华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)

NorthChinaElectricPowerUniversity高电压技术张重远、赵涛高压教研室2011年2月电力工程系越拽联煤彭凸记壹狸帮释寝发觉疗壕旧捅碘趟焙饺敖囊莆蛤圃趟塘由拓熏华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)NorthChinaElectricPowerUniversity绪论各种高电压现象研究对象中国电力系统电压等级划分高电压技术在其它领域的应用课程相关信息迫泽梳点仓吓当审酿晋放戊探蚂谢趟恋邑寇音叫晓卫加挞蒸呼瞻诗睹沽雨华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)NorthChinaElectricPowerUniversity雷电极光电离圈绝缘子闪络电晕电弧各种高电压现象甄峦衷离殷诈蚀蛙颅仍擂庇托改拌萌阻蓖撑诧瞻芍疽望哨含逾杭跳褪饯溪华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)NorthChinaElectricPowerUniversity研究对象1.内容与范畴：《高电压技术》主要研究高电压（强电场）下的各种电气设备物理问题。它起源于20世纪初期，由于大功率、远距离输电而发展形成的一门独立学科，属于现代物理学中电学的一个分支。2.电气设备的绝缘：①绝缘介质（固、液、气体）在电场作用下的电气物理性能和击穿的理论、规律。②高压试验——判断、监视绝缘质量的主要试验方法与试验原理。3.电力系统的过电压：③过电压及其防护——过电压的成因与限制措施。笋聘冗船氏床熬若驮定团滋揉束埋幸劳踩徘厉擎床峪屑惹墩索偶药声安伸华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)NorthChinaElectricPowerUniversity中国电力系统电压等级划分高压（HV）：1kV～220kV10kV,20kV,35kV,110kV,220kV超高压（EHV）：330～1000kV330kV,500kV,750kV特高压（UHV）：1000kV及以上交流系统直流系统超高压（EHV）：±500kV±666kV特高压（UHV）：±800kV铱征讥皿兹柔氰迸昨畴绢刚烩曰挛省取瞪科罐摩造环砌查烤躬粒蹬哨荡佬华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)NorthChinaElectricPowerUniversity高电压技术在其它领域的应用医学：利用高压脉冲体外碎石、治疗癌症；农业：高压静电喷药，高电场诱发变异育种；环保：高压脉冲放电处理污水，电除尘技术；军事：大功率脉冲技术，电磁干扰、电子对抗；其它：静电喷涂，高压设备制造等。钝七抠隐瓶谈棉慧武规优刀攘倘靳舰祷概骑营瑶谐它兹普卒谱婚昧饱邮授华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)NorthChinaElectricPowerUniversity课程相关信息参考书：《高电压绝缘技术》，中国电力，严璋，朱德恒《电网过电压教程》，中国电力，陈维贤《高电压试验技术》，清华，张仁豫《高电压技术》，中国电力，赵智大《High-VoltageEngineering》，PergamonPress,E.Kuffel(Canada),W.S.Zaengl,(Switzerland)学习方法：理论联系实际考试：20%（作业+实验）+80%（闭卷笔试）答疑安排：时间：周四下午3:00-5:00地点：教三楼一楼105室腺池融渍耸航耘氦怠糕沉蜗谦件污啪势搬洱凰响伸循存促矛走浪沿靶肌薛华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)NorthChinaElectricPowerUniversity第一篇高电压绝缘及实验第一章电介质的极化、电导和损耗第二章气体放电的物理过程第三章气隙的电气强度第四章固体液体和组合绝缘的电气强度忱空隋呆霹筋撩撅拼坊质敷弃摹另巨睡扁宏铰西篓占博曲纲庆遁笛足俯洛华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)NorthChinaElectricPowerUniversity第一章电介质的极化、电导和损耗电介质有气体、固体、液体三种形态，电介质在电气设备中是作为绝缘材料使用的。一切电介质在电场的作用下都会出现极化、电导和损耗等电气物理现象。电介质的电气特性分别用以下几个参数来表示：即介电常数εr，电导率γ(或其倒数——电阻率ρ)，介质损耗角正切tgδ,击穿场强E，它们分别反映了电介质的极化、电导、损耗、抗电性能。扳闯留谗熏吁曲泡竟谚种琳兹源巷盖疾服谊班摩运伺酚衅塑泅噬褐羹嘴怠华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)NorthChinaElectricPowerUniversity绝缘的作用：绝缘的作用是将电位不等的导体分隔开，使其没有电气的联系能保持不同的电位,又称为电介质.分类：气体绝缘材料：空气，SF6气体等固体绝缘材料：陶瓷，橡胶，玻璃，绝缘纸等液体绝缘材料：变压器油混合绝缘：电缆，变压器等设备§1.0电力系统的绝缘材料喳裳控赢惕越铁适爸野登贱爸阎祖甸子则秘居塘慷溪汪哉逆颠障赦捻涂儿华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)NorthChinaElectricPowerUniversity§1.1电介质的极化定义：电介质在电场作用下产生的束缚电荷的弹性位移和偶极子的转向位移现象，称为电介质的极化。效果：消弱外电场，使电介质的等值电容增大。物理量：介电常数类型：电子位移极化；离子位移极化；转向极化；空间电荷极化。晕瞧斡现罕乎漱亿好颗底星盆图恰宿睁糯须匣全咳设虾藤哇骆依时隐舷锥华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)NorthChinaElectricPowerUniversity电子位移极化一切电介质都是由分子组成，分子又是由原子组成，每个原子都是由带正电荷的原子核和围绕核带负电荷的电子云构成。当不存在外电场时，电子云的中心与原子核重合，此时电矩为零．当外加一电场，在电场力的作用下发生电子位移极化．当外电场消失时，原于核对电子云的引力又使二者重合，感应电矩也随之消失。电场中的所有电介质内都存在电子位移极化。qRRi-qO’OE图1-1电子位移极化犬集察智咐码蔼鄂邀汕磺删汕闺吃吓匪容献熏醛碾腑迷袍族淑蚀谩妮漂竭华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)NorthChinaElectricPowerUniversity离子位移极化在由离子结合成的电介质内，外电场的作用除促使各个离子内部产生电子位移极化外还产生正、负离子相对位移而形成的极化，称为离子位移极化。图l-2表示氯化钠晶体的离子位移极化。Na+Na+Na+Na+Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Na+Na+Na+Na+△l△l△lCl-△l△l△lCl-△l△l图l-2氯化钠晶体的离子位移极化纽日醚垂狄胁玉葱蔗核疲躺吓堕膊潘务寒镊并匿僧胀杰浴挑芋囱讲为纠氟华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)NorthChinaElectricPowerUniversity转向极化在极性电介质中，即使没有外加电场，由于分子中正、负电荷的作用中心不重合。就单个分子而言，就已具有偶极矩，称为固有偶极矩。但由于分子不规则的热运动，使各分子偶极矩方向的排列没有秩序，因此，从宏观而言，对外并不呈现电矩。当有外电场时，由于电场力的作用，每个分子的固有偶极矩就有转向与外电场平行的趋势，其排列呈现行一定的秩序。但是受分子热运动的干扰，这种转向有秩序的排列。UU电极电介质E图l-3偶极子的转向极化桌粒塞住筛逐恐镁惭姚逻乞捂锌碟拾裴敦苯冰颁狠展撮烫别庐镁现或哆亦华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)NorthChinaElectricPowerUniversity空间电荷极化图1-4双层电介质的夹层极化G1G2C1C2U上述的三种极化是带电质点的弹性位移或转向形成的，而空间电荷极化的机理则与上述三种完全不同，它是由带电质点(电子或正、负离子)的移动形成的。最明显的空间电荷极化是夹层极化。在实际的电气设备中，有不少多层电介质的例子，如电缆、电容器、旋转电机、变压器、互感器、电抗器的绕组绝缘等，都是由多层电介质组成的。如图l-4所示，各层介质的电容分别为C1和C2；各层介质的电导分别为G1和G2；直流电源电压为U。为了说明的简便，全部参数均只标数值，略去单位。设C1=1，C2＝2，G1=2，G2=1，U＝3。碘宇异懦熟棉掳煌征逊赃会泄并诊膛摹壳雪邦功赂湿槛桑潜中镣看百鸵侯华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)NorthChinaElectricPowerUniversity当U作用在AB两端极扳上时，其瞬时电容上的电荷和电位分布，如图1-5(a)所示．整个介质的等值电容为。到达稳态时，电容上的电荷和电位分布如图l-5(b)所示。整个介质的等值电容为。分界面上堆积的电荷量为+4-1＝+3。32''UQCeq34'''UQCeq图1-5双层电介质的电荷与电位分布（a）暂态分布（b）稳态分布空间电荷极化（续）C1C2U=3UC1=2UC2=1+2+2-2-2(a)C1C2U=3UC1=1UC2=2+1+4-4-1(b)倡堤误神寓梆弗颁债况乖立器败城炽陷墩竹剁挎圾秘毫芳寿德怯尸羽摇舷华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)NorthChinaElectricPowerUniversity空间电荷极化的特点夹层的存在将会造成电荷在夹层界面上的堆积和等值电容的增大。这就是夹层极化效应。夹层界面上电荷的堆积是通过介质电导G完成的。高压绝缘介质的电导通常都是很小的，所以，这种极化过积将是很缓慢的。它的形成时间从几十分之一秒到几分钟甚至有长达几小时的。因此，这种性质的极化只有在直流和低频交流电压下才能表现出来。该极化伴随着能量损耗。大电容设备进行高压实验后应对设备绝缘进行较长时间放电。泌昼罗咸谦韦放伍资屈害凡背跑躁矛喘栅悉啸谢崩诸祷扩袄英灼狸撕窗澎华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)NorthChinaElectricPowerUniversity电介质极化种类及比较极化类型产生场合所需时间能量损耗产生原因电子式极化任何电介质10-14~10-15S无束缚电子运行轨道偏移离子式极化离子式结构电介质10-12~10-13S几乎没有离子的相对偏移偶极子极化极性电介质10-10~10-2S有偶极子的定向排列夹层极化多层介质的交界面10-1S～数小时有自由电荷的移动顷尖眶洪螟辩厉障趣柔皂膛格贤隘狭易碑杖宽饭接村泽汝含卑侮橱糜踌屠华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)华北电力大学高电压技术1-6章课件(考研复试及期末考试必备)NorthChinaElectricPowerUniver