)長期工作在較高溫度下，由于受熱使固體介質(zhì)變硬，失去彈性，變脆，發(fā)生龜裂，機械強度降低，受震動時易剝落、磨損，甚至變成粉狀；也有些固體介質(zhì)變軟、發(fā)粘、喪失機械強度；變壓器油的酸價上升，顏色加重等使電氣性能逐漸劣化，稱為電介質(zhì)的熱老化。

72謝謝觀賞2019-6-192熱老化電介質(zhì)長期工作在較高溫度下，由于受熱使固體介質(zhì)變硬3受潮老化

介質(zhì)受潮將導致其電導和損耗增大，因而會使絕緣材料進一步發(fā)熱，導致熱老化速度加快。此外，水分的存在使化學反應更加活躍，產(chǎn)生氣體，形成氣泡，引起局部放電。73謝謝觀賞2019-6-193受潮老化介質(zhì)受潮將導致其電導和損耗增大，因而會使絕緣材第三章雷電放電及防雷設(shè)備3.1雷電放電過程3.2避雷針和避雷線

3.3避雷器

3.4接地裝置

3.5架空線路的防雷措施

74謝謝觀賞2019-6-19第三章雷電放電及防雷設(shè)備3.1雷電放電過程74謝謝觀賞2第一節(jié)雷電放電過程雷電放電就其物理本質(zhì)而言，屬于一種特長氣隙的火花放電。雷電放電的一些不同之處皆由于雷電放電的兩極(一極為云層，另一極為電阻率相當大的土地，且其表面有大量凸出的物體)并非金屬電極所致。雷電放電的過程：電導放電、主放電、余光放電75謝謝觀賞2019-6-19第一節(jié)雷電放電過程雷電放電就其物理本質(zhì)而言，屬于一種特長氣第二節(jié)避雷針及避雷線

一、避雷針的作用原理由金屬制成，高于被保護的物體，具有良好接地的裝置，其作用是吸引雷電擊向自身，并將雷電流迅速泄入大地，減低雷擊點的過電壓，從而使避雷針（線）附近比它低的物體得到保護。

76謝謝觀賞2019-6-19第二節(jié)避雷針及避雷線

一、避雷針的作用原理由金屬制成，高二避雷針的保護范圍單支避雷針：h——避雷針高度,m

P——高度影響系數(shù)——被保護物高度,m圖4-6單支避雷針的保護范圍77謝謝觀賞2019-6-19二避雷針的保護范圍單支避雷針：h——避雷針高度,m三、避雷線及其保護范圍的確定

避雷線又稱架空地線，其作用原理與避雷針相同。主要用于輸電線路的保護，也可用來保護發(fā)電廠和變電所。避雷線保護范圍的長度與其本身的長度相同，但兩端各有一個受到保護的半個圓錐體空間。避雷線保護范圍的計算與避雷針基本相同。單根避雷線的保護范圍如圖所示：78謝謝觀賞2019-6-19三、避雷線及其保護范圍的確定避雷線又稱架空地線，其作用原理第三節(jié)避雷器

一、避雷器的保護原理二、對避雷器的基本要求三、保護間隙四、管形避雷器五、閥形避雷器79謝謝觀賞2019-6-19第三節(jié)避雷器一、避雷器的保護原理79謝謝觀賞2019-6一、避雷器的保護原理避雷器實質(zhì)上是一種放電器，并聯(lián)連接在被保護設(shè)備附近。避雷器的擊穿電壓要比被保護設(shè)備的低，當過電壓波沿線路入侵并超過避雷器的放電電壓時，避雷器首先放電把入侵波導入大地，限制了作用于設(shè)備上的過電壓數(shù)值，從而保護了設(shè)備絕緣免遭擊穿破壞。圖4-14

避雷器保護作用原理示意圖1－避雷器；2－被保護設(shè)備80謝謝觀賞2019-6-19一、避雷器的保護原理避雷器實質(zhì)上是一種放電器，并聯(lián)連接在被保二、對避雷器的基本要求(1)具有較強的絕緣自恢復能力(2)具有平直的伏秒特性曲線(3)具有一定通流容量，且其殘壓應低于被保護物的沖擊耐壓。

81謝謝觀賞2019-6-19二、對避雷器的基本要求(1)具有較強的絕緣自恢復能力81三、保護間隙優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單；造價低。缺點：放電分散性大；伏秒特性曲線較陡；滅弧能力差。常與自動重合閘裝置配合使用。

圖4-16角形保護間隙1－主間隙；2－輔助間隙；3－絕緣子；4－電弧82謝謝觀賞2019-6-19三、保護間隙優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單；造價低。圖4-16角形保護間隙四、管形避雷器缺點：放電分散性大；伏秒特性曲線較陡；動作后會產(chǎn)生截波。優(yōu)點：滅弧能力較保護間隙強。熄弧能力與工頻續(xù)流大小有關(guān)。只用于輸電線路個別地段的保護。圖4-17

管型避雷器1－產(chǎn)氣管；2－棒形電極；3－環(huán)形電極；S1－內(nèi)間隙；

S2－外間隙；83謝謝觀賞2019-6-19四、管形避雷器缺點：放電分散性大；伏秒特性曲線較陡；動作后會五、閥形避雷器由火花間隙和非線性電阻組成。優(yōu)點：伏秒特性曲線較平，放電分散性較小，能與被保護設(shè)備很好的配合；熄弧能力強。

圖4-18閥型避雷器原理示意圖1－間隙；2－閥片電阻84謝謝觀賞2019-6-19五、閥形避雷器由火花間隙和非線性電阻組成。圖4-18閥型避第四節(jié)接地裝置一、接地和接地電阻二、保護接地三、工作接地四、防雷接地85謝謝觀賞2019-6-19第四節(jié)接地裝置一、接地和接地電阻85謝謝觀賞2019-6-一接地和接地電阻接地定義：將地面上的金屬物體或電氣回路的某一節(jié)點通過導體與大地相連，使該物體或節(jié)點與大地保持等電位。接地的類型：保護，工作，防雷。接地電阻：把接地點處的電位UM與接地電流I的比值定義為接地電阻R

圖4-30接地裝置原理圖UM－接地點電位；I－接地電流；Uj－接觸電壓；Uk－跨步電壓86謝謝觀賞2019-6-19一接地和接地電阻接地定義：將地面上的金屬物體或電氣回路的某一二保護接地所謂保護接地，就是將電氣設(shè)備在故障情況下可能出現(xiàn)危險對地電壓的金屬部分（如外殼等）用導線與大地做電氣連接。87謝謝觀賞2019-6-19二保護接地所謂保護接地，就是將電氣設(shè)備在故障情況下可能出現(xiàn)危三工作接地工作接地是根據(jù)電力系統(tǒng)正常運行方式的需要而采取的接地方式。88謝謝觀賞2019-6-19三工作接地工作接地是根據(jù)電力系統(tǒng)正常運行方式的需要而采取的接四防雷接地防雷接地是針對防雷保護的要求而設(shè)置的，目的是減小雷電流通過接地裝置時的電位升高。輸電線路的防雷接地發(fā)電廠和變電所的防雷接地89謝謝觀賞2019-6-19四防雷接地防雷接地是針對防雷保護的要求而設(shè)置的，目的是減小雷第五節(jié)輸電線路的防雷措施一、防雷要求：主要應從線路的重要程度、系統(tǒng)的運行方式，輸電線路經(jīng)過地區(qū)雷電活動的強弱、地形地貌的特點、土壤電阻率等條件，結(jié)合當?shù)卦芯€路的運行經(jīng)驗，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟比較的結(jié)果，因地制宜，全面考慮。90謝謝觀賞2019-6-19第五節(jié)輸電線路的防雷措施一、防雷要求：主要應從線路的重要二、防雷措施：架設(shè)避雷線架設(shè)耦合地線降低桿塔的沖擊接地電阻采用不平衡絕緣方式采用中性點非直接接地系統(tǒng)加強線路絕緣裝設(shè)自動重合閘裝設(shè)管型避雷器91謝謝觀賞2019-6-19二、防雷措施：91謝謝觀賞2019-6-19第五章發(fā)電廠和變電所的防雷保護

5.1發(fā)電廠和變電所的直擊雷保護5.2發(fā)電廠和變電所對侵入波的防護

5.3配電變壓器的防雷保護

5.4旋轉(zhuǎn)電機的防雷保護92謝謝觀賞2019-6-19第五章發(fā)電廠和變電所的防雷保護5.1發(fā)電廠和變電所的直第一節(jié)發(fā)電廠和變電所的直擊雷保護發(fā)電廠和變電所裝設(shè)避雷針的原則發(fā)電廠和變電所所有被保護設(shè)備都應處于避雷針（線）的保護范圍之內(nèi)。避雷針與電氣設(shè)備之間應保持足夠的安全距離。對于35kV(60kV)及以下的變電所，必須裝設(shè)獨立的避雷針，并應與電氣設(shè)備之間保持足夠的距離，以免發(fā)生反擊。93謝謝觀賞2019-6-19第一節(jié)發(fā)電廠和變電所的直擊雷保護發(fā)電廠和變電所裝設(shè)避雷針的原第二節(jié)發(fā)電廠和變電所對侵入波的防護

對侵入波防護的要求未沿全線架設(shè)避雷線的35～110kV變電所的進線段保護接線沿全線架設(shè)避雷線的變電所的進線段保護接線35kV小容量變電所的進線段保護接線高土壤電阻率地區(qū)變電所的進線段保護接線94謝謝觀賞2019-6-19第二節(jié)發(fā)電廠和變電所對侵入波的防護

對侵入波防護的要求9一、對侵入波防護的要求對于35及以上無避雷線的架空輸電線路，對靠近變電所的一段進線必須加強防雷保護。發(fā)電廠和變電所對侵入波防護的主要措施是在其進線（或母線上）裝設(shè)閥型避雷器。進線段保護的作用：一方面進入變電所的雷電過電壓波將來自進線段以外的線路，利用進線段導線的波阻抗可限制流過避雷器的雷電流幅值；另一方面侵入波流過進線段時，導線上沖擊電暈可使沿導線的侵入波陡度降低。95謝謝觀賞2019-6-19一、對侵入波防護的要求對于35及以上無避雷線的架空輸電線路，一、未沿全線架設(shè)避雷線的35～110kV變電所的進線段保護接線

進線段保護的作用:1)制流過BLQ動作電流小于5kA

2)限制侵入波陡度a<5kV/us

要求:1)進線段內(nèi)不能發(fā)生繞擊,保護角2)絕緣子串不發(fā)生閃絡。無避雷線線路的35～110kV變電所進線段保護接線96謝謝觀賞2019-6-19一、未沿全線架設(shè)避雷線的35～110kV變電所的進線段保護各元件的作用：

GB1是對木橫擔,瓷橫擔線路用以限制強雷進入變電所；GB2為保護進線側(cè)DL或G免受雷害的管型避雷器；FZ為變電所侵入波主保護避雷器，沖放電壓低于GB2的沖放電壓；BLX:限制侵入波的幅值和陡度。

97謝謝觀賞2019-6-19各元件的作用：

GB1是對木橫擔,瓷橫擔線路用以限制強雷進入二、沿全線架設(shè)避雷線的變電所的進線段保護接線

對于沿全線已架設(shè)避雷線的線路，也將變電所附近的2km長的一段列為進線保護段，接線如圖6-12所示。對這一進線應加強防雷保護，如采用減小避雷器的保護角及桿塔接地電阻的方法來提高進線段的耐雷水平，減小在進線段內(nèi)發(fā)生繞擊和反擊的概率。圖6-12全線有避雷線線路的變電所進線段保護接線98謝謝觀賞2019-6-19二、沿全線架設(shè)避雷線的變電所的進線段保護接線

對于沿全線已二、35KV小容量變電所的進線段保護適用S<5000kVA的35kV變電所BLQ距主變壓器之間距離小于10m，接線形式與本節(jié)圖8－10相同,僅BLX長度為500~600m99謝謝觀賞2019-6-19二、35KV小容量變電所的進線段保護適用S<5000kVA四、高土壤電阻率地區(qū)變電所的進線段保護接線

35～110kV變電所，如進線段裝設(shè)避雷線有困難或處在土壤電阻率ρ>500Ω·m的地區(qū)，進線段難以達到表6-5所要求的耐雷水平時，可在進線段的終端桿上裝設(shè)一組電抗線圈L以代替進線段的避雷線。接線如圖6-14所示。電抗線圈的電感可采用1000μH左右，此電抗器既能限制侵入波的陡度又能限制流過避雷器電流的幅值。100謝謝觀賞2019-6-19四、高土壤電阻率地區(qū)變電所的進線段保護接線

35～110k第三節(jié)配電變壓器的防雷保護一、保護特點：保護配電變壓器的避雷器應盡量靠近變壓器，以防止從線路入侵的雷電波損壞絕緣。因為3～10kV配電線路絕緣低，直擊雷常使線路絕緣閃絡，大部分雷電流被導入大地，從而限制了侵入波以及通過避雷器的雷電流幅值；又由于避雷器就裝設(shè)在變壓器近旁，兩者之間的電壓差很小，所以配電變壓器可以不用加裝進線保護。101謝謝觀賞2019-6-19第三節(jié)配電變壓器的防雷保護一、保護特點：101謝謝觀賞2二、保護接線：配電變壓器的防雷保護接線如圖6-17所示。避雷器應盡量靠近變壓器裝設(shè)，并應盡量減小連接線的長度，以減小雷電流在連接線上的電壓降。避雷器的接地線應與變壓器的金屬外殼以及低壓側(cè)中性點連在一起接地（三點聯(lián)合接地），這樣在入侵波使避雷器動作時，作用在高壓側(cè)主絕緣上的電壓就只是避雷器的殘壓，而不包括接地電阻上的電壓降。102謝謝觀賞2019-6-19二、保護接線：102謝謝觀賞2019-6-19第四節(jié)旋轉(zhuǎn)電機的防雷保護旋轉(zhuǎn)電機的特點及防雷保護直配電機的防雷保護接線經(jīng)變壓器連接到架空線路的電機防雷保護接線103謝謝觀賞2019-6-19第四節(jié)旋轉(zhuǎn)電機的防雷保護旋轉(zhuǎn)電機的特點及防雷保護103謝一、旋轉(zhuǎn)電機的特點及防雷保護1.過電壓的來源:（1）感應過電壓.（2）侵入波a.作用于變壓器高壓側(cè)經(jīng)變壓器耦合到旋轉(zhuǎn)電機上b.直配電機引線上引來的雷電波.2特點：1.絕緣裕度小2.下線時易損傷絕緣3.電場不均勻4.縱電容小,絕緣沖擊系數(shù)小5.電機工作條件差.6.避雷器不配合.104謝謝觀賞2019-6-19一、旋轉(zhuǎn)電機的特點及防雷保護1.過電壓的來源:104謝謝觀賞二、直配電機防雷保護的任務與措施（一）主絕緣的保護在電機母線上裝設(shè)FCD型避雷器，以限制侵入波幅值；同時配合保護進線，以限制通過避雷器的電流，使之小于3kA。（二）縱絕緣的保護在每相母線上裝設(shè)與避雷器并聯(lián)的電容器可以保護電機匝間絕緣，還可降低侵入波的陡度。105謝謝觀賞2019-6-19二、直配電機防雷保護的任務與措施（一）主絕緣的保護105謝謝（三）電機中性點的防雷保護如果直配電機的中性點能引出且未接地，應在中性點上裝設(shè)避雷器，且避雷器的額定電壓不應低于電機最高運行相電壓；對于中性點不能引出的電機，則應把母線上的電容加大到1.5～2μF，以進一步降低侵入波的陡度來限制中性點絕緣上的電壓。106謝謝觀賞2019-6-19（三）電機中性點的防雷保護106謝謝觀賞2019-6-191.有電纜段的防雷保護接線三.直配電機的防雷接線107謝謝觀賞2019-6-191.有電纜段的防雷保護接線三.直配電機的防雷接線107謝謝觀2、無電纜段的電機防雷保護接線108謝謝觀賞2019-6-192、無電纜段的電機防雷保護接線108謝謝觀賞2019-6-1四.經(jīng)變壓器連接到架空線路的電機防雷保護經(jīng)變壓器耦合到電機繞組上的雷電過電壓對電機絕緣的危險性較小，一般可以不考慮增設(shè)保護措施。但對于在多雷區(qū)，經(jīng)升壓變壓器送電的特別重要的發(fā)電機，在其出線上宜裝設(shè)一組磁吹避雷器，以保安全。109謝謝觀賞2019-6-19四.經(jīng)變壓器連接到架空線路的電機防雷保護經(jīng)變壓器耦合到電機繞第六章高電壓試驗技術(shù)交流耐壓試驗直流耐壓試驗沖擊耐壓試驗絕緣電阻和吸收比的測量泄漏電流的測量介質(zhì)損耗角正切值的測量局部放電的測量耐壓試驗（破壞性試驗）檢查性試驗（非破壞性試驗）高電壓實驗技術(shù)110謝謝觀賞2019-6-19第六章高電壓試驗技術(shù)交流耐壓試驗絕緣電阻和吸收比的測量耐壓6.1絕緣電阻及吸收比的測量6.2泄露電流的測量6.3介質(zhì)損耗角正切值的測量6.4局部放電的測量6.5工頻交流耐壓實驗6.6直流耐壓實驗6.7沖擊耐壓實驗111謝謝觀賞2019-6-196.1絕緣電阻及吸收比的測量111謝謝觀賞2019-6-19第一節(jié)絕緣電阻及吸收比K的測量

一、絕緣電阻絕緣電阻是指在絕緣體的臨界電壓以下。施加的直流電壓U-時，測量其所含的離子沿電場方向移動形成的電導電流Ig，應用歐姆定律所確定的比值。即：112謝謝觀賞2019-6-19第一節(jié)絕緣電阻及吸收比K的測量

一、絕緣電阻112謝謝觀賞二吸收比：高壓設(shè)備的內(nèi)絕緣，大部分是夾層絕緣，在直流電壓作用下，都有吸收現(xiàn)象存在，即電流逐漸減小而趨于某一恒定值（泄漏電流）。而被試品的絕緣狀況越好，吸收過程進行得越慢，反之，吸收過程越快，因此，可以用絕緣電阻隨時間而變化的關(guān)系來反映絕緣的狀況。通常將用時間為60s與15s時所測定的絕緣電阻值之比稱之為吸收比，用K來表示：如果絕緣良好，則此比值應大于一定值（一般為1.3～1.5）113謝謝觀賞2019-6-19二吸收比：高壓設(shè)備的內(nèi)絕緣，大部分是夾層絕緣，在直流電壓作三、測量工具通常是用絕緣電阻表（兆歐表，俗稱搖表）來測量絕緣電阻。絕緣電阻表根據(jù)“流比計”的原理制成。優(yōu)點：不受電壓波動影響。圖9-1絕緣電阻表原理電路圖114謝謝觀賞2019-6-19三、測量工具通常是用絕緣電阻表（兆歐表，俗稱搖表）來測量絕緣四、測量方法（1）斷開被試品的電源，拆除或斷開對外的一切連線，并將其對地放電。對電容量較大的被試品（如發(fā)電機、電纜、大中型變壓器和電容器等）更應充分放電。此項操作應利用絕緣工具（如絕緣棒、絕緣鉗等）進行，不得用手直接接觸放電導線。（2）用干燥清潔柔軟的布擦去被試品表面的污垢，必要時可先用汽油或其他適當?shù)娜ス竸┫磧籼坠鼙砻娴姆e污。（3）將絕緣電阻表放置平穩(wěn)，驅(qū)動絕緣電阻表達到額定轉(zhuǎn)速，此時絕緣電阻表的指針應指向“”，再用導線短接絕緣電阻表的“火線”與“地線”端子，其指針應該指零（瞬間低速旋轉(zhuǎn)以免損壞絕緣電阻表）。然后將被試品的接地端接于絕緣電阻表的的接地端子“E”上，測量端接于“L”端子上。如遇被試品表面的泄漏電流較大時，或?qū)χ匾谋辉嚻罚绨l(fā)電機、變壓器等，為避免表面泄漏電流的影響，必須加以屏蔽。屏蔽線應接在”G”端子上。接好線后，火線暫時不接被試品，驅(qū)動絕緣電阻表至額定轉(zhuǎn)速，其指針應指“”，然后使絕緣電阻表停止轉(zhuǎn)動，將火線接至被試品。（4）驅(qū)動絕緣電阻表達額定轉(zhuǎn)速，待指針穩(wěn)定后，讀取絕緣電阻的數(shù)值。（5）測量吸收比或極化指數(shù)時，先驅(qū)動絕緣電阻表達額定轉(zhuǎn)速，待指針指“”時，用絕緣工具將火線立即接至被試品上，同時記錄時間，分別讀取15s和60s或10min時的絕緣電阻值。115謝謝觀賞2019-6-19四、測量方法（1）斷開被試品的電源，拆除或斷開對外的一切連線五、注意事項（1）試驗前應將被試品接地放電一定時間（對電容量較大的試品，一般要求達5～10min），避免被試品上可能存留殘余電荷而造成測量誤差。試驗后也應這樣做，保證安全，此項操作應利用絕緣工具（如絕緣棒或絕緣鉗等）進行，不得用手直接接觸放電導線。（2）高壓測試線盡量保持架空，確需使用支撐時，要確認支撐物的絕緣對被試品絕緣測量結(jié)果的影響極小。（3）測量吸收比和極化指數(shù)時，待電源電壓穩(wěn)定后再接入被試品，并開始計時。（4）讀取絕緣電阻值后，先斷開接至被試品的火線，然后再將絕緣電阻表停止運轉(zhuǎn)，以免被試品電容在測量時所充的電荷經(jīng)絕緣電阻表放電而損壞絕緣電阻表。（5）對帶有繞組的被試品，應先將被測繞組首尾短接再接到L端子；其他非被測繞組也應先首尾短接后再接到應接端子上。（6）絕緣電阻與溫度有十分顯著的關(guān)系。絕緣溫度升高，絕緣電阻大致按指數(shù)規(guī)律降低，吸收比和極化指數(shù)也會有所改變，所以測量絕緣電阻時，應準確記錄當時絕緣的溫度，而在比較時，也應按相應的溫度來比較。（7）在濕度較大的條件下進行測量時，可在被試品表面加等電位屏蔽。此時在接線上要注意，被試品上的屏蔽環(huán)應接近加壓的火線而遠離接地部分，減少屏蔽對地的表面泄漏，以免造成絕緣電阻表過載。（8）若測得的絕緣電阻值過低或三相不平衡時，應進行解體試驗，查明絕緣不良部分。116謝謝觀賞2019-6-19五、注意事項（1）試驗前應將被試品接地放電一定時間（對電容量六、測試功效測量絕緣電阻和吸收比可以有效的發(fā)現(xiàn)下列缺陷：（1）總體絕緣質(zhì)量欠佳；（2）絕緣受潮；（3）兩極間有穿透性的導電通道；（4）絕緣表面污垢（可以通過比較有無屏蔽環(huán)極所測得的值判斷得知）。117謝謝觀賞2019-6-19六、測試功效測量絕緣電阻和吸收比可以有效的發(fā)現(xiàn)下列缺陷：11用絕緣電阻表測套管絕緣的接線圖118謝謝觀賞2019-6-19用絕緣電阻表測套管絕緣的接線圖118謝謝觀賞2019-6-1第二節(jié)泄漏電流的測量一.直流高壓的獲得1.交流高壓經(jīng)高壓硅堆整流獲得直流高壓2.高壓直流電壓發(fā)生器119謝謝觀賞2019-6-19第二節(jié)泄漏電流的測量一.直流高壓的獲得119謝謝觀賞20二、測量接線及其特點1．被試品不接地時的試驗接線當被試品能與地分開時，宜采用圖9-4的接線。這種接線微安表處在低電位，具有讀數(shù)安全，切換量程方便的優(yōu)點。圖9-4被試品不接地的試驗原理接線120謝謝觀賞2019-6-19二、測量接線及其特點1．被試品不接地時的試驗接線圖9-4被試（二）微安表的保護保護電阻的值應該這樣選?。何脖頋M量程電流在上的壓降應稍大于放電管P的起始放電電壓（一般為50～100V）。并聯(lián)電容的作用不僅可以濾掉泄漏電流中的脈動分量，使微安表的讀數(shù)穩(wěn)定，更重要的是當被試品萬一被擊穿時，作用在放電管P上的沖擊電壓陡波前能有足夠的平緩，使放電管P來得及動作，故其電容值應較大（>1F）。電流表平時被旁路開關(guān)K短接，只有在需要讀數(shù)時才將K打開。121謝謝觀賞2019-6-19（二）微安表的保護121謝謝觀賞2019-6-192．交流高壓和被試品均直接接地時的試驗接線特點是微安表處在高壓端，不受高壓對地雜散電流的影響，測量的泄漏電流較準確。但微安表及從微安表至被試品的引線應加屏蔽。由于微安表處于高壓，故給讀數(shù)及切換量程帶來不便。圖9-5交流高壓和被試品均直接接地的試驗原理接線122謝謝觀賞2019-6-192．交流高壓和被試品均直接接地時的試驗接線圖9-5交流高壓第三節(jié)介質(zhì)損耗角正切值的測量

一、測試設(shè)備和測試原理1.

高壓西林電橋測量的工作原理。2.電橋平衡時，為計算方便通常?。喝缫杂嫞瑒t在數(shù)值上，圖9-9西林電橋（正接線）基本原理電路圖123謝謝觀賞2019-6-19第三節(jié)介質(zhì)損耗角正切值的測量

一、測試設(shè)備和測試原理圖由圖9-10，這種測試電路要求被試品兩端都不接地，這在許多場合是做不到的。此時，可將電橋顛倒過來，令被試品的一端F點接地，D點接高壓電源。這種接線稱為顛倒電橋接線，或稱反接線。此時，橋臂R3、R4、檢流計G均處于高電位，故必須采取可靠的措施以保證試驗人員的安全。圖9-10西林電橋反接線原理電路圖二、正接線和反接線的對比124謝謝觀賞2019-6-19由圖9-10，這種測試電路要求被試品兩端都不接地，這在許多場三.影響測試準確度的因素及提高精度的措施

1、分布參數(shù)的影響。措施：屏蔽2、電場的干擾。措施：屏蔽，倒相，移相3、磁場干擾措施：遠離干擾源；取檢流計開關(guān)在兩種極性（“接通Ⅰ”和“接通Ⅱ”）下所測結(jié)果的平均值。圖9-11西林電橋誤差因素示意圖125謝謝觀賞2019-6-19三.影響測試準確度的因素及提高精度的措施

1、分布參數(shù)的影四、測試功效測量可以有效的發(fā)現(xiàn)絕緣的以下缺陷：（1）整體受潮；（2）穿透性的導電通道；（3）絕緣內(nèi)含有氣泡、絕緣分層、脫殼；（4）絕緣老化劣化，繞組上附有油泥；（5）絕緣油臟污、老化劣化等。126謝謝觀賞2019-6-19四、測試功效測量可以有效的發(fā)現(xiàn)絕緣的以下缺陷：12第四節(jié)局部放電測量一、測量方法局部放電的電測試法中以脈沖電流法應用最廣，它是將被試品兩端的電壓突變轉(zhuǎn)化為檢測回路中的脈沖電流。127謝謝觀賞2019-6-19第四節(jié)局部放電測量一、測量方法127謝謝觀賞2019-6-二、典型的局部放電測量電路1.串聯(lián)測量電路2.并聯(lián)測量電路理論上兩者的靈敏度是相等的；但實用上并聯(lián)法的優(yōu)點為：（1）允許被試品一端接地。（2）對值較大的被試品，可以避免較大的工頻電容電流流過。（3）萬一被試品被擊穿時，不會危及人身和測試系統(tǒng)。由于局部放電測試時所加電壓一般均高于絕緣的正常工作電壓，所以，被試品有可能被擊穿。128謝謝觀賞2019-6-19二、典型的局部放電測量電路128謝謝觀賞2019-6-19第五節(jié)工頻交流耐壓試驗工頻耐壓實驗的特點工頻耐壓實驗接線及各元件（設(shè)備）的作用調(diào)壓器的要求、分類及特點高壓工頻實驗變壓器工頻高壓的測量實驗電壓的選擇和加壓方法注意事項129謝謝觀賞2019-6-19第五節(jié)工頻交流耐壓試驗工頻耐壓實驗的特點129謝謝觀賞2工頻耐壓實驗的特點工頻交流（以下簡稱交流）耐壓試驗是考驗被試品絕緣承受各種過電壓能力的有效方法，對保證設(shè)備安全運行具有重要意義。130謝謝觀賞2019-6-19工頻耐壓實驗的特點工頻交流（以下簡稱交流）耐壓試驗是考驗被試二、工頻耐壓試驗接線及各設(shè)備的作用

原理接線如圖9-15所示。T1——調(diào)壓器T2——高壓工頻實驗變壓器R——保護電阻CX

——被試品M——測壓系統(tǒng)圖9-15工頻高壓測量試驗原理接線圖131謝謝觀賞2019-6-19二、工頻耐壓試驗接線及各設(shè)備的作用

原理接線如圖9-15所示三、調(diào)壓器的要求、分類及特點調(diào)壓器應能從零開始平滑的調(diào)節(jié)電壓，以滿足試驗所需的任意電壓。調(diào)壓器的輸出波形，應盡可能地接近正弦波，容量也應滿足試驗變壓器的要求，通常與試驗變壓器容量相同。常用的調(diào)壓器有自耦調(diào)壓器、移圈調(diào)壓器和感應調(diào)壓器等。調(diào)壓器的輸出波形，應盡可能地接近正弦波，容量也應滿足試驗變壓器的要求，通常與試驗變壓器容量相同。132謝謝觀賞2019-6-19三、調(diào)壓器的要求、分類及特點調(diào)壓器應能從零開始平滑的調(diào)節(jié)電壓1.自耦調(diào)壓器自耦調(diào)壓器的應用廣泛，它具有體積小、質(zhì)量輕、效率高、波形好等優(yōu)點。由于自耦調(diào)壓器是用移動碳刷接觸調(diào)壓，所以容量受到限制（單臺可做到30kVA，最大可達到100kVA），電壓在500以下，適用于小容量調(diào)壓。133謝謝觀賞2019-6-191.自耦調(diào)壓器自耦調(diào)壓器的應用廣泛，它具有體積小、質(zhì)量輕、效2.移圈式調(diào)壓器移圈調(diào)壓器的調(diào)壓范圍寬，目前國內(nèi)生產(chǎn)的容量為25～2250kVA，并與試驗變壓器配套，電壓可達10kV。其主要缺點是效率低空載電流大，在低壓和接近額定電壓下使用易發(fā)生波形畸變134謝謝觀賞2019-6-192.移圈式調(diào)壓器移圈調(diào)壓器的調(diào)壓范圍寬，目前國內(nèi)生產(chǎn)的容量為發(fā)電機組調(diào)壓器調(diào)壓方便，波形好，價高，僅用于實驗室。135謝謝觀賞2019-6-19發(fā)電機組調(diào)壓器調(diào)壓方便，波形好，價高，僅用于實驗室。135謝四、高壓工頻實驗變壓器1、高壓實驗變壓器的特點：（1）一般都是單相的，需要三相時，常將三個單相變壓器接成三相變壓器組。（2）不會受到大氣過電壓及電力系統(tǒng)操作過電壓的侵襲，其絕緣強度相對其額定電壓的安全裕度較小，故其平時工作電壓一般不允許超過其額定電壓。（3）通常為間歇工作方式，每次工作持續(xù)時間較短，不必采用加強的冷卻系統(tǒng)。為此，對應于不同的電壓和電流負荷，有不同的允許持續(xù)工作時間。（4）一、二次繞組的變比高，其高壓繞組由于電壓高，需用較厚的絕緣層和較寬的油隙距，兩繞組間的絕緣間距較大，故其漏抗（百分比）較大。（5）要求有較好的輸出電壓波形，為此應采用優(yōu)質(zhì)的鐵芯和較低的磁通密度。（6）為了減少對局部放電試驗的干擾，要求試驗變壓器自身的局部放電電壓應足夠高。136謝謝觀賞2019-6-19四、高壓工頻實驗變壓器1、高壓實驗變壓器的特點：136謝謝觀五、工頻交流高壓的測量球隙靜電電壓表電容分壓器高精度電壓互感器配低壓儀表電容器與整流裝置串聯(lián)圖9-18工頻高壓試驗電壓的測量原理接線T2—試驗變壓器；R—保護電阻；S.V.—靜電電壓表；G—球隙；Rg—球隙電阻137謝謝觀賞2019-6-19五、工頻交流高壓的測量球隙圖9-18工頻高壓試驗電壓的測六、試驗電壓的選擇和加壓方法國產(chǎn)單個高壓工頻試驗變壓器的額定電壓（kV）有下列等級：5、10、25、35、50、100、