《电气绝缘结构设计》资料终结无敌秒杀版

1、电气绝缘结构设计复习资料课程要求：绝缘结构中基本电场，特别是平板和圆柱体两种电场在绝缘结构中的应用；理解电场调控方法和绝缘结构按电场分类及其特性；能够正确分析介质中的电场分布，局部放电、击穿和界面放电现象。充分认识试验对绝缘结构设计的重要性，重视制造与设计的相互依存关系,熟悉若干典型绝缘试验方法和要求,以及绝缘试验中性能参数的相互关系，从而能对设备或产品的性能或老化作出一定的评价。熟悉基本数据、计算公式和试验曲线在绝缘结构设计中的应用,掌握设计参数的选择和设计原理;理解绝缘结构对绝缘材料和制造工艺的基本要求，以及材料、工艺与设计的关系;重视绝缘结构设计中的技术经济指标和可靠性；具有对典型结构进

2、行设计的能力。各种器件介绍（一）断路器sf6断路器为例说明绝缘设计问题：断口介质绝缘绝缘拉杆绝缘支撑件电压分布不均匀直流灭弧（二）避雷器瓷外套、有机复合外套金属氧化物（）避雷器、东芝、西门子均生产适合系统用无间隙金属氧化物避雷器我国西电等公司绝缘设计问题电压分布均匀性元件电压承担率（三）绝缘子瓷质、钢化玻璃和有机复合国际瓷质日本（）;钢化玻璃西欧（）;有机复合北美国内瓷质唐山、大连；钢化玻璃自贡、南京电气；有机复合山东泰光、湖北襄樊、广东东莞（四）互感器电压互感器和电流互感器。分为电磁式和电光式B、加拿大、德国、乌克兰扎波兰罗什可生产及以上。国内西电集团、上海互感器厂已经生产岀电容式电压互感器

3、（五）电容器和电感器电容器并联、串联、耦合、断路器、交直流滤波器、脉冲、标准和防护等。我国西容、桂容等厂生产。电感器美国西屋、瑞典、德国、日本三菱、我国沈变、保变、西变均生产并联电容器。（六）电缆及附件电缆、油、纸、塑料和橡胶；电缆附件、电、缆、接头和终端日本、西欧最高达0我国只达到。绝缘问题：）绝缘材料；）制造工艺；）附件的应力锥（七）套管变压器套管和穿墙套管；我国可生产交流阀片；研制岀交流西门子等生产交流、直流特、超咼压直流产品正在研制。（八）换流器件（晶闸管换流阀）送电容量万电流送电容量万电流0阀片的%电能，特别是工业消耗（九）电动机、直、流和交流（异步、同步、变频）:消耗希望对你有所帮

4、助电气绝缘结构原理 电气绝缘结构原理 、电力设备绝缘配合和试验电压.电1力系统过电压1.1术.语1标称电压：系统设计时选用的相间电压有效值,实际上就是标准电压口、等。过电压：是指发生在当系统中某点相对地或相间电压超过正常值。五种过电压：持续工频过电压暂时过电压几几瞬态过电压雷电过电压组合过电压1.1内.部2过电压：由于电力系统内部能量的转化或传递引起的过电压过电压的基准值相对地：ip.u.=2/3Um（工频最高过电压）相间：1p.u.=2Um持续工频过电压，时间长空载长线路的电容效应：长空载线路的对地电容与末端波反射的协同效应甩负荷引起的工频过电压：甩负荷后发电机的空载高电势以及线路的电容效应

5、不对称短路引起的工频过电压：一般情况下，是单相接地故障引起的健全相电压升高，相电压升为线电压即升至3倍谐振过电压系统中不带磁芯的线性电感元件与电容元件形成串联谐振铁磁元件的磁饱和引起的过电压传递过电压高频谐振过电压操作过电压，：一般是合闸电容峰值电压、切断电感峰值电流单频双频振荡回路直流电源合闸时，系统中的之间发生的单频双频振荡回路的过渡过程继电保护容易引起空载线路的分合闸过电压：空载线路的正常的分合闸操作和自动重合闸切除空载变压器时的过电压弧光接地过电压：非故障相最高故障相最高1.1外.部3过电压（雷电过电压电，61，0.0uus90是%雷电带负电放电；是雷电带正5电%放电；3是%雷电带负电

6、，避雷器放电；是雷2电%带正电，避雷器放电避雷器：电气与电网共同运行，连在一起，一般作绝缘体避雷针：非电器，与电网不相连输电线路的是感应过电压雷击塔顶的过电压可能出现“闪络”雷击导线的过电压1.绝2缘配合1.2基.本1术语系统最高电压：系统在正常运行条件下，任一时刻任一点，出现的最高线间电压有效值设备的最咼电压系统的最咼电压标幺值：设备最高工作电压峰值p.u.=2/3Um内绝缘：不受大气及其他外部条件，如：污秽、湿度、虫害等，影响设备的内部的固、液、气体的绝缘部分外绝缘：承受电压作用，并受大气及其他外部条件影响户内外绝缘：不受气候影响的外绝缘，因为主要在建筑物内运行户外外绝缘：受气候影响的外绝

7、缘，因为主要在建筑物外运行自恢复绝缘：试验后引起破坏性放电后，可完全恢复绝缘性能（一般是气体/液体击穿），一般是外绝缘非自恢复绝缘：试验后引起破坏性放电后，失效或者不完全恢复绝缘性能，一般是内绝缘1.2避.雷2器及其特性避雷器：放电器，并联在被保护设备附近，当过电压值达到避雷器动作电压时，避雷器将过电压能量泄入大地，同时将过电压限制在某一水平，即避雷器的残压值。避雷器尽可能靠近被保护设备5绝缘配合绝缘配合：就是根据设备所在系统可能出现的电压,并考虑所采用的过电压保护装置的特性来确定设备的绝缘水平，从安全运行和技术经济两方面达到合理化。也就是使电力系统总体的绝缘设计和产生的过电压以及系统内的保护

8、装置合理化。绝缘配合方法：惯用法：适用于非自恢复绝缘系统统计法：适用于自恢复绝缘系统简单统计法：规定过电压概率为2%和绝缘放电概率为90%适合自恢复绝缘系统试验电压标准基准绝缘水平：与设备最高工作电压对应的额定绝缘水平，和电网的电压大小有关1kVUm252kV:雷电冲击绝缘水平和短时工频耐受电压Um252kV:标准操作冲击耐受电压和雷电冲击耐受电压标准雷电波：1.2/50us、电子设备绝缘系统中电场电场分析和电场计算的基本方程方程求得电位:当=0时，变为方程:电气绝缘结构原理 #电气绝缘结构原理 #用解析法、数值计算法求解方程。典型电场计算公式平行板电场电力电容器：同.轴2圆柱体电场（单芯电缆

9、绝：当.定时，.假定：（2/1）有最小值条件为：/1=1.718/,其中=】/，其中0为平均电压,为最大电压利用均匀因素=（/）/不.均匀系数：/(/)（2/1）（2/1）=2.718.即最有利半径=0.582电气绝缘结构原理 #平.行3等圆柱体电场（架空输电线电气绝缘结构原理 电气绝缘结构原理 (/2+1)21/2+1+(/2+1)21=0Ind/2r+1+（/2+1）21有最小值条件为：/=5.85分裂导线的优势：降低表面最大电场、整个导体轮廓变大；增大有效表面积（集肤效应.2.同4心球电场（悬式绝缘子头部）=C=_0,2（1/11/2）1/11/2有最小值条件为：1=0.52.2球.隙5

10、电场（球对球，如高电压测试或脉冲发生器的球隙）=(/4)/+1+(/+1)2+80.25/+1+（/+1）2+81多层介质电场多层平行平板平板电容器多层同轴圆柱体单芯分层绝缘电缆以设计双层电介质为例：设计关键：材料最薄弱点、场强最大处电场的数值计算方法求解整个场域中连续空间位置上的场转化为求解离散空间位置的场有限元法三种边界条件：（）ls=f1（S）；（）二=輕）；一+h(f)=constns典型绝缘系统的电场沿面放电在固体绝缘和电气分界面上出现的放电现象沿面放电发展到贯穿性空气击穿闪络沿面放电比气体或固体单独存在时的击穿电压都低，其主要与电极与固体间局部放电、表面吸潮及污染、固体表面粗糙等因

11、素有关。1固体介质处于极不均匀电场中，且韦舌E：垂直平仃如套管、电缆终端、高压电机端绝缘系统中的两种典型绝缘结构2.固体介质处于极不均匀电场中，但在介质表面大部分地方除了紧靠电极的很小区域外，电场强度平行于表面的分量要比垂直分量大。如支柱绝缘子电晕：高电压低电流，电流从100uAmA级。功率由Peek公式：P=C（VV。）2刷形放电：特征为电流：几mA，是一种辉光放电放电过程闪滑放电：树枝状，交替出现闪络特征：大电流：1A1MA，电压小：几十伏4套沿管2型绝缘系统电场的特征最大场强不随长度增加而上升4改沿善3套管型电场分布的原理和方法a原理要点：要使电压分布均匀，必须减小。而只有减小表面电阻才

12、能使减小固体绝缘系统的导纳：（面）体积电阻可以忽略（2）体积电容很有限，无法改变（）表面电阻可以改变（）表面电容不易改变.方法和措施中低压电气设备：表面用不同电导率的涂层（半导电层电-导率较高中高压电气设备：采用应力锥结构改善电场分布非.套4管型绝缘系统的电场：均压环、均压球、屏蔽环、并列电容均压各.种5电场的调整改变电极形状改善电极间电容分布其他措施增大电极曲率半径改善电极边缘使电极具有最佳外形加屏蔽环增加中间电极利用不同电介质利用电阻压降利用外施电压或元件强制电压分布三、电力设备绝缘系统中的热计算绝1缘的热老化与耐热性3.1绝.缘1的寿命=/+或/=/度律C减半，温度每上升C,时间减半3.

13、1绝.缘2耐热性的分级对电气绝缘结构的耐热性重新分类为：、5005002C九级超过统称级绝缘，耐热性由老化试验推测出寿命为的温度绝缘系统中最高温度计算3.2绝.缘系统中的发热与散热绝缘系统在热作用下导致的破坏形式绝缘中的最高温度超过材料极限承受温度绝缘发生热击穿（热引起的电击穿）电流通过导体的发热电力设备的发热介质损耗的发热强波对流散热（H2、水、空气）散热措施传导散热（选导热好的材料）电气绝缘结构原理 铁磁损耗、涡流损耗的发热辐射散热（变压器油箱）2热.稳2态时最高温度计算热稳态时发热量散热量：=（0）其中：为表面散热功率；为确定的系数；为表面面积；1、0分别为周围媒质、散热体表面温度热.暂

14、3态计算）升温/降温过程）短路2情况下的热计算：短路时间很短,可忽略散热3）绝缘短时耐受温度可能是长期使用的数倍3.2热.击4穿电压/电流计算绝3缘系统中热场的数值计算：有限元数值计算四、高海拔电气设备外绝缘设计高海拔特点：气压低、辐射强高2海拔对电气设备的影响气压下降，绝缘击穿电压和电晕起始电压下降外绝缘的污闪电压下降所以高海拔地区的设备外绝缘水平要高于平原地区的设备当海拔0气温与气压的影响能够相互补偿、电气绝缘结构设计的基本概念：特高压：设备结构设计、安全可靠运行试验0设备体积大，要考虑热、力、电、运输方面的问题高海拔，绝缘结构设计需要增加尺寸干、湿环境，地域差别很大设计控制的主要是场强而

15、不是电压电力系统：发电厂、输电线路、变电站、用户1.电1气绝缘结构（主要指电力设备）不按设备分类，可以看作导体、半导体、绝缘体的优化组合。设计步骤：合理地选用材料，进行结构分析，确定结构型式，优化结构设计。电气绝缘结构的设计原则根据产品技术条件和运行要求，选用合适的绝缘材料,采用先进的绝缘工艺,确定优化的绝缘结构。是产品成本低、寿命长、可靠性高、技术先进、结构优化、经济合理，最大限度提高电力设备的综合性能。总结为：材料选择合理、工艺技术先进、结构设计优化、经济成本低廉、总体性能优良材料选择绝缘材料的合理选择与使用，全面了解气体液体固体绝缘介质的电气、化学、机械和其它性能。）电气性能：介电强度、

16、V、s、r、tan、局部放电、空间电荷、耐污闪、耐电晕、耐电弧、抗电痕性能等。）化学性能：点化学稳定性、耐热性、耐腐蚀性、抗老化性、抗氧化性、耐溶剂型、相容性、毒性、耐气候性等）机械性能：抗拉压、剪切、弯曲、冲击、撕裂硅橡胶、加工性、疲劳性、耐磨性、开裂性。）其它性能：密度、折射率、透明度、颜色、多孔性、表面吸水性、抗霉菌性、抗辐射性核电站、经济性。工艺控制绝缘结构制造工艺是保证结构设计性能要求和产品质量的基本条件。只有严格的工艺过程，才能保证产品最终的性能和质量；只有先进的工艺技术，才能适应绝缘结构的不断创新。设计要与工艺结合。工艺流程制定：首先保证可实施性,其次通过不断改进达到先进性。一般

17、考虑：材料性能设备水平实施环境人员素质绝缘结构设计的评价体系结缘结构的设计和制造质量，必须通过试验考验。它用来考核和评价电气设备整体的绝缘性能，因此不同于单纯绝缘材料的性能试验。绝缘结构试验在制造部门是考核产品绝缘质量以及评定是否能进行正常生产的必要措施，在运行部门则是作评定电力设备可靠性的预防性试验。1.3绝.缘1结构试验评价实验项目按破坏性质只分为：破坏性试验可能破坏性非破坏性试验）型式试验产品定型试验，对产品设计和材料工艺的全面试验。新产品试制或当设计、材料、工艺有重大改变时都要进行型式试验型式试验项目及试验方法通常由产品标准所规定标准由低至高为：国际标准国家标准行业标准（电力行业）企业

18、标准）出厂试验（非破坏性）产品出厂前全部或抽样进行的若干基本试验，其项目一般只是型式试验的一部分。实验项目、方法由标准规定。）预防性试验运行部门为评定电力设备运行可靠性所做的试验。试验分不同的电力设备，可在运行现场进行，也可取样到中心试验研究所进行。实验项目及方法也由产品标准所规定。在线检测技术作为预防性试验的补充，是当前开发研究的热门课题，许多研究成果已用于输变电工程。）研究型试验不列入标准，为研制新产品以及结构设计、材料工艺等有重大改变而进行，有时为研究新的试验方法。绝缘结构运行评价长期运行中，绝缘结构的损坏是由于多种因子的长期联合作用。短时性能的试验并不能完全保证长期运行的足够可靠性。只

19、有在各种不同条件下的长期运行才是对绝缘结构设计和制造质量最根本的考验。所以充分了解绝缘结构在各种条件下的运行状态是非常必要的。运行中各种因素对绝缘结构的影响电气设备运行中故障原因主要为绝缘破坏，绝缘破坏标志一般是击穿。但这并非只是电压的作用，全面的讲是电、机械、热、环境等因素的联合作用。一般高压设备中，电的因素数是主要的；中低压设备中，热的因素是主要的。但有时机械和环境也可上升为主要因素。因此绝缘设计人员必须充分了解）绝缘结构在运行中所受到的各种因素作用的影响。导致绝缘破坏的主要原因：内外部过电压下绝缘击穿、闪络；避雷器局部放电、电脑化、电晕、电蚀损、树枝状劣化；长期运行长期在某一值负荷下的热

20、老化、热击穿中低压；电磁力、离心力、振动、冲击力U绝缘机械损伤造成松散开裂；材料间热胀冷缩不同所造成的绝缘蠕动或间隙；电化学作用引起的腐蚀和电解等；环境因素作用下的气氛、射线、溶剂、霉菌、微生物、昆虫、鼠和鸟的侵袭、辐射等；污秽造成外绝缘爬电、起痕、闪络等；野蛮施工、人为破坏、天灾等其它原因。）运行中各种电压对绝缘结构的影响工频工作电压工频暂态过电压操作过电压雷电过电压工频工作电压、绝缘老化由此决定。绝缘配合必须考虑四种电压的作用，继电保护短时工频过电压不超过倍工作电压。绝缘结构可靠性评价全寿命至少年绝缘配合要求设备绝缘的最小耐受电压系统最大过电压,并留有一定安全裕度。安全裕度是根据过电压和绝

21、缘耐压二者的几率分布曲线，以及运行经验来确定。在设计高压线路时，决不能主观地决定一个最安全的裕度以致线路造价过高。电力设备绝缘可靠性决定于优良绝缘结构和制造水平，要求具有足够的安全裕度和使用年限,电气绝缘结构的优化设计具有非常重要的作用。二、电气绝缘结构优化设计优化设计基本概念：优化是指“最大化”“最小化”（数学上）。一般优化设计有两种主要形式，即功能设计和优化设计。功能设计强调满足功能要求，而优化设计则主要考虑优化系统或部分优化。电气绝缘结构设计要点：电力设备的基本结构、性能、关键技术、可靠性寿命电气设备各绝缘结构的物理场计算、材料性能分析、结构设计结构优化、工艺和制造配合、试验及运行评估依

22、据电力设备实际运行中的性能要求和技术条件，电、化学、热影响电导率T影响电场、机械和环境因素对绝缘结构的影响，以及老化和使用寿命，可靠性进行绝缘设计。电气绝缘结构优化设计方法：电气绝缘结构三种分类：内绝缘结构、外绝缘材料与环境有关绝缘材料、金属材料、半导体材料变压器、发电机、断路器、电容器、电抗器、电缆等有限元分析：利用数学近似的方法，将连续的工程结构离散成有限个单元,用有限数量的未知量去逼近无限未知量。建立数学模型，形成节点载荷，引入边界条件，解算代数方程,对真实物理系统进行模拟。大型有限元软件：S；L用于以下分析结构分析：用于确定结构的变形、应变、应力及反作用力等热分析：计算物体的稳态及瞬态

23、温度分布电磁分析：计算用于电磁场计算的物理量流体分析：外绝缘影响很大耦合场分析：考虑两个及以上个物理场之间的相互作用分析步骤：1）前处理参数定义、实体建模、网格划分2解）算定义分析类型、边界条件、载荷、解算微分方程3后）处理对计算结果进行处理、以等值线、梯度、矢量、粒子流及各种图表、曲线方式显示。有限元软件的接口软件：、软件图元：关键点T线T面T体低阶T高阶三、绝缘子的结构及关键技术高1压线路绝缘子分类线路绝缘子就结构形式来分，主要有悬式绝缘子和棒式绝缘子,从制造的绝缘材料来分，主要有瓷质绝缘子年历史，日本最好）钢化玻璃绝缘子年历史，欧洲法国最好和复合绝缘子年历史，我国最好三种。目前在高压电网

24、中已形成三足鼎立的局面。目前我国三种绝缘子的用量瓷玻璃复合。优点：伞型很多；有良好机、电、热性能和耐气候性能；机械和电气强度已经提高瓷缺点：最棘手的是低值、零值绝缘子的检出以及更换问题；遭受雷击时可能会使该劣化绝缘子头部因瞬间骤热而发生爆炸，使绝缘子串断裂优点：1）具有零值自破的自我淘汰能力2）寿命长，取决于绝缘子金属附件的寿命3）承受过电压后无痕迹玻璃缺点：1）只能做成钟罩形2）自破率高会严重影响电网的安全运行3）要提高防污性能，就必须增加棱的数量和高度。而这样做又会导致棱槽深、易积污、难清扫、自洁性能差。优点：1）强度高、重量轻，无零值、耐污闪、不破碎；（憎水性提高了复合绝缘子的抗污能力属

25、不可击穿型结构，不存在零值击穿，无需对其进行绝缘检测。复合缺点：1）如伞裙老化、端部断裂、憎水性下降和不明原因的闪络；2）气候恶劣地区，伞裙弹性下降变硬、变脆，严重的开裂掉块；3）风尘大时，造成风偏和伞裙表面积污严重，会使憎水性丧失，发生污闪；连接结构及工艺也存在一定的问题线路绝缘子关键技术年国家首次建设输电工程。年国家首次建设交流输电工程和土直流输电工程超、特高压工程的绝缘子技术需要研究绝缘子运行环境海拔高、风沙大、终年干旱少雨，加之紫外线强、温差大、时有沙尘暴袭击，是线路绝缘子的寿命周期缩短、失效率增高、耐电晕和耐污闪能力下降，严重影响着电网的安全运行。国外超特高压线路建设我国超特高压输电

26、工程多条线路低海拔，以下污染小电压等级高海拔以上风沙大，时有沙尘暴影响线路绝缘子分布电压及电场畸变机理的主要因素风速大、高海拔低气压闪络电压风沙、绝缘子串电场分布集中积污污闪电压闪络电压、污闪电压绝缘子串长电压分布不均匀性问题：均匀电场、电压的方法获得绝缘子串的分布电场、分布电压3.2线.路2绝缘子关键技术问题研究自然条件下线路绝缘子的运行可靠性。研究超特高压线路绝缘子的机电性能、耐污性能、寿命周期、制造水平、运行经验等。综合分析和评价瓷质绝缘子、玻璃绝缘子、复合绝缘子的性能合理选择输电线路的绝缘子，提高线路绝缘子的运行可靠性。3.2线.路3绝缘子的电气性能研究方法：有限元法仿真计算方法步骤：

27、实体造型、网络划分、解算方程、计算电位电场分布、优化分析难点：计算场域大、实体造型困难，网络划分节点过千万、计算时间长特高压设备国产化实现跨越式发展，需求量极大。特高压发展态势，为我们提供了良好的发展机遇。我国资源与生产力分布很不平衡,客观上决定了我国必须走远距离、大规模输电的道路，必须走全国范围能源资源优化配置的道路。特高压具有长距离、大容量、低损耗、节约走廊资源的特点，代表着当今输电技术的最高水平。才用特高压输电，有利于更大范围内能源资源优化配置,有利于促进电网电源协调发展，符合建设资源节约型、环境友好型社会及创新型国家的要求,是贯彻落实科学发展观、保障国家能源安全和电力可靠性的重大战略举

28、措。国外已有技术的局限性（最后降到运行）：不能用、不好用、买不到特高压技术研究的必要性：自主创新、自主开发、自主知识产权交流特高压输变电工程关键技术研究特高压工程技术面广、内容多。在开展关键技术研究的基础上，针对我国首次特高压工程建设，国家电网公司依托国家支持，大力推动产学研相结合，加大关键技术和主设备的研制力度。第一部分：工程前期研究第二部分：工程设计技术第三部分：施工调试及运行技术第四部分：实验设施建设第五部分：关键设备研制科研实施的规模组织了近千人的专家咨询队伍；技术领域涵盖了电网规划、系统分析、工程设计、设备制造、工程建设、运行调试等各个方面；专业面涉及电气、机械、材料、经济等。1实.

29、施国家科技支撑计划项目、关键技术和专项科研课题共计18项0。科研实施历时4年，所有课题均完成单项验收。2组.织国内相关科研、大专院校、设计院、咨询单位和设备厂家总共近百家单位、近千名专家，近万名工作人员参加研究工作。3总.体科研投入经费13.亿5元4，其中科研项目投资3.5亿4元，特高压交流试验基地和国际电网仿真中心建设投资亿元。覆盖特高压输电规划、系统、设计、设备、施工、调试、运行等各领域技术难点关键突出要实现电压高、容量大、距离远、环保严的要求,要解决以下难题：）电磁环境问题）设备研制的关键技术问题3设备电场控制强度问题）设备超大超重运输极限问题5断路器开断问题）外绝缘特性的饱和问题7无功

30、和安全稳定运行问题）特殊环境的外绝缘问题9潜供电弧快速熄灭问题0过电压深度控制问题研究特点难、高、多、广研究内容多，质量要求高；专业领域广，参加单位多；课题嵌套多，组织协调难；技术要求高，研究难度大。形成适合我国电网发展安全要求、环保要求、经济性要求、普适性要求以及国产化要求的特高压工程设计、设备制造、施工调试、运行维护、标准规范的持续自主创新能力，为国民经济和国家能源安全提供战略基础设施。工程前期研究：骨干电网规划技术经济比较最高运行电压选择国内电工制造能力调研电磁环境限值及控制措施科研取得的成效和成果设计技术研究：系统稳定及控制外绝缘特性及海拔修正过电压与绝缘配合电晕、电磁环境特性及海拔修

31、正导线截面及分裂形式选择空气间隙及交叉跨越距离确定7）主设备规范、建造导则关键设备研制：电压器电抗器断路器隔离开关大型套管避雷器电压互感器）控制保护实验设施建设：特高压交流试验基地国家电网仿真中心备注：先后建成了特高压交流试验基地、杆塔实验基地、高海拔试验基地和国家电网仿真中心，为特高压输电技术研究创造了条件，提前检验了工程的电磁环境指标，考核了工程用产品的可靠性，确定了工程设计的依据，获得了一大批国际领先的实验研究结果。世界上首次研制成功额定电压、额定容量（单柱电压、单柱容量）的单体式单相变压器，性能指标国际领先世界上首次研制成功额定电压、额定容量的高压并联电抗器，性能指标国际领先。成功研制

32、了额定电压、额定电流、额定开断电流（时间常数）的sf6气体绝缘金属封闭组合电器，代表了世界同类产品的最高水品。在世界上首次研制成功特高压瓷外套避雷器，性能指标国际领先。世界上首次研制成功特高压棒形悬式复合绝缘子、复合空心绝缘子及套管，以及用于中等和重污秽地区的特高压支柱绝缘子、电容式电压互感器、接地开关（敞开式）和油纸绝缘瓷套管，性能指标国际领先。实验能力建设、长间隙放电特性研究、绝缘子闪络特性研究、输电线路研究都取得了成果。结论：我国已经掌握了全套具有自主知识产权的特高压技术，占领了世界特高压技术的制高点。攻克了特高压设备制造的核心技术，提升了我国电工制造业的国际竞争力。为特高压试验示范工程

33、成功投运和可靠运行提供了全面的技术支撑。特高压交流示范工程：起于山西晋东南变电站,经河南南阳开关站,止于湖北荆门变电站。工程全线单回路。先后跨越黄河和汉江。工程额定电压,最高运行电压输送能力。工程静态投资亿元，动态投资亿元特高压交流试验示范工程建设的总体目标：全面掌握特高压交流输电系统的关键技术,实验科研规划、系统设计、工程设计、设备制造、施工调试和运行维护的自主创新，建设“安全可靠、自主创新、经济合理、环境友好、国际一流”的优质精品工程。特高压交流试验示范工程的输送能力:自然功率为现在最高达到。而一条线路的自然功率仅为。随着特高压电网逐步形成，以及串联补偿等新技术的应用，试验示范工程的输送能

34、力将进一步提高，逐步达到甚至超过自然输送功率。特高压电网建设规划：到年，将建成三华（华中、华东、华北）特高压电网，形成“三纵三横一环网”并将建成回特高压直流输电工程。按规划，未来年的投资规模将达到亿元。特高压电力设备技术规范和标准研究研究意义：特高压主设备技术规范和标准是特高压工程建设、特高压电力设备制造和监制的规范化、标准化依据和文件。技术难题：首次制定，国际上没有相应的特高压技术规范和标准可以借鉴涉及二十六种设备和一系列技术参数、性能要求、实验技术问题交流和土直流的规范包含各种主设备的技术规范包含：适用范围引用标准系统概况技术性能要求型式、例行、特殊、交接试验基本技术参数环境条件特高压交、

35、直流工程用大型套管关键技术研究特高压套管的研制是一个世界性难题，也是制约我国特高压主设备国产化的瓶颈。国内外均处在研制阶段，在设计、工艺、制造、试验等方面都具有挑战性和创新性关键技术和难点：特高压套管设计材料配合、界面处理、树脂浸渍，均压屏蔽、成型件配置。电场、热场均匀化，局部放电量控制和尾部结构设计优化等关键技术内外绝缘结构优化设计：建立了具有自主知识产权的特高压套管优化设计平台；解决了特高压套管内外绝缘结构设计、优化的关键技术；实现了套管径向、轴向、尾部电场均匀化，结构合理化。特高压套管的材料性能及界面效应研究：掌握了套管用各种材料的介电性能、浸渍性能、固化性能和老化性能的改性、分析、评估

36、技术。解决了铝箔、导杆与环氧界面的无气隙粘接技术，有效地抑制了界面效应、边缘效应和空间电荷效应。特咼压套管制造设备和关键工艺技术研究：自主研发的特高压套管制造设备能满足研发需求独创的特高压套管工艺技术取得了突破性进展研制的特高压直流套管,已通过国家科技部项目验收，专家组认为：研究成果在多场物理计算、优化设计、材料配方等方面达到国际领先水平研制成功的特高压产生了重大的社会效益和经济效益，成为代表国际领先水平的标志性成果，研制的特高压交流套管以用于特高压工程和实验基地组建了国内领先、世界一流的高压套管研制基地试制了近百根环氧树脂浸渍试验套管和中试产品套管研制了土、土、土、土干式直流套管基地具有研制

37、特高压环氧树脂浸渍干式直流套管的能力避雷器即开裂：dT温度梯度过大dt贯穿：T（过大过高而熔化）避雷器可以耐受：雷电过电压、操作过电压。暂态过电压不一定可以，主要看持续时间的额定电压：施加于端子间的最大允许工频电压的有效值为系统的暂态过电压决定了避雷器的额定电压。金属氧化物非线性描述：小电流区：包括线性区和预击穿区中电流区：I=（V/C）,此区域的特性的非线性很高，50大电流区：决定于晶粒电阻可恢复击穿的原因：晶界非线性晶粒可均流、限流、吸热、散热、抑制晶界温度上升静电放电上升陡度很快，因为时间常数=,而C很小讲座：大型电机绝缘材料的应用哈电集团1静电机结构及绝缘材料种类主要发电等级：358、

38、V、主要种类：汽轮发电机：卧式，常用的冷却方式有1全）空气冷却2水）氢气冷却3）全氢气冷却水轮发电机：立式，常用空气外部冷却结构：机壳、铁芯、定子绕组、转轴、转子绕组定子线棒：排间绝缘、股间绝缘、换位绝缘及敷平物绝缘要求：优良稳定的电气、机械性能，耐热、耐腐蚀、耐潮湿；易操作，价格低。绝缘材料：硅钢片绝缘漆、云母级绝缘；绝缘成本占价格讲座：电力电容器简介中国西电电力电容器简介：电力电容器：提供无功功率，改善和提高功率因素，起到无功补偿的作用，可以提高电网质量。国产电容器性能可与国外相比，但是材料差，体积较大且控制功能的成套装置比较落后。电力电容器分类并联电容器：提供无功功率串联电容器：补偿输电

39、线路的感抗，从而“减少线路压降”交流滤波电容器：滤除电力系统高次谐波，补偿无功功率，散热问题多4电热电容器：改善假设设备的功率因素，改善中频几kHz电气回路特性。、发热量脉冲电容器6.标准电容器7.静止型动态无功补偿：使用与冶金企业等负载快速变化的场合8电容式电压互感器（一次设备）：采用电容分压后变压器至二次侧电力电容器介质电容器：绝缘、储能要求：电容率大,耐电强度高,介质损耗小,耐老化性能好,析气性好,芳香度高,粘度小固体介质：聚丙烯薄膜膜介电强度高、介质损耗小，液体介质：二芳基乙烷、苄基甲苯一般为增强抗老化性能，需要加入环氧添加剂都具有较低的度和较高的芳香度，耐局部放电性能好电力电容器设计

40、结构：外包封绝缘外壳和出线套管铝箔做电极，卷绕后压扁平为元件，两层/三层聚丙烯薄膜,浸渍,苄基甲苯/二芳基乙烷/绝缘油工作场强：讲座：高压开关设备的绝缘高压开关设备的绝缘结构的基本设计要求1.技1术性能：承受长期额定电压、短路时过电压;长期承受额定电流温升不超过允许值，以及短路电流的热和电动力作用；承受正常和特殊环境作用；开关故障短路电流、负载电流、机械操作寿命。1.经2济性能：1.成3套性能：绝缘结构要求：绝缘水平：达到对地、相间、断口间绝缘水平及局部放电水平要求机械性能：机械负荷、电动力、机械振动等作用下不能之势绝缘丧失稳定性：对热老化、冷脆裂、对环境（地震、潮湿等；稳定常用绝缘结构类型（

41、一种或组合）气体绝缘：主回路导体与壳体之间的绝缘用气体介质SF绝缘6复合绝缘：主绝缘用空气、SF6或其它，再组合环氧等固体可实现开关设备的小型化。6沿面绝缘：用固体绝缘构成主回路导体，断路器、隔离开关带电导体与地及导体之间的绝缘。界面绝缘：将硅橡胶等弹性材料压接在环氧树脂的面上，用该界面维持绝缘。适用于较小的尺寸固体绝缘：采用环氧树脂材料作绝缘介质，中间是高压导体、浇注成形、表面通过液态金属喷镀法进行锌喷镀成,或者通过涂敷半导电层等方法设置一接地的金属层或半导体层。承受主要绝缘任务常用开关绝缘材料气体：sf6、空气、n2、O2、高真空、压缩空气622液体：变压器油、硅油固体：环氧树脂、硅橡胶、电工瓷、真空浸渍棒、尼龙、纤维、聚四氟乙烯等绝缘设计：击1穿场