高电压课件 很实用

高电压技术课程性质：任选 学分：2.5 讲授：刘 望 来 考试

使用教材：赵玉林主编、 中国电力出版社

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绪

论

高电压技术是电工学科的一个重要分支， 它主要研究高电压、强电场下各种电气物

理问题。

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一、电力系统的电压等级是如何划分的、依 据是什么？特高压1000kV及以上(UHV) 高压 1kV 低压 0.4kV 0.22kV 36V 电能污染

超高压250~1000kV(EHV)电晕 普通高压1~250kV(HV)

电压等级划分的级差为2~3倍。资料

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二、为什么采用高电压？

U P Z

2

电力系统输送的电能P正比于电压的平方(U2 ), 反比于系统阻抗Z,而系统阻抗Z正比于线路长度L , 所以P正比于U2,反比于L。所以采用高电压是大功率远距离输电的要求，要实现大功 率远距离输电唯一可行的措施就是采用高电压。作为二次

能源，输送电能要较输送一次能源经济、快捷、安全、方便、清洁。

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输电电压等级与输送距离及自然功率以220kV 输送自然功率132MW为基准输送电压(kV) 22000

33000 2.23

500850 6.55

765上 16.74

1100500 39.24

输送距离(km) 100~3 200~6 150~ 500以 1000~1 输送能力比较值1

6倍多

6倍

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我国特高压 首个国内最高电压等级特高压交流示范工程，

是我国自主研发、设计和建设的具有自主知 识产权的1000千伏交流输变电工程——晋东 南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程， 全长640公里，设计输电功率400万千瓦，纵 跨晋豫鄂三省，其中还包含黄河和汉江两个 大跨越段。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。长春工程学院 刘望来

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根据电力发展规划:在水电方面，继三峡水电站之后，西南水电基地 即将或已经开发，金沙江上、中、下游13个梯级电站 共装机67.38GW,澜沧江中下游14个梯级共装机 28.9GW,雅砻江11个梯级共装机24.30GW,大渡河17 个梯级共装机17.72GW,将大容量外送60GW。 在火电方面，我国煤炭资源主要分布在华北、西 北地区，约占全国煤炭资源的76%。由于采用运煤发 电方式存在许多弊端，因此，需建设坑口电厂，以远 距离、大容量方式，将火电基地的能源输送到负荷中

心。

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三、要采用高电压首先要解决的技术问题是什么？高电压下的绝缘问题。因为在电力系统三大技术材料(导电材料、导磁材料和绝缘材料)中

绝缘的影响力最大：1、因为绝缘限制了设备的温升、限制了温升也就 限制了设备的容量、体积和重量； 2、绝缘限制了设备的寿命； 3、绝缘限制了电力系统的投资。

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四、如何解决绝缘问题？1、寻找和研制新型的绝缘材料； 2、限制作用在绝缘上的过电压。 绝

缘被破坏的最主要原因就是电力系统过电压。

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五、高电压技术课程讲授的两个问题：绝缘问题和过电压问题是本课程的

两大内容。

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六、学科特点：1、历史短，研究不充分，理论很不完整，工程上高电压问题不能用理论来分析，所以只能从试验

入手。2、研究起来很困难，其所研究的问题与其他学科

完全不同。其他学科研究的是电的导通，而高压研究的是绝缘，它所研究的是空间的问题，场的 问题，所受的影响因素(温度、湿度、气压、极 距)很多。

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3、研究手段难以具备，场地难以满足，问题的重复性小，一次击穿后很难找到完全相同的对象，

是暂态问题。

4、思考问题的领域宽。

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第一章

气体电介质的电气强度

在电气设备中作为绝缘材料使用的物质称电 介质，按其物质形态，可分为：气体介质、液体 介质 、固体介质。

在电气设备中:外绝缘:一般由气体介质(空气)和固体介质(绝缘

子)联合构成；内绝缘:一般由固体介质和液体介质联合构成。

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一、气体中带电质点的产生与消失结论：气体间隙中带电质点来源于气体分子本身 的游离和金属表面游离。

1、气体分子本身游离的定义

中性质点中的电子 摆脱原子核的束缚 成为自由电子的过 程就是游离。

要游离需要吸收能 量，吸收的能量称 为游离能。

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常见气体及金属蒸汽的激励电位和游离电位 气体或金属蒸 汽 H2 N2 O2 CO2 H2O 钠蒸汽(Na) 水银蒸汽(Hg) 激励电位 11.2 6.1 7.9 10.0 7.6 2.09 4.89

单位：V

游离电位 15.4 15.6 12.5 13.7 12.7 5.12 10.39

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2、气体分子本身的游离方式按照电子获得能量的方式划分游离：

1)碰撞游离：由于碰撞引起的游离。

红球：气体分子 小绿球：电子 粉色球：正离子 红球带绿球：负离子

其条件是撞击质点的能量不小于被撞质点的游离能、并且 有足够的作用时间。碰撞游离是气体放电中主要的带电粒子来源，电子是碰撞游 离的主导因素。