【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 數(shù)的變化，電網(wǎng)中電磁能量的振蕩會(huì)引起較大的過(guò)電壓。為限 制合閘過(guò)電壓，利用合閘電阻將電網(wǎng)中的部分電能轉(zhuǎn)化為熱能， 從而達(dá)到削弱電磁振蕩和限制過(guò)電壓的目的。 消弧線圈 電抗器 圖 34 配電網(wǎng)單相接地故障示意圖 圖 35 單相接地等值電路 消弧線圈 消弧線圈的脫諧度表征偏離諧振狀態(tài)的程度，可以用來(lái)描述消弧線圈的補(bǔ)償程度 100%clcIIvI???式中， Ic為對(duì)地電容電流， Il為消弧線圈電感電流。 脫諧度數(shù)值的選取應(yīng)適當(dāng)。一方面，脫諧度的減小不僅能減小單相接地弧道中的殘流，還可以降低恢復(fù)電壓的上升速度，可見(jiàn)脫諧度越小越好；另一方面脫諧度的減小需要增加消弧線圈分接頭數(shù)量，增加設(shè)備的復(fù)雜程度，還會(huì)使有載調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)頻繁動(dòng)作，降低設(shè)備運(yùn)行的可靠性。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，脫諧度不大于 5%就能很好地滅弧、維持較理想的殘余電流和恢復(fù)電壓的上升速度。 電抗器 A B E F G H A C D 圖 34 干式空心電抗器結(jié)構(gòu) A上接線臂； B線圈； C絕緣材料； D鋁導(dǎo)線； E下接線臂； F絕緣子； G底座； H撐條 圖 35 干式空心電抗器 絕緣配合的原則 ?絕緣試驗(yàn) 短時(shí)工頻電壓試驗(yàn) 長(zhǎng)時(shí)間工頻電壓試驗(yàn) 操作沖擊試驗(yàn) 雷電沖擊試驗(yàn) ?具體措施 不同電壓等級(jí) ≤220kV ≥330kV 不同系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、地區(qū)及發(fā)展階段 絕緣配合方法 ?確定性法 避雷器的保護(hù)水平 全波基本沖擊絕緣水平 (BIL) 操作基本沖擊絕緣水平 (BSL) 高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合 ?統(tǒng)計(jì)法 ?簡(jiǎn)化統(tǒng)計(jì)法 架空線路絕緣水平的確定 ?自恢復(fù)絕緣： 施加試驗(yàn)電壓而引起破壞性放電后，能完全恢復(fù)其絕緣性能的絕緣。 這類絕緣一般是外絕緣，但未必都是外絕緣。 ?非自恢復(fù)絕緣： 施加試驗(yàn)電壓而引起破壞性放電后，即喪失或不能完全恢復(fù)其絕緣 性能的絕緣。這類絕緣一般是內(nèi)絕緣，但未必都是內(nèi)絕緣。 SF6氣體的基本特性 4. SF6氣體絕緣 SF6的物理特性 (1) 負(fù)電性 SF6分子中， 6個(gè)氟原子圍繞硫原子對(duì)陣排布。原子核外，內(nèi)層和外層的電子數(shù)分別為 2和 7。原子核最外層電子數(shù)超過(guò) 4時(shí)，便有吸附電子的能力。外層電子數(shù)為 7的氟原子在鹵族元素中具有最大的電子親和能 ()，所以具有很強(qiáng)的吸附電子的能力。自由電子被 SF6吸附，阻礙了碰撞電離過(guò)程的發(fā)展。 (2) 導(dǎo)熱性 電弧弧套 (弧心外圍區(qū) )的平均溫度為 1000K~3000K， SF6在 2022K~2500K時(shí)就急劇分解，并從電弧吸收熱能， SF6在 2022K附近的比定壓熱容急劇增長(zhǎng)，出現(xiàn)導(dǎo)熱峰值。而空氣在弧套溫度區(qū)沒(méi)有熱游離過(guò)程。在電弧弧套區(qū)內(nèi)， SF6具有較強(qiáng)的導(dǎo)熱能力和冷卻特性。 熄弧過(guò)程 氣吹從弧區(qū)排除能量 電弧的電能轉(zhuǎn)換成熱能 (3) 熱穩(wěn)定性 純 SF6氣體，熱穩(wěn)定性較高， 500 時(shí)仍不會(huì)分解。 SF6與某些絕緣物 (如硅樹(shù)脂 )接觸時(shí)， 160 ~200 時(shí)就分解。 IEC推薦 SF6的最高使用溫度為 180 CC CC(4) 氣體狀態(tài)參數(shù) 理想氣體的狀態(tài)方程 2333 ( 1 ) ( 1 10 ) 10 ( 1 10 )p T B AAB????????? ? ?? ? ?? ? ? ?p RT??式中， p為氣壓， 為密度， R為氣體常數(shù)， T為絕對(duì)溫度。 ?準(zhǔn)確實(shí)用的 SF6氣體的狀態(tài)方程 (5) 缺陷 酸蝕性、部分分解物有毒 6 4 2S F +C u S F +C uF?4 2 4 2S F +S i O S i F +S O? SF6氣體在電器中的應(yīng)用 GIS GIS－ Gas Insulated Switchgear，將除變壓器以外的其他電氣設(shè)備全部封閉在接地金屬外殼內(nèi)的氣體絕緣變電站。 GIS構(gòu)件：包括斷路器 CB、電流互感器 CT、電壓互感器 VT、避雷器 AR、隔離開(kāi)關(guān) DS、接地開(kāi)關(guān) ES、母線 M等設(shè)備。 圖 41 氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備 (GIS) 圖 42 滅弧室結(jié)構(gòu)圖 斷路器 圖 43 罐式斷路器 圖 44 SF6斷路器 均勻及稍不均勻電場(chǎng)中 SF6的擊穿 SF6氣體介電強(qiáng)度高的原因 負(fù)電性、分子直徑大、極化 SF6的電子電離系數(shù)和附著系數(shù) 空氣 SF6 0e xpxn dx?? ?0e x p ( )xn d x????? 自持放電條件和巴申定律 pdp pd??式中， Eb為擊穿場(chǎng)強(qiáng)， p為氣壓， d為間隙距離。 電極表面狀態(tài)和導(dǎo)電微粒的影響 電極表面有導(dǎo)電微粒時(shí) 圖 45中， U=1kV， d=10mm。場(chǎng)強(qiáng)增大了 20%。 圖 45 電極表面有導(dǎo)電微粒時(shí)的電場(chǎng) 間隙中存在導(dǎo)電微粒時(shí)： (1)導(dǎo)電微粒附在電極表面 (2)導(dǎo)電微粒帶有懸浮電位 圖 46中， U=1kV， d=10mm。場(chǎng)強(qiáng)增大了 210%。 圖 46 空間有帶導(dǎo)電微粒時(shí)的電場(chǎng) 措施 ?表面粗糙度要求 帶電體表面 ≤ 地電位殼體內(nèi)表面 ≤50μm ?砂磨后的電極表面用百潔布拋光 ?凈化效應(yīng) SF6擊穿電壓的概率分布和面積效應(yīng) 概率分布 貢貝爾分布 面積效應(yīng) 稍不均勻電場(chǎng)中 SF6的擊穿 同軸圓柱 ln ( / )UEr R r?式中， R、 r分別為外徑和內(nèi)徑。 同心球 ()RUEr R r? ?式中， R、 r分別為外徑和內(nèi)徑。 極性效應(yīng) 圖 47 鐵心罩殼 SF6氣體間隙絕緣的工程計(jì)算 絕緣利用系數(shù) m a x1 avEfE? ??式中， f為不均勻系數(shù)。 擊穿電壓 電極曲率系數(shù) 電極表面粗糙度系數(shù) 極不均勻電場(chǎng)中 SF6氣體的擊穿 極不均勻電場(chǎng) 極不均勻電場(chǎng)與稍不均勻電場(chǎng)的區(qū)分 通過(guò)基本概念區(qū)分－不均勻系數(shù) 通過(guò)物理現(xiàn)象區(qū)分－局部放電 極不均勻電場(chǎng)中 SF6的擊穿 擊穿電壓較低的原因： (1)電暈放電起始電壓較低 (2)電極周圍不易形成均勻空間電荷層 SF6氣體的沖擊擊穿特性 放電時(shí)延 伏秒特性 沖擊系數(shù) SF6氣體中沿固體介質(zhì)表面的放電 固體－氣體介質(zhì)分界面傾角對(duì)閃絡(luò)電壓的影響 在不同介質(zhì)交界面上，滿足： 12n ( E E ) 0? ? ?12n ( D D ) ?? ? ?式中， n為交界面的法向單位矢量； E E2為電場(chǎng)強(qiáng)度； D D2為電位移； ? 為交界面上的面電荷密度。 在 ? = 0時(shí)，有： 12ttEE?1 1 2 2nnEE???式中， E1t、 E2t為場(chǎng)強(qiáng)的切向分量； E1n、 E2n為場(chǎng)強(qiáng)的法向分量。 221 1 12212 1 12()tntnE E EE E E??????1 2 1 21 2 1 21 2 1 2EEEEEE??????? ? ?? ? ?? ? ?可見(jiàn) 固體介質(zhì)表面粗糙度和表面狀態(tài)對(duì)閃絡(luò)電壓的影響 表面粗糙度 : 用于描述固體介質(zhì)表面的光滑程度，數(shù)值有 、 、 。 維持表面狀況良好的措施 : 防止表面臟污、受潮 選用耐腐蝕性強(qiáng)的材料 清潔，密封 SF6沿面絕緣的工程計(jì)算 閃絡(luò)電壓 閃絡(luò)場(chǎng)強(qiáng) 含 SF6的混合氣體 為什么要將 SF6氣體與其他氣體混合？ 液體、固體電介質(zhì)的極化、電導(dǎo)與損耗 電介質(zhì)的極性和分類 偶極子 偶極矩 離子鍵 共價(jià)鍵 極性分子：具有極性共價(jià)鍵且結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的分子 非極性分子：具有非極性共價(jià)鍵的分子或具有極性共價(jià)鍵且結(jié)構(gòu)對(duì)稱的分子 極性電介質(zhì) 非極性電介質(zhì) 5. 液體和固體電介質(zhì)的電氣性能 看看自己是否完全做到了以下 4條？ ? 沒(méi)有預(yù)習(xí)課程內(nèi)容 ? 沒(méi)有復(fù)習(xí)課程內(nèi)容 ? 沒(méi)有集中注意力上課 ? 上課打開(kāi)教材，下課合上，直到下節(jié)課再重復(fù)該過(guò)程 原因和解釋 1. 講得不好 2. 為什么要學(xué) 3. 沒(méi)有時(shí)間學(xué)習(xí) 4. 晚飯?jiān)谀睦? 5. 晚上還有個(gè)約會(huì) 6. 電視劇的劇情如何發(fā)展 7. 教室太冷 8. 。 電介質(zhì)的極化 相對(duì)介電常數(shù) 極化率 洛侖茲電場(chǎng)