高電壓技術知識點總結

1、?為什么要有高電壓 ?為什么要有高電壓：提高輸送容量，降低線路損耗，減少工程投資，提高單位 走廊輸電能力，節(jié)省走廊面積，改善電網結構，降低短路電流，加強聯網能力。 ?電介質 ?電介質：在其中可建立穩(wěn)定電場而幾乎沒有電流通過的物質。 ?極化 ?極化：在外電場作用下，電介質內部產生宏觀不為零的電偶極矩。?電介質極化的四種基本類型 ?電介質極化的四種基本類型：電子位移極化，離子位移極化，轉向極化，空間電荷極化。 ?介電常數 ?介電常數：用來衡

2、量絕緣體儲存電能的能力，代表電介質的極化程度（對電荷的束縛能力） ?液體電介質的相對介電常數影響因素 液體電介質的相對介電常數影響因素(頻率 頻率)：頻率較低時，偶極分子來得及跟隨電場交變轉向，介電常數較大，接近直流情況下的εd；頻率超過臨界值，偶極分子轉向跟不上電場的變化，介電常數開始減小，介電常數最終接近于僅由電子位移極化引起的介電常數εz。 ?電介質的電導與金屬的電導有本質上的區(qū)別： ?電介質的電導與金屬的電導有本質上的區(qū)別：金屬

3、電導是由金屬中固有存在的自由電子造成的。電介質的電導是帶電質點在電場作用下移動造成的。氣體：由電離出來的自由電子、正離子和負離子在電場作用下移動而造成的。液體：分子發(fā)生化學分解形成的帶點質點沿電場方向移動而造成的。固體：分子發(fā)生熱離解形成的帶電質點沿電場方向移動而造成的。 ?介質損耗 ?介質損耗：在電場作用下，電介質由于電導引起的損耗和有損極化損耗，總稱為介質損耗。?電介質的等效電路 電介質的等效電路：電容支路：由真空和無損極化所引起的

4、電流為純容性。/阻容支路：由有損極化所引起的電流分為有功和容性無功兩部分。/純阻支路：由漏導引起的電流，為純阻性的。 ?介質損耗因數 ?介質損耗因數 tg tgδ的意義 δ的意義：若 tgδ過大會引起嚴重發(fā)熱，使材料劣化，甚至可能導致熱擊穿。/用于沖擊測量的連接電纜，要求 tgδ必須小，否則會影響到測量精度/用做絕緣材料的介質，希望 tgδ。在其他場合，可利用 tgδ引起的介質發(fā)熱，如電瓷泥胚的陰干/在絕緣試驗中，tgδ的測量是一項基本

5、測量項目 ?激勵 ?激勵：電子從近軌道向遠軌道躍遷時，需要一定能量，這個過程叫激勵。?電離 ?電離：當外界給予的能量很大時，電子可以跳出原子軌道成為自由電子。原來的中性原子變成一個自由電子和一個帶正電荷的離子，這個過程叫電離。 ?反激勵 ?反激勵：電子從遠軌道向近軌道躍遷時，原子發(fā)射單色光的過程稱為反激勵。?平均自由程 ?平均自由程：一個質點兩次碰撞之間的平均距離，其與密度呈反比。 ?電離形式 ?電離形式：撞擊電離，光電離，熱電離，表面

6、電離。?氣體帶電質點的消失 氣體帶電質點的消失：中和(發(fā)生在電極處)：帶電質點在電場力的作用下，宏觀上沿電場做定向運動。帶電質點受電場力作用而流入電極，中和電量。/擴 散：擴散指質點從濃度較大的區(qū)域擴散到濃度較小的的區(qū)域，從而使帶電質點 在空間各處濃度趨于平均的過程。/復合(發(fā)生在內部)：帶有異號電荷質點相遇，還原為中性質點的過程稱為復合。 ?電子崩 ?電子崩：當外加電場強度足夠大時，帶電粒子兩次碰撞間積聚的動能足夠發(fā)生碰撞電離。電離出

7、來的電子和離子在場強作用下又加入新的撞擊電離，電離過 程像雪崩一樣增長起來，稱為電子崩。 ?自持放電 ?自持放電：當外加場強足夠強大時，電子崩不依賴外界因素，外界因素消失 后，電子崩仍能夠保持。氣壓下空氣電氣強度約 30KV/cm ?大氣條件對氣隙擊穿電壓的影響因素 ?大氣條件對氣隙擊穿電壓的影響因素：溫度↓、壓強↑：密度↑，平均自由程↓， b U （耐受電壓）↑。濕度↑：負離子↑， b U （耐受電壓）↑。?極不均勻電場特點 ?極不均

8、勻電場特點：有顯著的極性效應/擊穿電壓分散性大/擊穿電壓與間隙距離有關/外加電壓低于擊穿電壓時局部有穩(wěn)定的電暈放電。?提高氣隙擊穿電壓的方法 ?提高氣隙擊穿電壓的方法：?改善電場分布：氣隙電場分布越均勻，氣隙擊穿電壓越高，故適當改進電極形狀，增大電極曲率半徑（屏蔽） ，改善電場分布，能提高氣隙的擊穿電壓和預放電電壓。?采用高度真空：以削弱氣隙中的撞擊 電離過程，也能提高氣隙的擊穿電壓。?增高氣壓：可以減小電子的平均自由程，阻礙撞擊電離的

9、發(fā)展，從而提高氣隙的擊穿電壓。④采用高耐電強度氣 體：鹵族元素氣體（SF6 等） 。· 6 SF 氣體的特點 氣體的特點：較高的耐電程度，很強的滅弧性能，無色無味無毒，非燃性的惰性化合物，對金屬和其他絕緣材料沒有腐蝕作用，中等壓力下可以液化，容易儲藏和運輸。 ?污閃 ?污閃：在化工廠、冶金廠附近或沿海地帶，沉積在絕緣上的塵污，因其含有高導率的溶質，當遇到霧，毛毛雨等天氣條件，有可能產生沿面閃絡。 ?電擊穿 ?電擊穿:由電場的作

10、用使介質中的某些帶點質點積累的數量和運動的速度達到一定程度，使介質失去了絕緣性能，形成導電通道。?熱擊穿 ?熱擊穿：由電場作用下，介質內的損耗發(fā)出的熱量多于散逸的熱量，使介質溫度不斷上升，最終造成介質本身的破壞，形成導電通道。?影響固體電介質擊穿電壓的因素 ?影響固體電介質擊穿電壓的因素：1.電壓作用時間的影響：存在臨界點，即熱擊穿和電擊穿的分界點。2.電場均勻度和介質厚度的影響：均勻電場：電擊穿與厚度無關，熱擊穿厚度愈大擊穿場強俞弱。

11、不均勻電場：厚度越大擊穿場強越小。3.電壓頻率的影響：電擊穿： b U 與 f 無關，熱擊穿 b U ↓，f1 ↑。4.溫度的影響：存在臨界點。θ cr θ 時：b U 隨 θ 的升高迅速下降，屬于熱擊穿性質。5.受潮度的影響：對于某些具有吸水性的固體介質來說，含水量增大時，擊穿電壓迅速下降。6.機械力的影響： 均勻固體在彈性限度內:擊穿電壓與機械力無關。固體有孔隙：機械力↑，擊穿電壓↑。固體有裂隙：機械力↑，擊穿電壓↓。7.多層性的影

12、響：注意各層介質 電特性的適當配合。8.累積效應的影響：在不均勻電場中，固體介質在脈沖電壓作用下，存在不完全擊穿的現象。不完全擊穿具有累積效應，即擊穿電壓隨 不完全擊穿次數的增加而降低。 ?提高固體電介質擊穿電壓的方法 ?提高固體電介質擊穿電壓的方法：改進絕緣設計(改善電極形狀及表面光潔 度，使電場盡可能地均勻分布)，改進制造工藝(盡可能地清除介質中的雜質、氣泡、水分等)，改善運行條件(注意防潮，防止塵污和有害氣體的侵蝕)。 ?老化 ?