高电压技术1.pptVIP

四川电力职业技术学院电气工程系课程名称：高电压技术编写教师: 张斌 电力系统以电压1000伏为界，1000伏以下的为低压，1000伏及以上为高压。 高压部分分普通高压、超高压和特高压。普通高压和超高压划分的依据是电晕，超高压和特高压划分的依据是电能污染。 用电电压等级 220V（380V)、6kV、10kV、35kV、66kV（农电）、110kV、220kV、380kV（国外）、500kV、750kV、1000kV这几个等级。电力行业通常将35kV以上～ 500kV称为高压；500～1000kV为超高压；1000kV以上为特高压。 20世纪以来，随着电能应用的日益广泛，电力系统所覆盖的范围越来越大，传输的电能也越来越多，这就要求电力系统的输电电压等级不断提高。就世界范围而言，输电线路经历了 110、150、230千伏的高压，287、400、500、735～765千伏的超高压和 1150千伏的特高压（工业试验线路）的发展。直流输电也经历了±100、±250、±400、±450、±500以及±750千伏的发展。 这几个阶段都与高电压技术解决了输电线路的电晕现象、过电压的防护和限制以及静电场、电磁场对环境的影响等问题密切相关。这一发展过程以及物理学中各种高电压装置的研制又促进了高电压技术的进步。 向家坝—上海±800kV特高压直流输电工程 向家坝—上海±800kV特高压直流输电工程 向家坝—上海±800kV特高压直流输电工程，于2008年12月1日开工建设， 2010年07月8日正式投运，该工程总投资179亿元，是我国自主研发、设计和建设的世界上电压等级最高、额定容量最大（6400MW）、送电距离最远（1907km）的直流输电工程,代表了当今世界高压直流输电技术的最高水平，该工程的顺利投运对我国优化能源结构、提高能源效率、确保能源安全具有重要意义。 20世纪60年代以来，为了适应大城市电力负荷日益增长的需要，以及克服城市架空输电线路走廊用地的困难，地下高压电缆输电发展迅速（由220、275 、345千伏发展到70年代的400、500千伏电缆线路）；同时，为减少变电所占地面积和保护城市环境，全封闭气体绝缘组合电器(GIS)得到越来越广泛的应用。这些都提出许多高电压技术的新问题。 为什么要采用高电压 采用高电压是大功率远距离输电的要求，要实现大功率远距离输电唯一可行的措施就是采用高电压。 例如:特高压交流输电线路走廊宽度约为500千伏线路的1.6倍，而输电能力是500千伏线路的4—5倍，单位走廊宽度的输送容量约为500千伏线路的2.5—3.1倍。 ±800千伏直流输电线路走廊宽度约为±500千伏的1.6倍，输送容量是±500千伏的2.5倍，单位走廊宽度输送容量约为±500千伏的1.6倍。 可见：特高压输电比超高压输电能大量节省输电走廊。 作为二次能源，输送电能要较输送一次能源经济、快捷、安全、方便、清洁。 学科的特点 历史短，研究不充分，理论很不完整，工程上高电压问题不能用理论来分析，所以只能从试验入手。 研究起来很困难，所研究的问题与其他学科完全不同。其他学科研究的是电的导通，而高压研究的是绝缘，它所研究的 是空间的问题，场的问题，所受的影响因素（温度、湿度、气压、极距）很多。 研究手段难以具备，场地难以满足，问题复杂，一次击穿后很难找到完全相同的对象，是暂态问题。 研究问题较抽象，领域宽。 第一章 电介质的极化、电导和损耗 第一节 电介质的极化 电介质 在工程中，电介质是指不导电的物质，电气设备中的电介质就是指绝缘体，可分为气体电介质（如电气设备外绝缘）；液体和固体电介质（如电气设备的内绝缘）。 若把电介质放入静电场中，电介质原子中的电子（束缚电子）和原子核在电场力的作用下在原子范围内作微观的相对位移，而不能象导体中的自由电子那样脱离所属的原子作宏观的移动。达到静电平衡时，电介质内部的场强也不为零。这是电介质与导体电性能的主要差别。 电介质的分类 电介质均由分子和原子组成，每个分子中所有正电荷对外界作用的电效果可以等效为集中在某一点的等效点电荷的作用效果，这个等效点电荷的位置称为分子的正电中心；同理，每个分子中所有负电荷对外界作用的电效果可以等效为集中在某一点的等效点电荷的作用效果，这个等效点电荷的位置称为分子的负电中心； 1、有极分子电介质：电介质中各分子的等效正电中心与等效负电中心不重合的电介质；这样每个分子对外界的电性效果可以等效为一个电偶极子的作用。 2、无极分子电介质：电介质中各分子的等效正电中心与等效负电中心重合的电介质。 电介质极化的概念 电介质在外电场作用下，会在电介质沿电场方向的两端形成等量异