【正文】 畸變電場的作用 細線效應：在持續(xù)作用電壓下，線徑很小的導線周圍產(chǎn)生比較 均勻的電暈層，改善了電場分布，從而能提高擊穿 電壓。 3. 極不均勻電場中采用屏障 屏障：在極不均勻電場中，放入薄片狀固體絕緣材料，能提高擊穿電壓，這些薄片狀固體絕緣材料稱作屏障。 4. 高氣壓氣體 均勻電場中的擊穿電壓 高氣壓下，擊穿電壓和電極的表面狀態(tài)、電極的材料都有關系。 老煉效應： 多次擊穿能燒去電極上的毛刺和塵埃等雜物，從而改善電場分布，提高擊穿電壓。 不均勻電場中的擊穿電壓 高氣壓下的措施 改善電場分布、過濾水分 5 高電氣強度氣體 相對電氣強度： 在壓力和距離相同的條件下，氣體的電氣強度和空氣的電氣強度之比。 鹵化物氣體電氣強度高的原因： 負電性、分子量和分子直徑大、極化 對高電氣強度的要求： 液化溫度低、化學穩(wěn)定性好、價格便宜 6 高真空 真空斷路器 真空接觸器 圖 13 真空滅弧室 表 14 不同絕緣介質斷路器的比例 電壓 /kV SF6斷路器 /% 真空斷路器 /% 12 72 90 10 126 98 2 252 363 100 550 100 絕緣子的性能要求和材料 絕緣子的分類 絕緣子 : 將不同電位的導體在機械上相互聯(lián)接，而在電氣上相互絕緣。 分 類：絕緣子 瓷 套 套 管 2. 氣體中的沿面放電和高壓絕緣子 圖 21 絕緣子和瓷套 性能要求 電氣性能 閃絡電壓 干閃絡電壓 濕閃絡電壓 人造雨水－體積電阻率、細小均勻、降雨量、角度 污穢閃絡電壓 機械性能 拉伸負荷 彎曲負荷 扭轉負荷 強度理論 復合材料 (1)最大應力理論，認為材料主向上的應力必須小于各自方向上的強度 (2)最大應變理論，認為材料主向上的應變必須小于各自方向上的強度 (3)TsaiHill理論，該理論只有一個判別式，而不象前兩個理論中有幾個判別式 (4)Hoffman破壞理論，考慮了材料在同一方向的拉伸強度和壓縮強度一般不同的特性 (5)TsaiWu張量理論，該理論提出了以二階張量多項式作為破壞準則的計算方法 各向同性材料 (1)最大拉應力理論，認為最大拉應力是引起材料脆性斷裂的主要原因 (2)最大伸長線應變理論，認為最大伸長線應變是引起材料斷裂破壞的主要原因 (3)最大剪應力理論，認為最大剪應力是引起材料塑性破壞的主要原因 (4)形狀改變比能理論，該理論認為形狀改變比能是引起材料塑性破壞的主要原因 熱性能 熱應力 絕緣子的構成 絕緣件－瓷、玻璃、環(huán)氧玻璃纖維、硅橡膠 金屬附件 膠合劑 支柱絕緣子 支柱絕緣子 戶外支柱絕緣子 傘裙的作用 均壓環(huán) 戶內(nèi)支柱絕緣子 外膠裝 內(nèi)膠裝 內(nèi)外聯(lián)合膠裝 圖 22 沿絕緣子高度方向的電壓分布 從圖 22可以看出，電壓沿絕緣子的高度是不均勻分布的，在頂端20%的范圍內(nèi)，承擔了 60%的電壓。 電壓 高度 支柱絕緣子的計算 干閃距離 設計原則： 根據(jù)干閃絡電壓初定絕緣件高度，根據(jù)濕閃絡電壓確定傘數(shù)、 傘形、絕緣高度。 干閃絡電壓 干閃絡電壓的經(jīng)驗公式 濕閃絡電壓 傘寬與傘距之比 絕緣子傘數(shù) 工頻濕閃絡電壓 (有效值 )的計算公式 機械強度 套管 套管 分類：單一絕緣套管 復合絕緣套管 電容式套管 氣體中沿固體介質表面的放電 沿面放電 閃絡 均勻電場中沿面放電 場強不變 閃絡電壓低的原因： 氣隙 介質表面吸附水分 極不均勻電場、強垂直分量時的沿面放電 圖 23 沿套管表面的場強矢量 法蘭 電極 放電過程： 電暈放電、輝光放電、滑閃放電、火花放電、電弧放電 放電機理： 熱電離 比電容 0 on rCCd??式中， onC 為常數(shù)； r? 為相對介電常數(shù)； d為介質厚度。 沿面放電起始電壓 000 sEUC???式中， E0法蘭處的場強； C0比電容； 角頻率； ? 表面電阻率。 s?提高放電起始電壓的方法有： 減小比電容、減小表面電阻率。 滑閃放電起始電壓 (有效值 )的經(jīng)驗公式 滑閃放電火花長度的經(jīng)驗公式 閃絡電壓 (峰值 ) 直流電壓下沒有明顯的滑閃放電現(xiàn)象 極不均勻電場、弱垂直分量時的沿面放電 無滑閃放電 線路絕緣子 分類： 懸式絕緣子 瓷橫擔絕緣子 復合絕緣子 構成： 環(huán)氧樹脂玻璃纖維、硅橡膠 特點： 機械負荷由環(huán)氧玻璃纖維承受，硅橡膠提供爬電距離 硅橡膠優(yōu)點： 憎水性、耐高低溫、耐日光紫外線輻射、耐霉菌 復合絕緣子的特點： 具有憎水性，不易污閃或濕閃 抗紫外線、抗老化 力學性能優(yōu)能，抗拉、抗彎、抗扭 重量輕 圖 24 復合瓷套 應用范圍： SF6斷路器 SF6互感器 穿墻套管 GIS進出線套管 支柱絕緣子 介質表面臟污時的沿面放電和污穢地區(qū)絕緣 介質表面臟污時的沿面放電 污閃 － 戶外絕緣子表面積聚的污穢在雨、霧、霜、露等氣象條件下，污穢物的表面電導和泄漏電流劇增，使絕緣子的閃絡電壓顯著降低，最終造成閃絡。 機理 － 臟污表面氣體電離和局部電弧發(fā)展、熄滅、重烯、再發(fā)展。 污閃的過程 － 輝光放電、局部電弧、表面閃絡 影響臟污表面沿面放電的因素 污穢物性質與污染程度 鹽、酸、堿 污染程度的判據(jù)： 污層等值附鹽密度 濕潤污層的表面電導率 泄漏電流脈沖 污穢等級的劃分 爬電比距 大氣濕度 相對濕度超過 50%時，閃絡電壓迅速下降。 爬電距離 絕緣子直徑 絕緣子的人工污穢閃絡試驗方法 潔霧試驗 濕污試驗 鹽霧試驗 大氣條件和海拔高度對外絕緣放電電壓的影響 外絕緣： 空氣間隙及電力設備固體絕緣的外露表面。它承受電壓并受大氣、污穢、潮濕、動物等外界條件的影響。 內(nèi)絕緣： 電力設備內(nèi)部絕緣的固體、液體或氣體部分。它基本上不受大氣、污穢 、潮濕、動物等外界條件的影響。 大氣校正因數(shù) 破壞性放電電壓： 又稱作介質擊穿電壓，即使介質發(fā)生破壞性放電的電壓值，按 試驗的不同類型可以用峰值，有效值或平均值來表示。 絕緣配合 綜合考慮系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的各種過電壓、保護裝置特性及設備的絕緣特 性，確定設備的絕緣水平及其使用，從而使設備絕緣故障率或停電事故 率降低到經(jīng)濟上和運行上可以接受的水平。 最高運行電壓 3. 絕緣配合 過電壓 過電壓 雷電過電壓 直擊雷過電壓 雷電感應過電壓 diLdt內(nèi)過電壓 操作過電壓 操作過電壓倍數(shù) 操作過電壓種類 空載線路合閘與重合閘 感性電路合閘時的過電流 電流沖擊系數(shù)為 切除容性電路 切除感性電路 弧光接地過電壓 圖 31 感性等效電路 電路方程為： 2 s in ( )N diU t L iRdt??? ? ?式中， UN為端電壓； 為電壓的相位角。 ?可得： 2 c os ( ) c osR tLNi I t e? ? ????? ? ? ?????圖 32 電流 () 圖 33 電流 () 暫時過電壓 類型 過電壓防護 基本原理 措施 避雷器 接地裝置 斷路器并聯(lián)電阻 363kV及以上電壓等級的電網(wǎng)，在合空載長線時，由于系統(tǒng)參