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高电压技术复习课件

目录

02

绝缘材料与设备

01

基础概念与原理

03

高电压电场分析

04

高压测试技术

05

电力系统应用专题

06

安全与标准化

01

基础概念与原理

Chapter

高电压技术定义与分类

高电压技术定义

研究高电压下各种电气设备和系统的绝缘、放电、过电压及其防护技术的学科。

高电压技术分类

按照研究内容和应用领域，可分为高电压绝缘技术、高电压放电技术、高电压试验技术、过电压防护技术等。

重要性和应用

在电力系统、电工装备制造、高电压试验及检测等领域具有广泛应用。

高压绝缘理论框架

绝缘材料种类

绝缘破坏机制

绝缘强度概念

绝缘配合原则

包括气体、液体、固体三大类，各具特点和使用范围。

指在一定条件下，绝缘材料抵抗电压而不被破坏的能力。

包括电击穿、热击穿、放电击穿等多种机制，以及组合作用。

根据设备电压等级和绝缘材料性能，合理选择绝缘距离和绝缘材料。

气体/液体/固体放电特性

气体放电特性

包括辉光放电、弧光放电、电晕放电等多种形式，受气压、电场强度等因素影响。

01

液体放电特性

主要受电场强度、液体电导率、温度等因素影响，放电过程较复杂。

02

固体放电特性

固体内部放电过程复杂，包括沿面放电、体积放电等多种形式，受电场强度、绝缘材料性能等因素影响。

03

放电对绝缘的破坏

放电过程中会产生大量热量和化学物质，对绝缘材料造成损伤，加速绝缘老化过程。

04

02

绝缘材料与设备

Chapter

常见绝缘材料性能参数

指绝缘材料在规定的条件下，不被击穿、不导电的最高电场强度。

耐电强度

介质损耗

耐热性能

表示绝缘材料在电场作用下，阻止电流通过的能力，是绝缘材料的重要性能指标。

绝缘材料在电场中由于介质极化引起的能量损耗，通常用介质损耗角来表示。

绝缘材料在高温下不易变质、变形或损坏的性能，通常以长期耐热温度或短时耐热温度来表示。

绝缘电阻

变压器结构

主要由铁芯和绕组组成，通过电磁感应原理实现电压等级的变换。

变压器工作原理

通过改变一、二次绕组的匝数比，实现电压的升高或降低。

断路器结构

主要由触头、灭弧室和操动机构组成，用于在电路中进行开合操作。

断路器工作原理

通过操动机构使触头分离或接触，实现电路的通断，同时利用灭弧室熄灭电弧。

变压器与断路器结构原理

避雷器与套管关键技术

避雷器作用

套管作用

避雷器类型

套管类型

用于保护电力设备免受雷电过电压的侵害，将雷电波引入大地。

主要有保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器和氧化锌避雷器等。

将高压电器设备与地电位隔离，保证设备和人身安全。

主要有纯瓷套管、充油套管和电容式套管等，每种套管都有其特点和适用场合。

03

高电压电场分析

Chapter

电场分布数学模型

电场强度公式

描述电场中各点电场强度大小的数学模型，包括点电荷、线电荷、面电荷等分布形式。

01

电位分布数学模型

描述电场中各点电位高低的数学模型，包括泊松方程、拉普拉斯方程等。

02

边界条件

描述电场在特定边界上的分布特性，如电场在导体表面为零、在介质分界面上发生折射等。

03

有限元仿真分析方法

有限元法原理

将连续的电场区域划分为有限个小单元，通过求解每个单元的电场分布来逼近整个区域的电场分布。

网格剖分

将电场区域划分为若干个小网格，每个网格内电场分布近似看作均匀。

求解方法

通过求解网格节点上的电位值，进而计算出各点的电场强度和电位分布。

电场畸变控制策略

均匀电场设计

通过优化电极形状和排列方式，使电场在电极附近尽可能均匀分布，避免电场畸变。

屏蔽措施

在电场敏感区域设置屏蔽层或屏蔽体，减少外界电场对内部电场的干扰。

调整工作电压

通过调整工作电压的大小和分布，使电场分布更加合理，降低电场畸变程度。

04

高压测试技术

Chapter

工频/冲击电压试验标准

试验标准制定

根据设备类型、使用环境以及故障后果等因素，制定合理的试验标准和评估方法。

03

模拟雷电冲击、操作冲击等瞬态过电压，检验设备在瞬态过电压下的绝缘性能和稳定性。

02

冲击电压试验

工频耐压试验

规定试验电压波形、频率、持续时间和加压方式等参数，评估设备在长时间工频电压下的绝缘性能。

01

局部放电检测原理

局部放电定义

指电气设备绝缘中局部发生的放电现象，通常不引起绝缘击穿，但可能导致绝缘性能逐渐降低。

01

检测方法

采用电测法、超声波检测法、光测法等多种手段，结合放电信号的特征和传播规律进行检测。

02

放电类型识别

通过分析放电信号的频谱、波形等特征，识别放电类型，如内部放电、表面放电等。

03

绝缘诊断与寿命评估

绝缘电阻测量

通过测量绝缘电阻值，评估绝缘性能的好坏，但受温度、湿度等因素影响较大。

寿命评估方法

结合设备运行环境、历史运行数据以及试验结果，采用统计分析和可靠性评估等方法，综合评估