高电压技术

户秀琼,王颖,阿西克古

目录

  • 1 第一部分 电介质的极化、电导和损耗
    • 1.1 电介质的极化
    • 1.2 电介质的介电常数
    • 1.3 电介质的电导
    • 1.4 电介质中的能量损耗
  • 2 第二部分  气体电介质的电气特性
    • 2.1 气体放电的基本物理过程
      • 2.1.1 气体中带电质点的产生和消失
      • 2.1.2 气体放电机理
      • 2.1.3 电晕放电
      • 2.1.4 不均匀电场气隙的击穿
      • 2.1.5 气隙的沿面放电
    • 2.2 气体电介质的电气强度
      • 2.2.1 气隙的击穿时间
      • 2.2.2 气隙的伏秒特性和击穿电压的概率分布
      • 2.2.3 大气条件对气隙击穿电压的影响
      • 2.2.4 均匀电场和稍不均电场气隙的击穿电压
      • 2.2.5 极不均匀电场气隙的击穿电压
      • 2.2.6 提高气隙击穿电压的方法
  • 3 第三部分 液体和固体介质的电气特性
    • 3.1 固体电介质的击穿
      • 3.1.1 固体电介质击穿的机理
      • 3.1.2 影响固体电介质击穿电压的因素
      • 3.1.3 提高固体电介质击穿电压的方法
      • 3.1.4 固体电介质的老化
    • 3.2 液体电介质的击穿
      • 3.2.1 液体电介质击穿的机理
      • 3.2.2 影响液体电介质击穿电压的因素
      • 3.2.3 提高液体电介质击穿电压的方法
      • 3.2.4 液体电介质的老化
  • 4 第四部分 电气设备绝缘试验
    • 4.1 电气设备绝缘预防性试验
      • 4.1.1 测定绝缘电阻
      • 4.1.2 测定泄漏电流
      • 4.1.3 测定介质损耗因数
      • 4.1.4 局部放电的测试
    • 4.2 绝缘的高电压试验
      • 4.2.1 工频高压试验
      • 4.2.2 直流高压试验
      • 4.2.3 冲击高压试验
  • 5 第五部分 输电线路和绕组中的波过程
    • 5.1 波沿均匀无损耗单导线的传播
    • 5.2 行波的折射和反射
    • 5.3 变压器绕组中的波过程
  • 6 第六部分  输电线路、变电所和旋转电机的防雷保护
    • 6.1 雷电放电及防雷保护装置
    • 6.2 架空输电线路的防雷保护
    • 6.3 变电所的防雷保护
    • 6.4 旋转电机的防雷保护
  • 7 第七部分 内部过电压
    • 7.1 工频过电压
    • 7.2 操 作 过 电 压
      • 7.2.1 间歇电弧接地过电压
      • 7.2.2 空载变压器分闸过电压
      • 7.2.3 空载线路分闸过电压
      • 7.2.4 空载线路的合闸过电压
  • 8 第八部分 绝缘配合
    • 8.1 绝缘配合概念及原则
    • 8.2 电气设备绝缘水平的确定
    • 8.3 架空线路绝缘水平的确定
电气设备绝缘水平的确定

§8-2电气设备绝缘水平的确定(作为了解内容)

确定电气设备的绝缘水平即是确定确定其耐受电压试验值。

这些耐受电压包括:

额定短时工频耐受电压(即是1min工频试验电压);

额定雷电冲击耐受电压,用全波雷电冲击电压进行试验,称为基本冲击绝缘水平(BIL);

额定操作冲击耐受电压,用规定波形(250/2500μs)操作冲击电压试验,称为操作冲击绝缘水平(SIL)。

在电力系统中,对电气设备的绝缘水平的确定,根据系统最高运行电压Um的值不同,有不同的确定方法。因此,对电气设备的绝缘配合按Um划分为两种情况。

1)范围I3.5kV≤Um≤252kV)中电气设备绝缘水平的确定

这种范围针对的是系统标称电压为3~220kV的低、中压、高压系统。

1)绝缘配合的要求

i)避雷器只是限制雷电过电压,在操作过电压作用时不希望避雷器动作的,即是要求正常绝缘能承受操作过电压。

ii)短时工频耐受电压代表绝缘对操作过电压、雷电过电压总的耐受水平。这是因为在某一程度上,操作或者雷电冲击电压对绝缘的作用可用工频电压等效,且使试验工作方便可行。

2)电气设备绝缘水平的确定

参看图13.1所示的电气设备绝缘水平的确定过程。

13.1 电气设备绝缘水平的确定

iBIL(额定雷电冲击耐受电压)的确定

其中,UPI为标准雷电流下的避雷器残压;KI为雷电冲击配合系数,国际电工委员会规定KI≥1.2,我国规定在电气设备与避雷器相距很近的时候取为1.25,相距较远的时候取为1.4

BIL换成等效工频耐受电压,则有:

βI为雷电冲击耐受电压换成工频耐受电压的冲击系数,取为1.48

iiSIL(额定操作冲击耐受电压)的确定

其中,Uxg为系统最高相电压幅值;K0为计算用操作过电压倍数,其取值教材;KS为操作冲

击配合系数,KS=1.15~1.25

SIL换成等效工频耐受电压,则有:

ΒS为操作冲击耐受电压换成工频耐受电压的冲击系数,取为1.3~1.35

iii)短时工频耐受电压的确定

通过比较U1U2的大小,取两者中较大者作为短时工频耐受电压,从而确定了电气设备的绝缘水平。

2)范围IIUm≥252kV)中电气设备绝缘水平的确定

针对的是标称电压为330kV500kV的超高压(EHV)系统。

1)绝缘配合要求

要求避雷器同时用作限制雷电过电压和操作过电压。

2)电气设备绝缘水平的确定

此时,由于操作冲击波对绝缘作用的特殊性,以及不能肯定操作冲击电压与工频电压之间的等价程度,故特规定其操作冲击耐受电压,而不能用工频耐受电压代替。即是说,此时BILSIL均需分别计算。

i)BIL的确定

UPIKI与范围IBIL的确定时的意义与取值相同。

iiSIL的确定

UPS为避雷器操作冲击电压残压值,KS与范围IKS的意义与取值一样。

因此,在范围II中,电气设备绝缘水平由SILBIL共同决定,当然还要考虑其工作过电压引起的短时工频耐压实验值。