高电压在其他领域中的应用: 脉冲功率技术:
研究高电压、强电流、大功率脉冲的产生、传输和应用的技术 用于牛奶和饮料的灭菌
电磁兼容:
静电技术:静电除尘、静电喷涂、静电植绒等都是静电应用的例子
气体放电应用:污水处理和烟气的脱硫脱硝臭氧产生灭菌液电效应用于油井解堵及岩石粉碎 脉冲电场的应用:
第二章:气体放电基本物理过程
(一)气体分子的电离可由下列因素引起:
(1)高温下气体中的热能(热电离) 因气体热状态引起的电离过程称为热电离 (2)各种光辐射(光电离) 光辐射引起的气体分子的电离过程称为光电离 只有波长更短的X射线、γ射线才能使气体发生光电离 (3)电子或正离子与气体分子的碰撞电离 气体放电中,碰撞电离主要是电子和气体分子碰撞而引起的 、碰撞电离主要以电子为主 (4)分级电离 原子或分子在激励态再获得能量而发生电离称为分级电离,此时所需能量为Wi-We 通常分级电离的概率很小,因为激励态是不稳定 只有亚稳激励态才会引起分级电离 (二)金属(阴极)的表面电离
(1)正离子碰撞阴极
正离子碰撞阴极时使电子逸出金属(传递的能量要大于逸出功)。只有当正离子的位能不小于金属逸出功的两倍时,逸出的电子有一个和正离子结合成为原子,其余的成为自由电子。因此正离子必须碰撞出两个及以上电子时才能出现自由电子 (2)光电子发射
金属表面受到光的照射,当光子的能量大于逸出功时,金属表面放射出电子(紫外光照射电极 ) (3)强场发射(冷发射) 阴极附近所加外电场足够强时,使阴极发射出电子(>106V/cm ) (4)热电子发射
当阴极被加热到很高温度时,其中的电子获得巨大动能,逸出金属
(三)负离子的形成
有时电子和气体分子碰撞非但没有电离出新电子,反而是碰撞电子附着分子,形成了负离子 有些气体形成负离子时可释放出能量。这类气体容易形成负离子,称为电负性气体(如氧、氟、SF6等)
负离子的形成并未使气体中带电粒子的数目改变,但却能使自由电子数减少,因而对气体放电的发展起抑制作用。电负性气体具有很高的电气强度。
在曲线的OA 段,I随U 的提高而增大,这是由于电极空间的带电粒子向电极运动加速而导致复合数的减少所致。
当电压接近UA时,电流趋向于饱和值 ,因为这时外界电离因子所产生的带电粒子几乎能全部抵达电极,所以电流值仅取决于电离因子的强弱而与所加电压无关。
当电压提高到UB时,电流又开始随电压的升高而增大,这是由于气隙中出现碰撞电离和电子崩。
电压继续升高至U0时,电流急剧上升,说明放电过程又进入了一个新的阶段。此时气隙转入良好的导电状态,即气体发生击穿了 由非持放电转入自持放电的电压称为起始电压U0
如电场比较均匀,则间隙将被击穿,此后根据气压、外回路阻抗等条件形成辉光放电、火花放电或电弧放电,而起始电压U0也就是间隙的击穿电压Ub
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如电场极不均匀,则当放电由非自持转入自持时,在大曲率电极表面电场集中的区域发生电晕放电,这时起始电压是间隙的电晕起始电压,而击穿电压可能比起始电压高很多
电子崩过程:
外界电离因子在阴极附近产生了一个初始电子,如果空间电场强度足够大,该电子在向阳极运动时就会引起碰撞电离,产生一个新的电子,初始电子和新电子继续向阳极运动,又会引起新的碰撞电离,产生更多电子
依此,电子将按照几何级数不断增多,类似雪崩似地发展,这种急剧增大的空间电子流被称为电子崩。
在高气压和高真空下,气隙不易发生放电现象,具有较高的电气强度
自持放电的条件:
要达到自持放电的条件,必须在气隙内初始电子崩消失前产生新的电子(二次电子)来取代外电离因素产生的初始电子。
11pd较小时,汤逊放电自持的条件为
pd较大时,电子碰撞电离及空间光电离是维持自持放电的主要因素
流注形成的条件:电子崩发展到足够的程度后,电子崩中的空间的电荷足以使原电场明显畸变 对均匀电场来说,自持放电条件为 ad
e=常数或ad=常数 ad=20 初崩头部的电子数要达到108时,
放电才能转为自持,出现流注 二次电子崩的主要来源是空间光电离
由于崩头和崩尾的电场明显增强,因次在崩头和崩尾产生二次电子崩的可能性更大
电晕放电的危害:
电晕放电引起的光、声、热等效应使空气发生化学反应,都会消耗一定的能量,电晕损耗 电晕放电还会产生可闻噪声,并有可能超出环境保护所容许的标准。
电晕放电中,由于电子崩和流注不断消失和重新出现所造成的放电脉冲会产生高频电磁波,从而对无线电和电视广播产生干扰。 降低电晕的方法:
在选择导线的结构和尺寸时,应使好天气时电晕损耗接近于零,对无线电和电视的干扰应限制到容许水平以下。
对于超高压和特高压线路的分裂线来说,找到最佳的分裂距,使导线表面最大电场强度值最小。 对330kV及以上的线路应采用分裂导线,例如对330,500和750kV的线路可分别采用二分裂、四分裂和六分裂导线。 降低电晕的利用:
在输电线上传播的雷电电压波因电晕放电而衰减其幅值和降低其波前陡度。 操作过电压的幅值也会受到电晕的抑制。
电晕放电还在除尘器、静电喷涂装置、臭氧发生器等工业设施中得到广泛应用。
极性效应:
在不均匀电场中,放电总是从曲率半径较小的电极表面,即间隙中场强最大的地方开始。
当棒具有正极性时
1.因棒电极为正极性,所以电子崩中电子迅速进入棒电极 2.在棒极附近,积聚起正空间电荷,减少了紧贴棒极附近的电场,而略微加强了外部空间的电场,棒极附近难以造成流注,使得自持放电、即电晕放电难以形成 当棒具有负极性时
1.电子崩中的电子迅速扩散并向板电极运动,因而在间隙中浓度很小,而正离子则缓慢地向棒电极移动,在棒电极附近的空间正电荷的浓度很大。
2.正空间电荷加强了棒电极附近的场强而削弱了空间电荷的外部空间的电场。因此这种情况下空间电荷使棒极附近容易形成流注,也就是使自持放电的条件易于满足. 自持放电阶段:
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当棒具有正极性时
1.随着放电区的扩大,强电场区将逐渐向板电极方向推进。这说明一旦满足自持放电条件后,随着外施电压的增大,电晕层很容易扩展而导致间隙的最终击穿。 当棒具有负极性时
1.空间电荷使放电区的外部空间的电场削弱,这样电晕层不容易扩展而导致整个间隙的击穿。 U+(击穿)< U-(击穿); U+(电晕)> U-(电晕)
在进行外绝缘的冲击电压实验时,也往往施加正极性冲击电压,因为此时电气强度较低。 输电线路和电气设备外绝缘的空气间隙大都属于极不均匀电场的情况,所以在工频高电压的作用下,击穿发生在外加电压为正极性的那半周内。
极性效应是由电场不均匀度引起的,与气体的性质无关。 第三章:气体间隙的击穿强度 气体电气强度取决于:
1、所加电压的类型:操作过电压 雷电过电压 工频交流电压 直流电压
2、电场形式:均匀或稍不均匀电场中,气体击穿场强为30kV/cm 极不均匀电场,先出现电晕 50%放电电压,即多次施加电压时有半数会导致击穿的电压值Ub50 Ubo=Ub50-3ζ
操作过电压:电力系统在操作或发生事故时,因状态发生突然变化引起电感和电容回路的振荡产生过电压,称为操作过电压 操作过电压下的击穿只对长间隙才有意义。
常采用与雷电冲击波相似的非周期性指数衰减波来模拟频率为数千M赫兹的操作过电压。
长空气间隙的操作冲击击穿通常发生在波前部分,因而其击穿电压与波前时间有关,而与波尾时间无关。
操作冲击电压的推荐波形:工程实践中常采用振荡操作波代替非周期性的指数衰减的标准波形。 大气密度和湿度对击穿的影响:气隙的击穿电压随大气密度或湿度的增加而升高
1、大气密度升高而击穿电压升高:随着空气密度的增大,气体中自由电子的平均自由程缩短了,不易造成撞击电离。
2、湿度的增加而击穿电压升高:水蒸汽是电负性气体,易俘获自由电子形成负离子,使自由电子的数量减少,阻碍了电离的发展。(极不均匀电场)均匀电场或稍不均匀电场可忽略湿度影响 实验条件下的气隙击穿电压与标准大气条件下的击穿电压之间关系:
pU=KtU0=K1K2U0 Km δ1p0
式中指数m与电极形状、气隙长度、电压类型及其极性有关
273t0273t
K取决于试验电压的类型并为绝对湿度h与相对空气密度的比率h/ 的函数。
海拔的影响:随着海拔高度的增大,空气变得逐渐稀薄,大气压力和相对密度减小,使空气密度减小,因而空气的电气强度也将降低。
K2kWU=KAUS=1/(1.1-H*10-4)US
SF6:
SF6的电气强度约为空气的2.5倍,灭弧能力更高达空气的100倍以上 SF6气体绝缘与变压器油相比则有防火、防爆的优点。
SF6具有较高的电气强度,主要是因为其具有很强的电负性,容易俘获自由电子而形成负离子(电子附着过程),电子变成负离子后,其引起碰撞电离的能力就变得很弱,因而削弱了放电发展过程。
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SF6在极不均匀电场中击穿电压下降的程度比空气要大得多。SF6 优异的绝缘性能只有在电场比较均匀的场合才能得到充分的发挥。
提高气体介质电气强度(气隙击穿电压)的方法: 一是:改善电场分布使之尽量均匀
A改善电极形状 增大电极曲率半径 改善电极边缘,使电极具有最佳外形
B利用空间电荷畸变电场的作用 利用电晕放电产生的空间电荷来改善极不均匀场间隙中的电场分布 此种方法只在持续电压作用下有效,在雷电冲击电压下并不适用。
C极不均匀电场中屏蔽的采用 在电场极不均匀的空气间隙中,放入薄片固体绝缘材料 屏蔽靠近尖电极或板电极时,屏蔽效应消失
二是:设法削弱电离过程
提高气压 可以减小电子的平均自由行程,从而消弱气体的电离过程。 强电负性气体应用 电子附着过程也会大大削弱碰撞的电离过程
采用高真空 使电子的平均自由行程远大于间隙长度,从而使极间碰撞电离几乎不可能发生。 第四章:气体沿固体绝缘表面的放电
闪络:沿着固体绝缘表面发生放电时称为闪络。 影响沿面闪络电压的因素
是否紧密接触: 固体介质与电极表面接触不良,存在小气隙。小气隙中的电场强度很大,首先发生放电,所产生的带电粒子沿固体介质表面移动,畸变了原有电场。
大气的湿度影响: 大气中的潮气吸附在固体介质表面形成水膜,其中的离子受电场的驱动而沿着介质表面移动,降低了闪落电压。与固体介质吸附水分的性能也有关。 极不均匀电场中的沿面放电 具有强垂直分量时的沿面放电
电晕放电 辉光放电 滑闪放电 闪络
滑闪放电通道中的电流密度比较大,压降较小,其伏安特性具有下降特性,因此可以认为滑闪放电是以介质表面放电通道中发生了热电离为特征的。 要提高套管的电晕起始电压和滑闪电压可以采取: 1、减小比电容C0
2、减小绝缘表面电阻 即减小介质表面电阻率。例如在套管靠近接地法兰处涂半导体 ,在电机绝缘出口槽部分涂半导体漆等。
滑闪放电现象只出现在工频交流电压和冲击电压下,直流电压下没有明显的滑闪放电现象,而且直流电压下介质厚度对闪络电压的影响也很小。 具有弱垂直分量时的沿面放电
电极形状和布置已使电场很不均匀,因而介质表面积聚电荷使电压重新分布所造成的电场畸变,不会显著降低沿面放电电压
另一方面,由于界面上电场垂直分量很弱,沿表面也没有较大的电容电流流过, 因此不会出现热电离和滑闪放电, 因而垂直于放电发展方向的介质厚度对放电电压实际上没有影响
因此这种情况下,为提高沿面放电电压,主要从改进电极形状以改善电极附近的电场着手 例如采用内屏蔽电极或外部屏蔽电极如屏蔽罩或均压环等 均压环:
采用均压环不但减弱了电极边缘的场强,而且还由于流经均压环与介质表面间的分布电容电流,部分地补偿了介质的对地电容电流,改善了电压分布,从而提高闪络电压。
受潮表面的沿放电
在介质表面未发生凝露的情况下,空气中绝对湿度增大时,绝缘子沿面闪络电压会略有提高。但介质表面发生凝露时,则沿面闪络电压将明显下降
介质表面完全淋湿时,雨水形成连续的导电层,因此泄漏电流增大,闪络电压大大降低
要提高绝缘子的湿闪电压,必须在绝缘子外形设计时使淋雨状态下介质表面有一部分不直接受雨
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淋。为此户外绝缘子都有伞裙。 脏污绝缘子表面的沿面放电
闪络形成:毛毛雨、雾、露等不利天气时,污层将被水分湿润,电导大增,工作电压下泄漏电流大增。绝缘子表面上不断延伸发展局部电弧(称为爬电),一旦达到某一临界长度时,自动贯穿两极,形成沿面闪络。
污闪危害:污闪事故一般是在工作电压下发生的,常常会造成长时间、大面积的停电,要待不利的气象条件消失后才能恢复供电,因此污闪事故对电力系统的危害特别大 污闪事故的对策:
(一)定期或不定期清扫
一般采用带电水冲洗法,效果较好,但必须注意水冲洗时不能引起相间闪络。对于变电所设备,可以装设泄漏电流记录器。
(二)使用防污闪涂料或进行表面处理
有机硅油、有机硅脂、地蜡等 .等离子体放电的处理 (三)加强绝缘和采用耐污绝缘子 (四)使用其他材质的绝缘子 (五)新型合成绝缘子
第五章 液体和固体介质的电气特性
电介质的极化是即在外加电场的作用下,固体介质中原来彼此中和的正、负电荷产生了位移,形成电矩,使介质表面出现了束缚电荷,即极板上电荷增多,因而使电容量增大。介电常数来表示极化强弱。
气体εr约为1,固体跟液体约为2-6
最基本的极化型式有:电子极化,离子极化,偶极子极化,另外还有夹层极化和空间电荷极化等 电子式极化(无损):原子的电子轨道受电场作用,相对于原子核产生位移,正负电荷作用中心不再重合 极化强度与正负电荷中心间距d成正比,随外电场增大而增大。 特点:完成极化需要的时间极短; 外场消失,整体恢复中性。 离子式极化(无损):在外电场作用下,正、负离子发生偏移 离子相对位移有限,外电场消失后即恢复原状;
所需时间很短,其εr几乎与外电场频率无关。
偶极子极化:出现外电场后,原先排列杂乱的偶极子将沿电场方向转动,作较有规则的排列 极性电介质:分子具有固有的电矩,即正、负电荷作用中心永不重合,由极性分子组成的电介质称为极性电介质。
偶极子极化是非弹性的,极化过程需要消耗一定的能量,极化所需的时间也较长
极性电介质的εr值与电源频率有较大关系,频率很高时偶极子来不及转动,因而其εr减小 εr先随着T的升高而升高,然后随T的升高降低。
对液体和固体介质,温度很低时,分子间联系紧密,偶极子转动比较困难,所以εr很小 热运动变得较强烈时,分子热运动阻碍极性分子沿电场取向,使极化减弱
相对介电常数:是反映电介质极化程度的物理量 讨论极化的意义:
选择绝缘,多层介质合理配合,研究介质损耗依据,电气预防性试验,研发新材料 电介质的电导:
电导率表征电介质导电性能的主要物理量
电导分为离子电导和电子电导 以及表面电导
气体和液体只有体积电阻RV,固体还有表面电阻RS 体积电导率:
电阻率:ρv=Rv*S/d 电导率:γv=1/ρv=1/Rv*d/S=Gv* d/S
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表面电导率:
电阻率:ρs=Rs*L/d 电导率:γs=1/ρs=1/Rs*d/L=Gs* d/L
讨论电导的意义:
绝缘预防性试验的理论依据:利用绝缘电阻泄漏电流及吸收比判断设备的绝缘状况 电解质的能量损耗:
一种是由电导引起的损耗,另一种是由极化引起的损耗。统称介质损耗。
直流下:电介质中没有周期性的极化过程,只要外加电压还没有达到引起局部放电的数值,介质中的损耗将仅由电导组成,所以可用体积电导率和表面电导率说明问题,不必再引入介质损耗这个概念。
交流时:电流包含有功和无功两部分。 由功率三角形:
P=Qtanδ=U2ωCtanδ
用介质损失角的正切tanδ来判断介质的品质
tgδ :反映的是电介质单位体积中能量损耗的大小
介质损耗影响因素:与绝缘介质的形状、大小无关,只与介质的固有特性有关 液体介质的击穿
纯净液体击穿理论:
1电击穿理论(电子碰撞离子LL)
在外电场足够强时,电子在碰撞液体分子可引起电离,使电子数倍增,形成电子崩。同时正离子在阴极附近形成空间电荷层增强了阴极附近的电场,使阴极发射的电子数增多,导致液体介质击穿。电子的平均自由行程很小,必须大大提高场强才开始碰撞电离
2气泡击穿理论(小桥理论)
液体中出现气泡,在交流电压下,串联介质中电场强度的分布与介质的εr 成反比。由于气泡的εr 最小,其电气强度又比液体介质低很多,所以气泡必先发生电离。气泡电离后温度上升、体积膨胀、密度减小,这促使电离进一步发展。电离产生的带电粒子撞击油分子,使它又分解出气体,导致气体通道扩大。许多电离的气泡在电场中排列成气体小桥,击穿就可能在此通道中发生
气泡理论解释工程变压器油击穿过程:
研究表明,工程液体介质的击穿是由液体中的气泡或杂质如水分、悬浮的固体纤维等引起的,即气泡或杂质在电场作用下在电极间排成“小桥”,引起击穿。 可用气泡击穿理论来解释击穿过程,它依赖于气泡的形成、发热膨胀、气泡通道扩大并积聚成小桥,有热的过程,属于热击穿的范畴。
3非纯净液体电介质的小桥击穿理论
液体中的杂质在电场力的作用下,在电场方向定向,并逐渐沿电力线方向排列成杂质的“小桥” 液体电介质最后在气体通道中发生击穿 影响液体介质击穿的因素
判断变压器油的质量,主要依靠测量其电气强度、tanδ和含水量。其中最重要的实验项目就是测量油的工频击穿电压。
1杂质的影响:油中主要杂质是水,影响由击穿的是呈悬浮状的水分。但含水量增大时,水沉积到油底部,对油的击穿不再有太大影响。
2温度的影响:与油中含水量有关:干燥的油的击穿与温度没有太大关系,但受潮的油随着温度的升高,击穿电压显著提高,因为T升高,水在油中溶解度增加,使悬浮状水分减少。 3油体积的影响:油的击穿强度随油体积的增加而明显下降。 原因:间隙中缺陷(即杂质)出现的概率随油体积的增加而增大。
4电压形式的影响:油间隙的冲击击穿强度比工频击穿强度要高得多 。
杂质形成小桥所需的时间,比气体放电所需的时间要长,因此油间隙的冲击击穿强度比工频击穿强
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度要高得多
以上讨论中可以看出,油中杂质对油隙的工频击穿电压有很大的影响,所以对于工程用油来说: 一方面要设法提高油的品质,即去除油中固态杂质、水分和气泡另一方面在绝缘设计中采取措施以减小杂质的影响 固体介质的击穿:
固体介质的固有击穿强度比液体和气体介质高。固体介质击穿电压特点 :与电压作用时间有关,与击穿场强有关,为非自恢复绝缘。
1电击穿理论:
固体介质的电击穿过程与气体中相似,由碰撞电离形成电子崩,当电子崩足够强时破坏介质晶格结构导致击穿。
电击穿的主要特征: ①体积效应 ;
1.固体介质击穿场强数据分散性很大,这与材料不均匀性有关。
2.加大试样的面积或体积,使材料弱点出现的概率增大,会使击穿场强降低, 3.在小试样上得到的试验结果,不可直接用于大尺寸的绝缘结构 ②累积效应 ;
1. 固体介质在冲击电压多次作用下,其击穿电压Un有可能低于单次冲击作用时的击穿电压U1。 2. 是因为固体介质为非自恢复绝缘,如每次冲击电压下介质发生部分损伤,则多次冲击电压作用下这种部分损伤会扩大而导致击穿。这种现象称为累积效应。 2热击穿:
由于介质损耗的存在,固体电介质在电场中会逐渐发热升温,温度升高导致固体电介质电阻下降,电流进一步增大,损耗发热也随之增大。
在电介质不断发热升温的同时,也存在一个通过电极及其它介质向外不断散热的过程。如果同一时间内发热超过散热,则介质温度会不断上升,以致引起电介质分解炭化,最终击穿,这一过程称为电介质的热击穿过程。
热击穿特点:
①由于热击穿是一个热不平衡的过程,击穿所需时间较长,常常需要几个小时,即使在提高试验电压时也常需要好几分钟 ;
②直流电压下,正常未受潮的绝缘很少有可能发生热击穿。这是因为直流电压下介质中没有极化损耗而只有很小的电导电流,所以介质发热远比交流电压下要小 ;
③有时要采取专门的冷却措施,以充分利用介质的电气绝缘强度。例如用于中频感应加热设备的电容器,一般需要在夹层中通冷却水加以冷却。
电化学击穿:
固体介质在长期工作电压作用下(几个月甚至几年),由于介质内部发生局部放电等原因,使绝缘劣化,电气强度逐步下降并引起击穿的现象。
绝缘劣化的主要原因往往是介质内气隙的局部放电造成的。固体绝缘内部有气泡,气泡中发生放电 局部放电是介质内部的缺陷(如气隙或气泡)引起的局部性质的放电。 提高绝缘局部放电电压的措施 :
1.一是尽量消除气隙或设法减小气隙的尺寸。
2.第二类措施是设法提高空穴的击穿场强,即用液体介质或高电气强度的压缩气体充填空穴。 组合绝缘:
对高压电气设备绝缘的要求是多方面的,除了必须有优异的电气性能外,还要求有良好的热性能、机械性能及其他物理-化学性能,单一品质电介质往往难以同时满足这些要求,所以实际绝缘一般采用多种电介质的组合 绝缘的老化:
绝缘的老化:固体和液体介质在长期运行过程中会发生一些物理变化和化学变化,导致其机械和电
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气性能的劣化。
原因:主要有热的作用、电的作用、机械力的作用、环境影响等 第六章:电气设备绝缘预防性试验:
绝缘电阻的测试1
泄漏电流的测量 介质损耗角正切的测量1 局部放电的测试1
电压分布的测量
绝缘油的电气试验和气相色谱分析1
绝缘状态的在线监测
预防性试验目的:通过该试验,掌握电气设备的绝缘情况,及早发现其缺陷,以进行相应的维护与检修。电气设备的预防性试验对防止设备在工作电压或过电压作用下击穿造成的停电及严重损坏设备的事故,起预防作用。 预防性试验的分类:
非破坏性试验,即检查性试验:在较低电压下或用其它不会损伤绝缘的方法测量绝缘的各种情况,判断绝缘内部的缺陷
包含的种类:绝缘电阻试验、介质损耗角正切试验、局部放电试验、绝缘油的气相色谱分析等 破坏性试验,即耐压试验:以等价或高于设备的正常运行电压来考核设备的电压耐受能力和绝缘水平。耐压试验对绝缘的考验严格,能保证绝缘具有一定的绝缘水平或裕度;缺点是可能在试验时给绝缘造成一定的损伤
包含的种类:交流耐压试验、直流耐压试验、雷电冲击耐压试验及操作冲击耐压试验 1绝缘电阻的测量:
兆欧表:L接被测品,E接地端子,G保护端子。 测量绝缘电阻不能发现的缺陷 测量绝缘电阻能发现的缺陷
• 总体绝缘质量欠佳 • 绝缘受潮
• 两极间有贯穿性的导电通道 • 绝缘表面情况不良 测量绝缘电阻不能发现的缺陷
• 绝缘中的局部缺陷
• 绝缘的老化
2泄漏电流的测量:
反映绝缘电阻的值,加在试品上的直流电压比兆欧表的工作电压高得多。故能发现兆欧表所不能发现的缺陷。
在高压直流作用下测量泄露电流,实际上就是测量绝缘电阻。
3tgδ的测量
tgδ 测量的作用:可以有效发现绝缘受潮、穿透性导电通道、绝缘内含有气泡的游离、绝缘分层和脱壳以及绝缘有赃污或劣化等缺陷
tgδ 测量方法:高压交流平衡电桥(西林电桥) 4局部放电的测试:
局部放电检测通常是测量视在放电量和放电能量。
目前常用电测量方法:电脉冲或介质损耗.非电方法:绝缘油中气相色谱分析和超声波检测方法 5电压的分布:
通过测量绝缘表面上的电压分布亦能发现某些绝缘缺陷。 短路叉测量电压分布
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6绝缘油的电气试验和气相色谱分析
绝缘油的电气特性测量:通过测量绝缘油的击穿强度和介质损耗角正切来判断检查油的电气性能。 绝缘油的介质损耗测量方法:通过在标准油杯中作油的击穿试验以及在专用的试验电极中测油的tg可以检查油的电气性能。由于温度对油的tg值影响较大,温度高时,不同质量油的tg差别可能更大,故测量tg时需将电极放在恒温箱中。 第七章:电气绝缘的高电压试验
交流高电压试验 直流高电压试验 冲击电压试验 稳态高电压的测量 冲击电压的测量 光电与数字化测量技术
在高压试验室用工频交流、直流、雷电冲击、操作冲击高压等模拟电气设备的绝缘在运行中受到的工作电压,用以考验各种绝缘耐受这些高电压作用的能力。
特点:具有破坏性试验的性质。 一般放在非破坏性试验项目合格通过之后进行,以避免或减少不必要的损失。电气设备在出厂、安装调试或大修后均需进行 1交流高电压试验
工频高压的产生:通常采用高压试验变压器。它除了用于工频高压试验外,也是试验研究气体绝缘间隙、电晕损耗、静电感应、长串绝缘子的闪络电压以及带电作业必须的高压电源设备。 2直流高电压试验
直流电压下的绝缘试验:测量泄漏电流 高压直流电力设备 冲击发生器的电源 高压直流的产生方式:变压器与整流器的组合和静电方式
3冲击电压试验
雷电冲击高压试验:雷电冲击耐压考验电力设备承受雷电过电压的能力。 操作冲击高压试验
4稳态高电压的测量
分工频交流高压和直流高压
电力系统中测交流高压是通过电压互感器来测量的 实验室中测交流高压的方法:
利用气体放电测量交流高电压,例如测量球隙。 利用静电力测量高电压,例如静电电压表。
利用整流电容电流或充电电压来测量高电压,例如峰值电压表。 利用分压器测量高电压,如电容分压器和电阻分压器。 5冲击电压的测量
冲击电压的测定包括:幅值测量和波形记录 目前最常用的冲击电压的测量方法: 测量球隙 分压器-示波器
第八章:线路和绕组的波过程:
C0dxu=idt u=L0dxi/dt
消去dt、dx可得到反映电压波和电流波关系的波阻抗为 Z=根号(L0/C0) dx/dt为波在导线上的传播速度
i=uC0v u=iL0v
相乘得波的传播速度为:v=+1/[根号(L0C0)]
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