高電壓技術(shù)復習資料模板

1、第一篇絕緣的基本理論第一章氣體的絕緣特性1、氣體中帶電質(zhì)點產(chǎn)生的方式:熱電離、光電離、碰撞電離、表面電離2、氣體中帶電質(zhì)點消失的方式:流入電極、逸出氣體空間、復合3、電子崩與湯遜理論 : 電子崩的形成、湯遜理論的基本過程及適用范圍4、巴申定律及其適用范圍 :擊穿電壓與氣體相對密度和極間距離乘積之間的關(guān)系。兩者乘積大于0.26cm 時 ,不再適用5、流注理論 : 考慮了空間電荷對原有電場的影響和空間光電離的作用，適用兩者乘積大于0.26cm 時的情況6、均勻電場與不均勻電場的劃分: 以最大場強與平均場強之比來劃分。7、極不均勻電場中的電暈放電:電暈放電的概念、起始場強、放電的極性效應8、沖擊電壓

2、作用下氣隙的擊穿特性:a. 雷電和操作過電壓波的波形b. 沖擊電壓作用下的放電延時與伏秒特性c.50%擊穿電壓的概念9、電場形式對放電電壓的影響:均勻電場無極性效應、各類電壓形式放電電壓基本相同、分散性小極不均勻電場中極間距離為主要影響因素、極性效應明顯。10、電壓波形對放電電壓的影響: a.電壓波形對均勻和稍不均勻電場影響不大b.對極不均勻電場影響相當大c.完全對稱的極不均勻場：棒棒間隙 d.極大不對稱的極不均勻場：棒板間隙11、氣體的狀態(tài)對放電電壓的影響: 濕度、密度、海拔高度的影響12、氣體的性質(zhì)對放電電壓的影響：在間隙中加入高電強度氣體,可大大提高擊穿電壓，主要指一些含鹵族元素的強電負

3、性氣體，如SF613、提高氣體放電電壓的措施：a.電極形狀的改進b.空間電荷對原電場的畸變作用c.極不均勻場中屏障的采用d.提高氣體壓力的作用e.高真空 f. 高電氣強度氣體SF6 的采用14、沿面放電的概念：沿著固體介質(zhì)表面發(fā)展的氣體放電現(xiàn)象。多發(fā)生在絕緣子、套管與空氣的分界面上。15 提高沿面放電電壓的措施： a.屏障 b.屏蔽 c.表面處理 d.應用半導體材料 e.阻抗調(diào)節(jié)習題 1.1 1.3 1.4 1.9 1.13 1.14 1.16第 2 章 液體和固體介質(zhì)的絕緣特性1、電介質(zhì)的極化極化： 在電場的作用下，電荷質(zhì)點會沿電場方向產(chǎn)生有限的位移現(xiàn)象，并產(chǎn)生電矩（偶極矩）介電常數(shù)：電介質(zhì)

4、極化的強弱可用介電常數(shù)的大小來表示，與電介質(zhì)分子的極性強弱有關(guān)。極性電介質(zhì)和非極性電介質(zhì)：具有極性分子的電介質(zhì)稱為極性電介質(zhì)。由中性分子構(gòu)成的電介質(zhì)。極化的基本形式:電子式、離子式（不產(chǎn)生能量損失）。轉(zhuǎn)向、夾層介質(zhì)界面極化（有能量損失）2、電介質(zhì)的電導泄漏電流和絕緣電阻氣體的電導 : 主要來自于外界射線使分子發(fā)生電離和強電場作用下氣體電子的碰撞電離液體的電導 :離子電導和電泳電導固體的電導 離子電導和電子電導3、電介質(zhì)的損耗a.介質(zhì)損耗針對的是交流電壓作用下介質(zhì)的有功功率損耗b.介質(zhì)損耗一般用介損角的正切值來表示4、提高液體電介質(zhì)擊穿電壓的措施:提高油品質(zhì)，采用覆蓋、絕緣層、極屏障等措施5、固

5、體電介質(zhì)的擊穿:電擊穿、熱擊穿、電化學擊穿的擊穿機理及特點6、影響固體電介質(zhì)擊穿電壓的主要因素:電壓作用時間溫度電場均勻程度受潮累積效應機械負荷第二篇電氣設(shè)備試驗第 3 章電氣設(shè)備的絕緣試驗電氣絕緣非破壞性試驗1、絕緣電阻與吸收比的測量：a.用兆歐表來測量電氣設(shè)備的絕緣電阻b.吸收比 K 定義為加壓60s 時的絕緣電阻與15s 時的絕緣電阻比值。c.K 恒大于 1，且越大表示絕緣性能越好。d.大容量電氣設(shè)備中，吸收現(xiàn)象延續(xù)很長時間，吸收比不能很好地反映絕緣的真實狀態(tài)，可用極化指數(shù)再判斷。e.測量絕緣電阻能有效地發(fā)現(xiàn)總體絕緣質(zhì)量欠佳；絕緣受潮；兩極間有貫穿性的導電通道；絕緣表面情況不良。2、泄漏

6、電流的測量：測量泄漏電流從原理上來說，與測量絕緣電阻是相似的，能發(fā)現(xiàn)一些尚未完全貫通的集中性缺陷，原因在于 :a.在試品上的直流電壓要比兆歐表的工作電壓高得多，故能發(fā)現(xiàn)兆歐表所不能發(fā)現(xiàn)的某些缺陷 .b.加在試品上的直流電壓是逐漸增大的，可以在升壓過程中監(jiān)視泄漏電流的增長動向。3、介質(zhì)損耗角正切的測量： a.tan 能反映絕緣的整體性缺陷(例如全面老化)和小電容試品中的嚴重局部性缺陷。根據(jù) 隨電壓而變化的曲線，可判斷絕緣是否受潮、含有氣泡及老化的程度。b.西林電橋法測量的基本原理tan4、局部放電的測量局部放電 :高壓電氣設(shè)備的絕緣內(nèi)部總是存在一些缺陷 ,如氣泡空隙、 雜質(zhì)等。由于這些異物的電導

7、和介電常數(shù)不同于絕緣物，故在外加電場作用下，這些異物附近將具有比周圍更高的場強，有可能引起該處物質(zhì)產(chǎn)生電離放電現(xiàn)象，稱為局部放電。5 絕緣狀態(tài)的綜合判斷三比較方法若個別試驗項目不合格，達不到規(guī)程的要求，可使用三比較方法。a.與同類型設(shè)備作比較:同類型設(shè)備在同樣條件下所得的試驗結(jié)果應該大致相同,若差別很大就可能存在問題b.在同一設(shè)備的三相試驗結(jié)果之間進行比較:若有一相結(jié)果相差達50%以上 ,該相很可能存在缺陷c.與該設(shè)備技術(shù)檔案中的歷年試驗數(shù)據(jù)進行比較:若性能指標有明顯下降情況,即可能出現(xiàn)新的缺陷電氣絕緣破壞性試驗絕緣的高電壓試驗:在高壓試驗室用工頻交流高壓、直流高壓、雷電沖擊高壓、操作沖擊高壓

8、等模擬電氣設(shè)備的絕緣在運行中受到的工作電壓，用以考驗各種絕緣耐受這些高電壓作用的能力。特點 :a.具有破壞性試驗的性質(zhì)b.一般放在非破壞性試驗項目合格通過之后進行，以避免或減少不必要的損失。1 工頻高電壓試驗工頻高電壓的產(chǎn)生:a.通常采用高壓試驗變壓器或其串級裝置來產(chǎn)生。b.對電纜、電容器等電容量較大的被試品，可采用串聯(lián)諧振回路來獲得試驗用的工頻高電壓。c.工頻高壓裝置是高壓試驗室中最基本的設(shè)備，也是產(chǎn)生其他類型高電壓的設(shè)備基礎(chǔ)部件。高壓試驗變壓器的特點:a.試驗變壓器本身應有很好的絕緣，但絕緣裕度小，試驗過程中要嚴格限制過電壓。b.試驗變壓器容量一般不大c.外觀上的特點：油箱本體不大而其高壓

9、套管又長又大。d.試驗變壓器與連續(xù)運行時間不長，發(fā)熱較輕，因而不需要復雜的冷卻系統(tǒng)。e.漏抗大，短路電流較小，可降低機械強度方面的要求,節(jié)省制造費用。絕緣的工頻耐壓試驗:a.工頻交流耐壓試驗是檢驗電氣設(shè)備絕緣強度的最有效和最直接的方法。b.工頻耐壓試驗可用來確定電氣設(shè)備絕緣耐受電壓的水平，判斷電氣設(shè)備能否繼續(xù)運行，是避免其在運行中發(fā)生絕緣事故的重要手段。c.工頻耐壓試驗時，對電氣設(shè)備絕緣施加比工作電壓高得多的試驗電壓，這些試驗電壓反映了電氣設(shè)備的絕緣水平。工頻高壓試驗的基本接線圖以試驗變壓器或其串級裝置作為主設(shè)備的工頻高壓試驗（包括耐壓試驗）的基本接線如下圖所示。試驗變壓器的輸出電壓必須能在很

10、大的范圍內(nèi)均勻地加以調(diào)節(jié)，所以它的低壓繞組應由一調(diào)壓器來供電。AV 一調(diào)壓器PV1 一低壓側(cè)電壓表T 一工頻高壓裝置R1 一變壓器保護電阻TO 一被測試品R2 一測量球隙保護電阻PV2 一高壓靜電電壓表F 一測量球隙Lf 一 Cf一諧波濾波器工頻高壓試驗的實施方法a.按規(guī)定的升壓速度提升作用在被測試品TO上的電壓，直到等于所需的試驗電壓 U 為止，這時開始計算時間。 b.為了讓有缺陷的試品絕緣來得及發(fā)展局部放電或完全擊穿，達到 U 后還要保持一段時間，一般取一分鐘。 c.如果在此期間沒有發(fā)現(xiàn)絕緣擊穿或局部損傷（可通過聲響、分解出氣體、冒煙、電壓表指針劇烈擺動、電流表指示急劇增大等異?，F(xiàn)象作出判

11、斷）的情況，即可認為該試品的工頻耐壓試驗合格通過。2 直流高電壓試驗直流高電壓的產(chǎn)生a.將工頻高電壓經(jīng)高壓整流器而變換成直流高電壓。b.利用倍壓整流原理制成的直流高壓串級裝置（或稱串級直流高壓發(fā)生器 )能產(chǎn)生出更高的直流試驗電壓直流高壓試驗的基本接線若高壓靜電電壓表 PV2 量程不夠 ,可改為球隙、 高值電阻串接微安表或高阻值直接分壓器來測量高壓直流高壓試驗的特點 :最常見的直流高壓試驗為某些交流電氣設(shè)備（油紙絕緣高壓電纜、電力電容器、旋轉(zhuǎn)電機等）的絕緣預防性試驗。和交流耐壓試驗相比主要有以下一些特點：a.只有微安級泄漏電流，試驗設(shè)備不需要供給試品的電容電流，試驗設(shè)備的容量較小，b.試驗時可同

12、時測量泄漏電流，由所得得“電壓電流”曲線能有效地顯示絕緣內(nèi)部的集中性缺陷或受潮。C.在直流高壓下，局部放電較弱，不會加快有采購絕緣材料的分解或老化變質(zhì)，一定程度具有非破壞性試驗的性質(zhì)。D. 直流電壓下，絕緣內(nèi)的電壓分布由電導決定，因而與交流運行電壓下的電壓分布不同，所以交流電氣設(shè)備的絕緣考驗不如交流耐壓試驗那樣接近實際。3 沖擊高電壓試驗:a.研究電氣設(shè)備在運行中遭受雷電過電壓和操作過電壓的作用時的絕緣性能。b.許多高壓試驗室中都裝設(shè)了沖擊電壓發(fā)生器，用來產(chǎn)生試驗用的雷電沖擊電壓波和操作沖擊電壓波。c.高壓電氣設(shè)備在出廠試驗、型式試驗時或大修后都必須進行沖擊高壓試驗。標準雷電沖擊全波采用的是非

13、周期性雙指數(shù)波。4 沖擊高電壓的產(chǎn)生ttu(t) A(e 1e 2 )波尾時間常數(shù)21 前時間常數(shù)實際沖擊電壓發(fā)生器回路R11為阻尼電阻放電回路的利用系數(shù)U 2 mC1R2U 0C1 C2R11R2多級沖擊電壓發(fā)生器a.單級沖擊電壓發(fā)生器能產(chǎn)生的最高電壓一般不超過200 300kV 。b.因而采用多級疊加的方法來產(chǎn)生波形和幅值都能滿足需要的沖擊高電壓波。多級沖擊電壓發(fā)生器原理接線圖基本原理 :并聯(lián)充電，串聯(lián)放電內(nèi)絕緣沖擊耐壓試驗a.電氣設(shè)備內(nèi)絕緣的雷電沖擊耐壓試驗采用三次沖擊法，即對被試品施加三次正極性和三次負極性雷電沖擊試驗電壓。（ 1.2/50us 全波）。b.對變壓器和電抗器類設(shè)備的內(nèi)絕

14、緣，還要進行雷電沖擊截波（1.2/2 /2-5us)耐壓試驗,其對繞組絕緣(特別是縱絕緣)的考驗往往更加嚴格。外絕緣沖擊耐壓試驗a.可采用 15 次沖擊法，即對被測試品施加正、負極性沖擊全波試驗電壓各16 次，相鄰兩次沖擊的時間間隔應不小于在每組 15 次沖擊的試驗中，如果擊穿或閃絡(luò)的閃數(shù)不超過2 次，即可認為該外絕緣試驗合格。b.內(nèi)、外絕緣的操作沖擊高壓試驗的方法與雷電沖擊全波試驗完全相同。4 高電壓的測量技術(shù)1min。a.高電壓試驗除了要有產(chǎn)生各種試驗電壓的高壓設(shè)備，還必須要有能測量這些高電壓的儀器和設(shè)備。b.電力系統(tǒng)中，廣泛應用電壓互感器配上低電壓表來測量高電壓；但此法在試驗室中用得很少

15、。試驗室條件下廣泛應用高壓靜電電壓表、峰值電壓表、球隙測壓器、高壓分壓器等儀器測量高電壓。c.國標規(guī)定，高電壓的測量誤差一般應控制在±3以內(nèi)。靜電電壓表a.靜電電壓表測交流時為其電壓有效值,測帶脈動的直流時近似為其平均值。b.靜電電壓表不能用于測量沖擊電壓。c.靜電電壓表的內(nèi)阻很高，在測量時幾乎不會改變被測試樣上的電壓d.大氣中工作的高壓靜電電壓表量程上限在50-250kV;SF6 氣體中可達500-600kV 。更高的電壓需配合分壓器使用峰值電壓表峰值電壓表的制成原理通常有兩種，一種是利用整流電容電流測量，另一種是 利用整流充電電壓測量。峰值電壓表可分為交流峰值電壓表和沖擊峰值電壓

16、表。球隙測壓器 : a.測量球隙由一對相同直徑的金屬球構(gòu)成，測量誤差2%-3%, 滿足大多數(shù)工程測試的要求。b.當球隙距離d 與直徑 D 之比不大時，球隙間的電場為稍不均勻電場，其擊穿電壓決定于球隙間的距離。c.能直接測量高達數(shù)兆伏的各類高電壓峰值。球隙的優(yōu)點 :a.擊穿時延小，放電電壓分散性小，具有比較穩(wěn)定的放電電壓值和較高的測量精度b.50%沖擊放電電壓與靜態(tài)（交流或直流）放電電壓的幅值幾乎相等。c.由于濕度對稍不均勻場的影響較小，可不必對濕度進行校正。高壓分壓器被測電壓很高時，采用高壓分壓器來分出一小部分電壓，然后利用靜電電壓表、峰值電壓表、高壓示波器等來測量。對分壓器的技術(shù)要求:a.要

17、求分壓比具有一定的準確度和穩(wěn)定性(幅值誤差要小); 每一個分壓器均由高壓臂和低壓臂組成，在低壓臂上得到的就是分給測量儀器的低電壓，總電壓與該低電壓之比稱為分壓比Kb.分出的電壓與被測高電壓波形的相似性(波形畸變要小);各類測量方式的應用場合a.靜電電壓表可測交流和直流,但不能測沖擊電壓。b. 峰值電壓表可用來測交流電壓和沖擊電壓峰值c.球隙可用來測高達數(shù)兆伏的交流、沖擊峰值和直流電壓。d.電壓特別高時， 需配合分壓器使用。 直流高壓測量只能使用電阻分壓器。 交流和沖擊高壓可使用電阻、 電容和阻容分壓器。第三篇 過電壓防護與絕緣配合過電壓的概念：指電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的對絕緣有危險的電壓升高和電位差升

18、高。過電壓的概念與分類過電壓的分類：第 4 章 輸電線路和繞組中的波過程1 無損耗單導線上的波過程 a.波速和波阻抗的計算公式 b.前行波 (反行波 )電壓、電流之間的關(guān)系c.線路中任意一點的電壓 (電流 ) 等于前行波電壓 (電流 )和反行波電壓 (電流 )之和。 d.波阻抗與電阻的區(qū)別線路末端的折射、反射a.末端開路反射，在反射波所到之處電壓提高1 倍，而電流降為0。b.末端短路反射在反射波所到之處電流提高1 倍，而電壓降為0。c.末端接集中負載時的折反射當R 和 z1 不相等時，來波將在集中負載上發(fā)生折反射。集中參數(shù)等效電路(彼德遜法則 )3 行波通過串聯(lián)電感和并聯(lián)電容a.波通過電感（電

19、容)時的最大陡度公式b.波穿過電感初瞬，在電感前發(fā)生電壓正的全反射，使電感前電壓提高1 倍c.波旁過電容初瞬，則在電容前發(fā)生電壓負的全反射，使電容前的電壓下降為 0 d.由于反射波會使電感前電壓提高，可能危及絕緣，所以常用并聯(lián)電容降低波陡度4 波在多導線系統(tǒng)中的傳播a.自波阻抗、互波阻抗的公式b.多導線中電壓、電流之間的關(guān)系方程c.耦合系數(shù)的重要概念5 繞組中的波過程a.變壓器在雷電沖擊波作用瞬間，可等值為一個電容，稱為入口電容b.在末端接地的單相繞組中，最大電壓將出現(xiàn)在繞組首端附近，其值可達1.4U0c.在末端不接地的單相繞組中，最大電壓將出現(xiàn)在中性點附近，其值可達 1.9U0 d.通過在繞

20、組首端部位加一些電容環(huán)和電容匝以及增大縱向電容可降低電位梯度e.三相變壓器多相進波時的最大電位（星形接線、三角形接線）f. 變壓器繞組之間的波過程通過靜電耦合和電磁耦合傳遞g.旋轉(zhuǎn)電機匝間絕緣上的電壓與入侵波陡度成正比第 5 章 雷電及防雷設(shè)備1 雷電放電和雷電過電壓雷電的放電過程 ：先導放電階段主放電階段余輝放電階段主要的雷電參數(shù)：雷電日及雷電小時、地面落雷密度、雷電流幅值、雷電流等值波形及陡度。雷電過電壓的分類:a.直擊雷過電壓b.感應雷過電壓2 防雷保護設(shè)備避雷針防雷原理及保護范圍a.作用是吸引雷電擊于自身，并將雷電流迅速泄入大地，從而使被保護物體免遭直接雷擊。b.避雷針需有足夠截面的接

21、地引下線和良好的接地裝置，以便將雷電流安全可靠地引入大地。c.單根和雙根等高避雷針的保護范圍避雷線（地線）防雷原理及保護范圍 :a.避雷線的防雷原理與避雷針相同，主要用于輸電線路的保護b.可用來保護發(fā)電廠和變電所，近年來許多國家采用避雷線保護 500kV 大型超高壓變電所。c.用于輸電線路時，避雷線除了防止雷電直擊導線外，同時還有分流作用，以減少流經(jīng)桿塔入地的雷電流從而降低塔頂電位e.避雷線對導線的耦合作用還可以降低導線上的感應雷過電壓。f. 單根及雙根避雷線的保護原理避雷器工作原理及常用種類a.避雷針 (線) 不能完全避免設(shè)備不受雷擊;從輸電線路上也可能有危及設(shè)備絕緣的過電壓波傳入發(fā)電廠和變

22、電所。b.避雷器實質(zhì)上是一種過電壓限制器，與被保護的電氣設(shè)備并聯(lián)連接，當過電壓出現(xiàn)并超過避雷器的放電電壓時，避雷器先放電，從而限制了過電壓的發(fā)展，使電氣設(shè)備免遭過電壓損壞。c.避雷器的常用類型有：保護間隙、管型避雷器、閥式避雷器和金屬氧化物避雷器。對避雷器的基本要求 a.絕緣強度的合理配合 : 避雷器與被保護設(shè)備的伏秒特性應有合理的配合。 在絕緣強度的配合中， 要求避雷器的伏秒特性比較平直、分散性小。b.絕緣強度的自恢復能力 :避雷器一旦在沖擊電壓作用下放電，就造成對地短路。隨之工頻短路電流（工頻續(xù)流）要流過此間隙，避雷器應當具有自行截斷工頻續(xù)流，恢復絕緣強度的能力，使電力系統(tǒng)得以繼續(xù)正常工作

23、c.閥型避雷器的保護原理及閥片的作用d.殘壓、滅弧電壓的重要概念第 6 章 輸電線路的防雷保護輸電線路落雷次數(shù):每 100km 線路每年的雷擊次數(shù)耐雷水平： 雷擊線路絕緣不發(fā)生閃絡(luò)的最大雷電流幅值,以 kA 為單位。雷擊跳閘率： 每 100km 線路每年由雷擊引起跳閘次數(shù)。這是衡量線路防雷性能的綜合指標。輸電線路的直擊雷過電壓和耐雷水平我國 110kV 及以上線路一般全線都裝設(shè)避雷線，而35kV 及以下線路一般不裝設(shè)避雷線， 中性點直接接地系統(tǒng)有避雷線的線路遭受直擊雷一般有三種情況 ：a.雷擊桿塔塔頂； b.雷擊避雷線檔距中央；c.雷電繞過避雷線擊于導線線路跳閘需滿足的條件： a.線路落雷b.

24、雷電流超過線路耐雷水平，線路絕緣發(fā)生沖擊閃絡(luò)，雷電流沿閃絡(luò)通道流入大地，但作用時間很短，線路開關(guān)來不及動作c.當閃絡(luò)通道流過的工頻短路電流的電弧持續(xù)燃燒時，才會跳閘停電雷擊跳閘率計算雷擊桿塔時的跳閘率n1 NgP1n n1 n2繞擊跳閘率n2NP P2N ( gP1 P P2 )輸電線路雷擊跳閘率輸電線路的防雷保護措施a.架設(shè)避雷線、降低桿塔接地電阻、架設(shè)耦合地線、采用不平衡絕緣、裝設(shè)自動重合閘、采用消弧線圈、裝設(shè)避雷器、加強絕緣是主要的防雷方式 b. 確定輸電線路防雷方式時，還應全面考慮線路綜合因素，因地制宜地采取合理的保護措施。第 7 章 發(fā)電廠變電所的防雷保護發(fā)電廠、變電所遭受雷害的兩個

25、方面：a.雷直擊于發(fā)電廠、變電所:防護措施是采用避雷針或避雷線b.雷擊輸電線后產(chǎn)生的雷電波侵入發(fā)電廠、變電所 : 防護措施是裝設(shè)避雷器，同時還應限制流過避雷器的雷電流幅值和陡度。發(fā)電廠、變電所的直擊雷保護a.110kV及以上的配電裝置 ,一般將避雷針裝在構(gòu)架上.但在土壤電阻率的地區(qū) ,仍宜裝設(shè)獨立避雷針 ,以免發(fā)生反擊b.35kV 及以下的配電裝置仍宜采用獨立避雷針c.60kV 的配電裝置 ,在500m 地區(qū)宜采用獨立避雷針 ,500m 的地區(qū)采用構(gòu)架避雷針閥式避雷器的保護作用lU jU: 多次截波耐壓值U b .5 2jl mU jU b. 52/變壓器承受雷電波能力變電所中變壓器距避雷器的

26、最大允許電氣距離變電所的進線段保護a.為使變電所內(nèi)避雷器能可靠地保護電氣設(shè)備，必須限制流經(jīng)避雷器的電流幅值不超過5kA （ 330kV-500kV 為 10kA) 、限制侵入波陡度 不超過一定的允許值。b.35-110kV 無避雷線線路,雷擊變電所附近導線時,兩者都有可能超過。c.進線段保護是指在臨近變電所1-2km 的一段線路上加強防雷保護措施，從而使避雷器雷電流的幅值和陡度都降低到合理范圍內(nèi)。35kV 及以上變電所的進線段保護保護角不宜超過20 度變壓器的防雷保護（ 1) 三繞組變壓器的防雷保護（ 2）自耦變壓器的防雷保護（ 3）變壓器中性點的防雷保護全絕緣、分級絕緣的概念旋轉(zhuǎn)電機的防雷保

27、護（ 1）旋轉(zhuǎn)電機的防雷保護特點a.旋轉(zhuǎn)電機主絕緣的沖擊耐壓值遠低于同級變壓器的沖擊耐壓值b.運行中的旋轉(zhuǎn)電機主絕緣低于出廠時的核定值c.保護旋轉(zhuǎn)電機用的磁吹避雷器的保護性能與電機絕緣水平的配合裕度很小（主絕緣)d.由于電機繞組匝間電容較小，匝間承受電壓正比于陡度，要求來波陡度較小(匝間絕緣 )e.電機繞組中性點一般不接地，三相進波時，中性點電壓可達進波電壓的兩倍(中性點絕緣）(2) 直配電機的防雷措施 a.避雷器保護 b.電容器保護 c.電纜段保護 d.電抗器保護第 8、 10 章 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)（工頻、鐵磁諧振）過電壓內(nèi)部過電壓 :電力系統(tǒng)中 ,除了雷電過電壓外 ,還存在由于自己內(nèi)部原因而引

28、起的過電壓,包括穩(wěn)態(tài)過電壓和操作過電壓操作過電壓 : 當開關(guān)操作或事故狀態(tài)時引起系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)發(fā)生改變時,各儲能元件的能量重新分配時發(fā)生振蕩,從而出現(xiàn)的電壓升高的現(xiàn)象，持續(xù)時間0.1s 以內(nèi)穩(wěn)態(tài)過電壓： 由工頻電壓升高和諧振現(xiàn)象引起，持續(xù)時間比操作過電壓長得多，有些甚至長期存在過電壓的分類內(nèi)部過電壓的能量來自電網(wǎng)本身,一般用最大運行相電壓的倍數(shù)表示U m k2 U N工頻過電壓的特點3（ 1) 工頻電壓升高的大小會直接影響操作過電壓的實際幅值。操作過電壓是疊加在工頻電壓升高之上的，從而達到很高的幅值。（ 2）它的大小會影響保護電器的工作條件和保護效果避雷器的最大允許工作電壓是由避雷器安裝處工頻過

29、電壓值來決定的。如工頻電壓過高，避雷器的最大允許工作電壓也越高，避雷器的沖擊放電電壓和殘壓也將提高，相應被保護設(shè)備的絕緣水平要隨之提高(3）持續(xù)時間長，對設(shè)備絕緣及其運行性能有重大影響例如引起油紙絕緣內(nèi)部電離,污穢絕緣子閃絡(luò),鐵心過熱 ,電暈等2 不對稱短路引起的工頻電壓升高a.不對稱短路是電力系統(tǒng)中最常見的故障形式，當發(fā)生單相或兩相對地短路時，健全相上的電壓都會升高，其中單相接地引起的電壓升高更大一些。b.閥式避雷器的滅弧電壓通常也就是根據(jù)單相接地時的工頻電壓升高來選定的。障點各相的電壓、電流是不對稱的，為了計算健全相上的電壓升高，通常采用對稱分量法和復合序網(wǎng)進行分析。分析 :a.對于中性點

30、不接地系統(tǒng)，當單相接地時，健全相的工頻電壓升高約為線電壓的1.1 倍。在選擇避雷器時，滅弧電壓取110% 的線電壓，稱為110% 避雷器b.對中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)在過補償時，單相接地時健全相上電壓接近線電壓。在選擇避雷器滅弧電壓時，取100% 的線電壓，稱為100% 避雷器c.單相接地時，故c.對中性點直接接地系統(tǒng)單相故障接地時，健全相電壓約為避雷器的最大滅弧電壓取為最大線電壓的80% ，稱為0.8 倍線電壓80% 避雷器3 工頻電壓升高的限制措施在考慮線路的工頻電壓升高時，如果同時計及空載線路的電容效應、單相接地及突然甩負荷等三種情況，那么工頻電壓升高可達到相當大的數(shù)值。實際運行經(jīng)驗表明

31、 :在一般情況下， 220kV 及以下的電網(wǎng)中不需要采取特殊措施來限制工頻電壓升高在 330 500kV 超高壓電網(wǎng)中，應采用并聯(lián)電抗器或靜止補償裝置等措施，將工頻電壓升高限制到1.3 1.4 倍相電壓以下4 諧振過電壓的分類(1) 線性諧振 :電感參數(shù)L 與電容 C、電阻 R 一樣 ,都是線性參數(shù)，不隨電流、電壓而變化,設(shè)計和運行時應設(shè)法避開諧振條件(2) 參數(shù)諧振 :電感參數(shù)周期性變化 ,設(shè)計時應當避開諧振點(3) 鐵磁諧振 :帶鐵心電感的飽和現(xiàn)象第 9 章 電力系統(tǒng)操作過電壓1 切斷空載線路過電壓:a.切除空載線路是電網(wǎng)中常見操作之一b.在切空載線路的過程中，雖然斷路器切斷的是幾十安到幾

32、百安的電容電流，比短路電流小的多c.如果使用的斷路器滅弧能力不強，在切斷這種電容電流時就可能出現(xiàn)電弧的重燃，從而引起電磁振蕩，造成過電壓 。限制措施 :限制切除空載線路過電壓的最根本措施是設(shè)法消除斷路器的重燃現(xiàn)象a.采用滅弧性能強的快速動作斷路器b. 利用避雷器保護 c.斷路器線路側(cè)接電磁式電壓互感器d:線路側(cè)接并聯(lián)電抗器 :并聯(lián)電抗器與線路電容構(gòu)成振蕩回路,使線路上的殘余電壓轉(zhuǎn)化為交流電壓e.使用帶并聯(lián)電阻的斷路器3 空載線路合閘過電壓a.電力系統(tǒng)中，空載線路合閘過電壓也是一種常見的操作過電壓。通常分為兩種情況，即正常操作和自動重合閘。b.由于初始條件的差別，重合閘過電壓的情況更為嚴重。c.

33、近年來由于采用了種種措施（如采用不重燃斷路器、改進變壓器鐵芯材料等）限制或降低了其他幅值更高的操作過電壓，空載線路合閘過電壓的問題就顯得更加突出。計劃性合閘 由 過電壓幅值穩(wěn)態(tài)值（穩(wěn)態(tài)值起始量=U+U=2U自動重合閘最大值為 = U -U -(0.91 .98 )U =(-2.912.98) U。限制措施 :a.裝設(shè)并聯(lián)合閘電阻 b.同步合閘 c.利用避雷器來保護d.單相重合閘4 切除空載變壓器過電壓a.正常運行時 ,空載變壓器表現(xiàn)為一勵磁電感。b.切除空載變壓器就是開斷一個小容量電感負荷，會在變壓器和斷路器上出現(xiàn)很高的過電壓。c.開斷并聯(lián)電抗器、電動機等，也屬于切斷感性小電流的情況。發(fā)展過程

34、研究表明： a.切斷 100A 以上的交流電流時，開關(guān)觸頭間的電弧通常是在工頻電流自然過零時熄滅的，等值電感中儲存的磁場能量為零；b.當所切除的電流很小時（變壓器的空載電流非常小，只有幾安到幾十安），開關(guān)中的去游離作用又很強，電弧往往提前熄滅，亦即電流會在過零之前就被強行切斷，即所謂的截流現(xiàn)象。c.出現(xiàn)截流時，等值電感中儲存的磁場能量全部轉(zhuǎn)化為電場能量，從而出現(xiàn)很高的過電壓限制措施 :1、采用避雷器保護 :在斷路器的變壓器側(cè)裝設(shè)閥型避雷器,非雷雨季節(jié)也不能退出運行。2、裝設(shè)并聯(lián)電阻 : 在斷路器的主觸頭上并聯(lián)一線性或非線性電阻，其限值應接近于被切電感的工作激磁阻抗（數(shù)萬歐）。5 斷續(xù)電弧接地過

35、電壓 :中性點不接地電網(wǎng)中的單相接地電流 (電容電流 )較大，接地點的電弧將不能自熄， 而以斷續(xù)電弧 （斷續(xù)地熄滅和重燃）的形式存在，就會產(chǎn)生另一種嚴重的操作過電壓斷續(xù)電弧接地過電壓。防護措施 :1、采用中性點直接接地方式 :若中性點接地，單相接地故障將在接地點產(chǎn)生很大的短路電流，斷路器將跳閘，從而徹底消除電弧接地過電壓。目前，110kV 及以上電網(wǎng)大多采用中性點直接接地的運行方式。2、采用中性點經(jīng)消弧線圈接地方式 :采用中性點直接接地方式能夠解決斷續(xù)電弧問題， 但每次發(fā)生單相接地故障都會引起斷路器頻繁跳閘， 嚴重影響供電的連續(xù)性。 所以，我國 35kV 及以下電壓等級的配電網(wǎng)采用中性點經(jīng)消弧線圈接地的運行方式。第 11 章 電力系統(tǒng)絕緣配合 1 絕緣配合的概念根據(jù)電氣設(shè)備在系統(tǒng)中可能承受的各種電壓,并考慮過電壓的限制措施和設(shè)備的絕緣性能后來確定電氣設(shè)