高电压技术复习资料.doc

第一、二章 高电压技术研究的对象主要是电气装置的绝缘，绝缘的测试，电力系统的过电压。 电介质极化的种类：电子式极化（极化过程所需的时间极短，约10-15s，极化与频率无关，没有能量损耗），离子式极化（极化过程所需的时间很短，约10-13s，极化与频率无关，没有能量损耗），偶极子式极化（极化过程所需的时间较长，约10-10~10-2s，极化程度与外加电压的频率有较大的关系，有能量损耗，温度对极化过程影响很大。），空间电荷极化（因电介质的电导一般很小，对应的时间常数很大，故夹层极化过程非常缓慢，夹层极化只在低频时才来得及完成。） 电介质在工程上的意义：1）选择电介质时，除应注意电气强度等要求之外，还应注意εr的大小。2）几种绝缘介质组合在一起使用时，应注意各种材料εr 的配合。3）应注意介质的极化损耗，她是介质损耗的重要组成部分，介质损耗对绝缘劣化和热击穿有较大的影响。 电介质的电导是离子性电导，金属的电导是电子性电导。 容易吸收水分的电介质称为亲水性介质（玻璃，陶瓷）。不易吸收水分的介质称为憎水性介质（石蜡，硅有机物）。 原子的游离：如果原子从外界获得的能量足够哒，以致使原子的一个或几个电子摆脱原子核的束缚而形成自由电子和正离子。 汤逊理论认为，δd较小时气体间隙的击穿主要由电子的碰撞游离和正离子撞击阴极表面造成的表面游离所引起。 汤逊理论的条件：均匀电场，低气压，短间隙。 电子崩电子在气体中发生碰撞电离时的链式反应发展过程。一个电子在电场作用下由阴极向阳极运动时，将与气体原子（或分子）碰撞，如果电场很强、电子的能量足够大时,会发生碰撞电离，使原子分解为正离子和电子,此时空间出现两个电子。这两个电子又分别与两个原子发生碰撞电离，出现4个自由电子。如此进行下去,空间中的自由电子将迅速增加，类似于电子雪崩巴申定律：当气体和电极材料一定时，气隙的击穿电压是气体的相对密度δ和气隙距离d乘积的函数，Ub=f(δd)。 流注理论认为电子的碰撞游离和空间光游离是形成自持放电的主要因素。 极不均匀电场中气体放电特点：电晕放电、极性效应。 极性效应：对于电极形状不对称的不均匀电场气隙，棒的极性不同时，间隙的起晕电压和击穿电压各不相同。 当间隙距离较长时，间隙击穿过程中除出现流注外，还会出现先导和主放电。 先导：具有热游离过程的通道 提高气体间隙击穿场强的方法：1）改进电极形状以改善电场分布2）利用空间电荷改善电场分布3）采用高气压4）采用高电强度气体5）采用高真空 沿面放电：常在绝缘子和空气的交界面上出现放电的现象，这种沿着固体介质表面所进行的放电。 绝缘子闪络不利天气条件：毛毛雨，雾，露，雪等。 第三章 减少油中的杂质并设法降低杂质对击穿电压的影响是提高液体介质击穿电压的主要方法。 减少液体介质中的杂质的方法：①过滤; ②祛气； ③防潮 固体介质的击穿有电击穿、热击穿、电化学击穿三种形式。①电击穿过程特点：击穿电压高，击穿时间短，击穿电压与电场的均匀程度有关，与周围环境无关。②热击穿过程特点：击穿电压相对较低，击穿时间也相对较长，击穿电压与介质温度有很大的关系。③电化学击穿过程特点：击穿电压最低，时间一般很长。 变压器油中的水分可能存在的三种状态有溶解态、悬浮态、沉渣态。溶解态的水分以分子的形式存在于油中，对油在试油杯里的工频击穿电压没有什么影响。 第四、六、七章 绝缘的缺陷一般可以分为两类：一类是集中性的或称为局部性的缺陷，另一类是分布性的或称为整体性的缺陷。 绝缘的实验也可以分为两类：一为绝缘特性试验（非破坏性实验），二为耐压试验（破坏性试验）。 绝缘特性试验主要包括：绝缘电阻、泄漏电流、局部放电、tgδ等的测试，耐压试验主要包括交流和直流耐压试验。 吸收比是指被试品加压60s时的绝缘电阻R60s与加压15s时的绝缘电阻R15s之比。 吸收不也可以用来判断绝缘的状况。如发电机、变压器等容量比较大的设备来说，由于绝缘均为多层介质，绝缘良好时存在明显的吸收现象，绝缘电阻打到稳态值所需的时间较长，稳态电阻值也高，此时吸收比远大于1. 测量绝缘电阻和吸收比能发现绝缘中的贯穿性导电通道、受潮、表面脏污等缺陷。但不能发现绝缘中的局部损伤、裂缝、分层脱开、内部含气隙等局部缺陷，这是因为兆欧表的电压较低。 只有在较高的电压下，绝缘中的某些缺陷才能暴露出来 通过测量tgδ可以发现绝缘中存在的一系列分布性缺陷 工频耐压试验中，加至规定的实验电压后，一般要求持续1min的耐压时间。 直流耐压试验的时间要比工频耐压试验的长一些，一般在5~10min范围内。 交直流耐压试验的优缺点： 交流：最符合设备的工作环境，能有效地发现绝缘中危险的集中性缺陷。是检验电气设备绝缘强度最有效和最直接的方法，但工频耐压试验也会使有机绝缘中存在的缺陷弱点进一步发展