高电压技术第五章-PPT精品文档
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高电压技术课件最终版
2020/3/8
操作过电压
• 由系统操作或故障引起的过渡性质 的过电压。过电压时间短，衰减快 ，过电压辐值一般不超过电气设备 额定电压的3.5倍。这种过电压一般 不会对电气设备的绝缘造成危害， 但对绝缘较弱的电气设备及直配电 机的绝缘威胁较大，必须予以重视 。
2020/3/8
电介质
一、导体和绝缘体 二、电介质的概念 三、电介质的物质形态 四、电介质的电导
A=109．61／kPa，B＝2738.40kV／kPa；
2020/3/8
由此看出，气隙的击穿电压不仅与气 隙的大小有关，还与气隙的中性质点的 密度有关，且是二者乘积的函数，这个 规律称为巴申定律。 因 为 它 的 曲 线 与 在 此 公 式 推 导 出 （1890年）的前一年（1889年）由巴申 通过实验得出，所以此规律被命名为巴 申定律。同时气隙的击穿电压还与阴极 材料有关。
前言
• 设备在运行中可能承受的过电压 • 电介质 • 本课程的主要内容 • 本课程的主要任务
2020/3/8
设备在运行中可能承受的过电压
• 雷电过电压 • 短时过电压 • 操作过电压
2020/3/8
雷电过电压的产生
• 雷电过电压也称大气过电压，是由 雷电直击电气设备或输电线路，雷 电流流过设备或线路 引起的过电压 ，这个过电压称为直击雷过电压； 也可能雷落在输电线路附近，由于 电磁场的突然变化，在设备或线路 上产生的感应电压，这个过电压称 为感应雷过电压。
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操作过电压
• 由系统操作或故障引起的过渡性质 的过电压。过电压时间短，衰减快 ，过电压辐值一般不超过电气设备 额定电压的3.5倍。这种过电压一般 不会对电气设备的绝缘造成危害， 但对绝缘较弱的电气设备及直配电 机的绝缘威胁较大，必须予以重视 。
2020/3/8
电介质
一、导体和绝缘体 二、电介质的概念 三、电介质的物质形态 四、电介质的电导
A=109．61／kPa，B＝2738.40kV／kPa；
2020/3/8
由此看出，气隙的击穿电压不仅与气 隙的大小有关，还与气隙的中性质点的 密度有关，且是二者乘积的函数，这个 规律称为巴申定律。 因 为 它 的 曲 线 与 在 此 公 式 推 导 出 （1890年）的前一年（1889年）由巴申 通过实验得出，所以此规律被命名为巴 申定律。同时气隙的击穿电压还与阴极 材料有关。
前言
• 设备在运行中可能承受的过电压 • 电介质 • 本课程的主要内容 • 本课程的主要任务
2020/3/8
设备在运行中可能承受的过电压
• 雷电过电压 • 短时过电压 • 操作过电压
2020/3/8
雷电过电压的产生
• 雷电过电压也称大气过电压，是由 雷电直击电气设备或输电线路，雷 电流流过设备或线路 引起的过电压 ，这个过电压称为直击雷过电压； 也可能雷落在输电线路附近，由于 电磁场的突然变化，在设备或线路 上产生的感应电压，这个过电压称 为感应雷过电压。
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高电压技术教案第五章PPT演示文稿
09.10.2020
1
§ 5.1雷电放电
1、案例 2、雷电的形成 3、雷电的危害 4、雷击人的主要形式 5、我国建筑防雷的发展史 6、网络防雷
09.10.2020
2
一、雷电的形成
1、雷电放电：雷电放电是指雷云与大地、 雷云与雷云、雷云内部发生的一种气体放电 现象。
2、雷云的形成：当空中的尘埃、冰晶等物 质在云层中翻滚运动的时候，经过一些复杂 过程，使这些物质分别带上了正电荷与负电 荷。一般在云层的下部积聚的是负电荷，而 正电荷一般积聚在云层的上部。这样，同极 性电荷的汇集就形成了一些带电中心，带有 这些电荷中心的云称为雷云。
雷电按发展过 程分类
5
二、雷电参数
雷电放电的过程可以看成是一个具有一定内阻的电流源突然合闸到被击物上 的过程，所以描述雷电放电的主要参数有：雷电流（幅值）、波阻抗、雷电 流陡度、雷暴日（小时）、地面落雷密度、雷电的标准波形等。
1、雷电流：指雷击低接地电阻被击物时流过被击物的电流。这里的低接
地电阻是指30Ω以下的接地电阻。描述一个雷电的强弱用雷电流幅值来描
位
09.10.2020
精彩图片 1 2 3 4 5
12
雷电造成的经济损失的严重性
直接损失
火灾 人员伤亡 设备损坏
间接损失
不能提供服务之损失 信誉损失 重新投资
09.10.2020
13
雷害新特点
当人类社会进入电子信息时代后，雷灾出现的特点与以往 有极大的不同，可以概括为：（1）受灾面大大扩大，从电 力、建筑这两个传统领域扩展到几乎所有行业，特别是与 高新技术关系最密切的领域，如航天航空、国防、邮电通 信、计算机、电子工业、石油化工、金融证券等；（2）从 二维空间入侵变为三维空间入侵。从闪电直击和过电压波 沿线传输变为空间闪电的脉冲电磁场从三维空间入侵到任 何角落，无空不入地造成灾害，因而防雷工程已从防直击 雷、感应雷进入防雷电电磁脉冲（LEMP）。前面是指雷电 的受灾行业面扩大了，这儿指雷电灾害的空间范围扩大了。 例如二000年七月二十五日14点40分左右，一次闪电造成 上海市漕宝路桂菁路附近二家单位同时受到雷灾，而不是 以往的一次闪电只是一个建筑物受损。
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§ 5.1雷电放电
1、案例 2、雷电的形成 3、雷电的危害 4、雷击人的主要形式 5、我国建筑防雷的发展史 6、网络防雷
09.10.2020
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一、雷电的形成
1、雷电放电：雷电放电是指雷云与大地、 雷云与雷云、雷云内部发生的一种气体放电 现象。
2、雷云的形成：当空中的尘埃、冰晶等物 质在云层中翻滚运动的时候，经过一些复杂 过程，使这些物质分别带上了正电荷与负电 荷。一般在云层的下部积聚的是负电荷，而 正电荷一般积聚在云层的上部。这样，同极 性电荷的汇集就形成了一些带电中心，带有 这些电荷中心的云称为雷云。
雷电按发展过 程分类
5
二、雷电参数
雷电放电的过程可以看成是一个具有一定内阻的电流源突然合闸到被击物上 的过程，所以描述雷电放电的主要参数有：雷电流（幅值）、波阻抗、雷电 流陡度、雷暴日（小时）、地面落雷密度、雷电的标准波形等。
1、雷电流：指雷击低接地电阻被击物时流过被击物的电流。这里的低接
地电阻是指30Ω以下的接地电阻。描述一个雷电的强弱用雷电流幅值来描
位
09.10.2020
精彩图片 1 2 3 4 5
12
雷电造成的经济损失的严重性
直接损失
火灾 人员伤亡 设备损坏
间接损失
不能提供服务之损失 信誉损失 重新投资
09.10.2020
13
雷害新特点
当人类社会进入电子信息时代后，雷灾出现的特点与以往 有极大的不同，可以概括为：（1）受灾面大大扩大，从电 力、建筑这两个传统领域扩展到几乎所有行业，特别是与 高新技术关系最密切的领域，如航天航空、国防、邮电通 信、计算机、电子工业、石油化工、金融证券等；（2）从 二维空间入侵变为三维空间入侵。从闪电直击和过电压波 沿线传输变为空间闪电的脉冲电磁场从三维空间入侵到任 何角落，无空不入地造成灾害，因而防雷工程已从防直击 雷、感应雷进入防雷电电磁脉冲（LEMP）。前面是指雷电 的受灾行业面扩大了，这儿指雷电灾害的空间范围扩大了。 例如二000年七月二十五日14点40分左右，一次闪电造成 上海市漕宝路桂菁路附近二家单位同时受到雷灾，而不是 以往的一次闪电只是一个建筑物受损。
高电压技术 课件 教学PPT 作者 吴广宁 第5章习题 (全套课件 齐)
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------高电压技术课件教学PPT 作者吴广宁第5章习题（全套课件齐）第 5 章电气绝缘高电压试验 5-1 简述直流耐压试验与交流相比有哪些主要特点。
5-2 直流耐压试验电压值的选择方法是什么？ 5-3 高压实验室中被用来测量交流高电压的方法常用的有几种？ 5-4 简述高压试验变压器调压时的基本要求。
5-5 35kV 电力变压器，在大气条件为时做工频耐压试验，应选用球隙的球极直径为多大？球隙距离为多少？ 5-6 工频高压试验需要注意的问题？ 5-7 简述冲击电流发生器的基本原理。
5-8 冲击电压发生器的起动方式有哪几种？ 5-9 最常用的测量冲击电压的方法有哪几种？ 5-1 简述直流耐压试验与交流相比有哪些主要特点。
答：（1）直流下没有电容电流，要求电源容量很小，加上可么用串级的方法产生高压直流，所以试验设备可以做得比较轻巧，适合于现场预防性试验的要求。
特别对容量较大的试品，如果做交流耐压试验，需要较大容量的试验设备，在一般情况下不容易办到。
而做直流耐压试验时，只需供给绝缘泄漏电流（最高只达毫安级），试验设备可以做得体积小而且比较轻便，适合现场预防性试1 / 5验的要求。
（2）在试验时可以同时测量泄漏电流，由所得的电压一电流曲线能有效地显示绝缘内部的集中性缺陷或受潮，提供有关绝缘状态的补充信息。
（3）直流耐压试验比之交流耐压试验更能发现电机端部的绝缘缺陷。
其原因是直流下没有电容电流流经线棒绝缘，因而没有电容电流在半导体防晕层上造成的电压降，故端部绝缘上分到的电压较高，有利于发现该处绝缘缺陷。
（4）在直流高压下，局部放电较弱，不会加快有机绝缘材料的分解或老化变质，在某种程度上带有非破坏性试验的性质。
高电压技术课件ppt
总结词
高电压技术经历了多个阶段，从最初的直流输 电到现代的特高压交流输电，其技术水平和应用范围 不断得到提升和拓展。未来，随着新能源、智能电网 等领域的快速发展，高电压技术将继续向更高电压等 级、更远距离输电、更高效节能等方向发展。同时， 随着科技的不断进步，高电压技术还将与其他领域的 技术进行交叉融合，产生更多的创新应用。
应急预案制定
制定详细的高电压安全事故应急预案，明确应急组织、救援程序 和救援措施。
应急演练和培训
定期进行应急演练和培训，提高工作人员应对高电压安全事故的能 力和意识。
及时救援和处理
一旦发生高电压安全事故，应迅速启动应急预案，采取有效措施进 行救援和处理，以减少人员伤亡和财产损失。
06 实践案例分析
高电压设备的绝缘测试与维护
绝缘测试
为了确保高电压设备的安全运行，必 须定期进行绝缘测试。常见的绝缘测 试方法包括耐压测试、介质损耗测试 、局部放电测试等。
维护与检修
高电压设备的运行过程中，应定期进 行维护和检修，及时发现和处理设备 存在的隐患和缺陷，保证设备的正常 运行。
高电压的电磁场与电磁屏蔽
高电压技术在电力系统中的作用
总结词
高电压技术在电力系统中的作用
详细描述
高电压技术在电力系统中扮演着至关重要的角色。通过高压输电，可以大幅度提高输电效率，降低线损，减少能 源浪费。同时，高电压也是电力系统稳定运行的重要保障，能够有效地解决电力供需矛盾，保障电力系统的安全 稳定运行。
高电压技术的发展历程与趋势
某地区高电压输电线路的设计与优化
总结词
考虑地理环境、气象条件、线路长度等 因素，采用先进的输电技术，优化设计 高电压输电线路。
VS
详细描述
高电压技术(全套)PPT课件
17电介质极化种类及比较极化类型产生场合所需时间能量损耗产生原因电子式极化任何电介质10141015束缚电子运行轨道偏移离子式极化离子式结构电介质10121013几乎没有离子的相对偏移偶极子极化极性电介质1010102夹层极化多层介质的交界面101自由电荷的移动1812电介质的介电常数在真空中有关系式式子中e场强矢量d与e同向比例常数为真空的介电常数10854109880在介质中d与e同向为介质的相对介电常数它是没有量纲和单位的纯数
9
§1.0 电力系统的绝缘材料
绝缘的作用：
绝缘的作用是将电位不等的导体分隔开，使其没有电 气的联系并能保持不同的电位。
分类：
气体绝缘材料：空气，SF6气体等 固体绝缘材料：陶瓷，橡胶，玻璃，绝缘纸等 液体绝缘材料：变压器油 混合绝缘：电缆，变压器等设备
10
§1.1 电介质的极化
定义：电介质在电场作用下产生的束缚电荷的弹 性位移和偶极子的转向位移现象，称为电 介质的极化。
上述的三种极化是带电质
点的弹性位移或转向形成的， 而空间电荷极化的机理则与上 述三种完全不同，它是由带电 质点(电子或正、负离子)的移 动形成的。
最明显的空间电荷极化是 夹层极化。在实际的电气设备 中，如电缆、电容器、旋转电 机、变压器、互感器、电抗器 等的绝缘体，都是由多层电介
质组成的。
如图l-4所示，各层介质的电容分别为C1和C2；各层介质的电导分别为G1 和G2；直流电源电压为U。
26
(2)计算用等效电路（或简化等效电路）（从工程实际测量出发）
GeqR11k
2CP 2RP 1(CPRP)2
CeqCg
CP
1(CPRP)2
27
(3) 相量图
——介质损耗角 ——功率因数角
9
§1.0 电力系统的绝缘材料
绝缘的作用：
绝缘的作用是将电位不等的导体分隔开，使其没有电 气的联系并能保持不同的电位。
分类：
气体绝缘材料：空气，SF6气体等 固体绝缘材料：陶瓷，橡胶，玻璃，绝缘纸等 液体绝缘材料：变压器油 混合绝缘：电缆，变压器等设备
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§1.1 电介质的极化
定义：电介质在电场作用下产生的束缚电荷的弹 性位移和偶极子的转向位移现象，称为电 介质的极化。
上述的三种极化是带电质
点的弹性位移或转向形成的， 而空间电荷极化的机理则与上 述三种完全不同，它是由带电 质点(电子或正、负离子)的移 动形成的。
最明显的空间电荷极化是 夹层极化。在实际的电气设备 中，如电缆、电容器、旋转电 机、变压器、互感器、电抗器 等的绝缘体，都是由多层电介
质组成的。
如图l-4所示，各层介质的电容分别为C1和C2；各层介质的电导分别为G1 和G2；直流电源电压为U。
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(2)计算用等效电路（或简化等效电路）（从工程实际测量出发）
GeqR11k
2CP 2RP 1(CPRP)2
CeqCg
CP
1(CPRP)2
27
(3) 相量图
——介质损耗角 ——功率因数角
高电压技术(全套课件)
高电压技术
信息工程学院电气教研室
绪论
一．内容与范畴
高电压技术是电工学科的一个重要分支，它涉及到 数学、物理、化学、材料等基础学科，主要研究高电压 （强电场）下的各种电气物理问题。20世纪60年代以来， 高电压技术一直不断吸收其他学科尤其是新科技领域的 成果，促进自身发展；也促进了电力传输、大功率脉冲 技术、激光技术、核物理等科技领域的发展，显示出强 大的活力。
四.重点和难点
课程的重点包括： 汤逊理论和流注理论等气体放电的基本理论、电场
型式及其与击穿特性的关系、液体和固体电介质的 绝缘特性； 绝缘特性的测量方法、电气设备的高电压试验设备及 原理； 线路和绕组中的波过程、电力系统中的过电压及其防 护、绝缘配合。
课程的难点是：
汤逊、流注气体放电理论的理解； 电介质的极化、电导和损耗的物理概念及其工
当不存在外电场时，电子云的 中心与原子核重合，此时电矩为 零．当外加一电场，在电场力的 作用下发生电子位移极化．当外 电场消失时，原子核对电子云的 引力又使二者重合，感应电矩也 随之消失。
电场中的所有电介质内都存在 电子位移极化。
二、离子位移极化
在由离子结合成的电介质内，外电场的作用除促使
各个离子内部产生电子位移极化外还产生正、负离子相对位移而
二 .课程内容
第一篇 各类电介质在高电场下的特性 教学内容：气体放电的基本物理过程；气体介质的 气强度；液体和固体介质的电气特性。
第二篇 电气设备绝缘试验技术 教学内容：电气设备绝缘预防性试验；绝缘的高电压 试验。
第三篇 电力系统过电压与绝缘配合 教学内容：输电线路和绕组中的波过程；雷电放电与 防雷保护装置；电力系统的防雷保护；内部过电压； 电力系统绝缘配合。
信息工程学院电气教研室
绪论
一．内容与范畴
高电压技术是电工学科的一个重要分支，它涉及到 数学、物理、化学、材料等基础学科，主要研究高电压 （强电场）下的各种电气物理问题。20世纪60年代以来， 高电压技术一直不断吸收其他学科尤其是新科技领域的 成果，促进自身发展；也促进了电力传输、大功率脉冲 技术、激光技术、核物理等科技领域的发展，显示出强 大的活力。
四.重点和难点
课程的重点包括： 汤逊理论和流注理论等气体放电的基本理论、电场
型式及其与击穿特性的关系、液体和固体电介质的 绝缘特性； 绝缘特性的测量方法、电气设备的高电压试验设备及 原理； 线路和绕组中的波过程、电力系统中的过电压及其防 护、绝缘配合。
课程的难点是：
汤逊、流注气体放电理论的理解； 电介质的极化、电导和损耗的物理概念及其工
当不存在外电场时，电子云的 中心与原子核重合，此时电矩为 零．当外加一电场，在电场力的 作用下发生电子位移极化．当外 电场消失时，原子核对电子云的 引力又使二者重合，感应电矩也 随之消失。
电场中的所有电介质内都存在 电子位移极化。
二、离子位移极化
在由离子结合成的电介质内，外电场的作用除促使
各个离子内部产生电子位移极化外还产生正、负离子相对位移而
二 .课程内容
第一篇 各类电介质在高电场下的特性 教学内容：气体放电的基本物理过程；气体介质的 气强度；液体和固体介质的电气特性。
第二篇 电气设备绝缘试验技术 教学内容：电气设备绝缘预防性试验；绝缘的高电压 试验。
第三篇 电力系统过电压与绝缘配合 教学内容：输电线路和绕组中的波过程；雷电放电与 防雷保护装置；电力系统的防雷保护；内部过电压； 电力系统绝缘配合。
高电压技术课件最终版
4.表面游离 4.表面游离
金属表面的电子受外界能量的作用后逸 出金属表面而成为自由电子的现象称为 表面游离。 表面游离的条件：外界能量大于金属的 逸出功。
二．带电质点的消失
去游离：带电质点从游离区消失或 游离的作用被削弱的现象称为带电 去游离。 带电质点的消失是由于游离作用小 于去游离的作用。
带电质点的消失的形式：
负流注的形成
阴极 阳极
电压较低时，电子崩需经过整个间隙才形成流注， 电压较高时，电子崩不需经过整个间隙，其头部电 离程度已足以形成流注 。 主电子崩头部的电离很强烈，光子射到主崩前方， 在前方产生新的电子崩，主崩头部的电子和二次崩 尾的正离子形成混合通道，形成向阳极推进的流注， 称为负流注 间隙中的正、负流注可以同时向两极发展。
二．气隙击穿电压的理论计算
均匀电场小气隙击穿电压的计算公式为：
——气体的相对密度； ——电子所在点的气体的电场强度。 S ——极板之间的距离(cm)。 ——汤申德第三游离系数 A、B——均为与气体性质有关的常数，对空气： A=109．61／kPa，B＝2738.40kV／kPa；
由此看出，气隙的击穿电压不仅与气 隙的大小有关，还与气隙的中性质点的 密度有关，且是二者乘积的函数，这个 规律称为巴申定律。 因为它的曲线与在此公式推导出 （1890年）的前一年（1889年）由巴申 通过实验得出，所以此规律被命名为巴 申定律。同时气隙的击穿电压还与阴极 材料有关。
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。
三、高真空的采用
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。
高电压技术(全套课件)
◆电子崩的形成（BC段电流剧增原因）
图1-5 均匀电场中的电子崩计算
电子碰撞电离系数α：代表一个电子沿电场方 向运动1cm的行程中所完成的碰撞电离次数 平均值。
dn ndx
dn dx
n
x
n n0e0 dx
n n0e x
n n0ed
n n n0 n0 (ed 1)
◆影响碰撞电离的因素
● 除了电力工业、电工制造业外，高电压技术 目前还广泛应用于大功率脉冲技术、激光 技术、核物理、等离子体物理、生态与环 境保护、生物学、医学、高压静电工业应 用等领域。
第一篇 电介质的电气强度
第一章 气体放电的基本物理过程
第一节 带电粒子的产生和消失 第二节电子崩 第三节 自持放电条件 第四节 起始电压与气压的关系 第五节 气体放电的流注理论 第六节 不均匀电场中的放电过程 第七节 放电时间和冲击电压下的气隙击穿 第八节 沿面放电和污闪事故
《高电压技术》
绪论
● 高电压技术主要研讨高电压(强电场)下的各种电气物理问题。 ● 高电压技术的发展始终与大功率远距离输电的需求密切相关。 ● 对于电力类专业的学生来说，学习本课程的主要目的是学会正确处理电力系统中过电压与绝 缘这一对矛盾。 ● 为了说明电力系统与高电压技术的密切关系， 以高压架空输电线路的设计为例，在图 0-1中 列出了种种与高电压技术直接相关的工程问题。
在大气压和常温下,电子在空气中的平均自由行程长度的数 量级为10-5cm 。
◆ 带电粒子的运动
● 带电粒子的迁移率：该粒子在单位场强（1V/m) 下沿电场方向的漂移速度。
k v E
电子的迁移率远大于离子的迁移率
● 扩散：在热运动的过程中，粒子会从浓度较大的 区域向浓度较小的区域运动，从而使其浓度分布均 匀化的物理过程。
高电压技术概要PPT课件
• 技术参数
• ◆ 额定输入电压：AC220V±10%ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 50Hz±0.5Hz
◆ 额 定 输 出 电 压 ： 60 ～ 400KV ◆ 额 定 输 出 电 流 ： 2 ～ 10mA ◆ 纹 波 系 数 ： ＜ 1% ◆ 高 压 指 示 误 差 ： ＜ 2% ◆ 电 流 指 示 误 差 ： ＜ 2%
高电压技术
• 通常采用高压试验变压器或其串级装置来产生。
• 对电缆、电容器等电容量较大的被试品，可采用串联谐振 回路来获得试验用的工频高电压。
• 工频高压装置是高压试验室中最基本的设备，也是产生其 他类型高电压的设备基础部件。
高电压技术
三峡电力职业学院动力工程系
（一）高压试验变压器——6特点
试验变压器本身应有很好的绝缘，但绝缘裕度小 试验过程中要严格限制过电压。 例如：500～750kV试验变压器的绝缘五分钟试验电压仅 比其额定电压高10％～15％。
高电压技术
三峡电力职业学院动力工程系
试验变压器与连续运行时间不长，发热较轻，因而不需要 复杂的冷却系统。
漏抗大，短路电流较小，可降低机械强度方面的要求。
输出电压波形很难完美，需要采取措施加以修正。
高电压技术
三峡电力职业学院动力工程系
试验变压器的接线与结构示意图如5－1。
高电压技术
三峡电力职业学院动力工程系
高电压技术
一、直流高电压的产生
三峡电力职业学院动力工程系
• 将工频高电压经高压整流器而变换成直流高电压。
• 利用倍压整流原理制成的直流高压串级装置（或称串级直 流高压发生器)能产生出更高的直流试验电压。
高电压技术
三峡电力职业学院动力工程系
直流高压发生器
高电压技术课件第五章
第五章 电器设备的绝缘及试验
二、高压断路器的绝缘Biblioteka 验1．绝缘电阻和泄漏电流试验
对各类型的断路器，要求测量其整体的绝 缘电阻，测量时应采用2500V兆欧表。
对空气断路器，实际是测量其支持瓷套的绝 缘电阻，最低不得小于5000MΩ。 对于少油断路器还应测量绝缘提升杆的绝缘 电阻。（测量提升杆的绝缘电阻应在断路器 调整完毕与油箱注油之前进行）。
我国生产的油浸式电力变压器中主绝缘几乎 均采用油——屏障绝缘结构，35kV及以下的 采用胶纸筒和油间隙所构成的油——屏障绝 缘结构，35kV及以上的采用不含胶的绝缘纸 和纸板构成的绝缘层和油间隙结构。110kV 及以上的油浸式采用小油隙（油隙小于12 mm）结构，60kV以下电压等级的常采用大 油隙20mm左右）结构 。
层;相间绝缘外面的半导体屏蔽层和薄铜带组成了 良好的相间屏蔽层。 )
第五章 电器设备的绝缘及试验
二、电力电缆绝缘试验
1、测量绝缘电阻
电力电缆的绝缘电阻，是指电缆芯线对地或电 缆某芯线对其他芯线及外皮间的绝缘电阻。 测量时除被测相芯线外，非被测相芯线应短路 并接地。 电力电缆的绝缘电阻与电缆的长度、测量时的 温度以及电缆终端头或套管表面脏污、潮湿等 有较大的关系。测量时应将电缆的终端头表面 擦拭干净，并在缆芯端部绝缘上或套管端加装 屏蔽环消除表面电流的影响。
试验接线与测量次数及部位：与测量绝缘电阻
的相同，测量时将直流高电压试验装置的高压输 出端接至被测绕组，非被测绕组接外壳及地。
判断标准：一般与同类型设备数据比较或与同
一设备历年数据比较，不应有显著变化，并结合 其他绝缘试验结果综合分析做出判断。
第五章 电器设备的绝缘及试验
3．介质损失角正切的测量 主要用来检查变压器整体受潮、油质劣化、绕组 双绕组变压器 三绕组变压器 序号 上附着油泥及严重的局部缺陷等，是判断 序号 测量端 接地端 测量端 接地端31.5M 中压绕组、铁心、 VA 以下变压器状态的一种较有效的手段 。 低压绕组+ 1 1 高压绕组 高压绕组
高电压技术教案第五章
19
2019/2/10
实验者的勇气
1、富兰克林在刚充满电的电容器上触过一次 电：“好象从头到脚全身挨了一击，跟着躯干 很快的猛烈颤抖，几秒钟之后这种现象才逐渐 消失”。电流路径是从一只手到另一只手。 2、诺勒特神父布置了一场向180名卫兵放电 的把戏，所有士兵同时向上一跳，动作整齐得 像一个人。后来增加到700人。 3、李赫曼教授受到从头到脚的一次雷击放电， 立刻死亡。 4、实验告诉人们：雷击导致人死亡的最直接 的原因是心室纤维性颤动和呼吸停止。
2019/2/10
31
防雷工程的序幕
1958年9月，原建工部设计局在武 汉召开了“全国电气设计人员交流 大会”，拉开了我国防雷研究的序 幕。
30
亡羊补牢，古建防雷
1957年北京发生两起雷击事故：7月6日， 明十三陵长陵棱恩殿遭受雷击，劈掉西 部吻兽，劈裂两根直径1.17米、高14.3 米的大楠木柱子，死一人，伤三人；7 月8日，中山公园内一棵大树落雷，感 应电流经附近的配电线路传到中山公园 音乐堂，并引起大火，烧毁配电室、舞 台和观众厅大顶棚。 在给古建筑安置避雷装置时，我国首次 采用了避雷带 的防雷方式。
2019/2/10
27
五、我国建筑物防雷的发展历程
1、古人对建筑物防雷的探索 2、建国初期的防雷方法 3、亡羊补牢、古建防雷 4、防雷研究的序幕 5、重大工程的防雷 6、今后建筑物防雷的发展方向
2019/2/10
28
古人对建筑物防雷的探索
中国人对建筑物防雷的探索最早可追溯 到12世纪，较能说明问题的一例是现存 的岳阳慈氏塔。 就理论而言，汉朝的王充曾对雷电现象 作出过解释并批判了迷信做法。 中国古代虽有较强的防雷意识并做过一 些技术上的尝试，但毕竟没有大的突破。 1750年，富兰克林取得重大突破，证实 雷是电现象。
2019/2/10
实验者的勇气
1、富兰克林在刚充满电的电容器上触过一次 电：“好象从头到脚全身挨了一击，跟着躯干 很快的猛烈颤抖，几秒钟之后这种现象才逐渐 消失”。电流路径是从一只手到另一只手。 2、诺勒特神父布置了一场向180名卫兵放电 的把戏，所有士兵同时向上一跳，动作整齐得 像一个人。后来增加到700人。 3、李赫曼教授受到从头到脚的一次雷击放电， 立刻死亡。 4、实验告诉人们：雷击导致人死亡的最直接 的原因是心室纤维性颤动和呼吸停止。
2019/2/10
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防雷工程的序幕
1958年9月，原建工部设计局在武 汉召开了“全国电气设计人员交流 大会”，拉开了我国防雷研究的序 幕。
30
亡羊补牢，古建防雷
1957年北京发生两起雷击事故：7月6日， 明十三陵长陵棱恩殿遭受雷击，劈掉西 部吻兽，劈裂两根直径1.17米、高14.3 米的大楠木柱子，死一人，伤三人；7 月8日，中山公园内一棵大树落雷，感 应电流经附近的配电线路传到中山公园 音乐堂，并引起大火，烧毁配电室、舞 台和观众厅大顶棚。 在给古建筑安置避雷装置时，我国首次 采用了避雷带 的防雷方式。
2019/2/10
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五、我国建筑物防雷的发展历程
1、古人对建筑物防雷的探索 2、建国初期的防雷方法 3、亡羊补牢、古建防雷 4、防雷研究的序幕 5、重大工程的防雷 6、今后建筑物防雷的发展方向
2019/2/10
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古人对建筑物防雷的探索
中国人对建筑物防雷的探索最早可追溯 到12世纪，较能说明问题的一例是现存 的岳阳慈氏塔。 就理论而言，汉朝的王充曾对雷电现象 作出过解释并批判了迷信做法。 中国古代虽有较强的防雷意识并做过一 些技术上的尝试，但毕竟没有大的突破。 1750年，富兰克林取得重大突破，证实 雷是电现象。
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铁心
第五章 电器设备的绝缘及试验
高 压 绕 组
低 压 绕 组
高 压 绕 组
低 压 绕 组
高 压 绕 组
低 压 绕 组
C 3
C 2
C 1
C 3
C 2
C 1
C 3
C 2
C 1
(a)
(b)
(c)
图 5-3 测 量 双 绕 组 变 压 器 的 tgδ 及 C 的 接 线 图 X （ a） 高 压 绕 组 － 低 压 绕 组 及 地 ； （ b ） 低 压 绕 组 － 高 压 绕 组 及 地 ； （ c） 高 、 低 压 绕 组 － 地
试验接线与测量次数及部位：与测量绝缘电阻
的相同，测量时将直流高电压试验装置的高压输 出端接至被测绕组，非被测绕组接外壳及地。
判断标准：一般与同类型设备数据比较或与同
一设备历年数据比较，不应有显著变化，并结合 其他绝缘试验结果综合分析做出判断。
第五章 电器设备的绝缘及试验
3．介质损失角正切的测量 主要用来检查变压器整体受潮、油质劣化、绕组 双绕组变压器 三绕组变压器 序号 上附着油泥及严重的局部缺陷等，是判断 序号 测量端 接地端 测量端 接地端31.5M 中压绕组、铁心、 VA 以下变压器状态的一种较有效的手段 。 低压绕组+ 1 1 高压绕组 高压绕组
我国生产的油浸式电力变压器中主绝缘几乎 均采用油——屏障绝缘结构，35kV及以下的 采用胶纸筒和油间隙所构成的油——屏障绝 缘结构，35kV及以上的采用不含胶的绝缘纸 和纸板构成的绝缘层和油间隙结构。110kV 及以上的油浸式采用小油隙（油隙小于12 mm）结构，60kV以下电压等级的常采用大 油隙20mm左右）结构 。
铁心
低压绕组
表5－2
电桥法测量变压器绕组的部位
2 3
低压绕组
高压绕组+ 低压绕组
高压绕组+ 铁心 铁心
2 3
4
中压绕组 低压绕组
高压绕组+低压绕组 高压绕组+中压绕组 中压绕组+低压绕组 高压绕组+中压绕组 +低压绕组
高压绕组、铁心、 中压绕组 高压绕组、铁心、 中压绕组 中压绕组、铁心 低压绕组、铁心 高压绕组、铁心
C C 2 3
C C 1 2
C C 1 3
第五章 电器设备的绝缘及试验
C C C
1
C C C
b
C C C
h
C C C
h+ b
2
b h h+ b
2
2
h b h+ b
3
2
Cb tan b Ch+b tan h+b Ch tan h tan 1 2C1 Ch tan h Cb tan b Ch+b tan h+b tan 2 2C2 Ch+b tan h+b Ch tan h Cb tan b tan 3 2C3
• 交流耐压试验
第五章 电器设备的绝缘及试验
1．绕组绝缘电阻、吸收比或极化指数的测量
测量变压器绕组的绝缘电阻时，应依次测量各绕组对地 变压器绝缘电阻和吸收比的测量顺序和部位 和对其他绕组间的绝缘电阻，被测绕组各引线均应短接 双绕组变压器 三绕组变压器 在一起，非被测绕组应短接后接地。 顺
序 被测绕组 1 2 3 低压绕组 高压绕组 接地部位 被测绕组 低压绕组 中压绕组 高压绕组 高压绕组及 低压绕组 接地部位
油浸 电力 变压 器主 要的 绝缘 材料
纤维性固体绝缘材料
介电常数较高，体积电阻率较大，具有吸湿 性，耐热系数不高，机械强度也不高。
芳香聚酰胺纸和纸 板、线性聚酯树脂 的热塑性聚合物、 聚丙烯、聚胺基甲 酸酯聚合物
非纤维固体绝缘材料
第五章 电器设备的绝缘及试验
二、电力变压器的绝缘试验
• 绕组绝缘电阻、吸收比或极化指数 的测量 • 泄漏电流的测量 • 介质损失角正切的测量
C C C C C C C C C b 1 2 h + b 1 3 h 2 3 C t a n C t a n C ta n C ta n C t a n C t a n 1 1 3 3 1 1 2 2 2 2 3 3 t a n ta n t a n h + b b h
第五章 电器设备的绝缘及试验
组绝 绕绕 组绝 缘缘
主 绝 缘
高压与低压绕组之间、相间及对地的绝缘 引线或分接开关对地或对其它绕组的绝缘
由变压器的1min 工频耐压和冲击电压所决定
内 绝 缘 变 压 器 绝 缘
外 绝 缘 引线及分接开 关绝缘 纵 同一绕组中不同匝间、层间、段间绝缘 绝 同一绕组各引线间、分接开关个部分之间 缘 的绝缘
第五章 电器设备的绝缘及试验
第五章 电气设备 的绝缘及试验方法
要求
熟悉电力系统主要电气设备的绝缘结 构，能对主要电气设备正确进行绝缘试验
及试验 •互感器的绝缘及试验 •断路器的绝缘及试验 •GIS的绝缘及试验 •电力电缆的绝缘及试验 •电容器的绝缘与试验 •发电机的绝缘与试验 •避雷器的试验
第五章 电器设备的绝缘及试验
重点和难点
•各种电气设备的绝缘特点 •各种电气设备绝缘试验的接线方法 •各种电气设备绝缘试验结果的分析方法
第五章 电器设备的绝缘及试验
§5.1 电力变压 器的绝缘与试验
内容
• 电力变压器的结构特点 • 电力变压器的绝缘试验
第五章 电器设备的绝缘及试验
一、电力变压器的结构特点 1．变压器的绝缘结构
套管内绝缘、 套管下部油中 的沿面绝缘
由变压器的冲击耐压所决定
同一绕组（不同相）套管间的空气绝缘
套管之间或对地（包括储油柜等）的空气绝缘
图 5-1
变压器的绝缘分类
第五章 电器设备的绝缘及试验
第五章 电器设备的绝缘及试验
2．变压器的绝缘材料和绝缘性能 变压器油
矿物油 合成油 最基本的绝缘材料，充满整个油箱，起着绝 缘和散热的双重作用，
外壳及高 压绕组
外壳及低 压绕组
外壳、高压绕 组及中压绕组
外壳、高压绕 组及低压绕组 外壳、中压绕 组及低压绕组 外壳及低压绕 组 外壳
4
5
外壳
高压及中压绕 组 高压、中压绕 组及低压绕组
第五章 电器设备的绝缘及试验
2．泄漏电流的测量
特点：比测量绝缘电阻具有更高的灵敏度，能
较灵敏地发现变压器套管密封不严进水、高压 套管裂纹等其他试验项目不易发现的缺陷。