第二章 高壓電器基本理論

1、14第二章高壓電器基本理論第一節(jié)基本概念1.1電壓等級(jí)電力系統(tǒng)根據(jù)傳輸容量和輸送距離兩大關(guān)鍵因素，進(jìn)行綜合評(píng)估和分析而最終選用適當(dāng)?shù)念~定電壓，這樣就形成了不同的電壓等級(jí)，例如252kV、800kV等。為了使電力工業(yè)和電器制造行業(yè)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化和統(tǒng)一化，世界上許多國(guó)家和相關(guān)國(guó)際組織（如IEC）都制定了相應(yīng)的額定電壓等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)也制定了適合我國(guó)國(guó)情的額定電壓標(biāo)準(zhǔn)（GB15693），為了和國(guó)際接軌，GBT11022規(guī)定額定電壓為開(kāi)關(guān)設(shè)備

2、和控制設(shè)備所在系統(tǒng)的最高電壓上限，代替了原來(lái)的系統(tǒng)標(biāo)稱(chēng)電壓。額定電壓標(biāo)準(zhǔn)值如下：范圍I，額定電壓252kV及以下：（kV）3.6、7.2、12、24、40.5、72.5、126、252。范圍II，額定電壓252kV以上：（kV）363、550、800。不同額定電壓等級(jí)的開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備有其相應(yīng)的絕緣水平，從而決定了設(shè)備的外形尺寸和造價(jià)，由此可以看出額定電壓是高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的一項(xiàng)重要技術(shù)參數(shù)。1.2絕緣與配合絕緣是指將電位不同的

3、導(dǎo)體分隔開(kāi)，使導(dǎo)體間沒(méi)有電氣連接，從而保持不同的電位。具有絕緣作用的材料稱(chēng)為絕緣材料（電介質(zhì)），高壓電器的絕緣性能是由各種絕緣材料來(lái)保證的。高壓電器的絕緣結(jié)構(gòu)按工作條件可分為兩大類(lèi)：外絕緣和內(nèi)絕緣；按絕緣介質(zhì)可分為三類(lèi)：固體絕緣、液體絕緣和氣體絕緣。外絕緣是指以大氣為絕緣介質(zhì)的絕緣結(jié)構(gòu)，例如敞開(kāi)式斷路器的滅弧室和支柱瓷套、GIS的進(jìn)出線套管等；內(nèi)絕緣是指高壓電器內(nèi)部以油、SF6氣體、真空以及瓷瓶?jī)?nèi)壁、絕緣拉桿、盒絕緣子等為絕緣介質(zhì)的絕緣

4、結(jié)構(gòu)，例如SF6斷路器的滅弧室內(nèi)部斷口間。1.2.1影響絕緣強(qiáng)度的主要因素影響電氣絕緣強(qiáng)度的主要因素是電極間的電源，包括電極的形狀、電極間的絕緣距離、絕緣介質(zhì)的種類(lèi)等。但對(duì)于兩種絕緣結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，影響其電氣強(qiáng)度的因素和程度存在一定的差異。1.2.1.1內(nèi)絕緣內(nèi)絕緣的電氣強(qiáng)度由絕緣介質(zhì)的體擊穿強(qiáng)度和介質(zhì)中固體絕緣表面的閃絡(luò)強(qiáng)度決定，與大氣條件無(wú)關(guān)。間隙距離增大，電場(chǎng)不均勻度加大而使擊穿電壓的增長(zhǎng)呈飽和趨勢(shì)。對(duì)于不同的絕緣介質(zhì)，影響其絕緣強(qiáng)度的

5、因素也不同。SF6氣體絕緣介質(zhì)中，隨著氣體壓力升高其絕緣強(qiáng)度也相應(yīng)提高，但有飽和趨勢(shì)，并且SF6氣體的最高工作壓力受到與溫度有關(guān)的液化壓力限制。SF6氣體中的電微粒和水份含量的增大都會(huì)導(dǎo)致絕緣強(qiáng)度下降，SF6氣體對(duì)電極表面粗糙度十分敏感，電極表面的毛刺及較大的粗糙度都會(huì)降低其耐電強(qiáng)度。16表21額定電壓范圍Ⅰ的額定絕緣水平額定短時(shí)工頻耐受電壓UdkV（有效值）額定雷電沖擊耐受電壓UpkV（有效值）額定電壓UrkV（有效值）通用值隔離斷口

6、通用值隔離斷口101220233.618204046202540467.2232860706070122832758540.58511018521514016032537572.51601763503851852104505201262302655506303604158509503954609501050252460530105012001.3電接觸兩個(gè)或幾個(gè)導(dǎo)體通過(guò)機(jī)械方式接觸，從而可以使電流通過(guò)的連接稱(chēng)為電接觸。高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的導(dǎo)電

7、回路總是由若干個(gè)導(dǎo)體元件構(gòu)成，因而電接觸是開(kāi)關(guān)設(shè)備結(jié)構(gòu)原理中非常重要的一個(gè)內(nèi)容。不良的電接觸不僅會(huì)損壞電器本身，且能使電力系統(tǒng)發(fā)生各種事故。13.1電接觸的分類(lèi)高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備中，根據(jù)在操作過(guò)程中接觸處是否存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)而把電接觸分成兩大類(lèi)：1）固定電接觸：兩個(gè)或多個(gè)的導(dǎo)體連接處用螺釘、螺紋、鉚釘?shù)葯C(jī)械方法互相固定的電接觸。例如各種電器的出線端與母線的連接、母線與母線的連接等。2）可動(dòng)電接觸：開(kāi)關(guān)設(shè)備在操作過(guò)程中，導(dǎo)體接觸處有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的電接觸