這是高電壓與絕緣技術ppt，包括了高電壓與絕緣技術的發(fā)展，高電壓與絕緣技術的主要內(nèi)容，我國當前特高壓情況，高電壓的產(chǎn)生，日常的靜電現(xiàn)象：購物車帶電，高電壓絕緣與電氣設備，防雷及防雷設備，高電壓新技術及在各領域的應用等內(nèi)容，歡迎點擊下載。

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第5章 高電壓與絕緣技術 5.1 高電壓與絕緣技術的發(fā)展 高電壓與絕緣技術是以試驗研究為基礎的應用技術，主要研究在高電壓作用下各種絕緣介質的性能和不同類型的放電現(xiàn)象、高電壓設備的絕緣結構設計、高電壓試驗和測量的設備及方法、電力系統(tǒng)的過電壓、高電壓或大電流產(chǎn)生的強電場、強磁場或電磁波對環(huán)境的影響和防護措施，以及高電壓、大電流的應用等。高電壓技術對電力工業(yè)、電工制造業(yè)以及近代物理的發(fā)展（如X射線裝置、粒子加速器、大功率脈沖發(fā)生器等）都有重大影響。 1kV以上至220kV稱為高壓（HV）； 220kV至800kV稱為超高壓（EHV）； 1000kV以上稱為特高壓（UHV）。 電壓等級的技術與高電壓技術密切相關，維持與雷可比的高電壓安全運行要有水平非常高的技術，電氣絕緣擔負著維持高電壓長期安全的作用。 1891年，在德國建造了從臘芬(Lauffen)到法蘭克福長175公里、電壓為15.2kV的三相交流輸電線路，雖然輸送功率只有200kW，但這卻是高電壓技術在輸電工程中實際應用之先河。 電視機、霓虹燈、復印、廢水廢氣處理、人體內(nèi)結石破碎、靜電防護等，無不應用了高電壓技術的成果。 絕緣技術是電氣領域安全、穩(wěn)定、可靠運行的基礎，高電壓下絕緣材料的開發(fā)、絕緣結構的設計和絕緣性能的試驗等都是維持電力運行的基礎技術，支持著電力技術的發(fā)展。 高電壓與絕緣技術已成為電氣工程及其自動化的一個重要分支。 交流發(fā)電機發(fā)出的6—10kV的電壓，經(jīng)變壓器升壓，通過主干輸電線送到需求地附近的高壓或超高壓變電站，再經(jīng)過降壓，送到二級高壓變電站或特別高壓用戶變電站中，然后通過二級輸電線送到配電變電站中，經(jīng)過配電變壓器降壓，為適應這一要求，必須盡可能提高輸電電壓，以降低損耗。 輸電電壓等級經(jīng)歷了交流6、10、20、35、60、110、150、220kV的高壓(HV)，287、330、400、500、735～765kV的超高壓(EHV)，直至1000kV以上的特高壓(UHV)（已有1150kV工業(yè)試驗線路）。 高壓直流輸電電壓等級：＋100、＋250、＋400、＋500、＋750kV和＋800kV以上特高壓。 地下高壓輸電由220、275、345千伏發(fā)展到400、500千伏電纜和六氟化硫管道線路。 當前，我國的交、直流輸電電壓已達750kV和＋500kV。 “西電東送”和“北電南送”必然成為我國21世紀的送電格局，因此我國必將成為世界上少數(shù)幾個發(fā)展1000kV及以上特高壓（UHV）輸電技術的國家之一。 5.2 高電壓與絕緣技術的主要內(nèi)容 高電壓與絕緣技術學科領域研究高電壓的產(chǎn)生，在高電壓下絕緣介質及其系統(tǒng)的特性，電氣設備及絕緣，電氣系統(tǒng)過電壓及其限制措施，高電壓試驗技術，電磁環(huán)境及電磁污染防護，以及高電壓在技術的應用等。 其主要內(nèi)容可分為四部分：各類電介質在高電場下的特性，電氣設備絕緣試驗技術，電力系統(tǒng)過電壓與絕緣配合，高電壓技術在各個領域的應用等。 我國當前特高壓情況 交流特高壓方面： 我國自主研發(fā)、設計和建設的具有自主知識產(chǎn)權的國內(nèi)最高電壓等級特高壓交流示范工程，是1000kV交流輸變電工程——晉東南—南陽—荊門特高壓交流試驗示范工程，全長640公里，縱跨晉豫鄂三省。線路起自山西1000kV晉東南變電站，經(jīng)河南1000kV南陽開關站，止于湖北1000kV荊門變電站。2008年12月30日22時，該工程投入試運行。 　　 直流特高壓方面： 四川向家壩——上海±800kV高壓直流輸電示范工程2010年正式運營，這是目前規(guī)劃建設的世界上電壓等級最高、輸送距離最遠、容量最大的直流輸電工程。 　　 5.2.1 高電壓的產(chǎn)生 高電壓可由一些物理現(xiàn)象自然形成，如雷電、靜電等；也可以是為達到某種目的而人為產(chǎn)生，如高壓靜電起電機。電力系統(tǒng)一般通過高電壓變壓器、高壓電路瞬態(tài)過程變化等產(chǎn)生高電壓。 一、雷電 當帶電的雷云之間或雷云與大地之間出現(xiàn)很高的電位差時，就會發(fā)生放電，放電會產(chǎn)生強烈的光和熱，通道溫度高達15000～20000度，使空氣急劇膨脹、震動，發(fā)出隆隆聲響，形成雷閃（雷擊）。 雷擊的電功率極大，雷電電流達100kA，雷雨云電壓達1×108V（1億伏）左右，為100×108＝1×1010kW。但是，一次雷電持續(xù)的時間極短，釋放的電能并不大，平均不過300kW•h左右（僅夠一個大屏幕電視工作500小時左右），因此把雷電轉化為可利用能源的價值并不大。 二、 雷電的危害 雷電可能危害人及家畜，損壞建筑物，設備和電氣系統(tǒng)，因此需采取防護對策。 雷電對人、畜的危害來自雷電直擊或“跨步電壓”。當雷擊中地面物體時，強大的電流使地面不同位置的電位由明顯的差別，人行走時兩腿間將會有電壓作用，這就是跨步電壓�？绮诫妷哼^高時將會危及人身安全。 雷電過電壓會損壞電氣系統(tǒng)，影響吸引的正常運行。雷電還會危害高建筑物、通信線路、天線、飛機、船舶、油庫等的安全。 三、靜電 1. 靜電充電 2. 靜電放電 3. 靜電的危害 日常的靜電現(xiàn)象：購物車帶電 四、高電壓發(fā)生裝置 5.2.2 高電壓絕緣與電氣設備 一、絕緣材料及其發(fā)展 1. 絕緣材料的分類和性能 絕緣材料可分氣體﹑液體﹑固體三大類。 常用的氣體絕緣材料有空氣、氮氣、六氟化硫等。液體絕緣材料主要有礦物絕緣油、合成絕緣油(硅油、十二烷基苯、聚異丁烯、異丙基聯(lián)苯、二芳基乙烷等)兩類。 固體絕緣材料可分有機、無機兩類。有機固體絕緣材料包括絕緣漆、絕緣膠、絕緣紙、絕緣纖維制品、塑料、橡膠、漆布漆管及絕緣浸漬纖維制品、電工用薄膜、復合制品和黏帶、電工用層壓制品等。無機固體絕緣材料主要有云母、玻璃、陶瓷及其制品。 二、電氣設備的絕緣 電氣設備中使用的絕緣有氣體、液體和固體絕緣，或把它們構成組合絕緣使用。金屬導體加高電壓在長時間通電流使用時性能幾乎不劣化，但帶高壓的絕緣體多為高分子材料，隨著加壓時間延長，絕緣性能有下降傾向。因此，高電壓系統(tǒng)對提高絕緣材料的長期特性、絕緣設計合理化和運行中電機電器的絕緣診斷等理論和技術都有很高的要求。 5.2.3 高電壓試驗技術 一、液體和固體介質的絕緣強度 絕緣介質除氣體外，還有液體、固體。液體絕緣介質，除了做絕緣外，還常做載流導體或磁導體（鐵心）的冷卻劑，在開關電器中可用作滅弧材料。固體介質可作為載流導體的支撐或作為極間屏障，以提高氣體或液體間隙的絕緣強度。因此，對液體、固體物質結構以及它們在電場作用下所產(chǎn)生的物理現(xiàn)象進行研究，能使我們了解并確定它們的電氣強度及其它性能。 二、電氣設備絕緣試驗 工程上的電介質在電場作用下的主要物理現(xiàn)象如極化、電導、損耗和擊穿等現(xiàn)象，不能從理論上得到圓滿的解釋，這樣在很大程度上要依靠試驗技術進行解釋和判斷。同時，為了保證電氣設備的安全運行，需對設備進行各種試驗。通過試驗，掌握電氣設備絕緣的情況，保證產(chǎn)品的質量或盡早發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷，從而進行相應的維護與檢修，防患于未然，以保證設備的安全運行。電氣設備的出廠試驗、安裝時的交接試驗和運行中定期進行的預防性試驗，都是為了這一目的。 電氣設備絕緣試驗主要包括：絕緣電阻及吸收比的測量；泄漏電流的測量；介質損失角正切值tan的測量；局部放電的測量；絕緣油的色譜分析；工頻交流耐壓試驗；直流耐壓試驗；沖擊高壓試驗；電氣設備的在線監(jiān)測技術等。 三、高電壓試驗設備 四、電氣設備診斷及在線監(jiān)測 電氣設備診斷過程的基本環(huán)節(jié)：①通過傳感器及必要的測量手段，檢測能表征設備狀態(tài)的各種特性，得到初始模式；②對原始信號進行分析處理（數(shù)據(jù)處理），抑制干擾，去除冗余，提取出能敏感而有效地反映設備運行狀態(tài)的特征參數(shù)，形成待檢模式；③將待檢模式與樣板模式（根據(jù)理論知識、運用經(jīng)驗、試驗研究以及積累的故障檔案確定）對照，識別故障模式；④根據(jù)多種特征識別的結果，綜合分析，判斷設備狀態(tài)，并對發(fā)展趨勢進行預測，從而提供故障預警，為下一步設備維修決策提供根據(jù)。 5.2.4 電力系統(tǒng)過電壓及其防護 5.2.5 防雷及防雷設備 一、避雷針 為防止建筑物或設備遭受直接雷擊，通常采用裝設高于被保護物的避雷針（或避雷線），其作用是將雷電吸引到避雷針上并安全地將雷電流引入大地，從而遮蔽了被保護建筑物或設備。它的保護范圍是個錐體，其半徑與避雷針高度有關。 二、避雷器 當系統(tǒng)中出現(xiàn)過電壓時，避雷器的作用是既要限制過電壓以保護電氣設備不受過電壓的損害，又要保證不會跳閘停電保證可靠運行，避雷器的種類有管型避雷器和閥型避雷器。 氧化鋅避雷器 三、輸電線路和發(fā)電廠、變電所的防雷保護 據(jù)調(diào)查統(tǒng)計表明，因雷擊線路造成的跳閘事故占電網(wǎng)總事故的60％以上。同時，雷擊線路時自線路入侵變電所的雷電波也是威脅變電所的主要因素，所以要設線路的防雷保護，并且發(fā)電廠和變電所的防雷保護必須是十分可靠的。 輸電線路防雷性能的優(yōu)劣主要由耐雷水平及雷擊跳閘率來衡量，線路防雷問題是一個綜合技術經(jīng)濟問題，在確定防雷措施時，應根據(jù)線路的電壓等級、負荷性質、系統(tǒng)運行方式、雷電活動的強弱等經(jīng)過技術經(jīng)濟比較來確定。 5.3 高電壓新技術及在各領域的應用 5.3.1 等離子體技術及其應用 5.3.2 激光放電 用激光照射氣體引起的氣體放電稱為激光放電。 可應用激光導向擊穿技術，將雷電引導至選定的地點，以保護設備或建筑物。也可利用激光束來觸發(fā)火花間隙，可制成動作準確的開關，應用于高電壓、大功率脈沖試驗裝置中。 5.3.3 液電效應及其應用 在封閉的液體容器中進行沖擊放電，會引起容器內(nèi)壓力的急劇變化，這種現(xiàn)象稱為液電效應。液電效應的瞬時沖擊壓力可高達600～1500帕。 液電效應應用舉例： 導體材料、彈性材料、冶金渣、花崗石等的破碎加工。 成型和鍛壓。 切割非導體材料或石材。 探礦、石油勘探。 體外沖擊波碎石機粉碎腎結石等。 5．3．4 靜電技術及其應用 一、靜電分選 二、靜電噴涂 三、靜電植絨 四、靜電紡紗 五、靜電制版  一、靜電除塵 利用靜電場的作用，使煙氣中的塵粒帶電，并將其從煙氣中分離、去除的技術。  二、靜電噴霧 靜電噴霧是利用靜電吸附作用，將農(nóng)藥噴灑到防治對象上。農(nóng)藥的噴灑可使用靜電噴霧機或靜電噴粉機。 5.3.6 在材料、冶金及加工中的應用 等離子冶煉技術已用于礦石和精礦的熱分解、熔煉、氧化、還原等過程，并且已有用于碳鋼或合金鋼生產(chǎn)的容量達30～40噸的直流電弧等離子體爐。 等離子體爐還可用于鐵合金的生產(chǎn)，難熔金屬和合金的熔化，以及從工業(yè)副產(chǎn)品、廢料、切屑、邊角料中回收廢金屬等領域。 5.3.7 在照明技術中的應用 氣體放電光源通過等離子氣體放電將電能轉換為光。 氣體放電照明燈的泡殼與電極間采用真空氣密封接，泡殼內(nèi)充有放電氣體；熒光燈、高壓汞燈、鈉燈和金屬鹵化物燈是應用最多的照明用氣體放電燈。xyL紅軟基地

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