這是高電壓與絕緣技術(shù)ppt，包括了高電壓與絕緣技術(shù)的發(fā)展，高電壓與絕緣技術(shù)的主要內(nèi)容，我國當(dāng)前特高壓情況，高電壓的產(chǎn)生，日常的靜電現(xiàn)象：購物車帶電，高電壓絕緣與電氣設(shè)備，防雷及防雷設(shè)備，高電壓新技術(shù)及在各領(lǐng)域的應(yīng)用等內(nèi)容，歡迎點(diǎn)擊下載。

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第5章 高電壓與絕緣技術(shù) 5.1 高電壓與絕緣技術(shù)的發(fā)展 高電壓與絕緣技術(shù)是以試驗(yàn)研究為基礎(chǔ)的應(yīng)用技術(shù)，主要研究在高電壓作用下各種絕緣介質(zhì)的性能和不同類型的放電現(xiàn)象、高電壓設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、高電壓試驗(yàn)和測量的設(shè)備及方法、電力系統(tǒng)的過電壓、高電壓或大電流產(chǎn)生的強(qiáng)電場、強(qiáng)磁場或電磁波對環(huán)境的影響和防護(hù)措施，以及高電壓、大電流的應(yīng)用等。高電壓技術(shù)對電力工業(yè)、電工制造業(yè)以及近代物理的發(fā)展（如X射線裝置、粒子加速器、大功率脈沖發(fā)生器等）都有重大影響。 1kV以上至220kV稱為高壓（HV）； 220kV至800kV稱為超高壓（EHV）； 1000kV以上稱為特高壓（UHV）。 電壓等級的技術(shù)與高電壓技術(shù)密切相關(guān)，維持與雷可比的高電壓安全運(yùn)行要有水平非常高的技術(shù)，電氣絕緣擔(dān)負(fù)著維持高電壓長期安全的作用。 1891年，在德國建造了從臘芬(Lauffen)到法蘭克福長175公里、電壓為15.2kV的三相交流輸電線路，雖然輸送功率只有200kW，但這卻是高電壓技術(shù)在輸電工程中實(shí)際應(yīng)用之先河。 電視機(jī)、霓虹燈、復(fù)印、廢水廢氣處理、人體內(nèi)結(jié)石破碎、靜電防護(hù)等，無不應(yīng)用了高電壓技術(shù)的成果。 絕緣技術(shù)是電氣領(lǐng)域安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)，高電壓下絕緣材料的開發(fā)、絕緣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和絕緣性能的試驗(yàn)等都是維持電力運(yùn)行的基礎(chǔ)技術(shù)，支持著電力技術(shù)的發(fā)展。 高電壓與絕緣技術(shù)已成為電氣工程及其自動化的一個(gè)重要分支。 交流發(fā)電機(jī)發(fā)出的6—10kV的電壓，經(jīng)變壓器升壓，通過主干輸電線送到需求地附近的高壓或超高壓變電站，再經(jīng)過降壓，送到二級高壓變電站或特別高壓用戶變電站中，然后通過二級輸電線送到配電變電站中，經(jīng)過配電變壓器降壓，為適應(yīng)這一要求，必須盡可能提高輸電電壓，以降低損耗。 輸電電壓等級經(jīng)歷了交流6、10、20、35、60、110、150、220kV的高壓(HV)，287、330、400、500、735～765kV的超高壓(EHV)，直至1000kV以上的特高壓(UHV)（已有1150kV工業(yè)試驗(yàn)線路）。 高壓直流輸電電壓等級：＋100、＋250、＋400、＋500、＋750kV和＋800kV以上特高壓。 地下高壓輸電由220、275、345千伏發(fā)展到400、500千伏電纜和六氟化硫管道線路。 當(dāng)前，我國的交、直流輸電電壓已達(dá)750kV和＋500kV。 “西電東送”和“北電南送”必然成為我國21世紀(jì)的送電格局，因此我國必將成為世界上少數(shù)幾個(gè)發(fā)展1000kV及以上特高壓（UHV）輸電技術(shù)的國家之一。 5.2 高電壓與絕緣技術(shù)的主要內(nèi)容 高電壓與絕緣技術(shù)學(xué)科領(lǐng)域研究高電壓的產(chǎn)生，在高電壓下絕緣介質(zhì)及其系統(tǒng)的特性，電氣設(shè)備及絕緣，電氣系統(tǒng)過電壓及其限制措施，高電壓試驗(yàn)技術(shù)，電磁環(huán)境及電磁污染防護(hù)，以及高電壓在技術(shù)的應(yīng)用等。 其主要內(nèi)容可分為四部分：各類電介質(zhì)在高電場下的特性，電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)技術(shù)，電力系統(tǒng)過電壓與絕緣配合，高電壓技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用等。 我國當(dāng)前特高壓情況 交流特高壓方面： 我國自主研發(fā)、設(shè)計(jì)和建設(shè)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國內(nèi)最高電壓等級特高壓交流示范工程，是1000kV交流輸變電工程——晉東南—南陽—荊門特高壓交流試驗(yàn)示范工程，全長640公里，縱跨晉豫鄂三省。線路起自山西1000kV晉東南變電站，經(jīng)河南1000kV南陽開關(guān)站，止于湖北1000kV荊門變電站。2008年12月30日22時(shí)，該工程投入試運(yùn)行。 　　 直流特高壓方面： 四川向家壩——上海±800kV高壓直流輸電示范工程2010年正式運(yùn)營，這是目前規(guī)劃建設(shè)的世界上電壓等級最高、輸送距離最遠(yuǎn)、容量最大的直流輸電工程。 　　 5.2.1 高電壓的產(chǎn)生 高電壓可由一些物理現(xiàn)象自然形成，如雷電、靜電等；也可以是為達(dá)到某種目的而人為產(chǎn)生，如高壓靜電起電機(jī)。電力系統(tǒng)一般通過高電壓變壓器、高壓電路瞬態(tài)過程變化等產(chǎn)生高電壓。 一、雷電 當(dāng)帶電的雷云之間或雷云與大地之間出現(xiàn)很高的電位差時(shí)，就會發(fā)生放電，放電會產(chǎn)生強(qiáng)烈的光和熱，通道溫度高達(dá)15000～20000度，使空氣急劇膨脹、震動，發(fā)出隆隆聲響，形成雷閃（雷擊）。 雷擊的電功率極大，雷電電流達(dá)100kA，雷雨云電壓達(dá)1×108V（1億伏）左右，為100×108＝1×1010kW。但是，一次雷電持續(xù)的時(shí)間極短，釋放的電能并不大，平均不過300kW•h左右（僅夠一個(gè)大屏幕電視工作500小時(shí)左右），因此把雷電轉(zhuǎn)化為可利用能源的價(jià)值并不大。 二、 雷電的危害 雷電可能危害人及家畜，損壞建筑物，設(shè)備和電氣系統(tǒng)，因此需采取防護(hù)對策。 雷電對人、畜的危害來自雷電直擊或“跨步電壓”。當(dāng)雷擊中地面物體時(shí)，強(qiáng)大的電流使地面不同位置的電位由明顯的差別，人行走時(shí)兩腿間將會有電壓作用，這就是跨步電壓�？绮诫妷哼^高時(shí)將會危及人身安全。 雷電過電壓會損壞電氣系統(tǒng)，影響吸引的正常運(yùn)行。雷電還會危害高建筑物、通信線路、天線、飛機(jī)、船舶、油庫等的安全。 三、靜電 1. 靜電充電 2. 靜電放電 3. 靜電的危害 日常的靜電現(xiàn)象：購物車帶電 四、高電壓發(fā)生裝置 5.2.2 高電壓絕緣與電氣設(shè)備 一、絕緣材料及其發(fā)展 1. 絕緣材料的分類和性能 絕緣材料可分氣體﹑液體﹑固體三大類。 常用的氣體絕緣材料有空氣、氮?dú)�、六氟化硫等。液體絕緣材料主要有礦物絕緣油、合成絕緣油(硅油、十二烷基苯、聚異丁烯、異丙基聯(lián)苯、二芳基乙烷等)兩類。 固體絕緣材料可分有機(jī)、無機(jī)兩類。有機(jī)固體絕緣材料包括絕緣漆、絕緣膠、絕緣紙、絕緣纖維制品、塑料、橡膠、漆布漆管及絕緣浸漬纖維制品、電工用薄膜、復(fù)合制品和黏帶、電工用層壓制品等。無機(jī)固體絕緣材料主要有云母、玻璃、陶瓷及其制品。 二、電氣設(shè)備的絕緣 電氣設(shè)備中使用的絕緣有氣體、液體和固體絕緣，或把它們構(gòu)成組合絕緣使用。金屬導(dǎo)體加高電壓在長時(shí)間通電流使用時(shí)性能幾乎不劣化，但帶高壓的絕緣體多為高分子材料，隨著加壓時(shí)間延長，絕緣性能有下降傾向。因此，高電壓系統(tǒng)對提高絕緣材料的長期特性、絕緣設(shè)計(jì)合理化和運(yùn)行中電機(jī)電器的絕緣診斷等理論和技術(shù)都有很高的要求。 5.2.3 高電壓試驗(yàn)技術(shù) 一、液體和固體介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度 絕緣介質(zhì)除氣體外，還有液體、固體。液體絕緣介質(zhì)，除了做絕緣外，還常做載流導(dǎo)體或磁導(dǎo)體（鐵心）的冷卻劑，在開關(guān)電器中可用作滅弧材料。固體介質(zhì)可作為載流導(dǎo)體的支撐或作為極間屏障，以提高氣體或液體間隙的絕緣強(qiáng)度。因此，對液體、固體物質(zhì)結(jié)構(gòu)以及它們在電場作用下所產(chǎn)生的物理現(xiàn)象進(jìn)行研究，能使我們了解并確定它們的電氣強(qiáng)度及其它性能。 二、電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn) 工程上的電介質(zhì)在電場作用下的主要物理現(xiàn)象如極化、電導(dǎo)、損耗和擊穿等現(xiàn)象，不能從理論上得到圓滿的解釋，這樣在很大程度上要依靠試驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行解釋和判斷。同時(shí)，為了保證電氣設(shè)備的安全運(yùn)行，需對設(shè)備進(jìn)行各種試驗(yàn)。通過試驗(yàn)，掌握電氣設(shè)備絕緣的情況，保證產(chǎn)品的質(zhì)量或盡早發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷，從而進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)與檢修，防患于未然，以保證設(shè)備的安全運(yùn)行。電氣設(shè)備的出廠試驗(yàn)、安裝時(shí)的交接試驗(yàn)和運(yùn)行中定期進(jìn)行的預(yù)防性試驗(yàn)，都是為了這一目的。 電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)主要包括：絕緣電阻及吸收比的測量；泄漏電流的測量；介質(zhì)損失角正切值tan的測量；局部放電的測量；絕緣油的色譜分析；工頻交流耐壓試驗(yàn)；直流耐壓試驗(yàn)；沖擊高壓試驗(yàn)；電氣設(shè)備的在線監(jiān)測技術(shù)等。 三、高電壓試驗(yàn)設(shè)備 四、電氣設(shè)備診斷及在線監(jiān)測 電氣設(shè)備診斷過程的基本環(huán)節(jié)：①通過傳感器及必要的測量手段，檢測能表征設(shè)備狀態(tài)的各種特性，得到初始模式；②對原始信號進(jìn)行分析處理（數(shù)據(jù)處理），抑制干擾，去除冗余，提取出能敏感而有效地反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的特征參數(shù)，形成待檢模式；③將待檢模式與樣板模式（根據(jù)理論知識、運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)、試驗(yàn)研究以及積累的故障檔案確定）對照，識別故障模式；④根據(jù)多種特征識別的結(jié)果，綜合分析，判斷設(shè)備狀態(tài)，并對發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)測，從而提供故障預(yù)警，為下一步設(shè)備維修決策提供根據(jù)。 5.2.4 電力系統(tǒng)過電壓及其防護(hù) 5.2.5 防雷及防雷設(shè)備 一、避雷針 為防止建筑物或設(shè)備遭受直接雷擊，通常采用裝設(shè)高于被保護(hù)物的避雷針（或避雷線），其作用是將雷電吸引到避雷針上并安全地將雷電流引入大地，從而遮蔽了被保護(hù)建筑物或設(shè)備。它的保護(hù)范圍是個(gè)錐體，其半徑與避雷針高度有關(guān)。 二、避雷器 當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)過電壓時(shí)，避雷器的作用是既要限制過電壓以保護(hù)電氣設(shè)備不受過電壓的損害，又要保證不會跳閘停電保證可靠運(yùn)行，避雷器的種類有管型避雷器和閥型避雷器。 氧化鋅避雷器 三、輸電線路和發(fā)電廠、變電所的防雷保護(hù) 據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)表明，因雷擊線路造成的跳閘事故占電網(wǎng)總事故的60％以上。同時(shí)，雷擊線路時(shí)自線路入侵變電所的雷電波也是威脅變電所的主要因素，所以要設(shè)線路的防雷保護(hù)，并且發(fā)電廠和變電所的防雷保護(hù)必須是十分可靠的。 輸電線路防雷性能的優(yōu)劣主要由耐雷水平及雷擊跳閘率來衡量，線路防雷問題是一個(gè)綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題，在確定防雷措施時(shí)，應(yīng)根據(jù)線路的電壓等級、負(fù)荷性質(zhì)、系統(tǒng)運(yùn)行方式、雷電活動的強(qiáng)弱等經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來確定。 5.3 高電壓新技術(shù)及在各領(lǐng)域的應(yīng)用 5.3.1 等離子體技術(shù)及其應(yīng)用 5.3.2 激光放電 用激光照射氣體引起的氣體放電稱為激光放電。 可應(yīng)用激光導(dǎo)向擊穿技術(shù)，將雷電引導(dǎo)至選定的地點(diǎn)，以保護(hù)設(shè)備或建筑物。也可利用激光束來觸發(fā)火花間隙，可制成動作準(zhǔn)確的開關(guān)，應(yīng)用于高電壓、大功率脈沖試驗(yàn)裝置中。 5.3.3 液電效應(yīng)及其應(yīng)用 在封閉的液體容器中進(jìn)行沖擊放電，會引起容器內(nèi)壓力的急劇變化，這種現(xiàn)象稱為液電效應(yīng)。液電效應(yīng)的瞬時(shí)沖擊壓力可高達(dá)600～1500帕。 液電效應(yīng)應(yīng)用舉例： 導(dǎo)體材料、彈性材料、冶金渣、花崗石等的破碎加工。 成型和鍛壓。 切割非導(dǎo)體材料或石材。 探礦、石油勘探。 體外沖擊波碎石機(jī)粉碎腎結(jié)石等。 5．3．4 靜電技術(shù)及其應(yīng)用 一、靜電分選 二、靜電噴涂 三、靜電植絨 四、靜電紡紗 五、靜電制版  一、靜電除塵 利用靜電場的作用，使煙氣中的塵粒帶電，并將其從煙氣中分離、去除的技術(shù)。  二、靜電噴霧 靜電噴霧是利用靜電吸附作用，將農(nóng)藥噴灑到防治對象上。農(nóng)藥的噴灑可使用靜電噴霧機(jī)或靜電噴粉機(jī)。 5.3.6 在材料、冶金及加工中的應(yīng)用 等離子冶煉技術(shù)已用于礦石和精礦的熱分解、熔煉、氧化、還原等過程，并且已有用于碳鋼或合金鋼生產(chǎn)的容量達(dá)30～40噸的直流電弧等離子體爐。 等離子體爐還可用于鐵合金的生產(chǎn)，難熔金屬和合金的熔化，以及從工業(yè)副產(chǎn)品、廢料、切屑、邊角料中回收廢金屬等領(lǐng)域。 5.3.7 在照明技術(shù)中的應(yīng)用 氣體放電光源通過等離子氣體放電將電能轉(zhuǎn)換為光。 氣體放電照明燈的泡殼與電極間采用真空氣密封接，泡殼內(nèi)充有放電氣體；熒光燈、高壓汞燈、鈉燈和金屬鹵化物燈是應(yīng)用最多的照明用氣體放電燈。xyL紅軟基地

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