高电压
教案
中职数学基础模块教案 下载北师大版¥1.2次方程的根与系数的关系的教案关于坚持的教案初中数学教案下载电子教案下载
?组织教学
集中学生注意力，做好平时考勤工作。 ?新课引入
1、自由行程长度
2、带电粒子的迁移率
3、扩散
? 新课讲授
1.1.气体放电的基本物理过程 一、气体原子的激发与游离
激发:当原子由外界获得能量时，其电子可跃至能级较高的轨道。
游离:由外部获得的能量足够大，以致使原子的一个或几个电子脱离原子核束
缚而成为自由电子与正离子
1、带电质点的产生
(1)碰撞游离
(2)光游离
(3)热游离
(4)负离子的形成
2、气体品带电质点的消失
(1)扩散
(2)复合
(3)定向运动
3、自持放电与非自持放电
(1)非自持放电 需要外界游离因素的作用。
(2)自持放电 无需外界游离因素作用 ，放电仅靠电场作用得以连续下去。
起始放电电压:由非自持放电转入自持放电的电压
U,U,UB (击穿电压)(均匀电场，击穿场强约为30kV/cm)
U ,U (极不均匀电场中),,U
二、汤逊放电理论
1、条件:低气压、小间隙。
2、理论实质:
非自持的三个阶段:o—a、a—b、b—c。
c 以后,,自持 阴极表面产生游离(聚积)。
3、非自持?自持放电条件。
4、巴申定律: U,f(pd)
压力增大，气体密度δ随之增大，电子在运动过程易与气体分子相碰撞，平均自由行程缩短，每次碰撞，由电子积聚的能量不足以引起气体分子的游离，因而击穿电压升高，反之，压力减小，δ减小，电子在运动过程中不易与气体分子碰撞。
5、汤逊理论的适用范围:低气压小间隙的放电现象。
6、汤逊放电理论解释大气压下放电的不符之处。
〈1〉放电时间 :
以汤逊理论计算出的击穿时间与实际的击穿时间有很大不同，
〈2〉阴极材料的作用。
以汤逊理论，阴极性质在击穿过程中起重要作用，然而在大气压力下的空气中，间隙击穿电压与阴极性质无多大关系。
〈3〉放电形式。
以汤逊理论放电沿整个间隙是均匀放连续发展的，但在大气中气体击穿时，会出现有分枝的明亮细通道。
三、流注理论
以电子崩为基础发展的结果为基础
1、空间电荷对电场畸变作用。
2、光游离的作用。
3、正流注的形成。
4、负流注的形成。
5、用流注理论解释，大气中的放电。
(1)放电时间短。
(2)与阴极材料无关。
(3)放电形成。
四、极不均匀电场的放电过程。
(一)电晕放电
1、性质:极不均匀电场中所特有的自持放电现象。
2、定义:在曲率半径小的电极附近，电场强度将先达到引起游离过程的数值，
间隙在这一局域形成的自持放电。
开始发生电晕时的电压称为电晕起始电压，电极表面的电场强度称为电晕起
始电场强度。
3、现象:光、咝咝的放电声
4、危害:能量损耗，产生臭氧及氧化氮，引起电磁干扰
a、电能损耗
b、腐蚀电器材料
c、对通信线路产生干拢
(二)极性效应
1、棒为负,,板为正:
易形成电晕放电，自持放电易电形成，间隙击穿难形成(放电难形成)
UB电晕,低、放电电压UB,高 。
2、棒为正,,板为负:
电晕放电难实现，不易形成自持放电，易形成放电 。
UB电晕,高 放电压UB,低。
棒极为正极性放电电压较棒为负极性时的放电电压为低。
3、棒,棒:
UB棒,棒, UB棒,,板，
(三)工频电压下的击穿
UB,UB棒，(直流):击穿总是在棒为极性为正、电压达到幅值时发生。
棒――棒间隙的平均击穿场强约为3.8Kv/cm(有效值)或5.36kVcm
棒――板间隙的平均击穿场强约为3.35Kv/cm(有效值)或4.8kVcm 五、冲击电压作用下的空气击穿
1、冲击电压的定义
作用时间短暂的电压
2、冲击电压的标准波形
冲击波波形可由波头长度τ1及波长τ2加以确定，现用的波形参数为1.2/50μS
3、雷电冲击电压下50,击穿电压
由于完成击穿过程需要一定时间，所以间隙的冲击击穿特性和外施电压波形有关。
在实际工程中用50,冲击击穿电压，即在多次施加电压时，其中半数导致击穿的电压，以反映间隙的耐受冲击电压特性。
4、伏秒特性
用间隙上出现的电压最大值和放电时间的关系来表征间隙在冲击电压下的击穿特性，称为伏秒特性。
伏秒特性曲线和间隙电场的均匀程度有关。对于不均匀电场，平均击穿场强低，放电时延长，分散性亦大;对于均匀电场，平均击穿场强较高，流注发展较
快，放电时延较短，其伏秒特性平坦。
伏秒特性对比较不同绝缘设备的冲击击穿特性有重要意义。单是50,冲击击穿电压不能充分说明间隙的冲击击穿特性，在考虑不同间隙绝缘配合时，为更全面反映间隙的冲击特性，就必须采用间隙的伏秒特性进行配合。
? 课堂小结
气体非自持放电和自持放电;气体放电的汤逊理论、流注理论
? 作业设置
P38 1.1 1.2 1.3 1.4
?组织教学
集中学生注意力，做好平时考勤工作。
?新课引入
1、带电质点的产生及其消失
2、汤逊理论和流注理论
3、极不均匀电场的放电形式以及冲击电压下气隙的击穿特性 ? 新课讲授
1.2 影响气体放电电压的因素 一、电场形式对放电电压的影响
1、均匀电场中的击穿电压
在均匀电场中直流及其工频击穿电压及其50,冲击击穿电压大致相同，其
分散性很小。
当s>1cm时，均匀电场中的电气强度约为30kv/cm
2、稍不均匀电场中的击穿电压
在稍不均匀电场中的击穿电压与电场均匀程度关系极大。没有能概况各种电场分布的试验数据，具体间隙的击穿电压要通过试验才能确定。但是有这样一个规律;电场越均匀，同样间隙的击穿电压就越高。
工程上常见的稍不均匀电场形式有球,球、球,板 等
3、极不均匀电场下的击穿电压
在极不均匀电场中，放电分散性较大，且极性效应显著。
间隙距离相同时，电场越均匀，气隙的击穿电压就越高。
二、电压波形对击穿电压的影响
气隙完成击穿所需放电时间是很短的(微秒级)，直流电压、工频交流等持续作用的电压，击穿时间可以忽略;当所加电压变化速度很快、作用时间很短的冲击电压，因有效作用时间短，以微秒计，此时放电时间就变成一个重要因素。
1、直流电压下的击穿
击穿电压与间隙距离近似成正比，其平均击穿场强:正棒,负板约为4.5kv/cm，负棒,正板约为10kv/cm，棒棒电极约为5.4kv/cm.
2、工频电压下的击穿电压
除了起始部分外，击穿电压与距离近似成正比，帮板间隙约为4.8kv/cm，比棒棒电极稍微低一些，但是，当距离大于2m后，这种关系将出现明显的饱和现象，平均击穿场强明显降低，棒板间隙尤其严重。
3、冲击电压下的击穿电压
由于空间电荷的形成，扩散和放电时延的统计性很大，所以操作冲击击穿的分散性也很大，且与距离存在明显的“饱和”现象。
三、气体的性质和状态对气体放电电压的影响
1. 标准大气条件
大气压力 P0=101.3kpa
020C
温度
湿度 f0=11g/m3
2. 相对密度的影响
3. 湿度的影响
(1). 均匀或稍不均匀电场
湿度的增加而略有增加,但程度极微,可以不校正
(2). 极不均匀电场
由于平均场强较低,湿度增加后,水分子易吸附电子而形成质量较大的负离子,运动速度,减慢游离能力大大降低,使击穿电压增大.因此需要校正. 4. 高度的影响
随着高度增加,空气逐渐稀薄,大气压力及空气相对密度下降,间隙的击穿电压也
1k,随之下降. ,H1.1,1000U=ka U0
5、气体的性质对放电电压的影响
不同气体具有不同的耐电强度。卤族元素的化合物是高电气强度的气体。主要原因是其具有电负性。
四:提高气体间隙绝缘强度的方法
有两个途径:
一个是改善电场分布,使之尽量均匀;
另一个是削弱气体间隙中的游离因素.
1. 改善电场分布的措施
(1). 改变电极形状
(2). 利用空间电荷对电场的畸变作用
(3). 极不均匀电场中采用屏障
当屏障与棒极之间的距离约等于间隙的距离的15%-----20%时，间隙的击穿电压提高得最多，可达到无屏障时的2---3倍
2. 削弱游离因素的措施
(1). 采用高气压
气体压力提高后，气体的密度加大，减少了电子的平均自由行程，从而削弱了碰撞游离的过程。 如高压空气断路器和高压标准电容器等
(2). 采用高真空
气体间隙中压力很低时，电子的平均自由行程已增大到极间空间很难产生碰撞游离的程度。如真空电容器、真空断路器等
(3). 采用高强度气体
SF6气体属强电负性气体,容易吸附电子成为负离子,从而削弱了游离过程.提高压力后可相当于一般液体或固体绝缘的绝缘强度.它是一种无色、无味、无臭、无毒、不燃的不活泼气体，化学性能非常稳定，无腐蚀作用。它具有优良的灭弧性能，其灭弧能力是空气的100倍，故极适用于高压断路器中。
? 课堂小结
电场形式对放电电压的影响
电压波形对击穿电压的影响
气体的性质和状态对气体放电电压的影响
提高气体间隙绝缘强度的方法
? 作业设置
P38 1.9 1.16
?组织教学
集中学生注意力，做好平时考勤工作。
?新课引入
1、电场形式对放电电压的影响
2、电压波形对击穿电压的影响
3、气体的性质和状态对气体放电电压的影响 4、提高气体间隙绝缘强度的方法
? 新课讲授
1.3 沿面放电 一.什么叫沿面放电
沿着固体介质表面的气体发生的放电
沿面放电电压通常比纯空气间隙的击穿电压要低
二.界面电场分布的三种典型情况
气体介质与固体介质的交界称为界面
(1).固体介质处于均匀电场中,且界面与电力线平行; (2).固体介质处于极不均匀电场中,且电力线垂直于界面的分量比平行于界面的
分量大得多; 类似套管
(3).固体介质处于极不均匀电场中,且电力线平行于界面的分量以垂直于界面的
分量大得多。类似支持绝缘子
三.均匀电场中的沿面放电
其放电特点:
(1).放电发生在沿着固体介质表面,且放电电压比纯空气间隙的放电电压要低.
其原因:a.固体介质与电极表面没有完全密合而存在微小气隙,或者介面有裂纹. b.介质表面不可能绝对光滑,使表面电场不均匀.
c.介质表面电阻不均匀使电场分布不均匀
d.介质表面易吸收水分,形成一层很薄的膜,水膜中的离子在电场作用下向两极移动,易在电极附近积聚电荷,使电场不均匀
四. 极不均匀电场具有强法线分量时的沿面放电(套管型)
(1) 放电发展特点:
a.电晕放电 b.线状火花放电 c.滑闪放电 d.闪络放电
(2) 影响沿面放电因素分析
a.固体介质厚度越小，则体积电容越大，沿介质表面电压分布越不均匀，其沿面闪络电压越低;
b.同理，固体介质的体积电阻越小，沿面闪络电压越低
c.固体介质表面电阻减少，可降低沿面的最大电场强度，从而提高沿面闪络电压 (3).提高沿面闪络电压措施
a.减少套管的体积电容。如增大固体介质厚度，加大法兰处套管的外经 b.减少绝缘的表面电阻。如在套管近法兰处涂半导体漆或半导体釉
五.极不均匀电场具有强切线分量时的沿面放电(支柱绝缘子型) 由于电极本身的形状和布置己使电场很不均匀，故介质表面积聚电荷使电压重新分布不会显著降低沿面闪络电压，为了提高沿面闪络电压，一般从改进电极形状，如采用屏蔽罩和均压环。
六.绝缘子串的电压分布;分析如下:
a.绝缘子片数越多，电压分布越不均匀
b.靠近导线端第一个绝缘子电压降最高，易产生电晕放电。在工作电压下不允许
产生电晕，故对330kv及以上电压等级考虑使用均压环
七.绝缘子表面污秽时的沿面放电
户外绝缘子，会受到工业污秽或自然界盐碱、飞尘等污染，在干燥时，由于污秽尘埃电阻很大，绝缘子表面泄漏电流很小，对绝缘子安全运行无危险;但下雨时，绝缘子表面容易冲掉，而大气湿度较高，或在毛毛雨、雾等气候下，污秽尘埃被润湿，表面电导剧增，使绝缘子的泄漏电流剧增，降低闪络电压。
八.防止绝缘子的污闪，应采取措施
(1).对污秽绝缘子定期或不定期进行清洗
(2).绝缘子表面涂一层憎水性防尘材料
(3).加强绝缘和采用防污绝缘子
(4).采用半导体釉绝缘子
? 课堂小结
沿面放电的物理过程及其提高起电压的方法;污闪事故;提高沿面放电电压的措施
? 作业设置
P38 1.13 1.14 1.15 1.16
?组织教学
集中学生注意力，做好平时考勤工作。
?新课引入
1、沿面放电的物理过程及其提高起电压的方法; 2、污闪事故;
3、提高沿面放电电压的措施
? 新课讲授
2.1电介质的极化、电导和损耗 一、电介质的极化
电介质中的带电质点在电场作用下沿电场方向作有限位移
相对介电系数εr:表征电介质在电场作用下的极化程度
极化的基本形式有:电子式极化、离子式极化、偶极子极化
1、电子式极化:
可以存在于液体 、固体、气体电解质中。
E=0时(对称的)对外不显电性，
E不等于0时(对称的)对外显电性。
-15特点:(1)极化过程快，10s且介电系数与电源无关。
(2)极化过程属于弹性，无损耗。
(3)其介电系数有负的温度系数。
2、离子式极化
-13(1)极化过程快，10s，且介电系数与频率无关。
(2)极化过程属于弹性，无损耗。
(3)其介电系数有正的温度系数。
3、偶极子极化
极性电介质?由偶极子分子构成
-10-2特点:(1)极化过程长，10,10s，且介电系数与频率有关。
(2)极化过程属于非弹性，有损耗。
(3)其介电系数有关。
综述:
1)、气体的介电系数很小通常实践中介电系数约等于1，
2)、液体 :a、极性(3~6)，如:蓖麻油
b、非极性(1.8~2.5)，如变压器油
c、强极性(>10) ，如水、酒精
4、夹层式极化
组成:设备的绝缘由几种不同的材料组成
特点:1、进行过程特别长，
2、有明显的损耗。
电介质极化的意义:
,、对于电容器而言希望εr大，这样单位容量的体积和重量可减小。但其它
绝缘希望εr小，可减小充电电流。
2、高压设备在使用时应注意各材料εr的配合，介电系数小的材料承受较大
的电场强度;介电系数大的材料承受较小的电场强度。
3、夹层介质极化现象在绝缘试验中，可用于判断绝缘受潮的情况。 4、材料的介质损耗与极化形式有关。
二、 电介质的电导
UR,1、绝缘电阻 I??泄漏电流，也即电导电流 ,I
绝缘电阻对固体介质来说包括:绝缘电阻的体积绝缘和表面绝缘电阻。 介质的绝缘电阻决定着介质中的泄漏电流，它将引起介质发热，加速绝缘老
化。
2、电介质电导与电金属电导的区别
电介质电导??离子，电导小，电阻大，电导与温度成正比;金属电导??自由电子， 电导很大，电阻很小，电导与温度成反比
3、直流电压下介质电流的变化
(1)i1 电容电流
(2)i2吸收电流，夹层式极化引起，过程长，衰减慢。
(3) I 泄漏电流，电介质电导引起。
介质电流 i,i1+i2+I
4、气体介质电导。
在oa段可视为常数，通常气体绝缘工作在ab段，只要工作在场强低于其击穿值时，可不必考虑。
5、液体介质电导
构成液体介质电导的因素主要有两种:一是由液体本身的分子和杂质的分子离解为离子;另一种是液体中的胶体质点，吸附电荷后变成带电质点。影响液体介质电导的因素主要是杂质和温度。
6、固体介质的电导。
分体积电导和表面电导。体积电导由本身离子和杂质离子构成。与受潮及温度有关。
讨论绝缘电阻的作用
1、在预防性试验中的应用，以绝缘电阻值判断绝缘的优劣或是否受潮。
2、介质中的电压分布与电导成反比，
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
时应合理使用绝缘材料
3、绝缘的使用环境，特是对湿度的要求。
4、并非所有场合需R很大。如半导体高压套管上的法兰附近的半导体釉，是为了改善电压分布，使电场更均匀。
三、电介质的损耗
1. 损耗的形式
(1).电导损耗
由泄漏电流引起的损耗.交直流下都存在.
(2).极化损耗
由偶极子与夹层极化引起,交流电压下极明显
(3).游离损耗/指气体间隙的电晕放电以及液固体介质内部气泡中局部放电所造成的损耗.
2.用介质损耗角的正切tgδ来表示介损的意义
在交流电压作用下,由于存在三种形式的损耗,需引入一个新的物理量来表征介损的特性.
2经推导,介质损耗P为 P,U,Ctg,p
经推导,介质损耗P为
,P,UI,UItgRCp
2 ,UCtg,,p
(1).P值与试验电压U的高低等因素有关;
(2).tgδ是与电压、频率、绝缘尺寸无关的量，而仅取决于电介质的损耗特性。
(3)tgδ可以用高压电桥等仪器直接测量.
所以表征介损用介质损失角的正切tgδ来表示,而不是用有功损耗P来表示. 3.影响tgδ的因素
(1)温度的影响(2)频率的影响(3)电压的影响在电场强度不很高时，tgδ不变;在电场强度较高时， tgδ随电场强度升高而迅速增大 ? 课堂小结
电介质的极化;电介质的电导;电介质的损耗
? 作业设置
P56 2.1 2.2
?组织教学
集中学生注意力，做好平时考勤工作。
?新课引入
1、电介质的极化;
2、 电介质的电导;
3、 电介质的损耗
? 新课讲授
2.2 液体介质的击穿
2.3固体介质的击穿
2.4绝缘介质的其他特性 2.4 绝缘介质的其他特性
一、讨论液体介质的击穿过程
1、对纯净油(碰撞游离理论)
油中少量杂质在电场的作用下碰撞原子、导致液体介质的击穿。
击穿过程U 很高。 B
2、含杂质(水份)油——“小桥”理论
由于水分或杂质的介电系数大，在电场作用下易沿电场方向排列，形成杂
质小桥，当杂质小桥接通后电极后，将使泄漏电流增大，发热增多，因而又使水
分汽化，气泡扩大，游离加强，最后可能在气体通道中形成击穿。 二、影响液体介质击穿因素
1、水份含量、温度等。
2、压力增大水份变为溶解状，击穿电压升高
3、纤维和其他杂质
4、电场均匀程度
a、纯净油改善电场均匀程度，击穿电压变化明显。
b、含杂质的油:时间?，击穿电压提高，受电场
影响小。
5、电压作用时间油间隙的击穿电压随电压的作用时间的增大而减小。
油的耐压实验加压1分钟，杂质的聚 集，介质的发热所需时间。
油的净度及温度提高，电压作用时间对油的击穿电压影响减小。三、提高液体介质击穿电压的措施。
1、过滤与干燥
白土、硅胶处理或压滤机过滤
2、祛气
将油中气体赶出来，密封性好
3、油和固体绝缘组合，防止小桥的形成，还可以改善电场分布
a、覆盖层
b、绝缘层，有耐电强度，阴止小桥形成更好的作用。
c、屏障:改善电场均匀程度，阻止小桥形成，也能提高油的Ub。
d、 设多重屏障，长油道(长间隙)?短油道(短间隙)。击穿电压Ub?小桥不易形成，缩小变压器的体积、造价。
2.3固体介质的击穿
一、固体介质的击穿
1、电击穿，固体介质在强电场作用下，碰撞游离，导致击穿。
特点:击穿过程快，击穿电压值高，介质温度没升高，击穿与环境温度 无关。
2、热击穿，受电压作用，介质内部温度的吸热比发热快，最终丧失绝缘性能。特点:与环境温度有关，击穿电压较低。
3、老化定义
设备运行时间很长以后，运行中其绝缘受到热、化学、机械作用，绝缘性能逐渐变坏，在电压去除后，介质不再恢复它原来特性，这过程称为老化。
造成老化原因，介质过热，放电发生气体腐蚀、机械撞击及不同温度系数的应力引起的损伤;或介质不均匀及电场边缘场强集中引起局部过电压。
4、电化学击穿:介质在电场作用下，又受介质发热、化学腐蚀、机械同时作用最终导致击穿。
二、影响液体介质击穿的因素及提高其电气强度的措施。
1、电压作用时间;
2、温度;
3、电场均匀程度;
4、电压种类;
5、累积效应:
6、受潮:
7、机械负荷:
2.4绝缘介质的其他特性
一、电介质的热性能
1、耐寒性，
2、耐热性，
3、耐弧性，
4、脆性材料??耐冲击稳定性
绝缘材料的耐热等级:
耐热等级 O A E B F H C
允许最高温度 90 105 120 130 155 180 >180
二、电介质的机械性能、吸潮、生化性能
1、机械性能
2、吸潮性
3、生化性能
? 课堂小结
固体介质的击穿和电介质的其它性能;固体绝缘材料的电击穿理论;热击穿理论;
电化学击穿理论;
? 作业设置
P56 2.7 2.8 2.9
?组织教学
集中学生注意力，做好平时考勤工作。
?新课引入
1、介质的极化、损耗和电导
2、固体介质的击穿和电介质的其它性能;
3、固体绝缘材料的电击穿理论;热击穿理论;电化学击穿理论; ? 新课讲授
3.1 绝缘电阻及吸收比的测量 一、绝缘试验概述
1、试验作用:
发现电气设备绝缘内部隐藏的缺陷，以便在进行设备检修时加以消除。 缺陷的分类:一类为集中性的缺陷;另一类为分布性缺陷(指电气设备整体绝缘老化、变质、受潮能力下降)
2、设备缺陷原因:
?、厂家生产制造所致。
?、长期运行。
3、试验分类:
?、破坏性试验:试验电压大于正常额定电压，有积累效应。
?、非破坏性试验:试验电小于正常额定电压 。对设备的考验不够严格，无积累效应。特点是在较低的电压下或者是用其他不会损伤绝缘的办法来测量绝缘的各种特性，从而判断绝缘内部的缺陷。
4、预防性试验的常测项目:
?、绝缘电阻的测量及吸收试验。
?、tgδ值的测定。
?、局部放电实验。
?、油的色谱分析。
?、交流耐压实验。
?、直流泄漏及耐压试验。
?、接地电阻的测量。
二、绝缘电阻的测量
作为最简单最常用的非破坏性试验。
直流电压作用介质时，通过它的电流可包含三部分:泄漏电流、电容电流和
吸收电流。用兆欧表去测量绝缘电阻变化:兆欧表内直流电压一定，故绝缘电阻
与电流成反比。
当被试品有贯穿性缺陷时，反映泄漏电流的绝缘电阻明显下降。 对于电容量大设备，可利用吸收现象来测量它们的绝缘电阻随时间的变化，以判
断绝缘状况。
1.兆欧表的工作原理
2.作用
能发现绝缘受潮或有集中性的导电通道
3.接线
4.方法
规定
关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定
以加电压后60秒测得的数值为该试品的绝缘电阻值. 5.注意事项
(1)先拆除被试品的电源和对外一切连线,将其接地并放电 (2)待手摇发电机稳定以后,再将两端子接在试品上 (3)60秒后再读数
(4)对大容量试品,测好以后先断两端子接线, 后停手摇发电机 (5)注意温度和湿度的较正
三.吸收比的测量
"R1.吸收比k 60K,"R15
吸收比大小可反映绝缘干燥或受潮k值大(大于或等于1.3)绝缘良好,吸收现象明显;反之,绝缘受潮,吸收现象不明显。
吸收比:由于吸收比是两个绝缘电阻的比值，故与尺寸无关;若设备受潮严重，则绝缘电阻值显著降低，传导电流增加，吸收电流衰减迅速，使吸收比下降。 2.方法:按测绝缘电阻的方法测15秒和60秒时的电阻 "R60K,再按公式 可求得k "R15
四、注意事项:
1、被试品的电源及对外连线应拆除，并充分放电
2、对大容量试品，在测量结束前，必须把兆欧表从测量回路断开，以免损坏兆欧表。
3、兆欧表的线路端与接地端的引出线不要靠在一起。接高压端的导线不可放在地上。
4、
记录
混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载
测量时的气压、温度和湿度，以便校正。
? 课堂小结
绝缘试验概述;吸收比的测量;绝缘电阻的测量
? 作业设置
P94 3.1 3.2
?组织教学
集中学生注意力，做好平时考勤工作。
?新课引入
1、绝缘试验概述;
2、吸收比的测量;
3、绝缘电阻的测量
? 新课讲授
3.2 泄露电流的测量
3.3 介质损失角正切值的测量 一、泄漏电流的试验
1、试验原理:绝缘设备施加直流高压时，会流过泄漏电流，对于良好的绝缘，泄
漏电流随试验电压U成直线上升，且数值较小。如绝缘中有集中性缺陷时，则泄
漏电流在超过一定试验电压时将剧烈增加，缺陷越，泄漏电流值发生剧增的试验
电压值愈低。
2.泄漏电流测量的特点
(1)能更有效地发现一些尚未完全贯通的集中性缺陷 (2)在试验升压过程中，可以随时监视微安表指示，了解绝缘情况 3、试验接线
4.试验方法
被试品额定电压35kv及以下施加10—30kv直流电压
被试品额定电压110kv及以上施加40kv直流电压
试验时按每级0.5倍试验电压分阶段升高
每阶段停留1min，读微安表读数即为泄漏电流
绘制泄漏电流与加压时间、泄漏电流与试验电压关系曲线后进行分析。 5、注意事项:
1)、用一开关将微安表短路
2)、试验完毕，必须先将被试品上的剩余电荷放掉
3)、试验小容量试品时，需接入滤波电容以减小电压脉动 二、介质损失角正切值的测量
1、
内容
财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容
:用于反映绝缘内功率损失大小的参数，反映单位体积介质的介质损失。通过测tgδ可反映出整个绝缘的分布性缺陷。
2、作用:能有效地测出绝缘受潮、老化等分布性缺陷。对集中性缺陷不灵敏,体积越大也越不灵敏，如果绝缘内的缺陷不是分布性而是集中性的，则测tgδ就不灵敏，且被测试品的体积越大，就越不灵敏。
3、测量方法
在预防性试验中，常用西林电桥法试验，其中CN是无损标准空气电容器，C4是可变十进位电容箱，P是检流计;R3是可变无感电阻，ZX是被试物阻抗。 (1)、西林电桥法:正接和反接
(2).接线方法:
(3).使用方法:调节R3、C4，使电桥平衡，即检流计中的电流为零 4.注意事项
(1)电桥本体接地良好
(2)反接法时,三根引线处于高压,必须悬空
(3)能分开测的试品尽量分开测
(4)应保持试品表面干燥
(5)试品设备有绕阻时,应首尾短接起来
? 课堂小结
1、测绝缘电阻:可发现贯穿性受潮、脏污及导电通道等缺陷。 2、测泄漏电流:比1更灵敏
3、测介损角正切值:能发现绝缘整体普遍劣化及大面积受潮
? 作业设置
补充习题
?组织教学
集中学生注意力，做好平时考勤工作。
?新课引入
1、测绝缘电阻:可发现贯穿性受潮、脏污及导电通道等缺陷。
2、测泄漏电流:比测绝缘电阻更灵敏
3、测介损角正切值:能发现绝缘整体普遍劣化及大面积受潮 ? 新课讲授
3.4 局部放电的测量
3.5绝缘油的色谱分析 一、局部放电的测量
1.作用
能测出绝缘内部是否存在气泡、空隙、杂质等缺陷 2.测量原理
3.测量回路
4.注意事项
(1)试品的绝缘表面应清洁干燥
(2)尽量避免外界的干扰源
(3)测试设备的地线应连成一体,高压引线应远离地线 (4)试品相连的线要短,周围物体应良好接地 二、绝缘油的色谱分析
1、充油设备因内部故障产生的气体
绝缘油在热和电的作用下，能分解出氢、一氧化碳、二氧化碳以及多种小分子烃
类气体，充油设备内部故障的类型及其严重程度与这些气体组分及产气速率有着密切关系。目前利用这一关系监视充油设备的运行状况，判断充油设备内部故障，已成为电力系统对充油设备进行技术监督，保证电网安全运行不可缺少的手段。 2、气相色谱分析法简介
(1)、油色谱分析技术的特点
绝缘油中溶解气体的色谱分析技术作为检测电气设备绝缘潜伏性故障已得到了广泛的应用。根据色谱分析结果来诊断变压器及充油设备内部绝缘状况，在最近几年的实践中已取得了丰富的经验，与其他现有测试项目相比，它是发现变压器及充油设备内部早期故障最为有效的方法。
(2) 油色谱分析故障的分类
《变压器油中溶解气体分析和判断导则》规定，在油的色谱分析中，各组分气体的含量有增加趋势或超过注意值，就应观察产气率，根据三比值或其他经验，初步判断存在过热性故障或放电性故障。
(3) 油色谱数据异常应进行的试验
A、对内部故障的排斥性试验，如有载调压开关的渗漏油、油泵电机的检查试验; B、确定故障性质和对故障部位的寻找，
C、还有测绝缘的介质特性和介电强度可根据分析时需要进行。 ? 课堂小结
局部放电的测量;绝缘油的色谱分析简介
? 作业设置
补充习题
?组织教学
集中学生注意力，做好平时考勤工作。
?新课引入
1、 局部放电的测量
2、 绝缘油的色谱分析
? 新课讲授
3.6 工频交流耐压试验
3.7直流耐压试验
一、交流耐压试验
1、作用:能确定电气设备绝缘的耐受水平
2、试验电压:工频耐压试验的优点是可准确地考验绝缘的裕度，能有效地发现较危险的集中性缺陷。但是交流耐压试验有重要缺点:即对于固体有机绝缘，在较高的交流电压作用时，会使绝缘中一些弱点更加发.
大修前发电机定子绕组的试验电压取1.3,1.5倍额定电压，对于运行20年以上的发电机，取1.3倍额定电压做试验，对与架空线路有直接连接的发电机要求用1.5倍额定电压做耐压试验。
变压器和互感器取出厂试验电压的0.85，其他高压电器按出厂试验电压的0.9，绝缘子直接按出厂试验电压做耐压试验。
3、耐压时间一般不超过1分钟
4、试验原理接线图及其原理说明:
5、容升效应:
进行交流耐压试验时，被试品一般均属于电容性，试验变压器在电容性负载下，由于电容电流在线圈上会产生漏抗压降，使变压器高压侧电压发生升高现象。
6、测量方法
(1)低压侧测量
(2)高电侧测量
a.用静电电压表测量工频电压的有效值
b.用球隙进行测量工频电压的幅值
c.用电容分压器配用低压仪表
d.用电压互感器测量
注意事项:? 球隙的选择和布置，要求S/D?0.75
? 大气条件对放电的影响
二、直流耐压试验
1、特点:试验设备轻小，在绝缘进行直流耐压试验的同时，可通过测量泄漏电流
来观察绝缘内部集中性缺陷。接线同泄漏电流试验相同。 试验时间:一般采用5,10分钟。
不足:对绝缘的考验不如交流下接近实际和准确。 试验电压值:发电机定子绕组取2,2.5倍额定电压 电力电缆10kV及以下取5,6倍额定电压，35kV取4,5倍额定电压。
2、直流高压的获得
3、.直流高压的测量
用静电电压表测量
用电阻分压器配合低压仪表测量
用高值电阻与直流电流表串联
? 课堂小结
1、交流耐压试验
2、直流耐压试验
? 作业设置
P56 3.3 3.6
?组织教学
集中学生注意力，做好平时考勤工作。
?新课引入
1、交流耐压试验
2、直流耐压试验
? 新课讲授
3.8 冲击高压试验
3.9 电气设备的在线检测技术 一、冲击高压试验
1.作用
用来检验高压电气设备在雷电过电压和操作过电压作用下的绝缘性能和保护
性能
2.单级冲击电压发生器
3.回路元件与输出冲击电压波形的关系
CC12T,(2.3~2.7)R11C，C12 T,(0.7~0.8)R(C，C)2212
4、多级冲击电压发生器的基本电路
5、测量方法
(1)测量球隙
(2)分压器—峰值电压表
(3)分压器—示波器
二、电气设备状态监测与故障诊断
1、组成:传感器系统、数据采集和预处理系统、数据处理系统，诊断决策系统组成。
2、分类:集中式实时在线监测系统，便携式在线监测系统。保护性监测，维护性监测。
3、目前成熟的在线监测方法有:电流在线监测，tgδ在线监测，局部放电在线监测，油中气体含量在线监测等。
? 课堂小结
冲击高压试验;电气设备状态监测与故障诊断
? 作业设置
P94 3.8
?组织教学
集中学生注意力，做好平时考勤工作。
?新课引入
1、非破坏性试验
2、破坏性试验
? 新课讲授
4.1 无损耗单导线中的波过程
4.2 行波的折射和反射 一、无损耗单导线中的波过程
1. 波过程的定义
在本课程中指电压波(或电流波)在输电线路、电缆、变压器、电机等电力设备
上的传播过程。
2. 波过程的特点
电压、电流不但是时间t的函数，而且也是空间位置x 的函数，需要用分布参数
电路来分析。
u,f(x,t)
,i,f(x,t)
3. 分布参数电路的应用范围
主要有两大类:长线路和高频电压(如雷电冲击电压波)
4.波沿均匀无损单导线的传播
(1)均匀无损单导线系统:线路各点电气参数完全一样;线路无能量损耗(R0=0，
G0=0)，单元等值电路。其中:
dx1 v,,
dtLC00
Lu0Z,,
iC0
一般架空线Z?300~500Ω，
电缆线路Z?10~50Ω
(2)关于波阻抗的特点
A、表示同一方向电压波与电流波大小的比值，电磁波通
过Z时，以电磁波的形式储存在周围介质中; B、导线上既有前行波又有反行波时，Z?U/I C、Z的数值与线路长度无关对单根架空线路Z大约为500
(3)均匀无损单导线的波动方程:
xx uu()(),tut,，，qfvv
xx i()()itit,,，，qfvv
(4)行波计算的基本方程:
uiz,* qq
uiz,,* ff
uuu,， qf
iii,，qf
二.行波的折射与反射
1.折射与反射
2Z2,,0,,,2电压波折射系数 Z，Z12
Z,Z21,1,,,1,,电压波反射系数 Z，Z12
2、几种特殊条件下的折、反射波
a.线路末端开路
末端开路时，末端电压波发生正的全反射，电流波发生负的全反射，电压反射波所到之处，线路电压加倍;电流反射波 所到之处，线路电流变零。 b.线路末端短路
末端接地时，末端电压波发生负的全反射，电流波发生正的全反射，电压反射波所到之处，线路电压变零;电流反射波 所到之处，线路电流加倍。 c.线路末端接负截电阻R R,Z1
线路末端既没有电压反射波，又没有电流反射波，线路上电压电流波形保持不变。 三. 彼德逊法则
要计算分布参数线路上节点的电压可用集中参数等值电路计算: a.线路波阻抗用数值相等的集中参数等值电阻代替
b.把线路上的入射电压波的两倍作为等值电压源
? 课堂小结
无损耗单导线中的波过程;行波的折射与反射;彼德逊法则
? 作业设置
P122 4.1 4.2
?组织教学
集中学生注意力，做好平时考勤工作。
?新课引入
无损耗单导线中的波过程;
行波的折射与反射;
彼德逊法则
? 新课讲授
4.3.行波通过串联电感和并联电容
4.4.行波的多次折、反射 一、行波通过串联电感和并联电容
1.通过串联电感
t ,Tu,iZ,,U(1,e)2q2q21q
它有二个部分组成:一部分是与时间无关的强制分量;另一部分为随时间而衰减
的自由分量
t,,ZZZ2211T,，uUUe111fqq ，，ZZZZ1212
波到达电感瞬间，在线圈首端的电压将上升到入射波电压两倍。时间很长以后，
达到稳定值。
2.通过并联电容
Z22u,u,,U2q1q1qZ，Z12
2i,U2q1q ZZ，12
t ,,ZZZ2212T,,uUUe111fqq，，ZZZZ 1212
t ,ZZUU,()Z22111qq2T,，ie1f，，ZZZZZZ() 121121
折射波电压按指数函数规律上升，使入侵波波头平缓。 二、行波的多次折、反射
.用网格法计算波的折、反射
u,,U2q0 t,,
a是行波从线路1传到线路3的折射系数。相当于经过无数次折射反射之后，中间线路的影响就不存在了，好想是Z1线路直接与Z2线路相连。中间线路Z0对波形变化的影响，取决于3段线路波阻抗数值的配合情况。 ? 课堂小结
行波通过串联电感和并联电容;行波的多次折、反射
? 作业设置
P121 4.4
?组织教学
集中学生注意力，做好平时考勤工作。 ?新课引入
行波通过串联电感和并联电容; 行波的多次折、反射
? 新课讲授
4.5.行波在平行多导线系统中的传播
4.6.冲击电晕对线路波过程的影响
4.7.变压器绕组中的波过程
一、行波在平行多导线系统中的传播 1.多导线系统的电压、电流方程 自电位系数
互电位系数
自波阻抗
互波阻抗
2.耦合系数k
(1)两导线系统
(2)多导线系统
二、冲击电晕对线路波过程的影响
1. 引起波能量损耗的因素:
导线电阻;大地电阻;绝缘的泄漏电导与介质损耗;极高频和陡波下的辐射损耗;
冲击电晕
上述损耗因素将使行波发生下列变化:
波幅降低、波前陡度减小、波长增大、波形凹凸不平处变得比较圆润、电压波与
电流波的波形不再相同 2. 冲击电晕的影响
导线波阻抗减小
波速减小
线间耦合系数增大
引起波的衰减与变形
三、变压器绕组中的波过程 1.简化等值电路
2.绕组中初始电压分布 (1).绕组末端接地
(2).绕组末端开路
(3).变压器的入口电容 3.绕组中的稳态电压分布 4.三相绕组中的波过程 5.冲击电压在绕组间的传递 ? 课堂小结
行波在平行多导线系统中的传播;冲击电晕对线路波过程的影响;变压器绕组中的波过程
? 作业设置
P122 4.8 4.11
?组织教学
集中学生注意力，做好平时考勤工作。
?新课引入
无损单导线中波过程;行波的反射与折射;变压器以及旋转电机中的波过程 ? 新课讲授
5.1 雷电的电气参数
5.2 避雷针、避雷线的保护范围
5.1、雷电的电气参数
一、雷闪过电压
大气过电压，也叫雷闪过电压:
是由于雷电引起的电力系统过电压。
雷闪过电压可分为直击雷过电压和感应雷过电压两种
直击雷过电压:是由于流经被击物很大的雷电流造成的
感应雷过电压:是由于电磁场剧烈改变而产生的过电压
二、 雷闪放电及雷电参数
1、雷闪放电
雷电放电包括雷云对大地放电和云间放电两种情况
按其发展的方向，雷电可分为下行雷和上行雷两种。下行雷是在雷云中产生并向大地发展的;上行雷则是由接地物体顶部激发起，并向雷云方向发展的。雷电的极性是按照从雷云流入大地的电荷的符号决定的，大量的实测表明，不论地质情况如何，90,左右的雷电是负极性的。
下行的负极性雷对地放电可分为三个主要阶段，即先导放电、主放电和余辉放电阶段:
2、 雷电参数
(1)、雷电通道波阻抗
主放电时，雷闪通道是一导体，故可看作和普通导线一样，对电流波呈一定的阻
u0抗，沿闪击通道运动的电压波 与电流波 的比值 ui00i0Z0就叫雷电通道波阻抗 (取300~400 )
(2)雷电流的波形 (波头、陡度及波长) ZjiL(3)雷电流 :当 =0时，流经被击物体的电流
幅值 2UI0LI,lgP,,LZ1080
IKA,雷电流幅值，L
PI,雷电流超过 的概率L
(4).雷暴日与雷暴小时
雷暴日:每年中有雷电的日数
雷暴小时:每年中有雷电的小时数
(5).地面落雷密度和输电线路落雷次数
地面落雷密度中:每一雷暴日、每平方公里地面遭受雷击的次数，以 表示.2km
,有关规程建议 r为 0.015次/( ?雷暴日)
对于架空线路来说，由于其高出地面有引雷作用，根据模拟试验和运行经验，一般高度的线路，其等值受雷面的宽度为10h(h为线路的平均高度，m)，也就是说线路两侧各5h宽的地带为等值受雷面积。显然，线路愈长则受雷面积愈大。若线路经过地区的平均雷暴日数为T，则每年每100km一般高度的线路的落雷次数为:
10h,，，，100T1000N=
5.2 避雷针、避雷线的保护范围
一、避雷针保护范围
(一)单支避雷线
它的保护范围是一个以其本体为轴线的曲线圆锥体，如图所示
h
x
h ha h/2
1.5h hx 水平面上保护
范围的截面
当 hx?h/2 rx=(h-hx)P
hx?h/2 rx=(1.5h-2hx)P
h—避雷器的高度
P—高度修正系数
当h ?30m时 P=1
305.5当30m
1000Ω?m 应
加集中接地装置
35—60kv 当ρ<=500Ω?m 允许相连，但应 加集中接地装置
当ρ>500Ω?m 不允许相连
二、变电所内阀型避雷器的保护作用
其实对入侵雷过电压波进行防护的主要措施，他的保护作用主要是限制过电压波的复职。
三.变电所的进线段保护
保护目的:
为使变电所内避雷器能可靠地保护电气设备，限制流经避雷器的电流幅值不超过5kv、限制侵入波陡度α不超过一定的允许值
1.进线段首端落雷，流经避雷器电流的计算
计算条件:
进线段1---2公里
雷电侵入波最大幅值为线路绝缘50%冲击闪络电压
2、原理接线和等值电路图
3. 35kv及以上变电所的进线段保护 计算方程:
2.进入变电所的雷电波陡度α的计算
uu,,, ,,,,0.008u ,,l0.5，,,hd,,
令v=300m/us,陡度化为kv/m单位
? 课堂小结
发电厂、变电所遭受雷害的两个方面; 发电厂、变电所的直击雷保护; 变电所的进线段保护
? 作业设置
P179 7.1 7.5
?组织教学
集中学生注意力，做好平时考勤工作。
?新课引入
发电厂、变电所遭受雷害的两个方面;发电厂、变电所的直击雷保护;
变电所的进线段保护
? 新课讲授
7.4 变压器的防雷保护
7.5 旋转电机保护 一.变电器防雷保护
1. 三绕组变压器的防雷保护
措施:在低压绕组三相出线上加装阀式避雷器 2.自耦变压器的防雷保护
(1).高、低压绕组运行，中压开路
考虑各种运行方式下:如高低绕组运行，中压开路，这时中压侧套管与断路器
之间装设一组避雷器。高压侧开路时，中压侧来波，高压侧感应kU电压，这时高
压侧套管与断路器之间也应加装一组避雷器。 (2).中、低压绕组运行，高压开路
安装避雷器的自耦变压器
3. 变压器中性点保护
(1).中性点绝缘水平
60kv及以下 全绝缘
110kv及以上 分级绝缘
(2).不同电压等级的中性点保护
60kv及以下的电网中的变压器: 一般不需要保护
多雷地区或装有消弧线圈的变压器:宜在中性点加装避雷器
110kv及以上电网中变压器
变压器中性点宜选金属氧化物避雷器
(3)、变压器中性点保护
三相同时进波时，中性点不接地的变压器中性点电位可能达到绕组端电压的2倍，所以中性点需保护。
110kV及上变压器中性点加装Y1W或Y1.5W系列的氧化锌避雷器保护中性点绝缘。 4、配变变压器的防雷保护
三点共同接地:避雷器的接地引下线、配变外壳、低压绕组的中性点连接在一起。 逆变换，解决方法:低压侧某一相装设一只避雷器
二.旋转电机的防雷保护
1.旋转电机的防雷保护特点
(1).旋转电机主绝缘的冲击耐压值远低于同级变压器的冲击耐压值 (2).运行中的旋转电机主绝缘更低于出厂时的核定值
(3).保护旋转电机用的磁吹避雷器的保护性能与电机绝缘水平的配合裕度很小 (4).由于电机绕组匝间电容较小，要求来波陡度较小
(5).电机绕组中性点一般不接地，当侵入波入侵时，会引起中性点电压升高 由此特点，旋转电机(直配电机)的防雷保护应包括:
主绝缘、匝间绝缘和中性点绝缘的保护
2.直配电机的防雷措施
(1).避雷器保护
功能:降低侵入波幅值
(2).电容器保护
功能:限制侵入波陡度α和降低感应雷过电压
(3).电缆段保护(进线段保护)
功能:限制流经FCD型避雷器中的雷电流使之小于3kA (4).电抗器保护
功能:在雷电波侵入时抬高首端冲击电压，使安装在电缆首端的避雷器放电
? 课堂小结
旋转电机的防雷保护
三绕组变压器和自耦变压器的雷闪过电压及保护 ? 作业设置
P179 7.6
?组织教学
集中学生注意力，做好平时考勤工作。
?新课引入
旋转电机的防雷保护
三绕组变压器和自耦变压器的雷闪过电压及保护 ? 新课讲授
8.1空载长线的电容效应
8.2 不对称短路引起的工频电压升 一.过电压的分类
过 外部过电压(也称大气过电压)
,
电 ,
,,压 内部过电压 操作过电压 ,
, 暂时过电压
二、工频过电压
1、定义
在正常或故障时，电力系统中所出现的幅值超过最大工作相电 压、频率为工频(50Hz)或接近工频的过电压称为工频过电压。 2、特点
(1)它的大小会直接影响操作过电压的实际幅值 (2)它的大小会影响保护电器的工作条件和保护效果
(3)工频电压升高使断路器操作时流过其并联电阻的电流增大 (4)持续时间长，对设备绝缘及其运行性能有重大影响 3、分析结论
(1)工频过电压就其过电压倍数的大小来讲，对系统中正常绝缘 的电气设备一般不够成危险
(2) 对于超高压系统，决定电气设备的绝缘水平将起愈来愈大的 作用
4、常见类型:
空载线路电容效应引起的电压高; 不对称短路时正常相上的工频电压升高
甩负荷引起发电机加速而产生的电压升高
三、空载线路电容效应引起的工频过电压
1、线路较短时
(1)等值电路图和相量图
由于空载线路的电容效应，空载线路末端电压较线路首端电压有较 大的升高
电容效应:在无负载电流的情况下，回路中流过容性电流，于是线路末端将有较
大的电压升高
2、线路较长时
(1)等值电路图
(2)线路距末端X处电压分布
Ecos,x,lL0 ,Ucos,,arc,,,al,x，cos()Zv,,
,,x,a,,v v
E式中 ----系统电源电压
Z ---导线波阻
xL0 ----系统电源的等效电抗
v ---光速
x ---该点到线路终端的距离
, ---电源角频率
l ---线路长度 ...,(3)线路末端电压最高 EcosU,2cos(,l，,)
线路长度L越长，末端电压升得越高。但由于受线路电阻和电晕损耗的限制，一般不会超过2.9倍
Ucoscos,,(4)升高比 2,,,K20，，Elcos()cos(),,,,
x,,0,0,L0当
U112 ,,,K21,,Elcoscos
即空载线路末端电压恒比首端电压高，且线路越长，末端电压越高，这种现象称为长输电线路的电容效应，又称为费兰梯效应.
(5)工频电压及其影响因素
a.与电源容量有关，电源容量越小工频电压升高越严重
b.通过补偿电容电流，可削弱电容效应以降低工频过电压
双电源的线路中，合闸时电源容量大的一侧先合闸，从电源容量小的一侧先分闸 四、不对称短路引起的工频电压升高
对于中性点不接地系统，当单相接地时，健全相的工频电压升高约为线电压的1.1倍，因此，在选择避雷器时，灭弧电压取110%的线电压，称为110%避雷器
对中性点经消弧线圈接地系统在过补偿时，单相接地时健全相上电压接近线电压，因此在选择避雷器灭弧电压时，取100%的线电压，称为100%避雷器
对中性点直接接地系统单相故障接地时，健全相电压约为0.8倍线电压，对于该系统避雷器的最大灭弧电压取为最大线电压的80%，称为80%避雷器 ? 课堂小结
空载长线路电容效应引起的电压升高; 不对称短路引起的工频电压升高 工频电压升高的限制措施
? 作业设置
P193 8.1 8.2
?组织教学
集中学生注意力，做好平时考勤工作。
?新课引入
空载长线路电容效应引起的电压升高;
不对称短路引起的工频电压升高
工频电压升高的限制措施
? 新课讲授
8.3 谐振过电压
8.4 传递过电压
8.5断线引起的铁磁谐振过电压 一、谐振过电压及其分类
1.谐振过电压定义:具有电感电容等元件的电力系统可以构成一系列不同自振频
率的振荡回路，当系统进行操作或发生故障时，某些振荡回路就有可能与外加电
源发生谐振现象，导致系统中某些部分(或设备)上出现过电压，这就是谐振过电
压。
2.按其性质可分为三类
(1).线性谐振
(2).铁磁谐振
(3).参数谐振
二、铁磁谐振的基本原理
1、铁磁谐振
1,L，产生谐振条件: ,C
2、物理过程
(1)串联铁磁谐振回路的伏安特性
(2)分析时注意:
产生铁磁谐振的必要条件
正确分析平衡点的稳定性
3.主要特点:
1C，2(1)对于一定的 值当 都可能产生铁磁谐振 L0,L0
(2)谐振一旦激发，将发生相位反倾现象，并产生过电压和过电流 (3)铁芯的饱和会限制过电压的幅值
三、几种常见的谐振过电压
1、传递过电压
(1)发生于中性点绝缘或经稍弧线圈接地的电网中
(2)通过静电耦合和电磁耦合，在变压器的不同绕组之间或相邻的输电线路之间
发生电压的传递
(3)耦合回路在不利参数配合下将出现线性或铁磁谐振过电压 2、断线引起的谐振过电压
(1)由于线路故障断线、断路器的不同期切合和熔断器的不同期熔断时而形成 (2)限制断线过电压可采取以下措施:
1)保证断路器的三相同期动作，不采用熔断器
2)加强线路的巡视和检修，预防发生断线
3)断路器操作后有异常情况，可立即复原，并进行检查
4)在中性点接地电网中，操作中性点不接地的负载变压器时，应将变压器中性点临时接地。
3、电磁式电压互感器饱和引起的谐振过电压
(1)在接有Y0接线的电磁式电压互感器的中性点不接地系统中，当出现某些扰动，使电压互感器各相电感的饱和程度不同时，有可能出现较高的中性点位移电压而激发起谐振过电压。
(2)常见的扰动有:电压互感器的突然合闸、由于雷击或其他原因发生瞬间单相
弧光接地、传递过电压
(3)限制措施:
1)选用励磁特性较好的电压互感器或改用电容式电压互感器 2)在电磁式电压互感器的开口三角绕组中加阻尼电阻 3)在母线上加装一定的对地电容
4)采取临时的倒闸措施
? 课堂小结
线性谐振过电压及其限制措施;
参数谐振过电压及其限制措施;
铁磁谐振过电压及其限制措施;
? 作业设置
P193 8.4 8.5
?组织教学
集中学生注意力，做好平时考勤工作。
?新课引入
线性谐振过电压及其限制措施;
参数谐振过电压及其限制措施;
铁磁谐振过电压及其限制措施;
? 新课讲授
9.1切除空载线路过电压
9.2 合空载线路过电压 操作过电压:是由系统中断路器操作中各种故障产生的过渡过程引起的。
特点:幅值高、存在高频振荡、强阻尼、持续时间短的特点。 一、一般特征
1、持续时间比较短
2、其幅值与系统相电压幅值有一定倍数关系 3、其幅值与系统的各种因素有关，有强烈的统计性 4、依据系统的电压等级不同，显示重要性也不同 5、在超高压系统中，它是决定系统绝缘水平依据之一 二、常见类型:
空载线路合闸过电压
切空载线路过电压
切空载变压器过电压及中性点不接地系统弧光接地过电压。 三、切除空载线路过电压
1、产生原因
在切除空载线路时，断路器触头间的电弧重燃
2.切除空载线路时的等值电路 3、分析
注意
(1)可从产生过电压最严重的状态下分析 (2)把握好每一状态下起始和稳定值 (3)只须考虑在振荡过程中产生的最大过电压幅值
4、影响因素
(1)断路器的性能
(2)母线出线数
(3)线路负载及电磁式电压互感器 (4)中性点接地方式
5、限制措施
(1)提高断路器灭弧性能
(2)采用带并联电阻的断路器 四、空载线路合闸过电压
1、产生原因:在计划性合闸或自动重合闸时，由于系统中储能元件存在，状态的
改变将引起振荡型的过渡过程。 2、产生的物理过程
(1)计划性合闸
(2)自动重合闸
3、影响因素
(1)合闸相位
(2)线路残余电压的大小与极性 4、限制措施
(1)采用带并联电阻的
(2) 消除和削弱线路残余电压 (3)同步合闸
(4)安装避雷器
? 课堂小结
空载线路合闸过电压及其限制措施; 切除空载线路过电压及其限制措施; ? 作业设置
P210 9.1 9.2
?组织教学
集中学生注意力，做好平时考勤工作。
?新课引入
空载线路合闸过电压及其限制措施;
切除空载线路过电压及其限制措施;
? 新课讲授
9.3 切除空载变压器过电压
9.4电弧接地过电压 一、切除空载变压器过电压
1.切除空载变压器等值电路
2、产生原因
空载变压器切除前流过空载变压器的电流很小，当断路器在切除相对很小的空载
励磁电流时，使空载电流未到零之前就发生熄弧，由于这一“载断”，使载断前的
磁场能量全部转变为电场能量，从而产生空载变压器过电压. 3、物理过程
可用能量守恒原理分析
4、影响因素
与空载电流截断值以及变压器自振频率有关 与断路器灭弧性能有关
与变压器引线电容大小有关
5、限压措施
主要采用阀型避雷器
二、电弧接地过电压
1、产生原因:在中心点不接地系统中，当一相发生故障时，故障点的电弧熄灭和
重燃引起电磁暂态的振荡过渡过程而引起的过电压。 2.单相接地电路图及相量图
3、分析
注意几点:
(1)应假设某故障相达到最大值时电弧接地，这是最严重情况 (2)掌握某一状态、某一时间下电压初始值、稳态值 (3)过电压的最大幅值可用下面公式估算过电压幅值=稳态值+(稳态值-初始值)
4、影响因素
(1)电弧熄灭与重燃时的相位
(2)系统的相关参数
(3)中性点接地方式
5、限制措施:
中性点安装消弧线圈
6、消弧线圈及其对限制电弧接地过电压的作用
(1)消弧线圈
是一个铁芯有气隙的消弧线圈，它接在中性点与地之间 (2)中性点经消弧线圈接地后的电路图及相量图
(3)作用
当故障相接地，非故障相电流应包括原先通过的电容电流加上流过消弧线圈上电
流，两者相位反向，使接地点电流(称经消弧线圈补偿后的残流)减少到足够少，
使接地电弧很快熄灭且不易重燃。
(4)消弧线圈的补偿度
是消弧线圈电感电流补偿系统对地电容电流的百分数 有三种运行状态:
欠补偿
全补偿
过补偿
? 课堂小结
切除空载变压器过电压; 弧光接地过电压及其限制措施; ? 作业设置
P210 9.4 9.5
?组织教学
集中学生注意力，做好平时考勤工作。
?新课引入
切除空载变压器过电压;
弧光接地过电压及其限制措施;
? 新课讲授
10.1 系统中性点接地方式及其对绝缘水平的影响
10.2绝缘配合的原则和方法
10.3变电所电气设备绝缘水平的确定
10.4架空输电线路绝缘水平的确定
一、什么是绝缘配合
根据设备在电力系统中可能承受的各种电压，并考虑过电压的限制措施和设备的绝缘耐受强度，把作用于电气设备上的各种电压所引起的绝缘损坏降低到经济上和运行上所能接受的水平。
二、绝缘配合的原则
第一，电压等级不同的电力系统，绝缘配合原则也有所不同。在各种电压等级的系统正常运行条件下的工频电压不会超过系统的最高工作电压，所以系统最高工作电压是绝缘配合的基本参数。然而，其它作用电压在绝缘配合十所起的作用在不同电压等级系统中是不同的，因此在高压电力系统与在超高压电力系统中的绝缘配合具体原则及绝缘耐压试验也有所不同。
对于220kV及以下系统，要求把大气过电压限制到低于内过电压的数值是很不经济的，因此在这些系统中电气设备的绝缘水平主要由大气过电压来决定。也就是说，对于220kv及以下系统，具有正常绝缘水平的电气设备应能承受内过电
压的作用，因此一般不专门采用限制内过电压的措施。限制大气过电压的主要装置是避雷器，这样，绝缘配合时以避雷器的保护水平为基础确定设备的绝缘水平，并保证输电线路具有一定的耐雷水平。
在越高压系统中，操作过电压的幅值因电压等级较高而达到更高的数值，逐渐成为要限制的主要对象。在超高压系统中一般都采取了限制内过电压的措施，如并联电抗器、带并联电阻的断路器及氧化锌避雷器。由于对过电压限制措施的要求不同，绝缘配合就有两种不同的原则，一种以前苏联为代表，主要采用复合型避雷器和氧化锌避雷器限制操作过电压，绝缘配合时以避雷器在操作过电压下的保护特性为基础确定设备的绝缘水平。另一种以美国、日本、法国等为代表，通过改进断路器性能(如并联电阻)将操作过电压限制到规定水平，避雷器作为操作过电压的后备保护以免出现避雷器的频繁动作。这样，设备绝缘水平由避雷器在大气过电压下保护特性为基础确定的。我国采用后一种原则。 第二，绝缘配合时在技术上要力求做到作用电压与设备绝缘全伏秒特性的配合。这可通过避雷器伏秒特性与设备绝缘伏秒特性的配合来实现将过电压限制在设备绝缘耐受强度以下。
第三，为了兼顾到设备造价、运行费用和停电损失等综合经济效益，绝缘配合的具体实施也要因系统结构、地区、发展阶段的不同而有所差异。过电压的大小与系统结构密切相关，而且同一系统中不同地点的过电压水平亦有差异，造成事故的后果也是不同的。因此，从经济方面考虑，对同一电压等级，不同地点，不同类型的设备，允许选择不同的绝缘水平。不同的发展阶段也允许根据实际情况选择不同的绝缘水平。
第四，对于输电线路的绝缘水平，一般不需要考虑其与变电所绝缘水平的配合。例如降低线路绝缘水平以与变电所绝缘水平相配合则会使线路事故大增。 三、设备绝缘水平
指该设备可以承受(不发生闪络、击穿或其他损坏)的试验电压标准 它是由长期最大工作电压、大气过电压、内过电压三因素中最严格的一个来决定
220kv及以下系统:主要由大气过电压来决定
一般用1min工频耐压试验代替雷电冲击和操作冲击耐压试验 超高压系统:
虽然内过电压成为主要矛盾，但通过内过电压保护措施已限制到一定水平，所以仍由大气过电压来决定
对超高压电气设备规定了操作波试验电压
四、线路绝缘水平的确定
主要确定线路绝缘子串的长度和确定线间及导线与杆塔之间的空气间隙 线路绝缘子串每串的绝缘子个数
su0Nn,
,
五、电气设备试验电压的确定
1、电气设备绝缘耐受大气过电压(即雷电冲击电压)的能力称为电气设备的基本冲击绝缘水平(BIL)
2、电气设备绝缘耐受操作过电压(即操作冲击电压)的能力称为电气设备的操作冲击绝缘水平(SIL)
? 课堂小结
电力系统绝缘配合常用的方法
220KV及以下输变电设备绝缘水平的确定
电力系统绝缘子串中绝缘子个数的确定
线路空气间隙距离的确定
330--500KV输变电设备绝缘水平的确定
? 作业设置
P224 10.1 10.2 10.3
浙公网安备 33021202002483