高电压技术1讲述.ppt

绪 论 一．内容与范畴 《高电压技术》主要研究高电压（强电场）下的各种电气物理问题。它起源于20世纪初期，由于大功率、远距离输电而发展、形成的一门独立学科，属于现代物理学中电学的一个分支。 学习目的：正确处理电力系统中过电压与绝缘的问题。 二．高电压技术的研究对象 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。 第一篇 高电压绝缘及实验 第一章 电介质的极化、电导和损耗 第二章 气体放电的物理过程 第三章 气隙的电气强度 第四章 固体液体和组合绝缘的电气强度 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。 一、 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、负离子相对位移而形成的极化，称为离子位移极化。图l-2表示氯化钠晶体的离子位移极化。 三、转向极化 在极性电介质中，即使没有外加电场，由于分子中正、负电荷的作用中心不重合。就单个分子而言，就已具有偶极矩，称为固有偶极矩。但由于分子不规则的热运动，使各分子偶极矩方向的排列没有秩序，因此，从宏观而言，对外并不呈现合成电矩。 当有外电场时，由于电场力的作用，每个分子的固有偶极矩就有转向与外电场平行的趋势，其排列呈现一定的秩序。但是受分子热运动的干扰，这种转向有秩序的排列只能达到某种程度，而不能完全。对外呈现出宏观电矩。 特 点 夹层的存在将会造成电荷在夹层界面上的堆积和等值电容的增大，这就是夹层极化效应。 夹层界面上电荷的堆积是通过介质电导G1完成的。高压绝缘介质的电导通常都是很小的，所以这种极化过程将是很缓慢的。它的形成时间从几十分之一秒到几分钟甚至有长达几小时的。因此，这种性质的极化只有在直流和低频交流电压下才能表现出来。 该极化伴随着能量损耗。 大电容设备进行高压实验后应对设备绝缘进行较长时间放电。 高电压技术 谢红玲 高压教研室 三．中国电力系统电压等级的划分与分类 交流系统 高压（HV）：1KV～220KV， 包括：10KV，35KV，110KV，220KV 超高压（EHV）：330KV～1000KV， 包括：330KV，500KV，750KV 特高压（UHV）：1000KV及以上 直流系统 超高压（EHV）：± 500KV 特高压（UHV）： ± 800KV 四．高电压技术在其它领域的应用 1．医学：利用高压脉冲体外碎石、治疗癌症； 2．农业：高压静电喷药，高电场诱发变异在育种上的应用； 3．环保：高压脉冲放电处理污水，电除尘技术； 4．军事：大功率脉冲技术，电磁干扰、电子对抗； 5．其它工业：静电喷涂，高压设备制造等。 五．课程相关信息 参考书： 《高电压绝缘技术》，中国电力，严璋，朱德恒 《电网过电压教程》，中国电力，陈维贤 《高电压试验技术》，清华，张仁豫 《高电压技术》，中国电力，赵智大 考试： 20%（作业10% +实验10% ）+80%（闭卷笔试） 答疑安排： 时间：周四下午3:00-5:00 地点：教三楼一楼110室（办公电话：752-2357） 绝缘的作用： 绝缘的作用是将电位不等的导体分隔开，使其没有电 气的联系并能保持不同的电位。 分类： 气体绝缘材料：空气，SF6气体等 固体绝缘材料：陶瓷，橡胶，玻璃，绝缘纸等 液体绝缘材料：变压器油 混合绝缘：电缆，变压器等设备 §1.0 电力系统的绝缘材料 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