高电压技术 全套课件.pptx

高电压技术(第2版); ;绪　论;近代物理的发展而得到发展。现代电力系统的输电电压已由高压 （HV）提高到超过220KV的超高压（EHV），目前世界上最高的交、直 流输电电压等级已分别达到1150KV和±600KV。我国作为装机容 量和年发电量均居世界第二位的电力大国，也已建成了相当规模的 500KV交流输电系统，±500KV直流输电线路已投入运行。由于我国 国土辽阔，能源布局不合理，动力资源和负荷中心相距遥远，我国目前 制定的“西部大开发”战略目标和“西电东送，南北互送，全国联网能源 工程开展”必然成为我国21世纪的送电格局，因此我国必将成为世界 上少数几个有可能要发展1000KV及以上特高压（UHV）输电技术的 国家之一。;对各类绝缘介质的特性及其放电机理进行研究，而气体放电的机理是 各类材料放电机理的基础。设备额定电压的提高使绝缘材料和绝缘; 另一方面，从20世纪60年代开始，高电压技术加强了与其他学科 的相互渗透和联系，在整个过程中，高电压技术一方面不断吸取其他 科技领域的新成果，促进了自身的更新和发展；另一方面，也使高电压 技术方面的新进展、新方法更广泛地应用到诸如大功率脉冲技术、激 光等离子体、受控热核反应、原子物理、生态与环境保护、生物医学、高 压静电工业应用等科技领域，显示出强大的生命力。;第1篇 高电压绝缘与试验;导体分开，使其保持各自的电位，没有电气连接。将具有绝缘作用的 材料称为绝缘材料，即电介质，电介质在电场作用下，有极化、电导、损 耗和击穿等现象。;患于未然。为此，就必须掌握电力系统绝缘试验中常规试验的原理和 方法以及产生交、直流、冲击高电压的基本方法和设备及测量手段。;第1章 气体的绝缘强度;1.1　气体放电的基本物理过程;间隙中形成一条导电性很高的通道，气体失去了绝缘能力，气体这种 由绝缘状态突变为良导电状态的过程，称为击穿。气体中流过电流的 各种形式统称为气体放电。气体击穿后，可因电源功率、电极形式、气 体压力、气体状态等的不同而具有不同的放电形式：在气压低、电源功 率较小时，为充满间??的辉光放电；在大气压下，表现为火花放电或电 弧放电；在极不均匀电场中，会在局部电场最强处产生电晕放电。在 电场作用下，气体间隙中发生放电现象，说明其中存在大量带电质点， 这些带电质点的产生与消失决定了气体中的放电现象的强弱与发展。 气体中带电质点的产生有两个途径：一是气体本身发生游离；二;外层电子都在各自的能级轨道上运转，此时原子的位能最小。当外界 给予原子一定的能量使内层电子获得能量不能脱离原子核的束缚，只 能跃迁到标志着能量更高的、离原子核较远的轨道上去时，该原子就 处于激励状态，原子的位能也增加，这一过程叫激励。根据原子中电 子的能量状态，原子有一系列可取的确定的能量状态，称为能级。原 子的正常状态相当于最低的能级，用电子伏特作微观系统中的能量单 位。1eV的能量相当于一个电子行经1V电位差的电场所获得的动;子，该原子就被游离了。这一过程称为原子的游离过程，所需能量称 为游离能。显然，原子游离后，增加了气体中的带电质点数目。原子 从中性质点成为游离状态，须吸收能量；处于激励状态的原子，也可再 获得能量发生游离，称为分级游离。这种分级游离所需能量小于原子 直接游离所需的能量。如果用电子的电荷去除以用焦耳表示的激励 能或游离能，则相应地得到用伏表示的激励电位或游离电位。 常见气体及金属蒸气的激励电位和游离电位如表1.1所示。;表1.1　常见气体及金属蒸气的激励电位和游离电位;在电场作用下，电子被加速获得动能 。如果其动能大于;带电质点数目增加的重要原因。因为电子的质量轻、体积很小，在与 别的质点产生相邻两次碰撞之间的自由行程比离子的大得多，故在电 场作用下，易积累足够能量，再与其他质点碰撞，易发生碰撞游离。;质点过程中释放出的光子，这些光子又可引起光游离。;表1.2　常见金属和金属氧化物的逸出功; ③强场发射　在阴极附近加上很强的外电场，其电场强度达 10V6／cm，将电子从阴极表面拉出来，称为强场发射或冷发射。 ④热电子发射　将金属电极加热到很高的温度，可使其中电子获 得巨大能量，逸出金属。在电子、离子器件中常利用热电子发射作为 电子来源，在强电领域，对某些电弧放电的过程有重要作用。 对于工程上常见的气体间隙的击穿来说，起主要作用的是正离子;电强度的提高。;射，这个区的光亮度也就愈大。;图1.1　气体间隙放电实验原理图及其伏安特性;通过所观察面的电子数增多，电流随电压的增加呈线性关系。当电压;图1.2　电子崩形成示意图;;;;自持阶段，并最终导致击穿。由此，均匀电场中由非自持放电转为自持 放电的条件为：;;;;的明亮槽道式通道；第三，在击穿电压上，按汤逊理论，Ub与阴