1、?為什么要有高電壓 ?為什么要有高電壓：提高輸送容量，降低線路損耗，減少工程投資，提高單位 走廊輸電能力，節(jié)省走廊面積，改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，降低短路電流，加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)能力。 ?電介質(zhì) ?電介質(zhì)：在其中可建立穩(wěn)定電場(chǎng)而幾乎沒(méi)有電流通過(guò)的物質(zhì)。 ?極化 ?極化：在外電場(chǎng)作用下，電介質(zhì)內(nèi)部產(chǎn)生宏觀不為零的電偶極矩。?電介質(zhì)極化的四種基本類型 ?電介質(zhì)極化的四種基本類型：電子位移極化，離子位移極化，轉(zhuǎn)向極化，空間電荷極化。 ?介電常數(shù) ?介電常數(shù)：用來(lái)衡

2、量絕緣體儲(chǔ)存電能的能力，代表電介質(zhì)的極化程度（對(duì)電荷的束縛能力） ?液體電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)影響因素 液體電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)影響因素(頻率 頻率)：頻率較低時(shí)，偶極分子來(lái)得及跟隨電場(chǎng)交變轉(zhuǎn)向，介電常數(shù)較大，接近直流情況下的εd；頻率超過(guò)臨界值，偶極分子轉(zhuǎn)向跟不上電場(chǎng)的變化，介電常數(shù)開(kāi)始減小，介電常數(shù)最終接近于僅由電子位移極化引起的介電常數(shù)εz。 ?電介質(zhì)的電導(dǎo)與金屬的電導(dǎo)有本質(zhì)上的區(qū)別： ?電介質(zhì)的電導(dǎo)與金屬的電導(dǎo)有本質(zhì)上的區(qū)別：金屬

3、電導(dǎo)是由金屬中固有存在的自由電子造成的。電介質(zhì)的電導(dǎo)是帶電質(zhì)點(diǎn)在電場(chǎng)作用下移動(dòng)造成的。氣體：由電離出來(lái)的自由電子、正離子和負(fù)離子在電場(chǎng)作用下移動(dòng)而造成的。液體：分子發(fā)生化學(xué)分解形成的帶點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)沿電場(chǎng)方向移動(dòng)而造成的。固體：分子發(fā)生熱離解形成的帶電質(zhì)點(diǎn)沿電場(chǎng)方向移動(dòng)而造成的。 ?介質(zhì)損耗 ?介質(zhì)損耗：在電場(chǎng)作用下，電介質(zhì)由于電導(dǎo)引起的損耗和有損極化損耗，總稱為介質(zhì)損耗。?電介質(zhì)的等效電路 電介質(zhì)的等效電路：電容支路：由真空和無(wú)損極化所引起的

4、電流為純?nèi)菪浴?阻容支路：由有損極化所引起的電流分為有功和容性無(wú)功兩部分。/純阻支路：由漏導(dǎo)引起的電流，為純阻性的。 ?介質(zhì)損耗因數(shù) ?介質(zhì)損耗因數(shù) tg tgδ的意義 δ的意義：若 tgδ過(guò)大會(huì)引起嚴(yán)重發(fā)熱，使材料劣化，甚至可能導(dǎo)致熱擊穿。/用于沖擊測(cè)量的連接電纜，要求 tgδ必須小，否則會(huì)影響到測(cè)量精度/用做絕緣材料的介質(zhì)，希望 tgδ。在其他場(chǎng)合，可利用 tgδ引起的介質(zhì)發(fā)熱，如電瓷泥胚的陰干/在絕緣試驗(yàn)中，tgδ的測(cè)量是一項(xiàng)基本

5、測(cè)量項(xiàng)目 ?激勵(lì) ?激勵(lì)：電子從近軌道向遠(yuǎn)軌道躍遷時(shí)，需要一定能量，這個(gè)過(guò)程叫激勵(lì)。?電離 ?電離：當(dāng)外界給予的能量很大時(shí)，電子可以跳出原子軌道成為自由電子。原來(lái)的中性原子變成一個(gè)自由電子和一個(gè)帶正電荷的離子，這個(gè)過(guò)程叫電離。 ?反激勵(lì) ?反激勵(lì)：電子從遠(yuǎn)軌道向近軌道躍遷時(shí)，原子發(fā)射單色光的過(guò)程稱為反激勵(lì)。?平均自由程 ?平均自由程：一個(gè)質(zhì)點(diǎn)兩次碰撞之間的平均距離，其與密度呈反比。 ?電離形式 ?電離形式：撞擊電離，光電離，熱電離，表面

6、電離。?氣體帶電質(zhì)點(diǎn)的消失 氣體帶電質(zhì)點(diǎn)的消失：中和(發(fā)生在電極處)：帶電質(zhì)點(diǎn)在電場(chǎng)力的作用下，宏觀上沿電場(chǎng)做定向運(yùn)動(dòng)。帶電質(zhì)點(diǎn)受電場(chǎng)力作用而流入電極，中和電量。/擴(kuò) 散：擴(kuò)散指質(zhì)點(diǎn)從濃度較大的區(qū)域擴(kuò)散到濃度較小的的區(qū)域，從而使帶電質(zhì)點(diǎn) 在空間各處濃度趨于平均的過(guò)程。/復(fù)合(發(fā)生在內(nèi)部)：帶有異號(hào)電荷質(zhì)點(diǎn)相遇，還原為中性質(zhì)點(diǎn)的過(guò)程稱為復(fù)合。 ?電子崩 ?電子崩：當(dāng)外加電場(chǎng)強(qiáng)度足夠大時(shí)，帶電粒子兩次碰撞間積聚的動(dòng)能足夠發(fā)生碰撞電離。電離出

7、來(lái)的電子和離子在場(chǎng)強(qiáng)作用下又加入新的撞擊電離，電離過(guò) 程像雪崩一樣增長(zhǎng)起來(lái)，稱為電子崩。 ?自持放電 ?自持放電：當(dāng)外加場(chǎng)強(qiáng)足夠強(qiáng)大時(shí)，電子崩不依賴外界因素，外界因素消失 后，電子崩仍能夠保持。氣壓下空氣電氣強(qiáng)度約 30KV/cm ?大氣條件對(duì)氣隙擊穿電壓的影響因素 ?大氣條件對(duì)氣隙擊穿電壓的影響因素：溫度↓、壓強(qiáng)↑：密度↑，平均自由程↓， b U （耐受電壓）↑。濕度↑：負(fù)離子↑， b U （耐受電壓）↑。?極不均勻電場(chǎng)特點(diǎn) ?極不均

8、勻電場(chǎng)特點(diǎn)：有顯著的極性效應(yīng)/擊穿電壓分散性大/擊穿電壓與間隙距離有關(guān)/外加電壓低于擊穿電壓時(shí)局部有穩(wěn)定的電暈放電。?提高氣隙擊穿電壓的方法 ?提高氣隙擊穿電壓的方法：?改善電場(chǎng)分布：氣隙電場(chǎng)分布越均勻，氣隙擊穿電壓越高，故適當(dāng)改進(jìn)電極形狀，增大電極曲率半徑（屏蔽） ，改善電場(chǎng)分布，能提高氣隙的擊穿電壓和預(yù)放電電壓。?采用高度真空：以削弱氣隙中的撞擊 電離過(guò)程，也能提高氣隙的擊穿電壓。?增高氣壓：可以減小電子的平均自由程，阻礙撞擊電離的

9、發(fā)展，從而提高氣隙的擊穿電壓。④采用高耐電強(qiáng)度氣 體：鹵族元素氣體（SF6 等） 。· 6 SF 氣體的特點(diǎn) 氣體的特點(diǎn)：較高的耐電程度，很強(qiáng)的滅弧性能，無(wú)色無(wú)味無(wú)毒，非燃性的惰性化合物，對(duì)金屬和其他絕緣材料沒(méi)有腐蝕作用，中等壓力下可以液化，容易儲(chǔ)藏和運(yùn)輸。 ?污閃 ?污閃：在化工廠、冶金廠附近或沿海地帶，沉積在絕緣上的塵污，因其含有高導(dǎo)率的溶質(zhì)，當(dāng)遇到霧，毛毛雨等天氣條件，有可能產(chǎn)生沿面閃絡(luò)。 ?電擊穿 ?電擊穿:由電場(chǎng)的作

10、用使介質(zhì)中的某些帶點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)積累的數(shù)量和運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到一定程度，使介質(zhì)失去了絕緣性能，形成導(dǎo)電通道。?熱擊穿 ?熱擊穿：由電場(chǎng)作用下，介質(zhì)內(nèi)的損耗發(fā)出的熱量多于散逸的熱量，使介質(zhì)溫度不斷上升，最終造成介質(zhì)本身的破壞，形成導(dǎo)電通道。?影響固體電介質(zhì)擊穿電壓的因素 ?影響固體電介質(zhì)擊穿電壓的因素：1.電壓作用時(shí)間的影響：存在臨界點(diǎn)，即熱擊穿和電擊穿的分界點(diǎn)。2.電場(chǎng)均勻度和介質(zhì)厚度的影響：均勻電場(chǎng)：電擊穿與厚度無(wú)關(guān)，熱擊穿厚度愈大擊穿場(chǎng)強(qiáng)俞弱。

11、不均勻電場(chǎng)：厚度越大擊穿場(chǎng)強(qiáng)越小。3.電壓頻率的影響：電擊穿： b U 與 f 無(wú)關(guān)，熱擊穿 b U ↓，f1 ↑。4.溫度的影響：存在臨界點(diǎn)。θ cr θ 時(shí)：b U 隨 θ 的升高迅速下降，屬于熱擊穿性質(zhì)。5.受潮度的影響：對(duì)于某些具有吸水性的固體介質(zhì)來(lái)說(shuō)，含水量增大時(shí)，擊穿電壓迅速下降。6.機(jī)械力的影響： 均勻固體在彈性限度內(nèi):擊穿電壓與機(jī)械力無(wú)關(guān)。固體有孔隙：機(jī)械力↑，擊穿電壓↑。固體有裂隙：機(jī)械力↑，擊穿電壓↓。7.多層性的影

12、響：注意各層介質(zhì) 電特性的適當(dāng)配合。8.累積效應(yīng)的影響：在不均勻電場(chǎng)中，固體介質(zhì)在脈沖電壓作用下，存在不完全擊穿的現(xiàn)象。不完全擊穿具有累積效應(yīng)，即擊穿電壓隨 不完全擊穿次數(shù)的增加而降低。 ?提高固體電介質(zhì)擊穿電壓的方法 ?提高固體電介質(zhì)擊穿電壓的方法：改進(jìn)絕緣設(shè)計(jì)(改善電極形狀及表面光潔 度，使電場(chǎng)盡可能地均勻分布)，改進(jìn)制造工藝(盡可能地清除介質(zhì)中的雜質(zhì)、氣泡、水分等)，改善運(yùn)行條件(注意防潮，防止塵污和有害氣體的侵蝕)。 ?老化 ?