【文章內(nèi)容簡介】 數(shù)的變化，電網(wǎng)中電磁能量的振蕩會引起較大的過電壓。為限 制合閘過電壓，利用合閘電阻將電網(wǎng)中的部分電能轉(zhuǎn)化為熱能， 從而達到削弱電磁振蕩和限制過電壓的目的。 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，可以用來描述消弧線圈的補償程度 100%clcIIvI???式中， Ic為對地電容電流， 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，還會使有載調(diào)節(jié)開關(guān)頻繁動作，降低設(shè)備運行的可靠性。運行經(jīng)驗表明，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 短時工頻電壓試驗 長時間工頻電壓試驗 操作沖擊試驗 雷電沖擊試驗 ?具體措施 不同電壓等級 ≤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)計法 ?簡化統(tǒng)計法 架空線路絕緣水平的確定 ?自恢復(fù)絕緣： 施加試驗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) 負電性 SF6分子中， 6個氟原子圍繞硫原子對陣排布。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 4時，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 ()，所以具有很強的吸附電子的能力。自由電子被 SF6吸附，阻礙了碰撞電離過程的發(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，出現(xiàn)導(dǎo)熱峰值。而空氣在弧套溫度區(qū)沒有熱游離過程。在電弧弧套區(qū)內(nèi)， SF6具有較強的導(dǎo)熱能力和冷卻特性。 熄弧過程 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 時仍不會分解。 SF6與某些絕緣物 (如硅樹脂 )接觸時， 160 ~200 時就分解。 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為絕對溫度。 ?準確實用的 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、隔離開關(guān) DS、接地開關(guān) ES、母線 M等設(shè)備。 圖 41 氣體絕緣金屬封閉開關(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中 SF6的擊穿 SF6氣體介電強度高的原因 負電性、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為擊穿場強， 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 圖 45中， U=1kV， d=10mm。場強增大了 20%。 圖 45 電極表面有導(dǎo)電微粒時的電場 間隙中存在導(dǎo)電微粒時： (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。場強增大了 210%。 圖 46 空間有帶導(dǎo)電微粒時的電場 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) 極不均勻電場中 SF6氣體的擊穿 極不均勻電場 極不均勻電場與稍不均勻電場的區(qū)分 通過基本概念區(qū)分－不均勻系數(shù) 通過物理現(xiàn)象區(qū)分－局部放電 極不均勻電場中 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為電場強度； D D2為電位移； ? 為交界面上的面電荷密度。 在 ? = 0時，有： 12ttEE?1 1 2 2nnEE???式中， E1t、 E2t為場強的切向分量； E1n、 E2n為場強的法向分量。 221 1 12212 1 12()tntnE E EE E E??????1 2 1 21 2 1 21 2 1 2EEEEEE??????? ? ?? ? ?? ? ?可見 固體介質(zhì)表面粗糙度和表面狀態(tài)對閃絡(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 選用耐腐蝕性強的材料 清潔，密封 SF6沿面絕緣的工程計算 閃絡(luò)電壓 閃絡(luò)場強 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 共價鍵 極性分子：具有極性共價鍵且結(jié)構(gòu)不對稱的分子 非極性分子：具有非極性共價鍵的分子或具有極性共價鍵且結(jié)構(gòu)對稱的分子 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？ ? 沒有預(yù)習(xí)課程內(nèi)容 ? 沒有復(fù)習(xí)課程內(nèi)容 ? 沒有集中注意力上課 ? 上課打開教材，下課合上，直到下節(jié)課再重復(fù)該過程 原因和解釋 1. 講得不好 2. 為什么要學(xué) 3. 沒有時間學(xué)習(xí) 4. 晚飯在哪里 5. 晚上還有個約會 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 相對介電常數(shù) 極化率 洛侖茲電場