电气工程概论-第5章-高电压和绝缘应用及发展新技术.pptVIP

本章小结及知识点回顾 5.1.8 电力系统过电压 【活动场景】 在多媒体教学教室中进行。 【任务要求】 了解电力系统过电压的基本概念。 在电力系统中，过电压是指超过正常运行电压并可导致电力系统绝缘或保护设备损坏的电压引高。除了雷电过电压以外，还经常出现另一类过电压——内部过电压。内部过电压(简称内过电压)是由于由于断路器操作、故障或其他原因，使系统参数发生变化，引起系统内部电磁能量的振荡转化或传递从而造成的电压升高。按其产生原因分为操作过电压和暂时过电压，而后者又包括谐振过电压和工频电压升高，它们也可以按持续时间的长短来区分，一般操作过电压的持续时间在0.1s以内，而暂时过电压的持续时间要长很多。 【知识准备】 因操作引起的暂态电压升高，称为操作过电压。所谓“操作”包括断路器的正常操作，例如分、合闸空载线路或空载变压器、电抗器等；也包括各类故障，例如接地故障、断线故障等。由于操作，使系统的运行状态发生突然变化，导致系统内部电感元件和电容元件之间电磁能量互相转换的过渡过程。操作过电压具有幅值高、存在高频振荡、强阻尼以及持续时间短等特点。 电力系统中在正常或故障时还可能出现幅值超过最大工作相电压、频率为工频或接近工频的电压升高。这种电压升高统称为工频电压升高，或称为工频过电压。工频电压升高的幅值不大，但持续的时间较长。工频电压的升高常伴随操作过电压，其大小直接影响操作过电压的幅值。工频过电压一般不应超过最高运行相电压的1.3倍(线路断路器的变电站侧)或1.4倍(线路断路器的线路侧)。 因系统中电感、电容参数配合不当，在系统进行操作或发生故障时出现的各种持续时间很长的谐振现象及其电压升高，称为谐振过电压。谐振过电压不仅会在进行操作或发生故障的过程中产生，而且可能在该过渡过程结束后的较长时间内稳定存在，直到发生新的操作，谐振条件受到破坏为止。谐振过电压的危害性既取决于其幅值，也取决于它的持续时间。在设计电力系统时，应考虑各种可能的接线方式和操作方式，力求避免形成不利的谐振回路。 内部过电压的能量来自电网本身，其大小由系统参数决定。通常以系统的最高运行相电压 （ 为系统最高运行线电压）为基准来计算过电压幅值的倍数 。若用标么值表示： 工频过电压基准值定义为：最高运行的相电压有效值（ ＝ ）； 操作过电压基准值定义为：最高运行的相电压峰值（ ＝ ）。 过电压倍数与电网结构、系统容量及参数、中性点接地方式、断路器性能、母线的出线回路数、电网运行接线和操作方式等因素有关，它具有统计性质。通常在中性点直接接地的电网中，如果不采取限压措施，操作过电压的最大幅值可达最高运行相电压幅值的3倍以上；在中性点非直接接地的电网中，最大操作过电压可达最高运行相电压幅值的4倍以上；谐振过电压的幅值则在2倍以上。 5.2 高电压与绝缘技术的应用现状 1.了解发展高电压与绝缘技术的原因。 2.了解高电压与绝缘技术的发展现状。 【技能目标】 5.2.1 特高压电网 【活动场景】 用多媒体展示特高压电网的发展现状。 【任务要求】 了解特高压电网的发展现状。 4、局部放电测量 在电气设备的绝缘系统中，各部位的电场强度往往是不相等的，当局部区域的电场强度达到电介质的击穿场强时，该区域就会出现放电，但这种放电并没有贯穿施加电压的两导体之间，即整个绝缘系统并没有击穿，仍然保持绝缘性能，这种现象称为局部放电。发生在绝缘体内的称为内部局部放电；发生在绝缘体表面的称为表面局部放电。 局部放电会逐渐腐蚀、损坏绝缘材料，使放电区域不断扩大，最终导致整个绝缘体击穿。故必须把局部放电限制在一定水平之下。电气设备都把局部放电的测量列为检查产品质量的重要指标，产品不但出厂时要做局部放电试验，而且在投入运行之后还要经常测量。局部放电通常有专业设备测试（图5.32）。 图5.32 局部放电测试仪 （5）耐压试验 绝缘耐压试验是绝缘预防性试验的一个重要项目，即对绝缘施加一个比工作电压高得多的电压进行试验。由于试验电压远高于设备正常运行时所承受的电压，所以试验时可能会对绝缘造成损坏，故又称破坏性试验。为避免设备的损坏，耐压试验要在非破坏试验之后进行，即在非破坏试验合格后方可进行。耐压试验主要包括交流耐压试验，直流耐压试验和冲击耐压试验。 交流耐压试验是考验被试品绝缘承受各种过电压能力的有效方法，特别是工频耐压试验的电压、波形、频率和在被试品绝缘内部电压的分布，均符合在工频电压下运行时的实际情况，因此能真实有效地发现绝缘缺陷。交流耐压设备通常由控制箱和试验变压器组成，如图5.33所示。 图5.33 工频交流耐压试验设备