【文章內(nèi)容簡介】 變脆、起層等，電氣性能逐漸降低，如電導(dǎo)變大、損耗增加和絕緣強(qiáng)度下降。這種現(xiàn)象稱為電介質(zhì)的老化。 一、 什么是電介質(zhì)的老化 二、 電介質(zhì)老化的形式 1. 電老化（局部放電老化、電導(dǎo)性老化、電解性質(zhì)老化） 2. 熱老化 3. 受潮老化 1 電老化 局部放電老化： 由介質(zhì)內(nèi)部局部放電產(chǎn)生。 ? (1)帶電粒子撞擊氣泡 (或氣隙 )表面的介質(zhì)，特別是對(duì)有機(jī)絕緣物，能使主鏈斷裂，高分子解聚或部分變?yōu)榈头肿?，介質(zhì)的物理性能變差； ? (2)局部溫度升高，氣泡膨脹，使介質(zhì)開裂、分層、變酥、高溫同時(shí)能使材料產(chǎn)生化學(xué)分解，使該部分電導(dǎo)和損耗變大。 ? (3)局部放電產(chǎn)生的 O3和 NO2等氣體對(duì)有機(jī)物產(chǎn)生氧化侵蝕，使介質(zhì)逐漸劣化。特別是介質(zhì)受潮后， NO2還可能與潮氣結(jié)合生成亞硝酸或硝酸，對(duì)介質(zhì)及金屬電極都產(chǎn)生腐蝕。 ? (4)電場的局部畸變改變了介質(zhì)的原有電場分布，使局部介質(zhì)承受過高的場強(qiáng)。 電導(dǎo)性老化： ? 在交流電壓作用下，在某些高分子有機(jī)合成的固體介質(zhì)中，存在另外一種性質(zhì)的老化，是由液態(tài)的導(dǎo)電物質(zhì)所引起的。如果在兩電極的絕緣層中或在固體介質(zhì)與電極的交界面處存在某些液態(tài)的導(dǎo)電物質(zhì)，如水或某些電解質(zhì)溶液，當(dāng)該處電場強(qiáng)度超過某一臨界值時(shí)，這些溶液便會(huì)在電場力的作用下沿著電場的方向逐漸深入到絕緣層中去，形成近似樹狀的導(dǎo)電泄痕，稱為“水樹枝”，最終導(dǎo)致絕緣層的擊穿。 電解性老化 : ? 由于介質(zhì)內(nèi)部進(jìn)行著電化學(xué)過程，介質(zhì)也會(huì)逐漸老化，最終導(dǎo)致?lián)舸?。介質(zhì)中往往存在某些金屬和非金屬離子。荷正電的金屬離子到達(dá)陰極被中和電量后，形成金屬原子沉積在陰極表面，逐漸形成從陰極向陽極延伸的金屬性導(dǎo)電通道。這個(gè)過程對(duì)電介質(zhì)層很薄的電容器絕緣危害尤大。介質(zhì)中的非金屬性離子如 H+、 O―2 、Cl－ 等遷移到電極被中和電量后，形成活性極高的該類物質(zhì)原子。它們或是再與介質(zhì)分子起化學(xué)反應(yīng)，形成新的有害化合物，使介質(zhì)受到破壞；或是與金屬電極起化學(xué)反應(yīng)，形成對(duì)金屬電極的腐蝕；或是以分子的形式存在，形成小氣泡。 2 熱老化 ? 電介質(zhì)長期工作在較高溫度下，由于受熱使固體介質(zhì)變硬，失去彈性，變脆，發(fā)生龜裂，機(jī)械強(qiáng)度降低，受震動(dòng)時(shí)易剝落、磨損，甚至變成粉狀；也有些固體介質(zhì)變軟、發(fā)粘、喪失機(jī)械強(qiáng)度；變壓器油的酸價(jià)上升，顏色加重等使電氣性能逐漸劣化，稱為電介質(zhì)的熱老化。 3 受潮老化 ?介質(zhì)受潮將導(dǎo)致其電導(dǎo)和損耗增大，因而會(huì)使絕緣材料進(jìn)一步發(fā)熱，導(dǎo)致熱老化速度加快。此外，水分的存在使化學(xué)反應(yīng)更加活躍，產(chǎn)生氣體，形成氣泡，引起局部放電。 第三章 雷電放電及防雷設(shè)備 ? 雷電放電過程 ? 避雷針和避雷線 ? 避雷器 ? 接地裝臵 ? 架空線路的防雷措施 第一節(jié) 雷電放電過程 ? 雷電放電就其物理本質(zhì)而言，屬于一種特長氣隙的火花放電。雷電放電的一些不同之處皆由于雷電放電的兩極 (一極為云層，另一極為電阻率相當(dāng)大的土地，且其表面有大量凸出的物體 )并非金屬電極所致。 ? 雷電放電的過程：電導(dǎo)放電、主放電、余光放電 第二節(jié) 避雷針及避雷線 一、 避雷針的作用原理 ?由金屬制成 ， 高于被保護(hù)的物體 ， 具有良好接地的裝臵 ， 其作用是吸引雷電擊向自身 ， 并將雷電流迅速泄入大地 ， 減低雷擊點(diǎn)的過電壓 ， 從而使避雷針 （ 線 ）附近比它低的物體得到保護(hù) 。 二 避雷針的保護(hù)范圍 單支避雷針： h —— 避雷針高度 ,m P —— 高度影響系數(shù) —— 被保護(hù)物高度 ,m 圖 46 單支避雷針的保護(hù)范圍 三、避雷線及其保護(hù)范圍的確定 ? 避雷線又稱架空地線，其作用原理與避雷針相同。主要用于輸電線路的保護(hù)，也可用來保護(hù)發(fā)電廠和變電所。 ? 避雷線保護(hù)范圍的長度與其本身的長度相同，但兩端各有一個(gè)受到保護(hù)的半個(gè)圓錐體空間。 ? 避雷線保護(hù)范圍的計(jì)算與避雷針基本相同。單根避雷線的保護(hù)范圍如圖所示： 第三節(jié) 避雷器 ? 一 、 避雷器的保護(hù)原理 ? 二 、 對(duì)避雷器的基本要求 ? 三 、 保護(hù)間隙 ? 四 、 管形避雷器 ? 五 、 閥形避雷器 一、避雷器的保護(hù)原理 ? 避雷器實(shí)質(zhì)上是一種放電器，并聯(lián)連接在被保護(hù)設(shè)備附近。避雷器的擊穿電壓要比被保護(hù)設(shè)備的低，當(dāng)過電壓波沿線路入侵并超過避雷器的放電電壓時(shí)，避雷器首先放電把入侵波導(dǎo)入大地，限制了作用于設(shè)備上的過電壓數(shù)值，從而保護(hù)了設(shè)備絕緣免遭擊穿破壞。 圖 414 避雷器保護(hù)作用原理示意圖 1－避雷器； 2－被保護(hù)設(shè)備 二、對(duì)避雷器的基本要求 ?(1) 具有較強(qiáng)的絕緣自恢復(fù)能力 ?(2)具有平直的伏秒特性曲線 ?(3)具有一定通流容量，且其殘壓應(yīng)低于被保護(hù)物的沖擊耐壓。 三、保護(hù)間隙 ? 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單；造價(jià)低。 ? 缺點(diǎn)：放電分散性大；伏秒特性曲線較陡；滅弧能力差。 ? 常與自動(dòng)重合閘裝臵配合使用。 圖 416 角形保護(hù)間隙 1－主間隙； 2－輔助間隙； 3－絕緣子； 4－電弧 四、管形避雷器 ? 缺點(diǎn)：放電分散性大；伏秒特性曲線較陡；動(dòng)作后會(huì)產(chǎn)生截波。 ? 優(yōu)點(diǎn)：滅弧能力較保護(hù)間隙強(qiáng)。 ? 熄弧能力與工頻續(xù)流大小有關(guān)。 ? 只用于輸電線路個(gè)別地段的保護(hù)。 圖 417 管型避雷器 1－產(chǎn)氣管； 2－棒形電極； 3－環(huán)形電極； S1－內(nèi)間隙； S2－外間隙； 五、閥形避雷器 ? 由火花間隙和 非線性電阻 組成。 ? 優(yōu)點(diǎn)：伏秒特性曲線較平，放電分散性較小，能與被保護(hù)設(shè)備很好的配合；熄弧能力強(qiáng)。 圖 418 閥型避雷器原理示意圖 1－間隙； 2－閥片電阻 第四節(jié) 接地裝置 ? 一、接地和接地電阻 ? 二、保護(hù)接地 ? 三、工作接地 ? 四、防雷接地 一接地和接地電阻 ? 接地定義：將地面上的金屬物體或電氣回路的某一節(jié)點(diǎn)通過導(dǎo)體與大地相連，使該物體或節(jié)點(diǎn)與大地保持等電位。 ? 接地的類型：保護(hù)，工作，防雷。 ? 接地電阻：把接地點(diǎn)處的電位 UM與接地電流 I的比值定義為接地電阻 R 圖 430 接地裝置原理圖 UM－接地點(diǎn)電位； I－接地電流； Uj－接觸電壓； Uk－跨步電壓 二保護(hù)接地 ? 所謂保護(hù)接地，就是將電氣設(shè)備在故障情況下可能出現(xiàn)危險(xiǎn)對(duì)地電壓的金屬部分（如外殼等）用導(dǎo)線與大地做電氣連接。 三工作接地 ? 工作接地是根據(jù)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行方式的需要而采取的接地方式。 四防雷接地 ? 防雷接地是針對(duì)防雷保護(hù)的要求而設(shè)置的，目的是減小雷電流通過接地裝置時(shí)的電位升高。 ? 輸電線路的防雷接地 ? 發(fā)電廠和變電所的防雷接地 第五節(jié) 輸電線路的防雷措施 一 、 防雷要求： 主要應(yīng)從線路的重要程度 、 系統(tǒng)的運(yùn)行方式 ， 輸電線路經(jīng)過地區(qū)雷電活動(dòng)的強(qiáng)弱 、 地形地貌的特點(diǎn) 、土壤電阻率等條件 ， 結(jié)合當(dāng)?shù)卦芯€路的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn) ， 根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較的結(jié)果 ，因地制宜 ， 全面考慮 。 二、防雷措施： ① 架設(shè)避雷線 ② 架設(shè)耦合地線 ③ 降低桿塔的沖擊接地電阻 ④ 采用不平衡絕緣方式 ⑤ 采用中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng) ⑥ 加強(qiáng)線路絕緣 ⑦ 裝設(shè)自動(dòng)重合閘 ⑧ 裝設(shè)管型避雷器 第五章 發(fā)電廠和變電所的防雷保護(hù) ? ? ? ? 第一節(jié)發(fā)電廠和變電所的直擊雷保護(hù) 發(fā)電廠和變電所裝設(shè)避雷針的原則 ? 發(fā)電廠和變電所所有被保護(hù)設(shè)備都應(yīng)處于避雷針（線）的保護(hù)范圍之內(nèi)。 ? 避雷針與電氣設(shè)備之間應(yīng)保持足夠的安全距離。 ? 對(duì)于 35kV(60kV)及以下的變電所，必須裝設(shè)獨(dú)立的避雷針，并應(yīng)與電氣設(shè)備之間保持足夠的距離，以免發(fā)生反擊。 第二節(jié) 發(fā)電廠和變電所對(duì)侵入波的防護(hù) 一． 對(duì)侵入波防護(hù)的要求 二． 未沿全線架設(shè)避雷線的 35～ 110kV變電所的進(jìn)線段保護(hù)接線 三． 沿全線架設(shè)避雷線的變電所的進(jìn)線段保護(hù)接線 四． 35kV小容量變電所的進(jìn)線段保護(hù)接線 五． 高土壤電阻率地區(qū)變電所的進(jìn)線段保護(hù)接線 0?l一、對(duì)侵入波防護(hù)的要求 ? 對(duì)于 35及以上無避雷線的架空輸電線路，對(duì)靠近變電所的一段進(jìn)線必須加強(qiáng)防雷保護(hù)。 ? 發(fā)電廠和變電所對(duì)侵入波防護(hù)的主要措施是在其進(jìn)線（或母線上）裝設(shè)閥型避雷器。 ? 進(jìn)線段保護(hù) 的作用：一方面進(jìn)入變電所的雷電過電壓波將來自進(jìn)線段以外的線路，利用進(jìn)線段導(dǎo)線的波阻抗可限制流過避雷器的雷電流幅值；另一方面侵入波流過進(jìn)線段時(shí)，導(dǎo)線上沖擊電暈可使沿導(dǎo)線的侵入波陡度降低。 一、 未沿全線架設(shè)避雷線的 35～110kV變電所的進(jìn)線段保護(hù)接線 ? 進(jìn)線段保護(hù)的作用 : ? 1) 制流過 BLQ動(dòng)作電流小于 5kA ? 2) 限制侵入波陡度 a5kV/us ? 要求 : ? 1) 進(jìn)線段內(nèi)不能發(fā)生繞擊 ,保護(hù)角 ? 2) 絕緣子串不發(fā)生閃絡(luò) 。 無避雷線線路的 35～ 110kV變電所進(jìn)線段保護(hù)接線 各元件的作用： GB1是對(duì)木橫擔(dān) ,瓷橫擔(dān)線路用以限制強(qiáng)雷進(jìn)入變電所； GB2為保護(hù)進(jìn)線側(cè) DL或 G免受雷害的管型避雷器； FZ為變電所侵入波主保護(hù)避雷器，沖放電壓低于 GB2的沖放電壓； BLX:限制侵入波的幅值和陡度。 二、 沿全線架設(shè)避雷線的變電所的進(jìn)線段保護(hù)接線 ? 對(duì)于沿全線已架設(shè)避雷線的線路，也將變電所附近的 2km長的一段列為進(jìn)線保護(hù)段，接線如圖 612所示。對(duì)這一進(jìn)線應(yīng)加強(qiáng)防雷保護(hù)，如采用減小避雷器的保護(hù)角及桿塔接