高电压技术 索老师

1、高电压技术主讲人：索老师国网考试高电压技术复习方法绪 论举例采用真空提高绝缘强度的理论依据是（）A汤逊理论C巴申定律B流注理论D“小桥”理论 电介质的极化、电导和损耗 气体电介质的击穿特性 液体和固体电介质的击穿特性高电压技术作为工程技术中的一门学科是因为大功率、远距离输电的发展而产生的3UICOSjP =1/ DU lP2 RLU 2COS 2jDP = 提高电压的意义： 1.可以增加输送容量 2.可以延长输送距离DU=PR + QSU 3.可以降低输电损耗， 减少设备投资。U大则I小，导线截面就小，线路所占的走廊宽度和空间就小，造价就低20世纪电力发展特点:大机组大电网高电压美国中国90万

2、500单机(千瓦)电压(千伏)120万80090万765设备可靠性随电压升高而下降设备的体积随电压升高而增大设备体积可靠性电压通常将1000伏及以上的电压定义为高电压 1220KV为普通高压 330750KV为超高压 1000KV以上为特高压电压等级的划分表1-1输电电压与输送容量、输送距离的范围输电电压（kV）输送容量（MW）输送距离（km）110100 50080010 50100 30050 150330220200 200 6005001000 1500150 8507502000 2500500以上 电气装置的绝缘： 绝缘介质的放电机理设备的结构、使用的材料 绝缘的测试 ：设计中运行

3、中 电力系统的过电压：外部过电压内部过电压：操作过电压暂时过电压二、高电压技术研究的对象第一章电介质的极化、电导和损耗电介质：是指那些具有很高电阻率的材料。作用：起绝缘作用，即把不同电位的导体分隔开，使之在电气上不相连接。分类：气体、液体、固体在外电场作用下会发生极化、电导、损耗（电压较低时）击穿（电压较高时）等物理现象第一节 电介质的极化1.极化的定义当外电场作用于电介质时，会在电介质沿电场方向的两端形成等量异号电荷，就像偶极子一样，对外呈现极性，这种现象称为电介质的极化。2. 极化的基本形式(1)电子式极化其特点:a. 极化所需时间极短b. 极化时没有能量损耗c.温度对极化影响极小(2).

4、 离子式极化其特点:a. 极化过程极短b. 极化过程无能量损耗c. 温度对极化有影响,极化随温度升高而增强(3). 偶极子式极化其特点a. 极化所需时间较长,因而与频率有关b. 极化过程有能量损耗c. 温度对极化影响很大,温度很高和很低时, 极化均减弱(4). 夹层式极化其特点在两层电介质的界面上发生电荷的移动和积累,极化过程缓慢,并有损耗3. 相对介电系数r表征电介质在电场作用下的极化程度Qo=CoU= e0 SC0deS=e QQ0 CUC0U CC0de 0S= e r=e0dr称为介质的相对介电常数，它由电介质的材料决定，并且与温度、频率等因素有关。一般气体的r为1；液体、固体的r为2

5、6 4.电介质极化在工程上的意义（1） 选择电介质时，要注意r的选择（2） 几种电介质组合使用时，注意r的配合。（3） 注意极化损耗，对绝缘劣化和热击穿有较大的影响。第二节.电介质的电导一. 定义介质在电场作用下,使其内部联系较弱的带电粒子作有规律的运动形成电流, 即泄漏电流.这种物理现象称为电导.表征电导过程强弱程度的物理量为电导率，或它的倒数电阻率电介质电导与金属的区别：1. 导电粒子不同2. 与所加电压的关系不同3. 与电压作用时间的关系不同4. 与温度的关系不同电导与极化的区别:极化是表面带电，是束缚电荷的位移。电导不仅表面带电，还形成电流，是自由电荷的移动。二、气体电介质的电导三、液

6、体电介质的电导一是液体本身的分子和所含的杂质的分子离解为离子。二是液体中的胶体质点吸附电荷后变为带电质点，形成电泳电导。（带电的胶粒或大分子在外加电场中，向相反电荷的电极作定向移动的现象。）四、固体电介质的电导主要由杂质离解所引起，分为体积电导和表面电导。影响因素有电场强度、温度、杂质等五、电介质电导在工程上的意义1. 通过测量绝缘电阻可以判断绝缘水平，如受潮或其他劣化现象。2. 在直流电压下各层的稳态电压分布与各层介质的电导成反比，要注意配合。3. 电导引起损耗，可能导致热击穿。（4）并非所有情况下均要电导小，为改善电场分布可在套管的法兰盘附近上半导体釉。第三节电介质的损耗一、介质损耗的基本

7、概念1.电介质的等值电路(1). 电容电流ic在加压初瞬间介质中的电子式极化和离子式极化过程所引起的电流,没有损耗,存在时间极短。(2).吸收电流ia有损极化所对应的电流,即夹层极化和偶极子极化时的电流,它随时间而衰减。(3)泄漏电流ig绝缘介质中少量离子定向移动所形成的电导电流，它不随时间而变化。流过介质的电流i由三个分量组成：i = ic+ ia+ ig吸收现象固体电介质在直流电压作用下,观察到电路中的电流从大到小随时间衰减,最终稳定于某一数值,称为“吸收现象”介质干燥潮湿,吸收现象不一样,据此可判断绝缘性能的好坏.2.用介质损耗角的正切tg来表示介损的意义直流下的损耗主要由电导引起，而交

8、流下除电导引起的损耗外，还存在周期性的极化引起的损耗。在交流电压作用下,由于存在三种形式的损耗,需引入一个新的物理量来表征介损的特性.经推导,介质损耗P为P = UIR= UICtgdp= U 2wCtgdp由于:(1).P值与试验电压U的高低及试品尺寸等因素有关;不同试品之间难以互相比较。(2).tg是与电压、频率、绝缘尺寸无关的量，而仅取决于电介质的损耗特性。(3)tg可以用高压电桥等仪器直接测量.所以表征介损用介质损失角的正切tg 来表示,而不是用有功损耗P来表示.(1). 电导损耗由泄漏电流引起的损耗.交直流下都存在.(2). 极化损耗由偶极子与夹层极化引起,交流电压下极明显(3).

9、游离损耗指气体间隙的电晕放电以及液固体介质内部气泡中局部放电所造成的损耗. 电压较小时为电导损耗； 电压较大时主要为游离损耗。二、气体电介质的损耗 中性和弱极性液体电介质为电导损耗，损耗较小； 极性及极性与中性液体的混合物为电导损耗和极化损耗，损耗较大；三、液体电介质的损耗影响tg的因素（1）温度的影响当温度tt1时，随温度升高液体粘度下降，偶极子极化增强，所以tg增加，t1时达到极大值， t1tt2时，分子热运动加快，妨碍极化，所以损耗减小，此时电导损耗也增加但幅度较小； t2t时，电导损耗急剧增加，极化损耗所占比例很小，所以总的损耗又减小。（2）频率的影响（3）电压的影响在电场强度不很高时

10、，tg不变；在电场强度较高时， tg随电场强度升高而迅速增大 中性和弱极性固体电介质的损耗主要由电导引起，其值较小； 极性固体电介质的损耗既有电导损耗也有极化损耗，其值较大。 其影响因素与液体电介质类似。四、固体电介质的损耗 1.选用绝缘介质时，必须注意材料的tg。 2.可根据tg发现绝缘是否受潮或其他缺陷。 3.使用电气设备时，必须注意它们对频率，温度及电压的要求。五、电介质的损耗在工程上的意义第二章气体电介质的击穿特性空气在强电场下放电特性气体在正常状态下是良好的绝缘体,在一个立方厘米体积内仅含500-1000个带电粒子,但在高电压下,气体从少量电荷会突然产生大量的电荷,从而失去绝缘能力而

11、发生放电现象.一旦电压解除后,气体电介质能自动恢复绝缘状态输电线路以气体作为绝缘材料变压器相间绝缘以气体作为绝缘材料 击穿电压：气体间隙发生击穿时的最低临界电压。 击穿场强：均匀电场中击穿电压与间隙距离之比称为击穿场强。 平均击穿场强：不均匀电场中击穿电压与间隙距离之比称为平均击穿场强。常用的几个概念 当气压较低、电源功率很小时，为辉光放电形式。 大气条件下、电源功率较大时，为电弧放电形式。 大气条件下、电源功率较小时，为火花放电形式。气体的放电形式（三种）第一节气隙中带电质点的产生与消失一、原子的激发和游离(1) 激发原子在外界因素作用下,其电子跃迁到能量较高的状态(2) 游离原子在外界因素

12、作用下,使其一个或几个电子脱离原子核的束博而形成自由电子和正离子气体中的带电质点来源于两个方面： 一是气体分子本身发生游离 二是处于气体中的金属阴极表面发生游离二、气体间隙中带电质点的产生 a.碰撞游离 b.光游离 c.热游离气体分子发生游离的形式1.气体分子本身的游离（1）碰撞游离当带电质点具有的动能积累到一定数值后， 在与气体原子（或分子）发生碰撞时，可以使后者产生游离，这种由碰撞而引起的游离称为碰撞游离.平均自由行程1 mu 2 W引起碰撞游离的条件：i2Wi：气体原子（或分子）的游离能(2)光游离由光辐射引起气体原子（或分子）的游离称为光游离产生光游离的条件：W=h h:普朗克常数:光

13、的频率由光游离产生的自由电子称为光电子，光电子在电场的作用下又会产生碰撞游离。气体中的光可以来源于外界，也可以由气体放电过程本身产生。（3）热游离气体在热状态下引起的游离过程称为热游离3 KT = Wm产生热游离的条件：K:波茨曼常数T:绝对温度热游离是气体热状态下碰撞游离和光游离的综合以上三种游离发生在气体空间中，也称为空间游离22.气体中金属表面的游离电子从金属电极表面逸出来的过程称为表面游离， 所需能量称为逸出功，其值比气体的游离能小的多游离形式有：1. 正离子撞击阴极表面2. 短波光照射3. 强场发射4. 热电子放射负离子的形成电子与原子相遇时，电子附着原子形成负离子容易形成负离子的气

14、体其电负性强，对放电起抑制作用三、气体中带电质点的消失1. 与两电极的电量中和正、负电荷分别向两电极作定向移动，到达两电极后发生电荷传递而中和。2. 扩散带电质点从高浓度区域向低浓度区域运动.3. 复合带有异号电荷的质点相遇时发生电荷的传递而还原为中性质点的过程称为复合。一般为正离子和负离子发生复合，并伴随光辐射。第二节 均匀电场中气体的放电过程一.d乘积较小时气体的放电过程（汤逊放电理论）：d 较小时气体间隙的击穿主要由电子的碰撞游离和正离子撞击阴极表面造成的表面游离所引起适用条件:均匀电场,低气压,短间隙实验装置分析： oa段:随着电压升高，到达阳极的带电质点数量和速度也随之增大ab段：电

15、流不再随电压的增大电流又再随电压的增大而增大c点:电流急剧突增均匀电场中气体的伏安特性1.电子崩的形成及发展规律在电场作用下电子从阴极向阳极推进而形成的一群电子.电子的空间碰撞游离系数一个电子由阴极向阳极运动过程中单位行程里所发生的平均碰撞游离次数。总电子数为n=eadn=ead1 n=ead1新增加的电子数为产生的正离子数也为 (1).非自持放电去掉外界游离因素的作用后，放电随即停止 (2).自持放电不需要外界游离因素存在，放电也能维持下去2.表面游离过程及自持放电自持放电条件阴极表面游离系数它表示一个正离子撞击阴极表面时使阴极平均 逸出的自由电子数。均匀电场中，放电由非自持转入自持的条件为

16、（ead-1）13.巴申定律：当气体和电极材料一定时，气隙的击穿电压是气体的相对密度和气隙距离d乘积的函数，即UbUF:气体相对密度= f=( d )f (Pd )a.表达式:d : 极间距离b.均匀电场中几种气体的击穿电压与ps的关系二. d乘积较大时气体的放电过程（流注理论(1).在d乘积较大时,用汤逊理论无法解释的几种现a. 击穿过程所需时间,实测值比理论值小10-100倍b. 按汤逊理论,击穿过程与阴极材料有关,然而在大气压力下的空气隙中击穿电压与阴极材料无关.c.按汤逊理论,气体放电应在整个间隙中均匀连续地发展,但在大气中击穿会出现有分枝的明亮细通道(2).理论要点:认为电子碰撞游离

17、及空间光游离是维持自持放电的主要因素,流注形成便达到了自持放电条件,它强调了空间电荷畸变电场的作用和热游离的作用.(3)放电简单流程图:有效电子(经碰撞游离)-电子崩(畸变电场)-发射光子(在强电场作用下)产生新的电子崩(二次崩)-形成正负离子的混和通道(流注)-由阳极向阴极(阳极流注)或由阴极向阳极(阴极流注)击穿。 电场不均匀系数是指间隙中的最大场强与平均场强之比。 电场不均匀系数不超过4时，电场属于稍不均匀电场，超过4时为极不均匀电场。 s/r8极不均匀电场 8 s/r 4不均匀电场 s/r4稍均匀电场 s/r0均匀电场第三节不均匀电场中气体的击穿过程极不均匀电场放电的特点：1. E最大

18、E平均2. Ub U0，而且Ub、U0的大小与尖电极的极性有关。3. Ub 均匀 Ub不均匀（相同距离下）一.电晕放电1.电晕的产生在极不均匀电场中，在曲率半径小的电极附近首先发生的局部自持放电现象，（有些像日月的晕光）称为电晕放电。特点：有声、有紫色光环、有味、有损耗电晕放电是极不均匀电场所特有的一种自持放电形式2.电晕放电的起始电压和起始场强开始出现电晕时的电压称为电晕起始电压开始出现电晕时的场强称为电晕起始场强输电线路的起始场强（峰值）EC=30.3m1m2(1+0.298/m1:表面粗糙系数起晕电压 （峰值）单根导线UC=EC r ln2h/r)(kv/cmrd)m2:气象系数两根平行

19、导线UC=EC r lnD/r三相输电线路 D为导线的几何均距 1）电晕电流具有高频脉冲性质，对无线电通信产生干扰。 2）电晕电流会引起有功损耗。 3）电晕使空气发生化学反应，形成臭氧和氧化氮等，对绝缘和金属有腐蚀作用。3.电晕放电的效应消除电晕的方法：改进电极形状，减小电极曲率。如空心导线、球面电极、分裂导线。电晕可利用的方面：可降低雷电的幅值和陡度，还可改善电场分布，提高电场均匀度；电气除尘、静电复印、静电喷涂等。 在极不均匀电场中（如棒板间隙），当棒的极性不同时，间隙的起晕电压和击穿电压各不相同，这种现象就叫极性效应。二、极性效应(1).正棒-负板分析：a.由于棒极附近积聚起正空间电荷，

20、削弱了电离，使电晕放电难以形成， 造成电晕起始电压提高。b.由于棒极附近积聚起正空间电荷在间隙深处产生电场加强了朝向板极的电场，有利于流注发展，故降低了击穿电压。(2).负棒-正板分析：a.棒附近正空间电荷产生附加电场加强了朝向棒端的电场强度，容易形成自持放电，所以其电晕起始电压较低。b.在间隙深处，正空间电荷产生的附加电场与原电场方向相反，使放电的发展比较困难，因而击穿电压较高。结论：在相同间隙下负棒-正板正棒-负板电晕起始电压高低间隙击穿电压低高第四节持续电压作用下的空气的击穿电力工程中的空气间隙一般会受到三种电压的作用:持续电压雷电冲击电压操作冲击电压特点：1. 无极性效应2. 无电晕放

21、电，U0=Ub3. 无论何种电压作用，击穿电压（峰值）都相同，且分散性小。Ub 24.22d+6.08dd一、均匀电场中的击穿电压特点：1. 有极性效应但不显著。2. 击穿前有电晕发生，但不稳定。3. 无论何种电压作用，击穿电压（峰值）也都相同，且分散性不大。二、稍不均匀电场中的击穿电压特点：1. 有明显的极性效应。2. 有稳定的电晕，U0Ub3. 放电时间长，不同外加电压对击穿电压的影响很大，分散性大。三、极不均匀电场中的击穿电压1.直流电压作用下的击穿电压间隙的击穿电压介于正棒负板和负棒正板之间2.工频电压作用下的击穿电压棒板间隙的击穿总是发生在棒极为正时的半个周期峰值处，与直流下正棒负板

22、的击穿电压相接近。第五节.雷电冲击电压下气隙的击穿特性冲击电压：幅值很高、作用时间很短的电压一、标准波形几个参数波前（头）时间T1：T1=(1.230%)s半峰值（波长）时间T2:T2=(50 20%) s1.2 / 50ms表示标准波形通常用符号标准截波：Tc= 2-5 s间隙击穿要满足二个条件a. 一定的电压幅值b. 一定的电压作用时间二、击穿时间间隙从开始出现电压到完全击穿所需要的时间称为击穿时间或全部放电时间。包括（1）升压时间t0电压从零升到持续电压下的击穿电压（静态击穿电压U0）所需要的时间。(2) 统计时延ts从电压达到U0的瞬时起到间隙中形成第一个有效电子为止的时间。（3）放电

23、形成时延tf从形成第一个有效电子的瞬时起到间隙完全被击穿为止的时间。(4).放电时延t1t1=ts+tf气体间隙在冲击电压作用下击穿所需的全部时间：tb=t0+ts+tf三. 伏秒特性(1)定义间隙的击穿电压和击穿时间的关系同一波形、不同幅值的冲击电压下，间隙上出现的电压最大值和放电时间的关系曲线(2) 曲线求取方法(3) 电场均匀程度对曲线的影响不均匀电场由于平均击穿电场强度较低，而且流注总是从强场区向弱场区发展，放电速度受到电场分布的影响，所以放电时延长，分散性大，其伏秒特性曲线在放电时间还相当大时，便随时间之减小而明显地上翘，曲线比较陡。均匀或稍不均匀电场则相反，由于击穿时平均场强较高，

24、流注发展较快，放电时延较短，其伏秒特性曲线较平坦。(4)实际意义S1被保护设备的伏秒特性曲线，S2保护设备的伏秒特性曲线为了使被保护设备得到可靠的保护，保护设备绝缘的伏秒特性曲线的上包线必须始终低于被保护设备的伏秒特性曲线的下包线。四. 雷电冲击50%击穿电压U50%多次施加某一波形和峰值一定的冲击电压时，间隙被击穿的概率为50%时的击穿电压。50%冲击放电电压与静态放电压的比值称为绝缘的冲击系数b = U50%U 0电力系统由于开关操作或发生事故而在电网中或某些设备上产生的一种过电压。一、标准波形非周期性指数衰减波形，其中波前时间Tp为250 s，允许偏差20%； 半峰值时间T2为2500

25、s，允许偏差60%第六节 操作冲击电压下空气的击穿 1.均匀电场冲击系数等于1 2.极不均匀电场 1）操作冲击电压的波形对U 50%有很大影响。曲线呈U型，即U 50%有极小值，它可能比工频电压下的击穿电压还要低很多。随着间隙距离的增大，相当于极小值的临界波前时间也跟着增大，7m以下，大致在50300 s之间二、操作冲击50%击穿电压= 3450U50min1+ 8d 正棒负板空气间隙U型曲线中，U50min 可用下面的经验公式计算： 2）操作冲击电压下的极性效应更加显著。 3）电极的形状对U 50%影响很大。不能根据棒板或电极来估算。 4）击穿电压的分散性很大，标准偏差为：1 1 S(U -

26、U )2 21o = NU 5)击穿电压具有明显的饱和现象第七节提高气体间隙绝缘强度的方法有两个途径：一个是改善电场分布，使之尽量均匀，另一个是改变气体的状态和种类，削弱气体间隙中的游离因素。1.改善电场分布的措施(1).改变电极形状(2). 利用空间电荷对电场的畸变作用当屏障与棒极之间的距离约等于间隙的距离的15%-20%时，间隙的击穿电压提高得最多，可达到无屏障时的2-3倍 工频电压下与正棒负板类似； 雷电冲击电压下，正棒负板有显著效果；负棒正板影响很小。电极应在两个电极附近都安放屏障。 均匀电场中屏障不起作用。2.削弱游离因素的措施(1).采用高气压均匀电场中气体压力提高后，气体的密度加

27、大，减少了电子的平均自由行程，从而削弱了碰撞游离的过程，一般在1015个大气压。如高压空气断路器和高压标准电容器等。不均匀电场提高效果不显著，而且当棒的极性为正时，Ub都有极大值。10kv高压标准介损器(2).采用高真空气体间隙中压力很低时，电子的平均自由行程已增大到极间空间很难产生碰撞游离的程度。如真空电容器、真空断路器等真空断路器真空电容器(3).采用高强度气体SF6气体属强电负性气体，容易吸附电子成为负离子，从而削弱了游离过程。提高压力后可相当于一般液体或固体绝缘的绝缘强度。它是一种无色、无味、无臭、无毒、不燃的不活泼气体，化学性能非常稳定，无腐蚀作用。它具有优良的灭弧性能，其灭弧能力是

28、空气的100倍，故极适用于高压断路器。第八节沿 面 放 电* 沿面放电及其特点：沿着固体介质表面所进行的气体放电称为沿面放电。当沿面放电放电发展到对面电极时称为沿面闪络沿面放电电压通常比纯空气间隙的击穿电压要低一、不同电场分布下的沿面放电特性(1).固体介质处于均匀电场中，且介质表面与电力线平行；(2).固体介质处于极不均匀电场中，且电力线垂直于界面的分量比平行于界面的分量大得多，即法线分量大于切线分量类似套管瓷套管变压器用套管(3).固体介质处于极不均匀电场中，且电力线平行于界面的分量比垂直于界面的分量大得多，即切线分量大于法线分量类似支持绝缘子复合支持绝缘子户外高压支持绝缘子（一） 均匀电

29、场中的沿面放电其放电特点：(1).放电发生在沿着固体介质表面，且放电电压比纯空气间隙的放电电压要低。其原因a.固体介质与电极表面没有完全密合而存在微小气隙，或者介面有裂纹。b.介质表面易吸收水分，形成一层很薄的膜，水膜中的离子在电场作用下向两极移动，易在电极附近积聚电荷，使电场不均匀。c.介质表面电阻不均匀使电场分布不均匀d.介质表面不平坦，使表面电场不均匀。湿度影响电压变化速度影响气体压力影响（二）极不均匀电场具有强法线分量时的沿面放电(套管型)(1) 放电发展特点：a. 电晕放电b. 线状火花放电刷形放电c. 滑闪放电d. 闪络放电(2) 影响沿面放电因素分析等值电路图a.固体介质厚度越小

30、，则体积电容越大，沿介质表面电压分布越不均匀，其沿面闪络电压越低；b.同理，固体介质的体积电阻越小，沿面闪络电压越低c.固体介质表面电阻减少，可降低沿面的最大电场强度，从而提高沿面闪络电压（三）极不均匀电场具有强切线分量时的沿面放电(支柱绝缘子型)由于电极本身的形状和布置己使电场很不均匀，故介质表面积聚电荷使电压重新分布不会显著降低沿面闪络电压，为了提高沿面闪络电压， 一般要改进电极形状，如采用屏蔽罩和均压环。二、绝缘子表面在淋雨状态下的沿面放电绝缘子表面处于干燥、洁净状态下的闪络电压称为干闪电压；表面洁净的绝缘子在淋雨时的闪络电压称为湿闪电压；表面脏污的绝缘子在受潮情况下的闪络电压称为污闪电

31、压。在淋雨状态下，绝缘子表面附着一层导电的水膜，在水膜中，较大的泄漏电流引起湿表面发热，局部泄漏电流密度大的地方也使水膜发热烘干，使绝缘子表面的压降加大引起局部放电，从而导致整个沿面放电。整个过程十分缓慢。雷电下影响不大；工频电压下湿闪电压比干闪电压下降1520%。为了防止这种情况，户外绝缘子总具有一些裙边，使水膜不能贯通绝缘子的上下两级，而户内绝缘子的裙边则较小。三、绝缘子表面污秽状态下的沿面放电户外绝缘子，会受到工业污秽或自然界盐碱、飞尘等污染，在干燥时，由于污秽尘埃电阻很大，绝缘子表面泄漏电流很小，对绝缘子安全运行无危险；当下大雨时，绝缘子表面污秽容易冲掉。当大气湿度较高，或在毛毛雨、雾

32、等气候下，污秽尘埃被润湿，表面电导剧增，使绝缘子的泄漏电流剧增，降低闪络电压。在工作电压下就可能发生。四、提高沿面闪络电压措施主要从两方面入手：一是通过电场调整，改善绝缘表面的电位分布；二是通过改进绝缘子的形状、材料等，减小绝缘表面的泄漏电流。绝缘子串的电压分布具体措施（一）屏障的应用如：设置伞裙（二）屏蔽的应用如：设置屏蔽环C：绝缘子自身的电容CE: 绝缘子对地的电容CL：绝缘子对导线的电容横担横担分析结果：a.绝缘子片数越多，电压分布越不均匀b.靠近导线端第一个绝缘子电压降最高，易产生电晕放电。在工作电压下不允许产生电晕，故对330kv及以上电压等级考虑在导线侧加装屏蔽环。（只在转角塔或大

33、档距及耐张杆塔绝缘子上装设）（三）强制固定绝缘表面的电位（四）应用半导体涂料（五）应用合成绝缘子（六）加强绝缘对瓷柱进行清洗第九节 大气条件对气体间隙击穿电压的影响标准大气条件压力P0 =101.3kpa0to = 2 0 C f0 =11g/m3温度湿度湿度的影响(1). 均匀或稍不均匀电场湿度的增加而略有增加，但程度极微，可以不校正(2). 极不均匀电场由于平均场强较低，湿度增加后，水分子易吸附电子而形成质量较大的负离子，运动速度减慢游离能力大大降低，使击穿电压增大，但当湿度较大时（超过80%），水宜在绝缘表面形成水膜，击穿电压反而降低。因此需要校正。 1.大气校正因数U=KtU0 Kt为

34、大气校正因数，它是以下两个因数的乘积KtK1K2 K1-空气密度校正系数 K2-空气湿度校正系数2. 空气密度校正因数空气密度校正因数取决于空气相对密度K1= mp 273 + t0d =273 + tp0当在0.95到1.05之间时，空气间隙的击穿电压U与成正比U= U0 3.湿度校正系数 K2=Kw K取决于试验电压种类并为绝对湿度h与相对空气密度的比率h/ 的函数海拔高度的影响随着高度增加，空气逐渐稀薄，大气压力及空气相对密度下降，间隙的击穿电压也随之下降。一般每上升1000米，绝缘下降10%。U=kaU01=ka1.1- H 10-4第一节液体电介质的击穿特性液体介质的绝缘特点1. 耐

35、电强度高于气体一般可达120KV/cm。2. 工程上液体介质除绝缘作用外还有灭弧、散热等作用。3. 油质的纯净度对放电有较大影响。4. 油质会发生老化，其绝缘性能逐渐下降。5. 其击穿过程中影响因素众多，分散性大，理论不完善。6. 击穿后，绝缘能力可缓慢恢复。第三章 液体和固体介质的击穿特性一.液体电介质的击穿特性电击穿理论和“气泡”理论(“杂质小桥” 理论)(一)电击穿理论：在阴极因强场发射等原因使阴极放射出电子，它们在电场的作用下被加速，积累足够多的能量去碰撞液体分子使之离解，使空间电荷数增多，当外加电场足够高时，电流将急剧增加而导致击穿，类似于气体介质的放电击穿。 适合解释纯净的油。论)

36、（二）气泡击穿过程(“杂质小桥”击穿理变压器油的击穿主要原因在于杂质的影响，而杂质主要是指水分、受潮的纤维和被游离了的气泡等，它们在电场的作用下，在电极间逐渐排列成为杂质小桥，泄漏电流增大，使水分汽化，气泡进一步扩大并被沿电场方向拉长，从而导致击穿。 适合解释含杂质的油。三、 影响液体电介质击穿电压的因素（1）杂质（含水量、纤维量、气体量）通过标准油杯中变压器油的工频击穿电压来衡量油的品质 电场越均匀，外加电压的时间越长， 杂质对击穿电压的影响也越大。 水在油中有三种状态： 溶解态悬浮态沉渣态 除了水分以外，油中还有纤维、气泡，对油的品质影响很大。（2）温度（3）电场均匀程度电场愈均匀，愈易形

37、成杂质小桥，杂质对油的击穿电压的影响愈大；在极不均匀电场中，由于高场强处出现强烈的游离，油中产生剧烈的扰动，杂质不宜形成贯通性的小桥，其对击穿的影响很小。因此纯净的油可改善电场均匀度以提高击穿电压，而含杂质的油改善电场均匀度不会提高油的击穿电压。冲击电压下小桥来不及形成，无论电场是否均匀，提高电场均匀度均可提高电压。（4）电压作用时间加压后短至几个微秒时，表现为电击穿，击穿电压很高当电压作用时间大于毫秒级时，击穿电压随作用时间增加而降低。1分钟后，击穿电压不再降低。（5）压力无论电场是否均匀，击穿电压都随油的压力增大而提高；电场越均匀，这种关系也越显著。但在冲击电压下压力没有明显作用。四、提高液体电介质击穿电压的措施（一）减少液体介质中的杂质（1） 过滤（2） 祛气（3） 防潮（二）采用固体介质降低杂质的影响（1） 覆盖：适用于均匀电场（2） 绝缘层：适用于极不均匀电场（3） 屏障（多层屏障）第二节固体电介质的击穿特性一.固体介质的绝缘特点1. 击穿电压较高，高于气体和液体。103104kv/cm2. 击穿后，一般不能恢复绝缘能力。3. 局部放电可引起破环的积累，最终导致击穿。4.