絕緣電氣特性及故障診斷概論-文庫吧
2025-04-13 00:39 本頁面
【正文】 對(duì)稱和對(duì)稱電場的絕緣距離。 棒－板和棒－棒空氣間隙的 直流 擊穿電壓 棒－棒和棒－板空氣間隙的 工頻 擊穿電壓（有效值） 工頻電壓、極不均勻電場，擊穿總是發(fā)生在正半周極 工頻電壓下棒－棒間隙擊穿電壓高于棒－板電極，工程上盡量采用對(duì)稱布置的電極結(jié)構(gòu) 極不均勻電場的極性效應(yīng)極明顯 雷電沖擊 操作沖擊 250/2500us 最小擊穿 電壓 長空氣間隙在不同電壓下的擊穿電壓 ? 沖擊電壓（雷電操作）下的空氣間隙擊穿 ? 足夠高的電壓。 ? 在氣隙中存在能引起電子崩并導(dǎo)致?lián)舸┑挠行щ娮?。真空擊穿電壓高? ? 需要一定的時(shí)間讓放電得以逐步發(fā)展直至擊穿。 沖擊擊穿電壓高。 氣隙擊穿的必要條件： 放電時(shí)延 臨界 擊穿電壓 統(tǒng)計(jì)時(shí)延 放電形成時(shí)延 除了 足夠場強(qiáng) 、引起 電子崩 并導(dǎo)致 流注 的有效電子外，氣隙擊穿還需要一定的 時(shí)間 ，讓放電得以逐步發(fā)展并完成擊穿。 us級(jí) 總放電時(shí)間 tb=t1+ts+tf 放電時(shí)延與電壓幅值 U 有關(guān)， U 越高，放電發(fā)展越快，放電時(shí)延越短。 因?yàn)?ts和 tf都帶有統(tǒng)計(jì)性，所以沖擊下?lián)舸╇妷号c放電時(shí)間的關(guān)系 —伏秒特性具有較大的分散性，工程上常用 50%伏秒特性來表征。 ut43215ut0s1s2伏秒特性 伏秒特性間的配合 以避雷器保護(hù)變壓器為例，就必須根據(jù)伏秒特性進(jìn)行絕緣（強(qiáng)度）配合，如在右圖中 S2就能較好地保護(hù) S1。 1. 0%伏秒特性； 2. 100%伏秒特性； 3. 50%伏秒特性； SF6是理想的氣體絕緣介質(zhì)和滅弧介質(zhì)，在 均勻電場 中 SF6氣體的絕緣強(qiáng)度約為空氣的 ，其滅弧能力是空氣的 100以上。 SF6氣體的應(yīng)用可大大降低設(shè)備尺寸，與空氣介質(zhì)相比，500kV的 GIS是敞開式的 1/50。 SF6氣體廣泛應(yīng)用于高壓斷路器、GIS、充氣管道電纜，充 SF6氣體的變壓器和開關(guān)柜也在發(fā)展中。 SF6氣體的液化溫度較低，一般可滿足工程實(shí)際的應(yīng)用，如 （ 7個(gè)大氣壓，作為斷路器的絕緣）的液化溫度是 25℃ ， （ 4個(gè)大氣壓，作為 GIS絕緣）的液化溫度不高于 40℃ 。 ? SF6氣體的特性 SF6氣體價(jià)格高，溫室效應(yīng)相當(dāng)于 CO2的 23900倍，且 SF6氣體不會(huì)自然分解，在大氣中壽命長達(dá) 3200年。一般工程中多采用 N2SF6混合氣體 。 此外， SF6氣體中水含量的增加，將會(huì)大大降低其絕緣性能，因而使用中應(yīng)定期檢測其微水含量。 極不均勻電場 SF6的擊穿場強(qiáng) （如 4kV/mm）比稍不均勻電場的擊穿場強(qiáng)（如 30kV/mm） 低很多 。 只有在均勻電場和稍不均勻電場 ， SF6氣體才能發(fā)揮其優(yōu)異的絕緣性能，因而一般應(yīng)用 SF6氣體做絕緣時(shí)，應(yīng)盡量保證其電場的均勻性。 ? 其擊穿場強(qiáng)隨氣壓的增加而增加，有飽和性； ? 其擊穿的極性效應(yīng)不明顯（負(fù)極性擊穿電壓比正極性的低 10%）； ? 其沖擊系數(shù)很小，雷電和操作沖擊系數(shù)分別為 。因而SF6設(shè)備的絕緣尺寸由雷電沖擊試驗(yàn)電壓決定。 稍不均勻電場的 SF6氣體： 氣體中的沿面放電 (cm) 不同材料的工頻下 沿面閃絡(luò)電壓（峰值） 1— 純氣隙； 2— 石蠟； 3— 膠紙筒； 4— 電瓷 沿著固體介質(zhì)表面的閃絡(luò)電壓不但遠(yuǎn)低于固體介質(zhì)的擊穿電壓，而且也比相同極間距離的純氣隙擊穿電壓低。 如果表面潮濕、臟污時(shí)，沿面閃絡(luò)電壓更低。這是選擇輸電線路和變電所外絕緣時(shí)的關(guān)鍵因素。 絕緣子大多在戶外運(yùn)行，因此還要考慮濕閃及污閃的情況，這時(shí)的放電電壓遠(yuǎn)低于乾閃。 光滑瓷柱的干閃和濕閃電壓 干閃 濕閃 單位泄漏距離 （泄漏比距或爬電比距）：絕緣子每千伏額定線電壓的平均泄漏距離， cm/kV。 “ 絕緣子串在工作電壓下不發(fā)生污閃 ”在電力系統(tǒng)外絕緣水平中的選擇起著重要的作用。 電壓等級(jí) kV 35 110 220 330 500 絕緣子片數(shù) 2 7 13 19 28 等值附灰密度 mg/cm2 ： 與絕緣子表面單位面積上污穢物中不容于水的惰性物質(zhì)的含量。 污穢等級(jí) 爬電比距（ cm/kV） 線路 發(fā)電廠、變電所 220kV及以下 330kV及以上 220kV及以下 330kV及以上 0 （ ） （ ） － － Ⅰ ～ （ ～ ） ～ （ ～ ） （ ） （ ） Ⅱ ～ （ ～ ） ～ （ ～ ） （ ） （ ） Ⅲ ～ （ ～ ） ～ （ ～ ） （ ） （ ） Ⅳ ～ （ ～ ） ～ (～ ) （ ） （ ） 各污穢等級(jí)下的爬電比距分級(jí)數(shù)值 盤形絕緣子串在雨下的 可能閃絡(luò)路徑 在有污穢的地區(qū)，污閃所造成的損失很大，因它可在工作電壓下發(fā)生，且引起大面積停電。常用的防污措施： ? 增大泄漏距離。 ? 定期或不定期的清掃。 ? 使用憎水性涂料。 ? 改用防污性能好的絕緣子。 防污措施 液體及固體介質(zhì)的電氣特性 電介質(zhì)的電氣特性，主要表現(xiàn)為它們?cè)陔妶鱿碌膶?dǎo)電性能、介電性能和電氣強(qiáng)度。常以下特征參數(shù)來表示： ? 電導(dǎo)率 γ（或絕緣電阻率 ρ） ? 介電常數(shù) ε（或電容 C） ? 介質(zhì)損耗角正切（介質(zhì)損耗因子） tgδ ? 擊穿電場強(qiáng)度 Eb。 （ 1）電介質(zhì)極化 a b 圖 10 極化現(xiàn)象示意圖 (a) 極間為真空； (b) 極間為介質(zhì) dAUQC 000???dAUC r?? 00 ????A — 電極面積（ cm2） d — 電極間距（ cm） 插入介質(zhì)平板電極的電容： 真空平板電極的電容： 定義 為介質(zhì)的 相對(duì)介電常數(shù) 。 r00CC?????表 2 常用電介質(zhì)的 εr值 材料類別 名稱 εr（ 工頻， 20℃ ） 氣體介質(zhì) 空氣（大氣壓） 液體介質(zhì) 弱極性 變壓器油 硅有機(jī)液體 ~ ~ 極性 蓖麻油 強(qiáng)極性 丙酮 酒精 水 22 33 81 固體介質(zhì) 中性或 弱極性 石蠟 聚乙烯 ～ ～ 極性 聚氯乙烯 ～ 4 離子性 云母 電瓷 5～ 7 ～ 一般氣體的介電常數(shù)接近于 1 一般液體和固體的介電常數(shù)2～ 6之間，強(qiáng)極性液體除外 （ 2） 電介質(zhì)的電導(dǎo) 固體介質(zhì)的電導(dǎo)包括兩方面： 體積電導(dǎo)及表面電導(dǎo) ， 后者受濕度 、 染污的影響更大 。 因此在測量固體絕緣結(jié)構(gòu)的絕緣電阻時(shí) ，應(yīng)采取措施將表面電阻屏蔽 。 天氣潮濕時(shí)表面電阻顯著降低 。 溫度對(duì)電導(dǎo)有影響，因而在 測量絕緣電阻時(shí)必須注
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