預(yù)習(xí)講義-高電壓技術(shù)

第一節(jié)帶電粒子的產(chǎn)生和..............................................................................................第二節(jié)電子 第三節(jié)自持放電條 第六節(jié)不均勻電場中氣隙的放電特 第七 放電時間和沖擊電壓下氣隙的擊 第一 均勻和稍不均勻電場氣隙的擊穿特 第二節(jié)極不均勻電場氣隙的的擊穿特 第三 大氣條件對氣隙擊穿特性的影響及其校 第四節(jié)提高氣體間隙絕緣強度的方 第五節(jié)六氟化硫和氣體絕緣電氣設(shè) 第三章液體和固體介質(zhì)的電氣特 第一 液體和固體介質(zhì)的極化、電導(dǎo)和損 第四章電氣設(shè)備的絕緣預(yù)防性試 第一節(jié)絕緣的老 第二節(jié)絕緣電阻、吸收比和電流的測 第三節(jié)介質(zhì)損耗角正切的測 第四節(jié)局部放電的測 第七節(jié)絕緣狀態(tài)的綜合判 第一節(jié)工頻高電壓試 第二節(jié)直流耐壓試 第三節(jié)沖擊高壓試 第六章輸電線路和繞組中的波過 第一節(jié)波沿均勻無損單導(dǎo)線的....................................................................................... 第四 波在多導(dǎo)線系統(tǒng)中和有損耗線的................................................................. 第六節(jié)旋轉(zhuǎn)電機繞組中的波過 第七章雷電放電及防雷保護裝 第二節(jié)防雷保護裝 第一節(jié)輸電線路防雷保 第二節(jié)變電所的防雷保 第三 旋轉(zhuǎn)電機的防雷保 第九章內(nèi)部過電 第一節(jié)切斷空載線路過電 第三 切除空載變壓器過電 第四節(jié)斷續(xù)電弧接地過電 第五 有關(guān)操作過電壓若干總的概念與結(jié) 第六節(jié)工頻電壓升 第七節(jié)諧振過電 第二 中性點接地方式對絕緣水平的影 第四節(jié)輸電線路的絕緣配 衡真教育各QQ總劉老山東省濟南市歷城區(qū)二環(huán)東3966號東環(huán)國際廣場陽路口北SOHO廣場A遼林老遼寧省沈陽市新區(qū)蒲昌路19黃老山柴老園1號樓5單元202室福林老：大學(xué)博仕后家園B21519老；緹漫山16棟1-4江李老江蘇省市江寧區(qū)天元東1009號321人才創(chuàng)業(yè)2湖張老：究院科研樓1樓衡真湖南考陜田老：西安安南路農(nóng)林巷藍(lán)吉李老：吉林春第一章氣體介質(zhì)的電氣強第一 一、前言1、自由行程長度：一個粒子在每兩次碰撞間自由地通過的距離（隨機量）。

r2 施加能量W>自由電施加能量施加能

施加能激激 光自由電 分級游 d.表面電離1m2

h 60s 熱電離：氣體在熱狀態(tài)下引起的電離過程稱為熱電離產(chǎn)生熱電離的條件：K:波茨曼常數(shù)1.38×10-23J/K

KT 6ab（良好的絕緣狀態(tài)）bc段：電流又再隨電壓的增大而增大,由于電子碰撞電離引起的電流增大c點:電流急劇突增放,達到U0放電過程進入了一個新的階段（擊穿）非自持放電:外施電壓小于U0時的放電是非自持放電,即去掉外界游離因素的作用后,自持放電:電壓到達0后，電流劇增，間隙中電離過程只靠外施電壓已就能維持，電子的碰撞系數(shù)α、自持放電條件可表達為:

巴申定律：（1889年巴申提出）表達式:UFf(PS 其UFf(PS)曲線稱為巴申曲線。它表明：如果改變極間距離dppd壓Ub具有極小值，提高氣壓或降低氣壓到真空都能提高氣隙的擊穿電壓pd值較大時的場合（pd>>26.66KPa.cm(200mmHg.cm)）。1、在ps乘積較大時,用湯遜理論無法解釋的幾種現(xiàn)象a.擊穿過程所需時間,實測值比理論值小10--100倍子崩(二次崩)---形成混質(zhì)通道(流注)---由陽極向陰極或由陰極向陽極擊穿。流注形成的條件，實驗得出的常數(shù)值為：αd≈20或ed流注理論能很好解釋pd值較大時的氣體放電現(xiàn)象：例如放電并不充滿整個電極空間，在220kV以上的壓輸電線，在曲率半徑小的電極附近發(fā)生局部游離，特別是電暈放電是極不均勻電場所特有的一種自持放電形式，正由于此，電暈起始電壓c通EU的關(guān)系，推導(dǎo)出相應(yīng)的計算電暈起始場強c的經(jīng)驗公式（皮克公式）。導(dǎo)線表面電場強度EUＥ＝rlnrEc30m(10.3)(kVcm式中m—導(dǎo)線表面粗糙系數(shù)；δ—空氣相對密度；r—導(dǎo)線半徑，cm電暈損耗(Corona Pc

(f25)D(UU0)

(kW/km D—線間距離—與電暈起始電壓UC相近的一個計算用臨界電壓，kV—范圍內(nèi)造成干擾，包括無線電干擾和電視干擾。關(guān)于輸電線路的RI限值，至今仍未制定出 GB15707-1995規(guī)定的RI限值取值如下表。14（0.5MHz,— 標(biāo)準(zhǔn)波形通常用符號1.250s標(biāo)準(zhǔn)雷電截波的波形（如圖1-17）。IEC標(biāo)準(zhǔn)和我國規(guī)定為：波前時間112s30；截斷時間2μs可寫成：±1.2/50％沖擊擊穿電壓U50：多次施加該電壓時有半數(shù)左右會導(dǎo)致?lián)舸┑碾妷褐?。沖擊系數(shù)（β β=U50%/2t

靜態(tài)擊穿電壓3、放電形成時延4tL下?lián)舸╇妷篣與擊穿時間t。低放電過程經(jīng)歷：a.電暈放電bc.滑閃放電d 暈，故對330kv及以上電壓等級考慮使用均壓環(huán)①沿著濕表面ABBCA②沿著濕表面ABBA③沿著濕表面ABBB 污穢等級的劃分：污穢等值附鹽密度（簡稱“等值鹽密”,mg/cm2）：第二章氣體介質(zhì)的電氣強和的分散性很小，伏秒特性很快就變平，沖擊系數(shù)為1。 dD/2的范圍內(nèi)工作r/R<0.1時，氣隙屬于極不均勻電場，擊穿前先出現(xiàn)電暈，且U的值很低，因此上述電氣設(shè)備均不設(shè)計在這樣的r/R范圍內(nèi)運行。 時，屬稍不均勻電場，擊穿前不再有穩(wěn)定的電暈放電，且由圖可見，r/R≈0.33時擊穿電壓出現(xiàn)極大值（上述電氣設(shè)備在絕緣設(shè)計時通常將r/R之比選取在效應(yīng)，其正極性擊穿電壓顯著低于負(fù)極性擊穿電壓。而對稱的極不均勻電場（例如“棒-正板約為10kv/cm，電極約為5.4kv/cm.場強明顯降低，即出現(xiàn)“飽和”現(xiàn)象，如圖2-7。 氣隙的5s（5s5mnU50mn)與c極不均勻電場長氣隙的操作沖擊擊穿特性具有顯著的“飽和”特征，如圖2–12隙長度大于5～6m以后。這對發(fā)展特高壓輸電技術(shù)來說，是一個極其不利的制約因素。長間隙時呈現(xiàn)“飽和”效應(yīng)和“U”型關(guān)系，對≥330KV壓系統(tǒng)的絕緣設(shè)計起主要 0ag溫度003絕對濕011g/在實際試驗條件下的氣隙擊穿電壓U與標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下的擊穿電壓U0之間U=

K1 p273t

相對密度 0.2892

p 273 δ0.951.05U與δUδU0二、濕度校正因數(shù)對于安裝在海拔高于l000m4000m耐壓試驗，其試驗電壓U應(yīng)為平原地區(qū)外絕緣的試驗電壓p乘以海拔校正因數(shù)a,即：U=Ka

K 1.1H

;H為安裝點的海拔徑為75cm的球形極就可使氣隙的擊穿電壓約提高一倍。 在工程上獲得廣泛應(yīng)用的高電氣強度氣體為：6F6已成為除空氣外使用得最多的氣體介質(zhì)，GIS在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用也日益廣泛。（一）均勻和稍不均勻電場中66在101.3kPa，20℃的條件下，均勻電場中擊穿場強為b≈Vcm。滅弧能力大約是空氣的100倍。注意SF6只用于均勻或稍不均勻電場，不能用于極不均勻電場。（）極不均勻電場中6的擊穿在極不均勻電場中SF6的擊穿有異常表現(xiàn)：工頻擊穿電壓隨氣壓的變化曲線“駝峰”；駝峰區(qū)段內(nèi)的雷電沖擊電壓明顯低于靜態(tài)擊穿電壓，沖擊系數(shù)可低至0.6左右?；匦浴6氣體之所以能成為唯一獲得廣泛應(yīng)用的強電負(fù)性氣體的原因即在于此。F6三、6混合氣雖然F6氣體有良好的電氣特性和化學(xué)穩(wěn)定性，但其價格較高、液化溫度還不夠低、且對電場不均勻度太敏感，所以目前國內(nèi)外都在S6混合氣體，以期在某些場合用S6混合氣體來代替純6氣體。不會產(chǎn)生分離分層作用。目前已獲工業(yè)應(yīng)用的是F6–2混合氣體，主要用作高寒地區(qū)斷路器的絕緣媒質(zhì)和滅弧媒質(zhì)，采用的混合比通常為50%：50%或60%：40%。所謂混合比是指兩種氣體S6-28:2氣體的擊穿場強還SF6擊穿90%以上，SF6-6（一）S 第三 液體和固體介質(zhì)的電氣特切tanδ和擊穿電場強度（以下簡稱擊穿場強）E來表示。Qo=CoUC0d當(dāng)極板間放置了固體介質(zhì)時，電容量為Cd

A－極板面積 d－ ε－介質(zhì)的介電常數(shù)；0真空的介電常數(shù)=8.86×10-14Q

CUC

CC

rdr d

不能移出電介質(zhì)；響，一般具有正的溫度系數(shù)。或稱轉(zhuǎn)向極化，非彈性；極化所需的時間較長，約10-10s~10-2sr在低溫下先隨溫度的升高而增大，以后當(dāng)熱運動變得強烈時，ε又隨溫度的上升而減小。情況下，希望材料的εr要大。這樣，電容器單位容量的體積和質(zhì)量就可以減小。但在其它絕緣結(jié)構(gòu)里，希望εr小些。E1 1這種物理現(xiàn)象稱為電導(dǎo)，用電導(dǎo)率γ，或它的倒數(shù)電阻率ρo衡量。 Ae Ae

式中A流過介質(zhì)的電流i由三個分量組成：iiciaigp經(jīng)推導(dǎo),介質(zhì)損耗P為 PUIcosUIRUIctanU2Ctgp經(jīng)推導(dǎo),介質(zhì)損耗P P

UICpC

pp所以表征介損用介質(zhì)損失角的正切tgδPδ為功率因數(shù)角φ的余角，其正切tanδ又可稱為介質(zhì)損耗因數(shù)，常用百分?jǐn)?shù)(%)來表示。P值的大小與所加電壓U、試品電容量p、電源頻率ω等一系列因素都有關(guān)系，而式中的tanδ卻是一個僅僅取決于材料損耗特性的物理量。所以通常均采用介質(zhì)損耗角tanδ作為綜合反映電介質(zhì)損耗特性優(yōu)劣的一個指標(biāo)，測量和各種電力設(shè)備絕緣的tanδ值已成為電力系統(tǒng)中絕緣預(yù)防性試驗的最重要項目之一。i1、吸收i和傳導(dǎo)i3。電容電流i在加壓瞬間數(shù)值很大，但迅速降到零，是一極短暫的充電電流；吸收電流i則隨加電壓時間增長而逐漸減小，比充電電流的下降要慢得多，；傳導(dǎo)電流3是唯一長期存在的電流分量。這三個電流分加在一起，即得出圖3–10中的總電流i，它表示在直流電壓作用下，流過絕緣的總電流當(dāng)氣體中的電場強度達到放電起始場強0時，氣體中將發(fā)生局部放電，這時損耗將在固體或液體介質(zhì)中含有氣泡的場合，固體和液體介質(zhì)的εr都要比氣體介質(zhì)的ε0大極性液體介質(zhì)：除了電導(dǎo)損耗外，還存在極化損耗，其tanδ與溫度、頻率的關(guān)系要復(fù)雜一些，如圖3-13和圖3-14所示。tgδtgδ第二節(jié)液體電介質(zhì)的擊穿r很大，它們在電論可稱為小橋擊穿理論?！靶颉崩碚搶τ偷膿舸姸扔绊懘蟮氖浅蕬腋顟B(tài)的水分。圖3-16表示在常溫下油的含水量對均通過標(biāo)準(zhǔn)油杯中變壓器油的工頻擊穿電壓來衡量油的品質(zhì)當(dāng)油中還含有其他固體雜質(zhì)3–17作用時間有很大的關(guān)系。固體介質(zhì)的固有擊穿強度要比液體和氣體介質(zhì)高得多，其擊電擊穿(2).熱擊穿3).電化學(xué)擊穿105--106kV/m。比熱擊穿時的擊穿場強高很多，后者僅為103~104kV/m。概念：熱擊穿是由于固體介質(zhì)內(nèi)的熱不穩(wěn)定過程造成的。當(dāng)固體介質(zhì)較長期地承難，所以固體介質(zhì)的擊穿場強隨h的增大而降低；f或tgδ圖3-23是三種固體介質(zhì)的擊穿場強隨施加電壓的時間而變化的情況：曲線l、2下降較快，不過二者有時很難分清，例如在工頻交流1min止貫通性雜質(zhì)小橋的形成。一般能將電氣強度提高30％～50％。屏障：1～5mm（筒）絕緣紙和絕緣油的配合互補，使油紙組合絕緣的擊穿場強可高達500～600kV／cm，大大超過了各組成成分的電氣強度(油的擊穿場強約為200kV／cm，而干紙只有100～150kV合絕緣的最大缺點是:易受污染(包括受潮)。采用最簡單的均勻電場雙層介質(zhì)模型，如圖3-25所示。有關(guān)εr35～43；最大的r值對應(yīng)于密度為l.2g/cm3的紙，最小的r值對應(yīng)于密度為0.85g/cm3的紙。一般分階只做成兩層，層數(shù)的分階很少采用，僅見于壓電纜中，例如某些500kV電纜中采用3～5層分階，以減小絕緣層的總厚度和電纜的直徑。1>2>…>n且11=22=…=nr=常數(shù)。離纜芯較遠(yuǎn)的介質(zhì) C正-負(fù) B改善電極材料 A、 C、 電壓UB的關(guān)系正確的是（） ） C、迅速上升，平緩下 A、S1高于 B、S1等于 C、S1低于 D、S1與S2相 C、D、變壓器油 C、D、變壓器 B負(fù)半C工頻過零 C、 D、 32下列哪幾種情況容易出現(xiàn)污閃放電？（A）烈日晴空（B）傾盤大雨（C）大霧彌漫（D）毛毛細(xì) D、球-球間隙（球徑海拔高度越大，設(shè)備的耐壓能力（ A.氣 B.溫 C.絕對濕 D.風(fēng)穿電壓的（），自由金屬微粒或灰塵會（A）六氟化硫的擊穿電壓） 對夾層極化有明顯影響的因素是（ 電介質(zhì)在受潮或受污染后，其相對介電常數(shù)將（ 下列哪個不是在弱電場下電介質(zhì)出現(xiàn)的電氣現(xiàn)象（ 衡量電介質(zhì)損耗的大小用（ 下列哪種電介質(zhì)存在雜質(zhì)“小橋”現(xiàn)象（ B 下列因素中，不會影響液體電介質(zhì)擊穿電壓的是（ 采用真空提高絕緣強度的理論依據(jù)是（ 固體介質(zhì)因受潮發(fā)熱而產(chǎn)生的擊穿過程屬于（ 下列因素中，不會影響液體電介質(zhì)擊穿電壓的是（ A 57、氣體放電的流注理論基本觀點有（）（1分） 第四章電氣設(shè)備的絕緣預(yù)防性試第一節(jié)絕緣的老化BH（130℃）10℃和（180℃）12℃規(guī)則料分解；氣隙中如含有氧和氮，放電可產(chǎn)生臭氧和硝酸，是強烈的氧化劑和腐蝕劑，使材第二節(jié)絕緣電阻、吸收比和電流的測量力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T596-1996（電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程）轉(zhuǎn)速不過這里為了方便起改用電阻R和R來代替圖3-7中的電導(dǎo)Gl和21=1,2 UUtU2

CC

U

t

R1R在一般情況下C2112可見有一個電壓重新分布的過程，亦即C2上的電荷要重新分配。uU

C

uU R

C

R RR RR R

R1R2

R

CC

2 U(RCRC i 1 1 2 1 e2R11 R2R1

(C1C2)(RR)R

1如果R2R1(即2/12/1則吸收電流分量很小，吸收現(xiàn)象R，a迅速衰減。 對于某些大型被試品，往往用測“吸收比原理：以加壓60s時的絕緣電阻R6與加壓15秒時的電阻1之比值（稱為吸收比）1判斷絕緣的狀態(tài)KR601 吸收比

RR"K R"值大(大于或等于

RR"K R"

6已經(jīng)接近于穩(wěn)態(tài)絕緣電阻值R，K1值 于1，它越大表示吸收現(xiàn)象越顯著，絕一般以K11.3作為設(shè)備絕緣狀態(tài)良好的標(biāo)準(zhǔn)，亦不盡合適，有些變壓器的K1雖大1.3R13，但R所以應(yīng)將R值和K1值結(jié)合起來考慮比還不能很好地反映絕緣的真實狀態(tài)，那么還可用極化指數(shù)K2來代替K1，再作判斷。R KR10R21 3-有集中性缺陷的絕緣;4- 35kv10—30kv110kv加40kv直流電壓；試驗時按每級0.5倍試驗電壓分階段升高；每階段停留1min，讀微安表第三節(jié)介質(zhì)損耗角正切的測量測tgδ可反映出整個絕緣的分布性缺陷。被試品以并聯(lián)等值電路表示，等值電容和電阻分別為C和R,此橋臂阻抗設(shè)為ZC為高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器的電容，此橋臂的阻抗設(shè)為23為可調(diào)的無感電阻,此橋臂的阻抗設(shè)為Z4為可調(diào)電容4為定值無感電阻,此橋臂的阻抗設(shè)為ZVP電橋的平衡條件：14=2PUIUItgU2Cx x tg

ICIR

U4CUR

4R4

2f

10000

tgC

試品C和標(biāo)準(zhǔn)電容器C接往電橋A、B兩點的連線在內(nèi)）全部用金屬 值換算到20℃時的值。tanδ的測量應(yīng)盡可能在10～30℃的條件下進行?；蚴艹睍r，情況就不同了，如圖4-8中的曲線所示。求出tanδ與電壓的關(guān)系，有助于判斷絕對電容量較大的試品（例如大中型發(fā)電機、變壓器、電力電纜、電力電容器等）,測量了。這時若被試品可以分解成幾個彼此絕緣的部分，可分別測量其各個部分的tanδ值，這第四節(jié)局部放電的測量大致確定放電的具體部位。其中以下為3個基本參數(shù)：概念：以三個電容來表征介質(zhì)內(nèi)部存在缺陷時的局部放電的機理。與Cg并聯(lián)的放電間隙gZ當(dāng)g達到該氣隙的放電電壓Us時，氣隙內(nèi)發(fā)生火花放電，當(dāng)C上的電壓從Us迅速下降到熄滅電壓Ur時，火花熄滅，完成一次局部放電。在此期間，出現(xiàn)一個對應(yīng)的局部放電電流脈沖。隨著外加電壓的繼續(xù)上升Cg重新獲得充電，直到g又達到Us值時， 總放電電容C放電時，放電總CgCC[bb真實放電rCg上的電壓變化為(sU故一次脈沖放出的rqr(C

CaCb CaCb

UrsbqrCgbUsUr)C、b、ssr都無法測量，所以r亦難以確當(dāng)C上的電壓變動(s-Ur時，會造成C上電壓的變化量Ua應(yīng)為bb外施電壓是作用在a上的Ca上電壓的變化量△a意味著試品兩端的電壓會下降△a，相當(dāng)于試品放掉電荷q。q=(Ca+Cb)△Uar因C>>C，所 q≈C q稱為視在放電 q rC Cg

可見視在放電量q和真實放電量r之間存在比例關(guān)系，所以測得q值也就能相對地反映q的大小。從q和r的關(guān)系式知，q比真實放電量r小得多（CCb）。單位：計量平均次數(shù)，亦稱脈沖重復(fù)率，表示局部放電的出現(xiàn)頻度。N值的計算：如果每半周內(nèi)的放電次數(shù)為n，則N=2fn=100n放電能

W12平均放電電流、放電的均方率、放電功率、局部放電起始電壓（即前面提及的）和 ●光檢測 ●化學(xué)分析 ●介質(zhì)損耗M為脈沖計數(shù)器，則測得的是放電重復(fù)率。三種回路的基本目的都是使在一定電壓作用下的被試品C中產(chǎn)生的局部放電電流脈流過檢測阻抗Zm然后把Z上的電壓或Z及m上的電壓差加以放大后送到測P量成正比，只要經(jīng)過適當(dāng)?shù)男?zhǔn)，就能直接讀出視在放電量q之值（pC),如果P為脈沖計所有上述回路中的阻塞阻抗Z和耦合電容C在所加試驗電壓下都不能出現(xiàn)局部放電，在一般情況下，希望k不小于C以增大檢測阻抗上的信號。同時，Z應(yīng)比m大，使C中發(fā)生局部放電時CxC之間能較快地轉(zhuǎn)換電荷，而從電源重新補充電荷（充電）的第六節(jié)電壓分布的測量暈，故對330kv及以上電壓等級考慮使用均壓環(huán)值或零值絕緣子）。零值絕緣子電阻小于300M歐，成因于瓷件微小的裂紋。 第五章絕緣的高電壓試第一節(jié)工頻高電壓試驗絕緣對操作過電壓和雷電過電壓的耐受能力。能確定電氣設(shè)備絕緣的耐受水平 術(shù)和經(jīng)濟上不合理。U1000kV時，都要采用若干臺試驗變壓器組成串級裝置來滿T2的容量為2=33=2 ==+=整套裝置總?cè)萘?P= P′=22裝置的容量利用率PP

2U2I23U n 一般保持1分鐘，沒有發(fā)現(xiàn)絕緣擊穿或局部損傷，可認(rèn)為合格通過。調(diào)壓原理：它是籍助于一個短路線卷,沿著鐵心的高度移動而得到準(zhǔn)確的、均勻的、平滑的電壓調(diào)節(jié)。移卷調(diào)壓器的常用的接線圖表示在圖上,它除了可以制成雙線卷外,還可以作成自耦的連接。當(dāng)然,只有當(dāng)一次和二次電壓相差不太懸殊時才有可能作成自耦連接。時2、需用直流高電壓試驗來代替工頻高電壓試驗。dU+Umsi=m 最大反向電壓dL UmaxU UL

UU

式中UUmaxUmin（對半波整流回路2 前兩種可獲得等于2m的直流電壓，而后一種可以獲得等于3m的直流電壓。3、串級直流高壓發(fā)生器如果級數(shù)是n，最后可得到的輸出電壓將為n 2～2.510kV5～6定電壓，35kV取4～5倍額定電壓。5、直流高電壓的標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊全波采用的是非周期性雙指數(shù)波。u(t)1—波尾時間常 2—波前時間常2、波前：u(tA(1e

t

te23、波尾：u(t

Ae 圖中回路為低效率回路，它的η0.7~0.8;UU

充電到U0的C1向2、R放電，由于2、2、R的存在，最后得到的沖擊U小 U

C C1

C

R1U2m基本上不受R的影響，可得出下面的近似式：U C01C0

C 實際沖擊電壓發(fā)生器往往采用圖5-19所示的回路，這時1R1和R2兩部分，分置在R的前后，其中R1為阻尼電阻，主要用來阻尼回路中的寄生振蕩12專門用來節(jié)波前時間T因而稱為波前電阻，其阻值可調(diào)。這種回路的η路之間，可近似地用下式求得：U

R2 U

C1C

2波前時間T(2.3~2.7)RC1C 2

(0.7~0.8)R(CCC C1

C

自起動方式：只要將點火球隙1的極間距離調(diào)節(jié)到使其擊穿電壓等于所需的充電電壓U，當(dāng)1上的電壓上升到等于Uc時，1即自行擊穿，起動整套裝置。用點火脈沖來起動：使各級電容器充電到一個略低于1擊穿電壓的水平上，處于準(zhǔn)備動作的狀態(tài)，然后利用點火裝置產(chǎn)生一點火脈沖，送到點火球隙1中的一個輔助間隙上使之擊穿并引起1的主間隙擊穿，以起動整套裝置。規(guī)定：額定電壓大于220kV的壓電氣設(shè)備在出廠試驗、型式試驗中，不220kV250/2500μs為了大大拉長波前，或在回路中串接外加電感L，或?qū)㈦娐分蠷的阻值顯著則將帶來很大的誤差；還要考慮充電電阻R對波形和發(fā)生器效率的影響。和三次負(fù)極性雷電沖擊試驗電壓（1.2/50μs全波）。定得比試驗電壓高15％～20％（變壓器和電抗器類被試品）或5%～10%（其他被試品）第四節(jié)高電壓測量技術(shù)2，總電12之比u12稱為分壓器的分壓比(N N

R1RR1MV100kV12uC1C212

C2u《1，使大部分電壓降在1壓儀表測量高壓的目的。對于分壓器，要求它的分壓比N是常數(shù)，即不應(yīng)隨被測波形、對被測回路的影響。Uv 實際值比較（A 3、發(fā)電壓器繞組絕緣受潮后，其吸收比（A 5、不均勻的絕緣試品如果絕緣嚴(yán)重受潮，其吸收比將（C A、遠(yuǎn)大于1 B、遠(yuǎn)小于1C、約等于 、一般A、 C、 A、中間電壓大于兩頭B、兩頭電壓大于中間CD、在絕緣子串2/3A、介質(zhì)被熱腐蝕B、介質(zhì)被化學(xué)腐蝕C、介質(zhì)中出現(xiàn)局部放電D第六 輸電線路和繞組中的波過ui表示1/4周波（0-m作為波前，那么這時的波前時間為5000μs，整個波前分布在1500kmtxuf(x,t

對于沖擊波（標(biāo)準(zhǔn)波形1.2/50μs），波前時間的分布長度只有360m，線路各單元dx串聯(lián)而成，設(shè)單位長度線路的電感和電容均為恒值，分別為L0和C0；忽略線路的T=0Su，靠近電源的電容立即充電，充電的電容在導(dǎo)線的周圍建立起電場，同時向相鄰的電容放電。這就是電壓波以一定的速度沿X方向傳沿X方向流動。電壓波與電流波之間的聯(lián)系：當(dāng)T=0，開關(guān)S閉合，設(shè)在時間t時向x方向的電壓波和電流波到達x點。在這段時間內(nèi)，長度為x導(dǎo)線的電容為0充電到u獲得的電荷為0u，這些電荷是在時間t內(nèi)通過電流波i送過來的。因此，C0=i，另一方面，在同樣的時間t內(nèi)，長度為x的導(dǎo)線已建立起電流i，這一段導(dǎo)線的總電感為0,因此所產(chǎn)生的磁鏈為0i。這些磁鏈?zhǔn)窃跁r間u=

Z L0和對地電容C0 dx距離，導(dǎo)線獲得的電荷：dqudCuC i

u

uC0 didLiLdx可推 udidLiLdx 0①×②可得：波速vdx

②÷①可得：波阻 ZuL0CL0CC波阻抗不但與線路周圍介質(zhì)有關(guān)，且與導(dǎo)線的半徑和懸掛高度有關(guān)。波阻抗Z 0L

20，C 00

rC所以：Z

30ln0 線：v3108(m/s)v

一般線 電纜線路

i(x,t)i'i''u'Zi'u''波電壓與電流之比等于+Z；反行波電壓與電流之比等于-Z。由Z

u'u''

位長度線路周圍媒質(zhì)中的電場能量1Cu'21Li'2一定相等的規(guī)律。2 2

1L

1C 2 2從功率的角度，一條波阻抗為ZZ電源吸收的功率和能量均轉(zhuǎn)化為熱能而散失掉了。例6-1沿高度h為10m，導(dǎo)線半徑為10mm的單根 線有一幅值為700kV過電壓Z138lg2h138lg210解：導(dǎo)線的波阻抗Z為 i'u'Z

700/450例6-2 在上例中，如還有一幅值為500kV的過電壓波反向運動，試求此兩波疊加范解：反行波電流幅值為：i''uZuu'u''7005001200Kvii'i''1.561.110.45KA第二節(jié)行波的折射與反射

500/450電壓波折射系數(shù)

u'

2Z u'u'

02ZZ12 Z2ZZ12

Z1Z電壓波反射系數(shù) u"Z2Z1u'u Z2Z 1 ZZ 11

Z與電流波折射系數(shù)

1I' 2Z I'I 2Z 0 ZZ 11

Z I"Z1Z2u'I Z1Z 1 1 ZZ 1

Z與之間的關(guān) 1 Z2,2,22

0,0,處，線路電壓變零；電流反射波所到之處，線路電流加倍。 R6-7末端阻抗匹配時，電壓波與電流波 此時有：1,0,u0,i10行波到達線路末端A點時，線路末端既沒有電壓反射波，又沒有電流反射波，與A點后面接一條波阻抗2=1的無限長導(dǎo)線的情況相同。線 電壓電流波形保持不變。由Z1傳輸過來的能量全部消耗在R中，這種情況稱為阻抗匹配。u'u' u

iiii

i Z Z

ii

uu

u'2u'i'Z

u根

iZ帶入

iZ可得 2i

2i 例6-3設(shè)某變電所的母線上共接有n條線路，當(dāng)其中某一線路雷擊時，即有一過電壓波0沿著該線進入變電所，試求此時的母線電壓bb。解：由于線路的波阻抗均大致相等，所以可得出圖6-16中的接線示意圖（a）和等可得I2U0Zn

U

I n

2Un防護中對此應(yīng)有所考慮。當(dāng)n=2時，bbU0相當(dāng)于Z=1的情況，沒有1）通過串聯(lián)電感2

Z

Ldi2ZuZ 1

Z

(1

L)u(11

L)其中， L

Z1ZZTZ i 2U1＇(1eTZ12 122 u＇2Z 2 當(dāng)t=0 t

Z1Z2i2

U＇1du＇2U 1

Z1Z

T最大陡度出現(xiàn)在t=02du 2Z2U2

du du＇dt 2Udt 2U

max 1uｕ1uｕ因

Ldt

u

Z 1u＂ 1U U＇e1 1 Z 1

Z當(dāng) 1U1＇此 U當(dāng) u＂Z2Z

U＇此時uu＇u＂ 2Z U1Z1Z1

U

Z1Z

Z

Z

2Z1U 2U1＇e Z 1Z Z1Z Z1

Z1Z

Z

Z

Z

2U1＇i1Z1i2＇Zdu diii＇C2i＇CZ 2U

2i

(1eT u＇i＇ZU1e2

Z1Z

TZ2Z 2Z Z1Z Z1Z當(dāng)t=0時 2t時 u＇ u＇U＇ i U2 ZZ Z du

2U＇

1eZ最大陡度出現(xiàn)在t=0時： 2U＇最大空間陡度： 2U1dt Z 1

Z Z 1反射波電壓、電流u＂ 1U U＇e1 1 Z 1

Z(ZZ)U U＇ 1 1e12 (Z12

Z1Z2Z

u＂Z2Z1U＇UZZ1212

當(dāng)t=0 i＂ i＂Z2Z1U1 1iii＂

Z1Z2Zu uA

U最大波前陡度均出現(xiàn)在t=0瞬間，其值分別為：

t

L

dtt

Z和降低極短過電壓波的幅值。但就第一條線的電壓來說，采用L會使電壓加倍，而采用C不會使電壓增大。所以從過電壓保護的角度出發(fā)，采用并聯(lián)電容更利！例6-4一幅值為IOOkV的直角波沿波阻抗為50Ω的電纜進入發(fā)電機繞組，繞組每匝長度為3m，匝間絕緣能耐受的電壓為600V，波在繞組中的速度6Om/μs。為了保護發(fā)電機的匝間絕緣，選用了并聯(lián)電容方案，如圖6－21所示，試求所需的電容值。 'adu 'dt

du2 ' '

3

60 kV

kV

2u1

2

Z Z

50t

1 12和反射波 設(shè)一U0從線1投射到節(jié)點A折射1U0 12和反射波 Z

Z Z1 Z1

Z1Z

2 Z 6-19計算多次折、反射的網(wǎng)格圖（a）接線圖（b）行波網(wǎng)格12→0→A點，產(chǎn)生反射波1210它又沿著0投射到B點，在B點產(chǎn)生的第二個反射波1210又向A點傳去，如此等等。折射系數(shù)1、2和反射1、2的計算式如下:0的中間線段所需τ0/0（0為中間線段的波速）。1、以B上的電壓為例6-23中的網(wǎng)格圖，以入射波U0到達A作為時間的起算點（t=0），則節(jié)點B在不同時刻的電壓為：當(dāng)0≤t<τ時，uBτt<3τ時，uB

12U3τ≤t<5τ時，uB12(112)U1(≤t<(2n+1)τ時，節(jié)點B上的電壓將為uU 1 01 11

2Z

Z12 Z Z12式中α122最終幅值只由Z和Z來決定，而與中間線段的存在與否無關(guān)。2、雖然進入線路2的電壓最終幅值只由Z和2來決定，而與中間線段的存在與否無關(guān)。但是中間線段的存在及其波阻抗0的大小決定著B的波形、特別是它的波前，現(xiàn)分(1)如果0和2例如在兩條 線之間插接一段電纜），則1和2均為正值，因而各次折射波都是正的，總的電壓B逐次疊加而增大，如圖6-10（a）所示。若Z0Z1和Z2表示中間線段的電感較小、對地電容較大（電纜就是這種情況），（a）Z0<Z1和Z2或Z0>Z1和Z2（b）Z1<Z0<Z2或如果01和2例如在兩條電纜線路中間插接一段 線），則1和2皆為負(fù)值，但其乘積12仍為正值，所以折射電壓B也逐次疊加增大，其波形亦如圖6-10（a）所示。若01和2表示中間線段的電感較大、對地電容較小，因而可以如果102此時β12乘積（12B振蕩的，如圖（b）所示，但B的最終穩(wěn)態(tài)值B0如果102此時的12，乘積（1）亦為u的波形如圖(bBB0。三、線路電阻和絕緣電導(dǎo)的影響考慮單位長度線路電阻R和對地電導(dǎo)G0后，輸電線路的分布參數(shù)等值電路如圖。 由于R和G0的存在，將有一部分行波的能量轉(zhuǎn)化為熱能而耗散，導(dǎo)致波的衰減和RG01(R0G0 1(R0GZ)U U e Ue

1R0波 時

可忽略，其衰減可近似地按下式進行計算UxU0e2R/Z的比值越大，衰減得越0與波的等效頻率有關(guān)，波形變化越快，集膚效應(yīng)越顯著，0也越大，衰減越快。 一旦過電壓的幅值很大，超過了導(dǎo)線電暈起始電壓，那么波沿線路 沖擊電暈是在沖擊電壓波前上升到等于U(沖擊電暈所需的時刻極短。0.75c（c指光速仍可近似地看成是平面電磁波的沿線，這樣一來，引入波速v就可將靜電場中的L0C根據(jù)靜電場的概念，當(dāng)單位長度導(dǎo)線上有q時，其對地電u0C0C0L0C長度導(dǎo)線的對地電容）。如

以速度v(v

以速度 的電壓波u和電流波 i

vuC0 uL0C設(shè)有n根平行導(dǎo)線系統(tǒng)如圖6-25所示。它們單位長度上的電荷分別為12qn各線的對地電壓12…n可用靜電場中的 L0Cu111q112q21nqnu221q122q2

qn

(6-u1n1q1n2q2nnqn式中k為導(dǎo)線k的自電位系數(shù)k為導(dǎo)線k與導(dǎo)線n之間的互電位系數(shù)它們的值可

ln

lndkn

式中kk,n′,kn等幾何尺寸的定義見圖6-25。若將式（6-42）等號右側(cè)各v，并將iqv kn代入，即可 u1Z11i1Z12i2Z1ninuZiZiZ2nn 21 22ZZiZiZ

(6- n1 n2 nnn式中Zk稱為導(dǎo)線k的自波阻抗，k稱為導(dǎo)線k與導(dǎo)線n間的互波阻抗。對 Z

v

60ln

Z

v

60lndknd

nn個方程式，再加上邊界條件就可以分析無損平行多導(dǎo)線系統(tǒng)中 u1Z11i1Z12i2uZiZ 21 222如果導(dǎo)線1是避雷線,落雷時會有部分雷電流流過，導(dǎo)線2上沒有行波電流，但因它于導(dǎo)線1上的行波所建立起來的電磁場內(nèi)，所以還是會感應(yīng)出一定的電壓波2ZuZiZ21ukuk12之間的幾何耦合系數(shù)kZZ 21 ZZ

0 1和導(dǎo)2之間絕緣上所受到的過電壓為u212=(106-5]試分析電纜芯與電纜皮之間的耦合關(guān)系作，這就使纜芯和纜皮在始端連在一起，變成兩條并聯(lián)支路，故12。121由于i所產(chǎn)生的磁通全部與纜芯相交鏈，所以212；而纜芯電流i所產(chǎn)生的磁通只有一部分與纜交鏈，所以Z>

u1Z11i1Zi 122 uZ Z設(shè)12，即可得以下方程u

21Z12i2

Z

2Z因為Z12=Z22上式可

Z21i1，由于Z11Z21只有在1=0時，CC

L C0C0 C0C0

C0 1L0CL0CL0(C0C0L0CL0CL0(C0C0 線間耦合系數(shù)增大kk1 0幾何耦合系數(shù)1電暈校正系

l(0.50.008uh6- 31、簡化等值電路dx|x0

U0

l

ααU最大=2U穩(wěn)態(tài)U初和各點的umax包絡(luò)線。末端接地，最大電壓出現(xiàn)在繞組首端約l/3處，值達1.0左右；末端不接地，最大電壓出現(xiàn)在繞組末端,值達.U0左右。1、Y如僅有一相進波，中性點穩(wěn)態(tài)電壓為0,20近U。1、過電壓波投射到電機繞組上時，后者也可以象變壓器繞組那樣，用0，0各匝之間存在匝間電容ΔK，在換槽時，ΔK支路斷絕，故形成圖6-49中的等值電路。大的電容耦合，因而更可忽略縱向電容K0的作用。這樣一來，電機繞組波過程簡化等值電路將如圖6-50所示。 電機繞組槽內(nèi)部分和端部的0C0是不同的，因此繞組的波阻抗和波速也隨著繞組進槽和出槽而有規(guī)則地重復(fù)變化，如圖6-51所示。這樣一來，電機繞組中的波過程將因大量大而減小（因為C變大定電壓的提高而增大（因為絕緣厚度的增加導(dǎo)致C的減小。電機繞組中的波速v也隨容量的增大而降低。其中衰減程度可按下式估計U

Uex

為繞組首端電壓U

為距首端x00為波在繞組中的距離，β00出現(xiàn)在繞組的首端。設(shè)繞組一匝的長度為（），平均波速為v（m/μs），進波的波陡度為a（kV/μs），則作用在匝間絕緣上的電壓

為

av第七 雷電放電及防雷保護裝第一節(jié)雷電放電和雷電過電壓 雷暴日T是該地區(qū)一年中發(fā)生雷電的天數(shù)，以聽到雷聲為準(zhǔn)，在一天內(nèi)只要聽到過雷暴小時T是該地區(qū)一年中發(fā)生雷電放電的小時數(shù)，在一個小時內(nèi)只要有一次雷電，T<15——少雷區(qū)；>40——多雷區(qū)；>90——強雷區(qū)。(二)地面落雷密度(γ)和雷擊選擇性我國標(biāo)準(zhǔn)對d＝40的地區(qū)，取γ＝0.07。(三)雷道波阻抗0主放電過程可看作是一個電流波沿著波阻抗為Z的雷道投射到雷擊點的波過程。我國有關(guān)規(guī)程建議取0300Ω。電流入射波I的兩倍，即I≈2I一般地區(qū)，雷電流幅值超過I的概率可按下式計lgP雷電流的波前時間T處于1～4μs的范圍內(nèi)，平均為2.6μs左右。波長T處于20～100μs的范圍內(nèi)，多數(shù)為40μs01、雙指數(shù)波iI(etet02、斜角波i

iat(t iaT1I(t4、半余弦波iI(1cost2 i Z

2i2300

0Z00

30015 I 0I2U 2I0Z0 UIZ Z00 Z02

ZZ02

2ZUI300 2300

U

導(dǎo)線對地形成一定電壓，而雷電生的磁通在導(dǎo)線也感應(yīng)出一定電壓,分別稱為感應(yīng)雷擊122、導(dǎo)線上的感應(yīng)雷擊過電壓最大值i的計算

25s

2）有避雷線

ahc

25Ihc(1-

k0)

ahc(1-

k0)薦的保護范圍對應(yīng)于0.1％的繞擊率。這樣小的繞擊率一般可認(rèn)為其保護作用已是足夠可靠當(dāng)hh時

（hh 式中h—避雷針高度（m）p當(dāng)hh時，r（1.5h2h)p h30m時，ph30mh120m時，ph

h hxbxbx1.5(h0hxb1.5(hh) hhD 當(dāng)

h2 h2

0.47(hhx)p(h1.53h)p式中h：避雷針高 p：高度影響系上部邊緣最低點O的圓弧來確定h0 避雷線和邊相導(dǎo)線的連線與經(jīng)過避雷線的鉛垂線之間的夾角α稱為“保護角”。二、保護間隙和避雷間隙F的擊穿電壓b。結(jié)構(gòu)：主要由火花間隙FR保護比（K）：K 由于Zn0

額定殘

壓比前面兩種接地之間，阻值范圍約1~30Ω。接地電阻e等于從接地體到 遠(yuǎn)處零位面之間的電壓e與流過的工頻或直流電流I之比，即：RUe e流過沖擊大電流時呈現(xiàn)的電阻，稱為沖擊接地電阻i，工頻或直流下的接地電阻R為穩(wěn)態(tài)接地電阻，二者之比稱為沖擊系數(shù)i

ei的值一般小于1，但在接地體很長時也有可能大于1。單根垂直接地體

(lnd

多根垂直接地體R' 水平接地體Re2L(lnhd 防雷接地所泄放的電流是沖擊大電流,其波前陡度di/dt很大，因此在接地體單位長度電感0上的壓降0i很可觀，使接地體變成非等電位物體。0的影響使伸長接地體的沖擊接地電阻R增大；但接地體周圍會出現(xiàn)一個火花放電區(qū)，使沖擊接地電阻R變小。兩者對沖擊接地電阻的影響相反。最后形成的沖擊接地電阻究竟大于還是小于穩(wěn)態(tài)接地電阻R，將視這兩個因素影響的相對強弱而定。1）變電所的接地裝置以滿足接地的要求，其工頻接地電阻R可近似地用右面的經(jīng)驗公式求得：S(RB S( L

ＬS S第八章電力系統(tǒng)防雷保第一 100kmNNb

γ為地面落雷密度[次/（雷暴日· h為避雷線的平均對地高度 d為雷暴日的最小雷電流幅值，單位為kA。雷擊跳閘率是指在雷暴日數(shù)d的情況下、100km的線路每年因雷擊而引起的跳閘次數(shù)，其單位為“次/(100km·40雷暴日)”相同的條件下(100km，40雷暴日)，才能進行比較。平均運行電壓梯度E有關(guān)?？捎上率角蟮?

(4.5E0.7514) 施。只要能設(shè)法制止上述發(fā)展過程中任一環(huán)節(jié)的實現(xiàn)，就可避免雷擊引起停電事故。1、避雷線 地線果越好，110kV:保護角20～30o，500kV負(fù)保護角 般為10～30Ω。低雷擊跳閘率50％左右措施可使雷擊跳閘率降低1/3左右。性地重點安裝ZnO避雷器。110kV 1、繞擊導(dǎo)線率Pα。α之值與避雷線對邊相導(dǎo)線的保護角α、桿塔高度t及線路通過地區(qū)的地形地貌等因平原線路lgP

山區(qū)線路lgP

nNPP

2–繞擊跳閘次數(shù)（次/年 N–年落雷總 P繞擊2–超過繞擊耐雷水平I2的雷電流出現(xiàn)概率 –建弧為10%左右。以平頂斜角波作分析：雷電流波前表達式為i=at,從雷道波阻抗0投射下來的電流入射波為i/2。由于雷道波阻抗與避雷線波阻抗并聯(lián)值近似相等，所以可近似認(rèn)為波在雷擊點A處無折、反射現(xiàn)象。避雷線上的雷電流波將為i/4，向雷擊點兩側(cè)。相應(yīng)地有兩個對應(yīng)的電壓波Zi/4從雷擊點向兩側(cè)。為簡化計，設(shè)桿塔接地電阻R0。這樣在桿塔接接地點上的電壓負(fù)反射波回到Atl—檔距長度；v—避雷線上的波速—桿塔高度

。

2lh vZ4當(dāng)tt1時，uA at4當(dāng)tt時，uZgata(tl)Zgla 當(dāng)tt1

uA

Zgat44Z44

Z當(dāng)tt1

uA

g

avv其最大值U

Zgla式 Z——避雷線的波阻抗,考慮電暈的影響，可取350Ω——避雷線上的波速，v≈可見雷擊點電壓最大值UA取決于雷電流的波前陡度a，而與雷電流幅值的大小無關(guān)。以上過程可以用圖8-4清楚地表示出來。將有關(guān)數(shù)據(jù)代入上式，可得:U

4

3011.7l由于避雷線與導(dǎo)線間的耦合作用，作用在導(dǎo)線與避雷線間的氣隙上的電壓為AB= （k—耦合系數(shù)導(dǎo)、地線間氣隙發(fā)生擊穿的U(1-kEvS750S氣隙不會發(fā)生擊穿的最小距離為sUA(1ks

0.0117l我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：S0.012l+1 、高桿塔的情況下，l很長，t也不應(yīng)忽略t1將大于1，應(yīng)有的S值可用類

2U50%nUZt為流經(jīng)桿塔的電流，g為經(jīng)避雷線分流的電流。au

RiLdit(RiLdi 線路桿塔 i a a塔壓op壓1: u h u u(1 gkhh

cu()—0—線路本身的工頻電壓

1a同極性()a異極性，而2為工頻交流電壓，如計算中從嚴(yán)考慮，可取與

i(c假定各電壓分量的幅值均在同一時刻出現(xiàn)，則

U

U(1hgk

cI(1k)R(hak) (1hgk)hcci i

02.6由此可知，雷擊桿塔時的耐雷水I1應(yīng)UI1

(1k)R(ak (1 gk)i i

反擊跳閘次數(shù)1n1N(1P)gP1 N—年落雷總次數(shù)P—繞擊率：g—擊桿率

n1 線路的年雷擊跳閘總次數(shù)nnn1n2N(gP1PP2)(次nn0.28(b4h)(gP1PP2)[次/(100km40雷暴日)]第二節(jié)變電所的防雷保護為了防止獨立避雷針受雷后對構(gòu)架發(fā)生反擊，其空氣間距s應(yīng)滿足下式要求sUE E1為了防止避雷針接地裝置與變電所接地網(wǎng)之間因土壤擊穿而連在一起 2E應(yīng)滿足下式要求sUE22E1、E2分別為空氣間隙平均沖擊擊穿場強和土壤平均沖擊擊穿場強。s10.2Ri0.1h

在一般情況下1不應(yīng)小于5m，2不應(yīng)小于3mt，1tt，2021t2t(若沒有反射波，避雷器將在tt′時動作；有了反射波，避雷器將提前在tb時動作，其擊穿電壓為bU2)+(b－)=(b－T)；避雷器動作后的限壓效果將在b+時才能對設(shè)備絕緣產(chǎn)生影響，這時電壓22atb)－b電壓 △U=U－U=2at－2a(t－T)= U2aT2a 被保護絕緣與避雷器間的電氣距離l越大、進波陡度a或a′越大，電壓差值ΔU也用2μs截波沖擊耐壓值作為他們的絕緣沖擊耐壓水平。絕緣沖擊耐壓水平應(yīng)滿足：Uw(i)Uis

KUw(i)U

l

U－行波的初始幅值kV；h－進線段導(dǎo)線的平均對2、計算流過避雷器的沖擊電流幅值FV

2U50%

－閥式避雷器的殘壓，kV；n－變電所母線上接的線路總條數(shù)QF1（8-14FV1）中的其變壓器的中性點都采用全絕緣，一般不需要設(shè)保護裝置6GIS絕緣的伏秒特性很平坦，其絕緣水平主要取決于雷電沖擊水平。要采用氧化鋅GIS的同軸母線筒的波阻抗小，過電壓幅值和陡度都顯著變小，對變電所的進行波GIS內(nèi)絕緣電場結(jié)構(gòu)較均勻，一旦出現(xiàn)電暈，將立即導(dǎo)致?lián)舸?，而且不能很快恢?fù)原有的電氣強度，甚至導(dǎo)致整個GIS系統(tǒng)的損壞，而GIS本身的價格又遠(yuǎn)較常規(guī)變電所昂第三節(jié)旋轉(zhuǎn)電機的防雷保護避雷器的保護水平相差不多、裕度很小。即使采用現(xiàn)代Zn0避雷器后，情況有所改善，但2)直接與線相連(包括經(jīng)過電纜段、電抗器等元件與線相連)的電機，簡稱直配是一組C150mFV23kA管式避雷器FT1FT2，F(xiàn)T1FT2FT1距離A點約70m。5、 還應(yīng)：即使采用了上述嚴(yán)密的保護措施后，仍然不能確保直配電機絕緣的絕對安全，因此規(guī)程仍規(guī)定60MW以上的發(fā)電機不能與線路直接連接，即不能以直配電機第九 內(nèi)部過電工頻電壓升高雖然其幅值不大，本身不會對絕緣構(gòu)成，但其他內(nèi)部過電壓都是在32其基準(zhǔn)值一般取電網(wǎng)的最大工作相電壓幅值Uφ U32n系統(tǒng)額定電壓有效值，kV 第一 lZu的幅值為U。當(dāng)斷路器QF閉合時，流過的電流將是空載線的充電（電容）電流i，它比電壓u電源電壓正好處于幅值(+U或－U）的附近。電壓將保持等于電源電壓的幅值（+φ或U）。設(shè)第一次熄?。ㄈ∵@一瞬間為時間起算點t=0)發(fā)生在u=－U的瞬間，因而熄弧后全線對地電壓將保持U”值，如圖((壓已變?yōu)棣眨蚨饔迷谟|頭間的位差將達2Uφ，雖然觸頭間隙的電氣強度在這段時間電源連了起來，其對地電壓將由“－變成此時的電源電壓+φ，這相當(dāng)于一個2φ的電壓波和相應(yīng)的電流波i(=2φZ)從線路首端向末端，所到之處電壓將變?yōu)?φ，電流將由零變?yōu)?φ/Z，如圖9-2（b）所示。如此發(fā)展下去，切空線時電壓沿線分布的變化將如圖9-2所示：第二 以進一步簡化成圖9-6（b）所示的簡單振蕩回路。圖9-6（b）的回路方程為L

考慮最不利的情況，即在電源電壓正好經(jīng)過幅值U時合閘0可得ucUAsin0tBcos0tωA、B0tπ0時u達到其最大值，即：UcucU(1etcos0t)其波形見圖9-c

的最大值

將略小于φ 實際上，電源電壓并非直流電Uφ而是工頻交流電壓u(t)，這時的u()表達式將為uU(costetcos 09-7（b）如果按分布參數(shù)等值電路中的波過程來處理，設(shè)合閘也發(fā)生在電源電壓等于幅值U的瞬間，且忽略電阻與能量損耗，則沿線到末端的電壓波Uφ將在開路末端發(fā)生全反射，使電壓增大為Uφ，這與按集中參數(shù)等值電路計算的結(jié)果是一致的。以上是正常合閘的情況，空載線沒有殘余電荷，初始電壓u(0)=0重合閘的情況，那么條件將更為不利，主要原因在于這時線有一定殘余電荷和初始電壓，在合閘過電壓中，以三相重合閘的情況最為嚴(yán)重，其過電壓理論幅值可達Uφ。二、影響因素和降壓措施如果合閘不是在電源電壓接近幅值Uφ時發(fā)生，出現(xiàn)第三 100A定電流的0.5％～5％，約數(shù)安到數(shù)十安），電弧往往提前熄滅，亦即電流會在過零之可用圖9-10所示的簡化等值電路來說明這種過電壓的發(fā)展過程。圖中T為變壓器的激磁電感，為變壓器繞組及連接線的對地電容。假如電i是在其自然過零時被切斷的，電C和電T上的電壓正好等于電源電壓u的幅值U。L被切斷后的情況是電容T上的電荷通過電感T作振蕩性放φ的過電壓。I0W1LI W1CU則切斷瞬間在電感和電容中 的能量分別為 2T 2T此后即在T、T構(gòu)成的振蕩回路中發(fā)生電磁振蕩，在某一瞬間，全部電磁能量均變CLTICLTI2U T電場能量，這時電容T上出現(xiàn)最大xLTIC0T UmaxLTIC0T

截流現(xiàn)象通常發(fā)生在電流曲線的下降部分，設(shè)0為正值，則相應(yīng)的0必為負(fù)值。當(dāng)開關(guān)中突然滅弧時，T中的電流L不能突變，將繼續(xù)向T充電，使電容上的電壓從0”向更大的負(fù)值方向增大，如圖9-11所示。第四節(jié)斷續(xù)電弧接地過電壓設(shè)各相導(dǎo)線的對地電容均相等，即123

由零升至相電壓，即U

線電壓U、U

流過C2和C3的電流I和I分別較U和U90o，其幅值為I

I I2因為I與I在相位上相差60o，所以故障點的電流幅值為IC 2 n—電網(wǎng)的額定電l—線路總

UnC—每相導(dǎo)線的對地電容，C=0l0—單位長度的對地電如以uB代表三相電源電壓；以u123代表三相導(dǎo)線的對地電壓，即1、2、C上的電壓，過電壓的發(fā)展過程見圖9-13。ll0kV斷續(xù)電弧長期存在，因而可采用中性點不接地（絕緣）的方式；當(dāng)電網(wǎng)的電容電流c35kV66kVIc不超過10A時，中性點可采用不接地方式；如Ic超過上述容許值（10A）時，應(yīng)采用經(jīng)消弧線圈接地方式；對于不直接與發(fā)電機連接的3～10kV系統(tǒng)，的容許值如下：由非鋼筋混凝土或非金屬桿塔 線路構(gòu)成者：3kV、6kV——30A；10kV—3～20kVIC9-2償時的電感值為L 21、電力系統(tǒng)中過電壓的產(chǎn)生原因和發(fā)展過程各異、影響因素很多，但其根源0.1～0.5ms時間約3～4ms。500kVZnO9-15（a）給出了它的T型等值電路。