电气工程概论+第五章+高电压与绝缘技术.ppt

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1、电气工程概论1第5章高电压与绝缘技术电气工程概论25.1高电压与绝缘技术的发展高电压与绝缘技术是以试验研究为基础的应用技术，主要研究在高电压作用下各种绝缘介质的性能和不同类型的放电现象、高电压设备的绝缘结构设计、高电压试验和测量的设备及方法、电力系统的过电压、高电压或大电流产生的强电场、强磁场或电磁波对环境的影响和防护措施，以及高电压、大电流的应用等。高电压技术对电力工业、电工制造业以及近代物理的发展（如X射线装置、粒子加速器、大功率脉冲发生器等）都有重大影响。电气工程概论3巨型起电机（MITInstitu

2、teArchives）小型起电机范德格拉夫高压静电起电机电气工程概论41kV以上至220kV称为高压（HV）；220kV至800kV称为超高压（EHV）；1000kV以上称为特高压（UHV）。电压等级的技术与高电压技术密切相关，维持与雷可比的高电压安全运行要有水平非常高的技术，电气绝缘担负着维持高电压长期安全的作用。在交流输电中：电气工程概论51891年，在德国建造了从腊芬(Lauffen)到法兰克福长175公里、电压为15.2kV的三相交流输电线路，虽然输送功率只有200kW，但这却是高电压技术在输电工程

3、中实际应用之先河。电视机、霓虹灯、复印、废水废气处理、人体内结石破碎、静电防护等，无不应用了高电压技术的成果。绝缘技术是电气领域安全、稳定、可靠运行的基础，高电压下绝缘材料的开发、绝缘结构的设计和绝缘性能的试验等都是维持电力运行的基础技术，支持着电力技术的发展。高电压与绝缘技术已成为电气工程及其自动化的一个重要分支。电气工程概论6交流发电机发出的6—10kV的电压，经变压器升压，通过主干输电线送到需求地附近的高压或超高压变电站，再经过降压，送到二级高压变电站或特别高压用户变电站中，然后通过二级输电线送到配电

4、变电站中，经过配电变压器降压，为适应这一要求，必须尽可能提高输电电压，以降低损耗。电气工程概论7输电电压等级经历了交流6、10、20、35、60、110、150、220kV的高压(HV)，287、330、400、500、735～765kV的超高压(EHV)，直至1000kV以上的特高压(UHV)（已有1150kV工业试验线路）。高压直流输电电压等级：＋100、＋250、＋400、＋500、＋750kV和＋800kV以上特高压。地下高压输电由220、275、345千伏发展到400、500千伏电缆和六氟化硫管道

5、线路。当前，我国的交、直流输电电压已达750kV和＋500kV。“西电东送”和“北电南送”必然成为我国21世纪的送电格局，因此我国必将成为世界上少数几个发展1000kV及以上特高压（UHV）输电技术的国家之一。电气工程概论85.2高电压与绝缘技术的主要内容高电压与绝缘技术学科领域研究高电压的产生，在高电压下绝缘介质及其系统的特性，电气设备及绝缘，电气系统过电压及其限制措施，高电压试验技术，电磁环境及电磁污染防护，以及高电压在技术的应用等。其主要内容可分为四部分：各类电介质在高电场下的特性，电气设备绝缘试验技

6、术，电力系统过电压与绝缘配合，高电压技术在各个领域的应用等。我国当前特高压情况交流特高压方面：我国自主研发、设计和建设的具有自主知识产权的国内最高电压等级特高压交流示范工程，是1000kV交流输变电工程——晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程，全长640公里，纵跨晋豫鄂三省。线路起自山西1000kV晋东南变电站，经河南1000kV南阳开关站，止于湖北1000kV荆门变电站。2008年12月30日22时，该工程投入试运行。电气工程概论9电气工程概论10晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程直流特高压方面

7、：四川向家坝——上海±800kV高压直流输电示范工程2010年正式运营，这是目前规划建设的世界上电压等级最高、输送距离最远、容量最大的直流输电工程。电气工程概论11电气工程概论12直流输电线路有何特点？电气工程概论135.2.1高电压的产生高电压可由一些物理现象自然形成，如雷电、静电等；也可以是为达到某种目的而人为产生，如高压静电起电机。电力系统一般通过高电压变压器、高压电路瞬态过程变化等产生高电压。电气工程概论14一、雷电当带电的雷云之间或雷云与大地之间出现很高的电位差时，就会发生放电，放电会产生强烈的光

8、和热，通道温度高达15000～20000度，使空气急剧膨胀、震动，发出隆隆声响，形成雷闪（雷击）。雷击的电功率极大，雷电电流达100kA，雷雨云电压达1×108V（1亿伏）左右，为100×108＝1×1010kW。但是，一次雷电持续的时间极短，释放的电能并不大，平均不过300kW•h左右（仅够一个大屏幕电视工作500小时左右），因此把雷电转化为可利用能源的价值并不大。电气工程概论15二、雷电的危害雷电可能危害人及