【正文】 點電荷產(chǎn)生的電場 2014 πqErr?? 偶極子產(chǎn)生的電場 2 2 3 / 2014 π ( / 4)qlErl?? ?表 51 極化的類型 極化的類型 特點 電子式極化 形成極化所需的時間極短；無損耗 離子式極化 形成極化所需的時間很短；幾乎無損耗 偶極子極化 形成極化所需的時間較長；有損耗 夾層介質(zhì)界面極化 過程緩慢；有損耗 空間電荷極化 過程緩慢；有損耗 極化的類型 討論電介質(zhì)極化的意義 絕緣材料的選用 絕緣材料的配合 介質(zhì)損耗 試驗判斷 電介質(zhì)的電導(dǎo) 固體電介質(zhì) 吸收電流 泄漏電流 體積電阻：反映固體介質(zhì)內(nèi)部的絕緣 表面電阻：反映固體介質(zhì)表面的絕緣 固體電介質(zhì)的電導(dǎo) 體積電導(dǎo) 帶電粒子的來源 帶電粒子的產(chǎn)生原因 表面電導(dǎo) 帶電粒子的來源 液體電介質(zhì)的電導(dǎo) 低電場電導(dǎo)區(qū) 帶電粒子的來源 高電場電導(dǎo)區(qū) 帶電粒子的來源 分析電介質(zhì)電導(dǎo)的意義 絕緣試驗 絕緣材料的配合使用 電介質(zhì)的能量損耗 介質(zhì)損耗：電導(dǎo)損耗和極化損耗 介質(zhì)等效電路 介質(zhì)損耗角正切 并聯(lián)等值電路 串聯(lián)等值電路 液體電介質(zhì)損耗 中性或弱極性介質(zhì)損耗 極性介質(zhì)損耗 固體電介質(zhì)損耗 分子式結(jié)構(gòu)介質(zhì)的損耗 離子式結(jié)構(gòu)介質(zhì)的損耗 不均勻結(jié)構(gòu)介質(zhì)的損耗 分析介質(zhì)損耗的意義 絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計 絕緣預(yù)防性試驗 液體電介質(zhì)的擊穿 擊穿理論 電擊穿理論 電子碰撞 氣泡擊穿理論 氣泡放電 工程液體介質(zhì)的擊穿 雜質(zhì)小橋 氣體小橋 擊穿 擊穿電壓 棒 棒結(jié)構(gòu) 棒 板結(jié)構(gòu) 球 板結(jié)構(gòu) 影響因素及措施 影響因素 雜質(zhì) 溫度 電壓作用時間 電場均勻程度 壓力 防范措施：過濾、防潮、祛氣、油固介質(zhì)組合、防塵 圖 51 濾油機 油中沿面放電 弱垂直分量電場 強垂直分量電場 滑閃放電 固體電介質(zhì)的擊穿 擊穿理論 電擊穿理論 碰撞電離 熱擊穿理論 TP dt K A dt c m d??? ? ? ? ? ? ? ?式中， P為電介質(zhì)損耗功率； KT為綜合散熱系數(shù)； A為散熱面積； c為比熱；m為質(zhì)量； 為溫升。 ?能量平衡方程 電化學(xué)擊穿理論 長時間擊穿電壓 局部放電： 發(fā)生在電極之間，但并未貫通的放電。這種放電可以 在導(dǎo)體附近發(fā)生，也可以不在導(dǎo)體附近發(fā)生。 局部放電引起介質(zhì)劣化－損傷的途徑 撞擊 熱 氧化 局部放電 脈沖特性 真實放電量 從放電氣隙的角度分析 視在放電量 從電源的角度分析 放電能量 放電重復(fù)率 測量局部放電的意義： 局部放電水平是反映電力設(shè)備絕緣狀態(tài)的一個重要參數(shù)，對電力設(shè)備絕緣狀態(tài)進行在線監(jiān)測是對其進行維修的基礎(chǔ)。以變壓器為例，局部放電特性是衡量電力變壓器絕緣系統(tǒng)質(zhì)量的重要指標(biāo)， 110kV以上的電力變壓器，在出廠試驗中每臺都要做局部放電試驗。變壓器在安裝后、交接試驗中以及運行中發(fā)現(xiàn)油中含氣量超標(biāo)時，一般也要做局部放電試驗。通過在線監(jiān)測變壓器的局部放電，可以即時反映設(shè)備的絕緣狀態(tài)并采取相應(yīng)的措施，從而提高電網(wǎng)運行的可靠性，有效防止非計劃停電帶來的重大損失。 圖 52 局部放電監(jiān)測系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) 在每相高壓側(cè)高壓套管底座及套管末屏接地線上各裝一寬帶磁芯式電流傳感器，系統(tǒng)通過軟件對該兩路傳感器脈沖信號的極性進行識別，若檢測到兩路信號極性相同則判定為干擾信號；如果極性相反則判定為局放信號。利用預(yù)處理后的高壓側(cè)電壓互感器 (PT)信號觸發(fā)系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，以獲得放電發(fā)生的相位信息。根據(jù)脈沖電流及放電發(fā)生相位的豐富信息，可以得到各種放電譜圖及在選定時期中放電發(fā)展的趨勢圖，為絕緣診斷提供依據(jù)。 樹枝化放電劣化 漏電痕跡 影響因素 電壓作用時間 溫度 電場均勻程度 電壓的種類 累積效應(yīng) 受潮 機械負(fù)荷 電介質(zhì)的其他性能 熱性能 耐熱性 耐熱等級 耐寒性 機械性能 脆性材料 材料受力后沒有明顯的塑性變形而發(fā)生斷裂破壞 塑性材料 應(yīng)力達(dá)到屈服極限時，有明顯的屈服現(xiàn)象，并產(chǎn)生顯著的塑性變形 彈性材料 吸潮性能 化學(xué)性能及抗生物特性 按照用途分類 并聯(lián)電容器 通常需與串聯(lián)電抗器串接，以抑制電容器回路投入時的沖擊電流。 串聯(lián)電容器 6. 電力電容器和電力電纜絕緣 電力電容器 耦合式電容器及電容式電壓互感器 載波通訊 電力線載波是利用電力線作傳輸媒介的載波通信，不需另外架設(shè)通信線路。電力線結(jié)構(gòu)堅固，作為通信媒介使用可靠性很高。電力線載波通信是電力部門特有的一種通信方式，特別適用于以電力系統(tǒng)各發(fā)電廠、變電所和開關(guān)站為對象的電力系統(tǒng)調(diào)度電話、遠(yuǎn)動，及在被保護的電力線路兩端間傳送保護信號的遠(yuǎn)方保護系統(tǒng)。 脈沖電容器 圖 61 全密封集合式并聯(lián)電容器 全密封集合式并聯(lián)電容器： 主要用于工頻 50Hz 或 60Hz，額定電壓 6kV、 10kV 、及35kV的交流電力系統(tǒng)中用來提高功率因數(shù)、改善電網(wǎng)質(zhì)量、降低線路損耗，充分發(fā)揮輸變電設(shè)備效能。 構(gòu)成： 由電容器單元組成的器身、波紋油箱、絕緣冷卻油、出線套管、支持絕緣子、壓力釋放閥及溫度控制器等部件構(gòu)成。 高壓并聯(lián)電容器成套裝置 由集合式并聯(lián)電容器和高壓真空或六氟化硫斷路器、串聯(lián)電抗器、氧化鋅避雷器及放電線圈等設(shè)備組成的高壓并聯(lián)電容器成套裝置，具有裝置結(jié)構(gòu)簡單、體積小、容量大、占地省、安裝使用方便的優(yōu)點，產(chǎn)品為全戶外式，從而大幅度節(jié)省了基建費用，具有良好的經(jīng)濟和社會效益。 比特性 儲能因數(shù) 電容器采用的介質(zhì) 對介質(zhì)的要求： (1)電氣性能 －介電強度高， 大， ??； (2)理化性能－凝固點低、無毒、不燃； (3)工藝性－來源廣泛、處理工藝簡單 液體介質(zhì) 固體介質(zhì) r? tg?組合絕緣 油紙串聯(lián)電路 油 紙 XRXC SC SR( 1 )XXssXSXSACxdACxdCC ACC C d?????? ???? ? ???????? ?? ?()X X XS S SXSSXXStg C Rtg C R tgCCtg R RCC??? ? ????????? ? ???????? ??公式 (79) g s gdinsUEd? ? ???????????? 電力電纜 導(dǎo)電線芯及護層 絕緣材料及結(jié)構(gòu) 紙絕緣電纜 橡皮及塑料電纜 交聯(lián)聚乙烯 1997年，瑞典 ABB公司制造出一種新型干式電力變壓器 —— 電纜繞組變壓器。該類變壓器的新穎之處，在于其絕緣全部由交聯(lián)聚乙烯 (XLPE)組成，即線圈是用同軸電纜絕緣取代傳統(tǒng)的油紙絕緣，而且每層繞組電纜外面的半導(dǎo)電層接地，該半導(dǎo)電層可以有效削弱局部放電 (或電暈 )和提高變壓器的安全性。由于其結(jié)構(gòu)上的固有特點，因此與傳統(tǒng)油浸式變壓器比較有許多特點，也提出了一些亟待解決的問題。 圖 62 電纜繞組變壓器 1風(fēng)扇； 2XLPE電纜組成的線圈； 3連接至變壓器終端的電纜 4密閉盒； 5變壓器終端； 6鐵心 (a) XLPE 半 導(dǎo) 電 層 銅絞導(dǎo)線 (b) 圖 63 電纜線圈 (a) 線圈模型示意； (b) 電纜剖面 電場分布及其改善 電纜接頭盒 套管： 將載流導(dǎo)體穿過與其電位不同的金屬箱殼或墻壁 滑閃放電起始電壓 起始電暈電壓 7. 高壓套管和高壓互感器絕緣 高壓套管 穿墻套管： 主要用于引導(dǎo)高壓載流導(dǎo)線穿過建筑物地板、樓板或屋面，從 而使載流導(dǎo)線對地或墻板絕緣。 圖 71油紙電容式穿墻套管 充油套管 單個油隙