北交高电压总结

1、高电压总结气体放电：带电粒子的产生：光电离、热电离、碰撞电离、电极表面电离（正电子撞击阴极表面、光电子发射、热电子发射、强场发射）带电粒子的消失：消失于电极、扩散逸出气体放电空间、带电粒子的复合（电子复合、离子复合）、附着形成负离子。电子崩：外界电离因素在阴极附件产生一个初始电子，空间场强足够大，电子在往阳极运动过程中碰撞电离，产生新的电子，一起向阳极运动，产生更多的电子，这种急剧增大的电子流称为电子崩。汤逊理论：适用条件：由y过程在阴极上重新产生一个或更多电子，不再需要外电离因素就能使电离持续发展，转入自持放电。判据：阴极逸出电子能否接替起始电子的作用。公式：巴申定理：击穿电压与pd乘积有关

2、，U形曲线。存在最小值对于碰撞电离最有利，击穿电压此时最小。气压小，气体稀薄，自由行程大，但是碰撞总数小，击穿电压高；气压大，自由行程小，动能小，击穿电压高。间隙小，自由行程太小，加速距离短，动能小，击穿电压高。间隙大，电场小，动能小，击穿电压高。适用范围：低压短间隙。流注理论：高压长间隙：空间电荷对原电场的影响；空间光电离的作用。一方面，电子崩足够程度时候，电子崩崩头和崩尾处的电场畸变，明显加强；另一方面，电子崩中部电荷密度大，场强小，复合过程频繁，放射出光子，引发新的空间光电离。（电场图：）电晕放电：极不均匀电场中，外部电离因子产生电子崩，并使分子产生激励，在退激励和复合是产生光辐射，形成

3、电晕，是一种自持放电（流注理论-光电离）棒板模型：（棒）正极性：，不容易发生电晕放电，正离子滞留棒附近，速度慢，削弱了棒极附近的电场，加强了正离子外部电场，电晕区向外扩展容易，所以电晕放电后完全击穿的放电电压低。（棒）负极性：正离子滞留，削弱外围空间的电场，电晕区不易向外扩展，所以电晕起始电压低，但是击穿电压高。提高气体介质电气强度的方法：改善电场发布（改进电极形状、利用空间电荷、采用介质阻挡（15%-20%的地方）削弱电离过程（高气压、高气体强度、高真空）标准雷电波：1.2/50us。50%击穿电压：间隙击穿概率为50%的电压值冲击系数：u50%/us（直流或工频击穿电压峰值），均匀电场和稍

4、不均匀接近1，极不均匀大于1，雷电50%大于1.伏秒特性：在同一冲击电压波形下，击穿电压值与放电时延（电压作用时间）有关的特性。沿面放电：气体与电气设备固体绝缘介质交界面出现的放电现象，沿固体介质表面发生的气体放电称为沿面放电，发展成贯穿性放电称为沿面闪络。强切线分量的极不均匀电场，闪络电压比纯空气间隙击穿电压低的较少。强垂直分量的极不均匀电场，闪络电压比纯空气间隙击穿电压低的较多（套管）。套管模型：单位长度套管对于导杆有等效电阻和等效电容，电容上的电流越大，分流作用大，流过表面的电流分布和电位分布不均匀，闪络电压降低。根部电场强，率先放电。措施：1.加大法兰处瓷套的外直径和壁厚。2.在法兰处

5、电场强的瓷套外表面涂半导体漆或半导体物。污闪放电：绝缘子表面有污层并且受潮时的闪络电压。措施：调整爬距（增大泄露距离）、定期或不定期的清扫、涂料、半导体釉绝缘子、新型合成绝缘子。SF6气体的耐压强度是空气的2.3-2.5倍，灭弧能力是空气的100倍。空气：30kV/cm固体击穿电压理论：极化的概念:电介质在电场作用下，其束缚电压相应于电场方向产生弹性位移现象和偶极子的取向现象。极化方式：电子式极化，离子式极化，偶极子极化，夹层极化（电子离子极化不耗能，其他极化耗能。）绝缘材料中电子、正负离子都参与导电，高温电导大，正温度系数。金属中电子参与导电，负温度系数。液体击穿理论：纯净液体：电击穿、气泡

6、击穿。 工程用液体：小桥击穿提高强度措施：提高以及保持油的品质、覆盖层、绝缘层、极间障组合绝缘：绝缘实验：绝缘电阻：均指吸收电流衰减完毕后的稳态电阻，R60已经接近稳态绝缘电阻。非破坏性实验：绝缘电阻实验，介质损耗角正切实验，局部放电实验介质损耗角正切实验：平衡电桥：电路：正接：测量的准确度高，试验时较安全，对操作人员无危险，但是要求被试品不接地，两端部对地绝缘，故适用于实验室中，不适用于现场实验。反接：适合现场测量，但是操作不安全，精度低。局部放电：由于电气设备内部绝缘里面存在弱点（气隙或气泡），在一定外施电压下发生的局部重复击穿和熄灭现象（三电容模型）。电场发布不均匀，所以气泡处先放电。测

7、量方法：非电测量法（声测量法、光测量法、化学分析法） 电气检测法（脉冲电流法、介质损耗法）高压测量：高阻分压器：只能测量直流高压，不能测量交流高压。存在杂散电容，导致流过电阻 的电流不相等，结果不准确。如果减小电阻来减小电容会导致放热大，高温造成危险，并且影响阻值。电容分压器的电容大，杂散电容影响小。行波：前行电压波： 反行电压波： 电阻关系：前行电流波： 反行电流波： 电阻关系：反射系数： 折射系数彼得逊法则：计算节点A的电流电压，可以把线路一等值为一个电压源，其电动势为入射电压的2倍，波形不限，内阻抗为Z1波过电感：陡度改变： 幅值改变：波过电容：陡度改变： 幅值改变：过绕组：对地电容C的

8、分流作用导致匝间电容上的电流不同，导致电压分布不均匀。首端承受的电压大。稳态电压为下图0线。入侵陡度：冲击电压波头长度越长，上升速度越低，绕组上的初始电压分布由于受电感电流的影响，将与稳态电位分布接近，振荡过程较为缓和，绕组各店对地的最大电位和纵向电位梯度较低，波头很陡的冲击电压作用，绕组内振荡激烈。减小入侵冲击电压的陡度对绕组的主绝缘和纵绝缘有重要意义。主绝缘由绕组中各点的最大对地电位决定。纵绝缘由绕组中各点的最大电位梯度决定。绕组首端的纵绝缘要重点保护。主绝缘横向补偿对地电容，纵向补偿匝间电容（纵向电容）雷电保护：避雷针、避雷线：直击雷保护 避雷器：侵入波雷电过电压（限制电压），由操作引起

9、的内部过电压。避雷线在输电线路中的防雷作用：1.防止雷直击导线、2.对导线有屏蔽作用，降低导线上的感应雷过电压、3.对塔顶雷击有分流作用，降低塔顶电位、4.对导线有耦合作用，降低绝缘子串上的电压。避雷线在发电厂和变电所中的作用：对导线的屏蔽作用进线保护（避雷线）：冲击电晕降低入侵波的陡度和幅值；导线波阻抗限制流过避雷器的冲击电流幅值。过电压：外部过电压：直击雷过电压、反击雷过电压、侵入波过电压、感应雷击过电压（静电感应过电压、电磁感应过电压）铁磁谐振过电压：电路上的电容是线性的，但是随着电流增大铁芯出现饱和，L不断减小，CL的伏安特性曲线相交，出现谐振。根本原因是铁磁元件的非线性。但是其饱和特

10、性本身限制了过电压的幅值。措施：1.改善电磁式电压互感器的激磁特性，或改用电容式电压互感器。2.在电压互感器开口三角绕组中接入阻尼电阻，或在电压互感器一次绕组的中性点对地接入电阻。3.增大对地电容，从参数搭配上避开谐振。4.在特殊情况下，将系统的中性点临时经过电阻接地或者直接接地，或投入消弧线圈，或者事先改变电路参数，消除过电压。切空载线路过电压：不在零点分闸，由于开关热状态的绝缘强度不够导致的电弧重燃产生的电压振荡。影响因素：1.中性点接地方式。2.断路器性能。3.母线上的出线数。4.断路器外侧是否接有电磁式电压互感器。措施：1.采用不重燃断路器。2.加装并联分闸电阻。3.利用避雷器来保护。空载线路合闸过电压：不在零点合闸，产生振荡。影响因素：1.合闸相位、2.线路损耗、3.线路残余电压变化。措施：1.装设并联合闸电阻。3.同电位合闸。3.利用避雷器保护。切除空载变压器过电压：电感中的电流被切断，无处续流，由磁场能量转化为C中的电场能量（截流过电压）影响因素：1.断路器性能，灭弧能力越强，过电压最大值越大。2.变压