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继电保护与高电压 绪论 高电压技术 高电压技术是电工学科的一个重要分支，它主要研究高电压、强电场下各种电气物理问题。研究高电压技术，目的是为了解决电力系统中过电压与绝缘这一对矛盾。 绝缘老化（在高电压与长期工作运行的环境中绝缘性能的下降） 电力系统绝缘所面临的危害 过电压（受到雷电过电压、操作过电压和谐振过电压的作用） 研究的出发点：如何将电力系统绝缘确定在既经济又可靠的水平 目 的 电压等级的发展与提高 美国最早于1882年在珍珠街发电厂开始发电，仅用于照明 从十九世纪末到二十世纪五十年代，电压直线 从二十世纪六十年代后，电压 采用750KV电压等级的有美、苏、日、德、英、法、加、意、中等国家 AEP（美国电力公司）和ASEA（瑞典通用电力公司）联合对2000KV进行了试验，技术上没有问题，二十世纪七十年代就有1500~2000KV线路和变电所的初步设计 低 压：35kV以下 高 压：35kV-100kV 超高压：100kV-1000kV 特高压：1000kV以上 电力的大容量和远距离传输、促使电压等级的不断提高。100年来世界上的输电电压提高了100倍。 在高压输电行业中，习惯上称：我国特高压的发展：2003年12月，国家电网公司成立特高压电网工程领导小组，2008年底建成了第一个试验示范工程，山西晋东南-河南南阳-湖北荆门，2009年1月开始正式运行。目前世界上其他国家还没有1000kV的输电工程在运行，我国的特高压输电是世界上电压等级最高的、技术最先进的。 降低线路损耗 提高输送功率 提高输送距离 节省线路走廊 不同电压等级线损 不同电压等级传输能量曲线 提高电压的效果 高电压、高场强下的特殊问题 绝缘问题没有可靠的绝缘，高电压高场强甚至无法实现。在一定的电压形式下，必须选择合理的绝缘材料，设计合理的绝缘结构。 与高电压相对应的绝缘问题 绝缘的作用是将电位不相等的导体分开 * 与高电压相对应的绝缘问题 绝缘是电气设备结构中的重要部分 与高电压相对应的绝缘问题 绝缘常是电气设备中的薄弱环节 美国东北部和加拿大东部大部分地区2003年8月14日下午4时20分， 因纽约北部一座电厂设备遭雷击起火，造成大面积停电，波及到美国东部的纽约、底特律、克利夫兰、托莱多和加拿大的多伦多、渥太华等大城市，美国关闭了纽约和俄亥俄等4个州的9个核电站，纽约和多伦多的地铁全部瘫痪，通讯中断，地面交通拥堵严重，许多人回不了家，只好露宿街头。由于正值夏季天气炎热用电高峰，造成极大不便和巨大损失，恢复供电用了几天的时间，比“9.11”带来的损失和影响的面积大了许多。 与高电压相对应的绝缘问题 绝缘常是电气设备中的薄弱环节 辽沈地区2001年2月22日遭遇最严重大面积停电事故，沈阳市区停电面积已经超过70%。辽沈停电事故是从高压输电线路污闪开始的。辽沈为我国重工业区，含盐的空气污染物附着在绝缘瓷瓶上，大雾湿气使瓷瓶绝缘能力降低，电弧沿着瓷瓶表面爬升，出现闪烙放电现象。辽沈停电事故中，几乎所有的高压输电线路都出现污闪，停电事故最厉害的就是工业集中、污染严重的铁西区，该区全部停止了电力供应，损失巨大。 过电压保护问题电力系统运行过程中，经常会导致比工作电压高得多的电压产生，如：自然界的雷击、电力系统本身操作导致的操作过电压等。为了保护电力系统中的电力设备，必须研究： 各种过电压的特点及形成条件 各种保护装置及其保护特性 电压、绝缘、保护三者之间的绝缘配合 电磁环境问题电磁兼容：高电压高场强下各种电磁干扰信号更强，电磁兼容问题也更加突出。 生态效应：研究强电场、强磁场下对生物生活环境的影响。 提高设备可靠性的技术问题 设备紧凑化高场强的技术问题 新型绝缘材料的开发 大功率电力电子器件在高压电网中的应用 架空线及变电所的电磁环境 当今高电压技术面临的主要问题 高电压下特殊现象及其应用高电压学科的特有现象可以举出很多，其中一些已得到应用，并有很好的发展前景，已成为国内外广泛开展研究的方向。 静电技术及应用利用静电技术人们制成静电除尘器，其除尘效率达99%以上。 液电效应及应用液电效应是液体电介质在高电压、大电流放电时伴随产生的力、声、光、热等效应的总称。利用此原理可以制成碎石机、铸件清砂装置等，已得到广泛应用。 线爆技术及应用强大的电流通过金属线时，会使金属线熔化、气化、爆炸，可以对难熔金属、难镀材料喷涂，也可用线爆来模拟高空核爆炸或地下核爆炸。 脉冲功率技术及应用脉冲功率技术在许多高科技领域、尖端武器领域得到广泛应用，目前脉冲功率技术正向着高电压、大电流、窄脉冲、高重复率的方向发展。 高压电气绝缘 高压电气试验 电力系统过电压及其保护本课程是一门重要的专业技术基础课，主要内容包括：