西華大學(xué)高電壓技術(shù)期末總復(fù)習(xí)

1、高電壓技術(shù)各章知識(shí)點(diǎn)第一篇 電介質(zhì)的電氣強(qiáng)度第1章 氣體的絕緣特性與介質(zhì)的電氣強(qiáng)度 1、氣體中帶電質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生的方式 熱電離、光電離、碰撞電離、表面電離2、氣體中帶電質(zhì)點(diǎn)消失的方式 流入電極、逸出氣體空間、復(fù)合3、電子崩與湯遜理論電子崩的形成、湯遜理論的基本過程及適用范圍4、巴申定律及其適用范圍 擊穿電壓與氣體相對(duì)密度和極間距離乘積之間的關(guān)系。兩者乘積大于0.26cm時(shí),不再適用5、流注理論 考慮了空間電荷對(duì)原有電場(chǎng)的影響和空間光電離的作用，適用兩者乘積大于0.26cm時(shí)的情況6、均勻電場(chǎng)與不均勻電場(chǎng)的劃分 以最大場(chǎng)強(qiáng)與平均場(chǎng)強(qiáng)之比來劃分。7、極不均勻電場(chǎng)中的電暈放電 電暈放電的概念、起始場(chǎng)強(qiáng)、放

2、電的極性效應(yīng)8、沖擊電壓作用下氣隙的擊穿特性 雷電和操作過電壓波的波形 沖擊電壓作用下的放電延時(shí)與伏秒特性 50%擊穿電壓的概念9、電場(chǎng)形式對(duì)放電電壓的影響 均勻電場(chǎng)無極性效應(yīng)、各類電壓形式放電電壓基本相同、分散性小極不均勻電場(chǎng)中極間距離為主要影響因素、極性效應(yīng)明顯。10、電壓波形對(duì)放電電壓的影響 電壓波形對(duì)均勻和稍不均勻電場(chǎng)影響不大 對(duì)極不均勻電場(chǎng)影響相當(dāng)大完全對(duì)稱的極不均勻場(chǎng)： 棒棒間隙極大不對(duì)稱的極不均勻場(chǎng)：棒板間隙12、氣體的性質(zhì)對(duì)放電電壓的影響在間隙中加入高電強(qiáng)度氣體,可大大提高擊穿電壓，主要指 一些含鹵族元素的強(qiáng)電負(fù)性氣體，如SF611、氣體的狀態(tài)對(duì)放電電壓的影響 濕度、密度、海拔

3、高度的影響13、提高氣體放電電壓的措施 電極形狀的改進(jìn)空間電荷對(duì)原電場(chǎng)的畸變作用極不均勻場(chǎng)中屏障的采用提高氣體壓力的作用高真空高電氣強(qiáng)度氣體SF6的采用14、沿面放電的概念 沿著固體介質(zhì)表面發(fā)展的氣體放電現(xiàn)象。多發(fā)生在絕緣子、套管與空氣的分界面上。15 提高沿面放電電壓的措施屏障屏蔽表面處理應(yīng)用半導(dǎo)體材料阻抗調(diào)節(jié) 習(xí)題 1.1 1.3 1.4 1.9 1.13 1.14 1.16第2章 液體和固體介質(zhì)的絕緣的電氣強(qiáng)度1、電介質(zhì)的極化 極化： 在電場(chǎng)的作用下，電荷質(zhì)點(diǎn)會(huì)沿電場(chǎng)方向產(chǎn)生有限的位移現(xiàn)象，并產(chǎn)生電矩（偶極矩）。介電常數(shù)： 電介質(zhì)極化的強(qiáng)弱可用介電常數(shù)的大小來表示，與電介質(zhì)分子的極性強(qiáng)弱

4、有關(guān)。極性電介質(zhì)和非極性電介質(zhì)： 具有極性分子的電介質(zhì)稱為極性電介質(zhì)。 由中性分子構(gòu)成的電介質(zhì)。極化的基本形式電子式、離子式（不產(chǎn)生能量損失）轉(zhuǎn)向、夾層介質(zhì)界面極化（有能量損失）2、電介質(zhì)的電導(dǎo) 泄漏電流和絕緣電阻氣體的電導(dǎo): 主要來自于外界射線使分子發(fā)生電離和強(qiáng)電場(chǎng)作用下氣體電子的碰撞電離液體的電導(dǎo): 離子電導(dǎo)和電泳電導(dǎo)固體的電導(dǎo)： 離子電導(dǎo)和電子電導(dǎo)3、電介質(zhì)的損耗 l介質(zhì)損耗針對(duì)的是交流電壓作用下介質(zhì)的有功功率損耗l介質(zhì)損耗一般用介損角的正切值來表示4、提高液體電介質(zhì)擊穿電壓的措施提高油品質(zhì)，采用覆蓋、絕緣層、極屏障等措施5、固體電介質(zhì)的擊穿 電擊穿、熱擊穿、電化學(xué)擊穿的擊穿機(jī)理及特點(diǎn)6

5、、 影響固體電介質(zhì)擊穿電壓的主要因素 電壓作用時(shí)間 溫度 電場(chǎng)均勻程度 受潮 累積效應(yīng) 機(jī)械負(fù)荷第二篇 電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)第3章 絕緣的預(yù)防性試驗(yàn)1、絕緣電阻與吸收比的測(cè)量l用兆歐表來測(cè)量電氣設(shè)備的絕緣電阻l吸收比K定義為加壓60s時(shí)的絕緣電阻與15s時(shí)的絕緣電阻比值。 lK恒大于1，且越大表示絕緣性能越好。l大容量電氣設(shè)備中，吸收現(xiàn)象延續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，吸收比不能很好地反映絕緣的真實(shí)狀態(tài)，可用極化指數(shù)再判斷。l測(cè)量絕緣電阻能有效地發(fā)現(xiàn)總體絕緣質(zhì)量欠佳；絕緣受潮；兩極間有貫穿性的導(dǎo)電通道；絕緣表面情況不良。2、泄漏電流的測(cè)量測(cè)量泄漏電流從原理上來說，與測(cè)量絕緣電阻是相似的，能發(fā)現(xiàn)一些尚未完全貫通的集中

6、性缺陷，原因在于:l在試品上的直流電壓要比兆歐表的工作電壓高得多，故能發(fā)現(xiàn)兆歐表所不能發(fā)現(xiàn)的某些缺陷l加在試品上的直流電壓是逐漸增大的，可以在升壓過程中監(jiān)視泄漏電流的增長(zhǎng)動(dòng)向。 3、介質(zhì)損耗角正切的測(cè)量 ltan能反映絕緣的整體性缺陷(例如全面老化)和小電容試品中的嚴(yán)重局部性缺陷。根據(jù)tan隨電壓而變化的曲線，可判斷絕緣是否受潮、含有氣泡及老化的程度。l西林電橋法測(cè)量的基本原理局部放電： 高壓電氣設(shè)備的絕緣內(nèi)部總是存在一些缺陷,如氣泡空隙、雜質(zhì)等。由于這些異物的電導(dǎo)和介電常數(shù)不同于絕緣物，故在外加電場(chǎng)作用下，這些異物附近將具有比周圍更高的場(chǎng)強(qiáng)，有可能引起該處物質(zhì)產(chǎn)生電離放電現(xiàn)象，稱為局部放電。

7、4、局部放電的測(cè)量 三比較方法 若個(gè)別試驗(yàn)項(xiàng)目不合格，達(dá)不到規(guī)程的要求，可使用三比較方法。l與同類型設(shè)備作比較 同類型設(shè)備在同樣條件下所得的試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)該大致相同,若差別很大就可能存在問題l在同一設(shè)備的三相試驗(yàn)結(jié)果之間進(jìn)行比較 若有一相結(jié)果相差達(dá)50%以上,該相很可能存在缺陷l與該設(shè)備技術(shù)檔案中的歷年試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較 若性能指標(biāo)有明顯下降情況,即可能出現(xiàn)新的缺陷 5 絕緣狀態(tài)的綜合判斷第4章 電氣絕緣高電壓試驗(yàn)絕緣的高電壓試驗(yàn) 在高壓試驗(yàn)室用工頻交流高壓、直流高壓、雷電沖擊高壓、操作沖擊高壓等模擬電氣設(shè)備的絕緣在運(yùn)行中受到的工作電壓，用以考驗(yàn)各種絕緣耐受這些高電壓作用的能力。特點(diǎn)l具有破壞性試驗(yàn)

8、的性質(zhì)。 l一般放在非破壞性試驗(yàn)項(xiàng)目合格通過之后 進(jìn)行，以避免或減少不必要的損失。l通常采用高壓試驗(yàn)變壓器或其串級(jí)裝置來產(chǎn)生。 l對(duì)電纜、電容器等電容量較大的被試品，可采用串聯(lián)諧振回路來獲得試驗(yàn)用的工頻高電壓。 l工頻高壓裝置是高壓試驗(yàn)室中最基本的設(shè)備，也是產(chǎn)生其他類型高電壓的設(shè)備基礎(chǔ)部件。工頻高電壓的產(chǎn)生1 工頻高電壓試驗(yàn)高壓試驗(yàn)變壓器的特點(diǎn)l 試驗(yàn)變壓器本身應(yīng)有很好的絕緣，但絕緣裕度小，試驗(yàn)過程中要嚴(yán)格限制過電壓。 l 試驗(yàn)變壓器容量一般不大l 外觀上的特點(diǎn)：油箱本體不大而其高壓套管又長(zhǎng)又大。l 試驗(yàn)變壓器與連續(xù)運(yùn)行時(shí)間不長(zhǎng)，發(fā)熱較輕，因而不需要復(fù)雜的冷卻系統(tǒng)。 l 漏抗大，短路電流較小，

9、可降低機(jī)械強(qiáng)度方面的要求,節(jié)省制造費(fèi)用。 絕緣的工頻耐壓試驗(yàn)l工頻交流耐壓試驗(yàn)是檢驗(yàn)電氣設(shè)備絕緣強(qiáng)度的最有效和最直接的方法。l工頻耐壓試驗(yàn)可用來確定電氣設(shè)備絕緣耐受電壓的水平，判斷電氣設(shè)備能否繼續(xù)運(yùn)行，是避免其在運(yùn)行中發(fā)生絕緣事故的重要手段。l工頻耐壓試驗(yàn)時(shí)，對(duì)電氣設(shè)備絕緣施加比工作電壓高得多的試驗(yàn)電壓，這些試驗(yàn)電壓反映了電氣設(shè)備的絕緣水平。工頻高壓試驗(yàn)的基本接線圖 以試驗(yàn)變壓器或其串級(jí)裝置作為主設(shè)備的工頻高壓試驗(yàn)（包括耐壓試驗(yàn)）的基本接線如下圖所示。試驗(yàn)變壓器的輸出電壓必須能在很大的范圍內(nèi)均勻地加以調(diào)節(jié)，所以它的低壓繞組應(yīng)由一調(diào)壓器來供電。工頻高壓試驗(yàn)的基木接線圖AV一調(diào)壓器 PV1一低壓側(cè)

10、電壓表 T一工頻高壓裝置R1一變壓器保護(hù)電阻 TO一被測(cè)試品 R2一測(cè)量球隙保護(hù)電阻PV2一高壓靜電電壓表 F一測(cè)量球隙 Lf一Cf一諧波濾波器l按規(guī)定的升壓速度提升作用在被測(cè)試品TO上的電壓，直到等于所需的試驗(yàn)電壓U為止，這時(shí)開始計(jì)算時(shí)間。l為了讓有缺陷的試品絕緣來得及發(fā)展局部放電或完全擊穿，達(dá)到U后還要保持一段時(shí)間，一般取一分鐘。l如果在此期間沒有發(fā)現(xiàn)絕緣擊穿或局部損傷（可通過聲響、分解出氣體、冒煙、電壓表指針劇烈擺動(dòng)、電流表指示急劇增大等異?，F(xiàn)象作出判斷）的情況，即可認(rèn)為該試品的工頻耐壓試驗(yàn)合格通過。工頻高壓試驗(yàn)的實(shí)施方法直流高電壓的產(chǎn)生l將工頻高電壓經(jīng)高壓整流器而變換成直流高電壓。 l

11、利用倍壓整流原理制成的直流高壓串級(jí)裝置（或稱串級(jí)直流高壓發(fā)生器)能產(chǎn)生出更高的直流試驗(yàn)電壓2 直流高電壓試驗(yàn)直流高壓試驗(yàn)的基本接線若高壓靜電電壓表PV2量程不夠,可改為球隙、高值電阻串接微安表或高阻值直接分壓器來測(cè)量高壓 最常見的直流高壓試驗(yàn)為某些交流電氣設(shè)備（油紙絕緣高壓電纜、電力電容器、旋轉(zhuǎn)電機(jī)等）的絕緣預(yù)防性試驗(yàn)。 和交流耐壓試驗(yàn)相比主要有以下一些特點(diǎn)：l 只有微安級(jí)泄漏電流，試驗(yàn)設(shè)備不需要供給試品的電容電流，試驗(yàn)設(shè)備的容量較小，可以做的很輕巧，便于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。 l 試驗(yàn)時(shí)可同時(shí)測(cè)量泄漏電流，由所得得“電壓電流”曲線能有效地顯示絕緣內(nèi)部的集中性缺陷或受潮。直流高壓試驗(yàn)的特點(diǎn) l 在直流高壓

12、下，局部放電較弱，不會(huì)加快有采購絕緣材料的分解或老化變質(zhì)，一定程度具有非破壞性試驗(yàn)的性質(zhì)。 l 直流電壓下，絕緣內(nèi)的電壓分布由電導(dǎo)決定，因而與交流運(yùn)行電壓下的電壓分布不同，所以交流電氣設(shè)備的絕緣考驗(yàn)不如交流耐壓試驗(yàn)?zāi)菢咏咏鼘?shí)際。3 沖擊高電壓試驗(yàn)l研究電氣設(shè)備在運(yùn)行中遭受雷電過電壓和操作過電壓的作用時(shí)的絕緣性能。 l許多高壓試驗(yàn)室中都裝設(shè)了沖擊電壓發(fā)生器，用來產(chǎn)生試驗(yàn)用的雷電沖擊電壓波和操作沖擊電壓波。 l高壓電氣設(shè)備在出廠試驗(yàn)、型式試驗(yàn)時(shí)或大修后都必須進(jìn)行沖擊高壓試驗(yàn)。 標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊全波采用的是非周期性雙指數(shù)波。 波尾時(shí)間常數(shù)波尾時(shí)間常數(shù) 波前時(shí)間常數(shù)波前時(shí)間常數(shù))()(21tteeAtu1

13、2沖擊高電壓的產(chǎn)生 實(shí)際沖擊電壓發(fā)生器回路 放電回路的利用系數(shù) 211221102RRRCCCUUmR11為阻尼電阻多級(jí)沖擊電壓發(fā)生器單級(jí)沖擊電壓發(fā)生器能產(chǎn)生的最高電壓一般不超過200300kV。因而采用多級(jí)疊加的方法來產(chǎn)生波形和幅值都能滿足需要的沖擊高電壓波。 多級(jí)沖擊電壓發(fā)生器原理接線圖 基本原理:并聯(lián)充電，串聯(lián)放電 l 電氣設(shè)備內(nèi)絕緣的雷電沖擊耐壓試驗(yàn)采用三次沖擊法，即對(duì)被試品施加三次正極性和三次負(fù)極性雷電沖擊試驗(yàn)電壓。（1.2/50us全波）。 l 對(duì)變壓器和電抗器類設(shè)備的內(nèi)絕緣，還要進(jìn)行雷電沖擊截波（1.2/2/2-5us)耐壓試驗(yàn),其對(duì)繞組絕緣(特別是縱絕緣)的考驗(yàn)往往更加嚴(yán)格。內(nèi)

14、絕緣沖擊耐壓試驗(yàn) l 可采用15次沖擊法，即對(duì)被測(cè)試品施加正、負(fù)極性沖擊全波試驗(yàn)電壓各16次，相鄰兩次沖擊的時(shí)間間隔應(yīng)不小于1min。在每組15次沖擊的試驗(yàn)中，如果擊穿或閃絡(luò)的閃數(shù)不超過2次，即可認(rèn)為該外絕緣試驗(yàn)合格。外絕緣沖擊耐壓試驗(yàn) l 內(nèi)、外絕緣的操作沖擊高壓試驗(yàn)的方法與雷電沖擊全波試驗(yàn)完全相同。4 高電壓的測(cè)量技術(shù)l高電壓試驗(yàn)除了要有產(chǎn)生各種試驗(yàn)電壓的高壓設(shè)備，還必須要有能測(cè)量這些高電壓的儀器和設(shè)備。 l電力系統(tǒng)中，廣泛應(yīng)用電壓互感器配上低電壓表來測(cè)量高電壓；但此法在試驗(yàn)室中用得很少。試驗(yàn)室條件下廣泛應(yīng)用高壓靜電電壓表、峰值電壓表、球隙測(cè)壓器、高壓分壓器等儀器測(cè)量高電壓。 l國標(biāo)規(guī)定，

15、高電壓的測(cè)量誤差一般應(yīng)控制在3以內(nèi)。 l靜電電壓表測(cè)交流時(shí)為其電壓有效值,測(cè)帶脈動(dòng)的直流時(shí)近似為其平均值。l靜電電壓表不能用于測(cè)量沖擊電壓。l靜電電壓表的內(nèi)阻很高，在測(cè)量時(shí)幾乎不會(huì)改變被測(cè)試樣上的電壓l大氣中工作的高壓靜電電壓表量程上限在50-250kV;SF6氣體中可達(dá)500-600kV。更高的電壓需配合分壓器使用靜電電壓表峰值電壓表 峰值電壓表的制成原理通常有兩種，一種是利用整流電容電流測(cè)量，另一種是利用整流充電電壓測(cè)量。峰值電壓表可分為交流峰值電壓表和沖擊峰值電壓表。球隙測(cè)壓器l 測(cè)量球隙由一對(duì)相同直徑的金屬球構(gòu)成，測(cè)量誤差2%-3%,滿足大多數(shù)工程測(cè)試的要求。l當(dāng)球隙距離d與直徑D之比

16、不大時(shí)，球隙間的電場(chǎng)為稍不均勻電場(chǎng)，其擊穿電壓決定于球隙間的距離。l能直接測(cè)量高達(dá)數(shù)兆伏的各類高電壓峰值。l擊穿時(shí)延小，放電電壓分散性小，具有比較穩(wěn)定的放電電壓值和較高的測(cè)量精度 l50%沖擊放電電壓與靜態(tài)（交流或直流）放電電壓的幅值幾乎相等。 l由于濕度對(duì)稍不均勻場(chǎng)的影響較小，可不必對(duì)濕度進(jìn)行校正。球隙的優(yōu)點(diǎn)高壓分壓器 被測(cè)電壓很高時(shí)，采用高壓分壓器來分出一小部分電壓，然后利用靜電電壓表、峰值電壓表、高壓示波器等來測(cè)量。l要求分壓比具有一定的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性(幅值誤差要小); 每一個(gè)分壓器均由高壓臂和低壓臂組成，在低壓臂上得到的就是分給測(cè)量?jī)x器的低電壓，總電壓與該低電壓之比稱為分壓比Kl分出的

17、電壓與被測(cè)高電壓波形的相似性 (波形畸變要小);對(duì)分壓器的技術(shù)要求靜電電壓表可測(cè)交流和直流,但不能測(cè)沖擊電壓。峰值電壓表可用來測(cè)交流電壓和沖擊電壓峰值。球隙可用來測(cè)高達(dá)數(shù)兆伏的交流、沖擊峰值和直流電壓。電壓特別高時(shí)，需配合分壓器使用。直流高壓測(cè)量只能使用電阻分壓器。交流和沖擊高壓可使用電阻、電容和阻容分壓器。各類測(cè)量方式的應(yīng)用場(chǎng)合第三篇第三篇 過電壓防護(hù)與絕緣配合過電壓防護(hù)與絕緣配合 過電壓的概念：指電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的對(duì)絕緣有危險(xiǎn)的電壓升高和電位差升高。過電壓的概念與分類 過電壓的分類：第5章 輸電線路和繞組中的波過程1 無損耗單導(dǎo)線上的波過程波速和波阻抗的計(jì)算公式前行波(反行波)電壓、電流之間

18、的關(guān)系線路中任意一點(diǎn)的電壓(電流)等于前行波電壓(電流)和反行波電壓(電流)之和。波阻抗與電阻的區(qū)別線路末端的折射、反射o末端開路反射，在反射波所到之處電壓提高1倍，而電流降為0。o末端短路反射在反射波所到之處電流提高1倍，而電壓降為0。o末端接集中負(fù)載時(shí)的折反射當(dāng)R和z1不相等時(shí)，來波將在集中負(fù)載上發(fā)生折反射。集中參數(shù)等效電路(彼德遜法則)2 行波的折射和反射 3 行波通過串聯(lián)電感和并聯(lián)電容l波通過電感（電容)時(shí)的最大陡度公式l波穿過電感初瞬，在電感前發(fā)生電壓正的全反射，使電感前電壓提高1倍l波旁過電容初瞬，則在電容前發(fā)生電壓負(fù)的全反射，使電容前的電壓下降為0l由于反射波會(huì)使電感前電壓提高，

19、可能危及絕緣，所以常用并聯(lián)電容降低波陡度4 波在多導(dǎo)線系統(tǒng)中的傳播 l自波阻抗、互波阻抗的公式l多導(dǎo)線中電壓、電流之間的關(guān)系方程l耦合系數(shù)的重要概念5 繞組中的波過程l變壓器在雷電沖擊波作用瞬間，可等值為一個(gè)電容，稱為入口電容l在末端接地的單相繞組中，最大電壓將出現(xiàn)在繞組首端附近，其值可達(dá)1.4U0l在末端不接地的單相繞組中，最大電壓將出現(xiàn)在中性點(diǎn)附近，其值可達(dá)1.9U0l通過在繞組首端部位加一些電容環(huán)和電容匝以及增大縱向電容可降低電位梯度l三相變壓器多相進(jìn)波時(shí)的最大電位（星形接線、三角形接線）l變壓器繞組之間的波過程通過靜電耦合和電磁耦合傳遞l旋轉(zhuǎn)電機(jī)匝間絕緣上的電壓與入侵波陡度成正比習(xí)題

20、4.1 4.2 4.4 4.5 4.11第6章 雷電及防雷設(shè)備1 雷電放電和雷電過電壓雷電的放電過程： 先導(dǎo)放電階段 主放電階段 余輝放電階段主要的雷電參數(shù)： 雷電日及雷電小時(shí)、地面落雷密度、雷電流幅值、雷電流等值波形及陡度。雷電過電壓的分類直擊雷過電壓感應(yīng)雷過電壓避雷針防雷原理及保護(hù)范圍l 作用是吸引雷電擊于自身，并將雷電流迅速泄入大地，從而使被保護(hù)物體免遭直接雷擊。l 避雷針需有足夠截面的接地引下線和良好的接地裝置，以便將雷電流安全可靠地引入大地。 l 單根和雙根等高避雷針的保護(hù)范圍2 防雷保護(hù)設(shè)備避雷線（地線）防雷原理及保護(hù)范圍l避雷線的防雷原理與避雷針相同，主要用于輸電線路的保護(hù)l可用

21、來保護(hù)發(fā)電廠和變電所，近年來許多國家采用避雷線保護(hù)500kV大型超高壓變電所。l用于輸電線路時(shí)，避雷線除了防止雷電直擊導(dǎo)線外，同時(shí)還有分流作用，以減少流經(jīng)桿塔入地的雷電流從而降低塔頂電位l避雷線對(duì)導(dǎo)線的耦合作用還可以降低導(dǎo)線上的感應(yīng)雷過電壓。 l單根及雙根避雷線的保護(hù)原理避雷器工作原理及常用種類l 避雷針(線)不能完全避免設(shè)備不受雷擊;從輸電線路上也可能有危及設(shè)備絕緣的過電壓波傳入發(fā)電廠和變電所。l 避雷器實(shí)質(zhì)上是一種過電壓限制器，與被保護(hù)的電氣設(shè)備并聯(lián)連接，當(dāng)過電壓出現(xiàn)并超過避雷器的放電電壓時(shí)，避雷器先放電，從而限制了過電壓的發(fā)展，使電氣設(shè)備免遭過電壓損壞。l 避雷器的常用類型有：保護(hù)間隙、

22、管型避雷器、閥式避雷器和金屬氧化物避雷器。對(duì)避雷器的基本要求l絕緣強(qiáng)度的合理配合 避雷器與被保護(hù)設(shè)備的伏秒特性應(yīng)有合理的配合。在絕緣強(qiáng)度的配合中，要求避雷器的伏秒特性比較平直、分散性小。l絕緣強(qiáng)度的自恢復(fù)能力 避雷器一旦在沖擊電壓作用下放電，就造成對(duì)地短路。隨之工頻短路電流（工頻續(xù)流）要流過此間隙，避雷器應(yīng)當(dāng)具有自行截?cái)喙ゎl續(xù)流，恢復(fù)絕緣強(qiáng)度的能力，使電力系統(tǒng)得以繼續(xù)正常工作l 閥型避雷器的保護(hù)原理及閥片的作用l 殘壓、滅弧電壓的重要概念習(xí)題 5.1 5.2 5.3 第7章 輸電線路的防雷保護(hù)輸電線路落雷次數(shù): 每100km線路每年的雷擊次數(shù)耐雷水平： 雷擊線路絕緣不發(fā)生閃絡(luò)的最大雷電流幅值,

23、以kA為單位。雷擊跳閘率： 每100km線路每年由雷擊引起跳閘次數(shù)。這是衡量線路防雷性能的綜合指標(biāo)。 輸電線路的直擊雷過電壓和耐雷水平 我國110kV及以上線路一般全線都裝設(shè)避雷線，而35kV及以下線路一般不裝設(shè)避雷線，中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)有避雷線的線路遭受直擊雷一般有三種情況：l雷擊桿塔塔頂；l雷擊避雷線檔距中央；l雷電繞過避雷線擊于導(dǎo)線有避雷線線路直擊雷的三種情況線路跳閘需滿足的條件：l線路落雷l雷電流超過線路耐雷水平，線路絕緣發(fā)生沖擊閃絡(luò)，雷電流沿閃絡(luò)通道流入大地，但作用時(shí)間很短，線路開關(guān)來不及動(dòng)作l當(dāng)閃絡(luò)通道流過的工頻短路電流的電弧持續(xù)燃燒時(shí)，才會(huì)跳閘停電雷擊跳閘率計(jì)算雷擊桿塔時(shí)的跳閘率

24、11NgPn 繞擊跳閘率22PNPn 輸電線路雷擊跳閘率)(2121PPgPNnnn 架設(shè)避雷線、降低桿塔接地電阻、架設(shè)耦合地線、采用不平衡絕緣、裝設(shè)自動(dòng)重合閘、采用消弧線圈、裝設(shè)避雷器、加強(qiáng)絕緣是主要的防雷方式 確定輸電線路防雷方式時(shí)，還應(yīng)全面考慮線路綜合因素，因地制宜地采取合理的保護(hù)措施。 輸電線路的防雷保護(hù)措施第8章 發(fā)電廠變電所的防雷保護(hù)發(fā)電廠、變電所遭受雷害的兩個(gè)方面：l雷直擊于發(fā)電廠、變電所 防護(hù)措施是采用避雷針或避雷線l雷擊輸電線后產(chǎn)生的雷電波侵入發(fā)電廠、變電所 防護(hù)措施是裝設(shè)避雷器，同時(shí)還應(yīng)限制流過避雷器的雷電流幅值和陡度。l110kV及以上的配電裝置,一般將避雷針裝在構(gòu)架上.

25、但在土壤電阻率 的地區(qū),仍宜裝設(shè)獨(dú)立避雷針,以免發(fā)生反擊l35kV及以下的配電裝置仍宜采用獨(dú)立避雷針l60kV的配電裝置,在 地區(qū)宜采用獨(dú)立避雷針, 的地區(qū)采用構(gòu)架避雷針m1000m500m 500發(fā)電廠、變電所的直擊雷保護(hù) 閥式避雷器的保護(hù)作用變壓器承受雷電波能力jbUlU25 .變電所中變壓器距避雷器的最大允許電氣距離/25 . bjmUUlUj:多次截波耐壓值變電所的進(jìn)線段保護(hù)l為使變電所內(nèi)避雷器能可靠地保護(hù)電氣設(shè)備，必須限制流經(jīng)避雷器的電流幅值不超過5kA（330kV-500kV為10kA)、限制侵入波陡度不超過一定的允許值。l35-110kV無避雷線線路,雷擊變電所附近導(dǎo)線時(shí),兩者都

26、有可能超過。l進(jìn)線段保護(hù)是指在臨近變電所1-2km的一段線路上加強(qiáng)防雷保護(hù)措施，從而使避雷器雷電流的幅值和陡度都降低到合理范圍內(nèi)。35kV及以上變電所的進(jìn)線段保護(hù)保護(hù)角不宜超過20度變壓器的防雷保護(hù)（1) 三繞組變壓器的防雷保護(hù)（2）自耦變壓器的防雷保護(hù)（3）變壓器中性點(diǎn)的防雷保護(hù) 全絕緣、分級(jí)絕緣的概念旋轉(zhuǎn)電機(jī)的防雷保護(hù)（1）旋轉(zhuǎn)電機(jī)的防雷保護(hù)特點(diǎn)l旋轉(zhuǎn)電機(jī)主絕緣的沖擊耐壓值遠(yuǎn)低于同級(jí)變壓器的沖擊耐壓值l運(yùn)行中的旋轉(zhuǎn)電機(jī)主絕緣低于出廠時(shí)的核定值l保護(hù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)用的磁吹避雷器的保護(hù)性能與電機(jī)絕緣水平的配合裕度很?。ㄖ鹘^緣)l由于電機(jī)繞組匝間電容較小，匝間承受電壓正比于陡度，要求來波陡度較小(匝間

27、絕緣)l電機(jī)繞組中性點(diǎn)一般不接地，三相進(jìn)波時(shí)，中性點(diǎn)電壓可達(dá)進(jìn)波電壓的兩倍(中性點(diǎn)絕緣）（2） 直配電機(jī)的防雷措施a)避雷器保護(hù)b)電容器保護(hù)c)電纜段保護(hù)d)電抗器保護(hù)第9章 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)過電壓l 內(nèi)部過電壓:電力系統(tǒng)中,除了雷電過電壓外,還存在由于自己內(nèi)部原因而引起的過電壓,包括穩(wěn)態(tài)過電壓和操作過電壓l 操作過電壓:當(dāng)開關(guān)操作或事故狀態(tài)時(shí)引起系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生改變時(shí),各儲(chǔ)能元件的能量重新分配時(shí)發(fā)生振蕩,從而出現(xiàn)的電壓升高的現(xiàn)象，持續(xù)時(shí)間0.1s以內(nèi)l 穩(wěn)態(tài)過電壓：由工頻電壓升高和諧振現(xiàn)象引起，持續(xù)時(shí)間比操作過電壓長(zhǎng)得多，有些甚至長(zhǎng)期存在l過電壓的分類l內(nèi)部過電壓的能量來自電網(wǎng)本身,一般用最大

28、運(yùn)行相電壓的倍數(shù)表示NmUkU321 工頻過電壓的特點(diǎn)（1)工頻電壓升高的大小會(huì)直接影響操作過電壓的實(shí)際幅值。 操作過電壓是疊加在工頻電壓升高之上的，從而達(dá)到很高的幅值。（2）它的大小會(huì)影響保護(hù)電器的工作條件和保護(hù)效果 避雷器的最大允許工作電壓是由避雷器安裝處工頻過電壓值來決定的。如工頻電壓過高，避雷器的最大允許工作電壓也越高，避雷器的沖擊放電電壓和殘壓也將提高，相應(yīng)被保護(hù)設(shè)備的絕緣水平要隨之提高 (3）持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)設(shè)備絕緣及其運(yùn)行性能有重大影響 例如引起油紙絕緣內(nèi)部電離,污穢絕緣子閃絡(luò),鐵心過熱,電暈等2 不對(duì)稱短路引起的工頻電壓升高l不對(duì)稱短路是電力系統(tǒng)中最常見的故障形式，當(dāng)發(fā)生單相或兩

29、相對(duì)地短路時(shí)，健全相上的電壓都會(huì)升高，其中單相接地引起的電壓升高更大一些。l閥式避雷器的滅弧電壓通常也就是根據(jù)單相接地時(shí)的工頻電壓升高來選定的。l單相接地時(shí)，故障點(diǎn)各相的電壓、電流是不對(duì)稱的，為了計(jì)算健全相上的電壓升高，通常采用對(duì)稱分量法和復(fù)合序網(wǎng)進(jìn)行分析。l 對(duì)于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，當(dāng)單相接地時(shí)，健全相的工頻電壓升高約為線電壓的1.1倍。 在選擇避雷器時(shí)，滅弧電壓取110%的線電壓，稱為110%避雷器l 對(duì)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)在過補(bǔ)償時(shí)，單相接地時(shí)健全相上電壓接近線電壓。 在選擇避雷器滅弧電壓時(shí)，取100%的線電壓，稱為100%避雷器l 對(duì)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)單相故障接地時(shí)，健全相電壓約為0

30、.8倍線電壓 避雷器的最大滅弧電壓取為最大線電壓的80%，稱為80%避雷器分析3 工頻電壓升高的限制措施 在考慮線路的工頻電壓升高時(shí)，如果同時(shí)計(jì)及空載線路的電容效應(yīng)、單相接地及突然甩負(fù)荷等三種情況，那么工頻電壓升高可達(dá)到相當(dāng)大的數(shù)值。 l在一般情況下，220kV及以下的電網(wǎng)中不需要采取特殊措施來限制工頻電壓升高 l在330500kV超高壓電網(wǎng)中，應(yīng)采用并聯(lián)電抗器或靜止補(bǔ)償裝置等措施，將工頻電壓升高限制到1.31.4倍相電壓以下實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明4 諧振過電壓的分類(1) 線性諧振電感參數(shù)L與電容C、電阻R一樣，都是線性參數(shù)，不隨電流、電壓而變化,設(shè)計(jì)和運(yùn)行時(shí)應(yīng)設(shè)法避開諧振條件(2) 參數(shù)諧振電感

31、參數(shù)周期性變化,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)避開諧振點(diǎn)(3) 鐵磁諧振帶鐵心電感的飽和現(xiàn)象第10章 電力系統(tǒng)操作過電壓1 切斷空載線路過電壓l 切除空載線路是電網(wǎng)中常見操作之一l在切空載線路的過程中，雖然斷路器切斷的是幾十安到幾百安的電容電流，比短路電流小的多l(xiāng)如果使用的斷路器滅弧能力不強(qiáng)，在切斷這種電容電流時(shí)就可能出現(xiàn)電弧的重燃，從而引起電磁振蕩，造成過電壓。限制措施 限制切除空載線路過電壓的最根本措施是設(shè)法消除斷路器的重燃現(xiàn)象 采用滅弧性能強(qiáng)的快速動(dòng)作斷路器 利用避雷器保護(hù)斷路器線路側(cè)接電磁式電壓互感器線路側(cè)接并聯(lián)電抗器 并聯(lián)電抗器與線路電容構(gòu)成振蕩回路,使線路上的殘余電壓轉(zhuǎn)化為交流電壓 使用帶并聯(lián)電阻的斷

32、路器3 空載線路合閘過電壓l 電力系統(tǒng)中，空載線路合閘過電壓也是一種常見的操作過電壓。通常分為兩種情況，即正常操作和自動(dòng)重合閘。l 由于初始條件的差別，重合閘過電壓的情況更為嚴(yán)重。l 近年來由于采用了種種措施（如采用不重燃斷路器、改進(jìn)變壓器鐵芯材料等）限制或降低了其他幅值更高的操作過電壓，空載線路合閘過電壓的問題就顯得更加突出。計(jì)劃性合閘由 過電壓幅值穩(wěn)態(tài)值（穩(wěn)態(tài)值起始量） =U+U=2U自動(dòng)重合閘最大值為=U-U-(0.91.98 )U =(-2.912.98) U。l裝設(shè)并聯(lián)合閘電阻l同步合閘l利用避雷器來保護(hù)l單相重合閘限制措施4 切除空載變壓器過電壓l正常運(yùn)行時(shí),空載變壓器表現(xiàn)為一勵(lì)磁

33、電感。l切除空載變壓器就是開斷一個(gè)小容量電感負(fù)荷，會(huì)在變壓器和斷路器上出現(xiàn)很高的過電壓。l開斷并聯(lián)電抗器、電動(dòng)機(jī)等，也屬于切斷感性小電流的情況。發(fā)展過程研究表明：l切斷100A以上的交流電流時(shí)，開關(guān)觸頭間的電弧通常是在工頻電流自然過零時(shí)熄滅的，等值電感中儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量為零；l當(dāng)所切除的電流很小時(shí)（變壓器的空載電流非常小，只有幾安到幾十安），開關(guān)中的去游離作用又很強(qiáng)，電弧往往提前熄滅，亦即電流會(huì)在過零之前就被強(qiáng)行切斷，即所謂的截流現(xiàn)象。l出現(xiàn)截流時(shí)，等值電感中儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量全部轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能量，從而出現(xiàn)很高的過電壓1、采用避雷器保護(hù) 在斷路器的變壓器側(cè)裝設(shè)閥型避雷器,非雷雨季節(jié)也不能退出運(yùn)行。2、裝設(shè)并聯(lián)電阻 在斷路器的主觸頭上并聯(lián)一線性或非線性電阻，其限值應(yīng)接近于被切電感的工作激磁阻抗（數(shù)萬歐）。限制措施5 斷續(xù)電弧接地過電壓 中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中的單相接地電流(電容電流)較大，接地點(diǎn)的電弧將不能自熄，而以斷續(xù)電?。〝嗬m(xù)地熄滅和重燃）的形式存在，就會(huì)產(chǎn)生另一種嚴(yán)重的操作過電壓斷續(xù)電弧接地過電壓。防護(hù)措施1、采用中性點(diǎn)直接接地方式若中性點(diǎn)接地，單相接地故障將在接地點(diǎn)產(chǎn)生很大的短路電流，斷路器將跳閘，從而徹底消除電弧接地過電壓。目前，110kV及以上電網(wǎng)大多采用中性點(diǎn)直接接地的運(yùn)行方式。2、采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式 采用中性點(diǎn)直接