电力系统的绝缘ppt课件

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1、2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录第十七章第十七章 电力系统的绝缘电力系统的绝缘2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电

2、气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录 一、均匀电场气隙的击穿特性 均匀电场击穿所需的时间很短，它在直流、工频和冲击电压作用下的击穿电压根本一样，击穿电压分散性很小，伏秒特性很快就变平。均匀电场空气间隙击穿电

3、压特性可用下面的阅历公式来表示:)(66.655.24kVddUb第一节 均匀电场气隙的击穿特性2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录式中 Ub击

4、穿电压峰值，kV；d 极间间隔，cm；空气相对密度 上式符合巴申定律。由上式可知，随着极间间隔d的增大，击穿场强Eb 稍有下降。相应的平均击穿场强:)/(/66.655.24cmkVddUEbb随着极间隔 d 的增大，击穿场强 Eb 稍有下降，在d=110cm 的范围内，其击穿场强约为 30kv/cm。2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上

5、海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录 稍不均匀电场:与均匀电场类似，与极不均匀电场有很大差别。稍不均匀电场中不能够存在稳定的电晕放电，一旦出现部分放电即导致整个气隙的击穿。它的冲击系数也接近1，即它的冲击击穿电压与工频击穿电压及直流击穿电压根本上是相等的 第二节、稍不均匀电场和极不均匀电场第二节、稍不均匀电场和极不均匀电场2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二

6、节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录 极不均匀电场极不均匀电场:在各种各样的极不均匀电场气隙中，在各种各样的极不均匀电场气隙中，“棒棒棒气隙具有完全的对称性，而棒气隙具有完全的对称性，而“棒棒板气板气隙具有最大的不对称性。其他的极不均匀电场气隙隙具有最大的不对

7、称性。其他的极不均匀电场气隙的击穿情况均处于这两种极端情况的击穿特性之间的击穿情况均处于这两种极端情况的击穿特性之间.不对称的极不均匀电场例如“棒板 气隙在直流电压下的击穿具有明显的极性效应。“棒板 气隙在负极性时的击穿电压大大高于正极性时的击穿电压。2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节

8、2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录 对极不均匀电场长气隙来说，操作冲击电压下 的击穿具有如下特点：1操作冲击电压的波形对气隙的电气强度有很大的影响。2在各种类型的作用电压中，以操作冲击电压下的电气强度为最小。2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国

9、家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录 3极不均匀电场长气隙的操作冲击击穿电压具有显著的“饱和特征。2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课

10、程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录提高气隙的击穿电压有两种途径：一是改善气隙中的电场分布，使之尽量均匀；二是设法消弱或抑制气体介质中的电离过程。详细方法有：一、改良电极外形 电场分布越均匀，气隙的平均击穿场强也就越大。改良电极外形增大电极的曲率半径、消除电极外表的毛刺、尖角等减小气隙中的最大电场强、改善电场分布、提高气隙的击穿电压。第三节 提高气体介质电气强度的方法2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节

11、2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录当导线直径减小到一定程度后，气隙的工频击穿电压反而会随导线直径的减小而提高，出现所谓“细线效应。三、采用屏障 在气隙中放置外形和位置适宜、能妨碍带电粒子运动和调整空间电荷分布的屏障，也是提高气体介质电气强度的一

12、种有效方法。二、利用空间电荷改善电场分布二、利用空间电荷改善电场分布2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录 提高气压会大大减小电子的自在行程长度，

13、减弱和抑制了电离过程，使气体的电气强度得到提高。假设在采用高压的同时再以某些高强度的气体例如SF6 气体来替代空气，能获得更好的效果。五、采用高电气强度气体 在众多气体中，有一些含卤族元素的强电负性气体例如六氟化硫SF6、氟里昂CCl2F2等的电气强度特别高可称为高电器强度气体。四、采用高气压四、采用高气压2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课

14、程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录六、采用高真空六、采用高真空高真空度可以减弱气体的碰撞电离过程从而显著高真空度可以减弱气体的碰撞电离过程从而显著提高气隙的击穿电压。在高真空时，不能用简单提高气隙的击穿电压。在高真空时，不能用简单的气体放电实际来阐明。在极间间隔较小时，高的气体放电实际来阐明。在极间间隔较小时，高真空的击穿与阴极外表的强场发射有关。真空的击穿与阴极外表的强场发射有关。2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程

15、上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录 SF6 的电气强度约为空气的2.5倍，灭弧才干高大空气的100倍以上。在超高压和特高压范畴内，它已完全取代绝缘油和紧缩空气成为独一的断路器灭弧媒质了。在封

16、锁式气体绝缘组合电器GIS和充气管道输电线等安装中，SF6 也被广泛的采用 电场的不均匀程度对SF6 电气强度的影响远比对空气的的大，SF6 的优良性能只需在电场比较均匀的情况下才干得到充分的发扬。第四节 SF6 和气体绝缘设备2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三

17、节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录 电极外表粗糙度Ra 对SF6 气体强度Eb的影响随着任务气压的提高而增大。电极外表粗糙度大时外表突起处的部分电场强度要比气隙的平均电场强度的得多。电极外表还会有其他缺陷，电极外表积越大这类缺陷出现的概率也就越大，SF6 的击穿场强就越低，这一景象称为“面积效应。2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9

18、 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录气体绝缘电气设备气体绝缘电气设备GIS GIS 由断路器、隔分开关、接地刀闸、互感器、避雷器、母线、连线和出线终端等部件组合而成，全部封锁在充SF6 气体的金属外壳中。与传统敞开式配电安装相比，GIS具有以下突出优点。1、大大节省占地面积和空间体积 。2、运转平安可靠。3、有利于环保，使运转人员不受电场和磁场的影响。4、安

19、装任务量小、检修周期长。2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录 气绝缘管道输电线亦可称为气体绝缘电缆(GIC，它与充油电缆相比具有如下优点：1、电

20、容量小。2、损耗小。3、传输容量大。气体绝缘变压器GIT与传统的油浸变压器相比，有以下主要优点：1、GIT是防火防爆型变压器。2、GIT的噪声小于油浸变压器。3、气体介质不会老化，简化了维护任务。2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五

21、节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录一、绝缘子及套管一、绝缘子及套管 高压绝缘子包括高压套管，它们的根本用途高压绝缘子包括高压套管，它们的根本用途是在电力系统或电气设备中将不同电位的导是在电力系统或电气设备中将不同电位的导电体在机械上固定起来。在高压输电线路中，电体在机械上固定起来。在高压输电线路中，绝缘子的投资百分率随电压等级而上升，在绝缘子的投资百分率随电压等级而上升，在132132、275275、400400和和750kV750kV的架空线路中，分别的架空线路中，分别约占输电线路造价的约占输电线路造价的1111、1818、2222和和2

22、4%24%。因。因此，绝缘子及套管在电力系统中占有重要的此，绝缘子及套管在电力系统中占有重要的位置。位置。第五节 绝缘子 及其套管2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节

23、第九节本章目录本章目录悬式绝缘子 2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录绝缘子、瓷套及套管按下述分类：绝缘子、瓷套及套管按下述分类：1 1按外形分

24、类；按外形分类；2 2按任务电压分类，按任务电压分类，3 3按材质分类。按材质分类。2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录套管的分类套管的分类当导

25、体穿过变压器等的箱体以及墙壁、地当导体穿过变压器等的箱体以及墙壁、地板、屋顶等隔板时需求有通道，套管就是板、屋顶等隔板时需求有通道，套管就是使这些导体与隔板绝缘的一种支持安装。使这些导体与隔板绝缘的一种支持安装。套管可分类如下：套管可分类如下：2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二

26、节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录套管充气复合套管充填绝缘混合物套管胶纸电容式套管油纸电容式套管电容式套管充油式套管树脂套管瓷套管单一式套管套管2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第

27、二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录 液体介质和固体介质广泛用作电气设备的内绝缘。运用的最多的液体介质是变压器油以及电容器油和电缆油。用作内绝缘的固体介质常见的有绝缘纸、纸板、云母、塑料等。以及用于制造绝缘子的电瓷、玻璃和硅橡胶等。第六节第六节 液体和固体的介质的电气特性液体和固体的介质的电气特性2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8

28、 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录 一、极化 电介质极化的强弱可用介电常数的大小来表示，它与该电介质分子的极性强弱有关，还受温度外加电场频率等要素的影响。2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第

29、七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录0r r 反映电介质极化的物理量。具有极性分子的电介质称为极性电介质，而由中性分子构成的电介质称为中性电介质。前者是即使没有外电场的作用其分子本身也具有电矩的电介质。介质的相对介电常数 根本的极化方式有电子式极化、离子式极化和偶极子极化等三种，另外还有夹层极化和空间极化等。2004/5上海交通大

30、学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录由不同介电常数和电导率的多种电介质组成的绝缘构造，在加上外电场后各层电压将从开场是按介电常数分布逐渐过度到稳台时按电导率分布。在电

31、压重新分布的过程中，夹层截面上会积聚起一些电荷，使整个介质的等值电容增大，这种极化称为夹层介质面极化，或简称夹层极化。2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目

32、录本章目录二、电导二、电导任何电介质都不同程度地具有一定的导电性，表任何电介质都不同程度地具有一定的导电性，表征电介质导电性能的主要物理量即为电导率征电介质导电性能的主要物理量即为电导率 或或其倒数其倒数电阻率电阻率 。按载流子的不同，电介质的电导可分为离子电导和电子电导两种，前者以离子为载流子，而后者以自在电子为载流子。离子电导又可分为本征固有离子电导和杂质离子电导。在纯真的非极性电介质中，电导率是很小的，亦即电阻率很大；而极性电介质因具有较大的本征离子电导，其电阻率就小得多了 10101014cm。2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一

33、节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录 固体和液体介质的电导率 和温度 T 的关系均可近似的用下式表示TBAe式中A、B为常数，均与介质的特性有关，但固体介质的常数B通常比液体介质B值大得多；T为绝对温度，K 上式阐明，电介质的电导率随温

34、度按指数规律上升。2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录 在直流电压的作用 下，电介质中没有周期性的极化过程，只需外加电压还没到达引起部分放电的数

35、值，介质中的损耗将仅由电导所引起。三、电介质损耗三、电介质损耗 2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录 P=U I cos=U IR=U IC t

36、g=U2 Cp tg 式中 电源角频率；功率因数角；介质损耗角。UUICRIIIRICIRCPRICIUI2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录

37、把电流归并成有功电流和无功电流两部分，即可得如以下图所示的并联等值电路，图中CP代表无功电流IC的等值电容、R代表有功电流IR的等值电阻。UCRIIIRICIRCP并联等值电路并联等值电路2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节

38、6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录 此时电路的功率损耗为tgCURUPP22RCCURUIItgPPCR1/2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8

39、 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录 由相量图可得rCCIIrtgSS/2222coscostgCUCtgCUrIPSSS 上述有损电介质也可用一只理想的无损耗电容CS和一个电阻 r 相串联的等值电路来替代，如下图。UICsrUI UrUcs 串联等值电路串联等值电路2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级

40、精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录两种等值电路中的电容值几乎一样，可以用同一电容 C 来表示。另外串联等值电路中的电阻 r 要比并联等值电路中的电阻 R 小得多。由于介质损耗角值普通都很小，所以 PU2CStg2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004

41、/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录 1、气体介质损耗 气体分子间的间隔很的，相互间的作用力很弱，所以在极化过程中不会引起损耗。不过当气体中的电场强度到达放电起始场强 E0 时，气体中将发生部分放电，这是损耗将急剧增大。所即使外加电压还不高时，气泡中即能够出现很大的电场强度而导致部分放电。四、四、气体、液体和固体介质的损耗气体、液体和固体介质的损耗2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程

42、上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录 中性和弱极性液体介质如变压器油的极化损失很小，起损耗主要有电导引起，因此引起损耗率 P0 单位体积电介质中的功率损耗。2、液体介质损耗、液体介质损耗200

43、4/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录 电工陶瓷简称电瓷既有电导损耗也有极化损耗。常温下电导很小；含有大量玻璃相的普通电瓷的tg较大，而以结晶相为主的超

44、高频电瓷的tg很小。玻璃也具有电导损耗和极化损耗，总的介质损耗与玻璃的成分有关，含金属氧化物的玻璃损耗较大。假设重金属氧化物能使损耗下降一些。3、固体介质的损耗、固体介质的损耗2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第

45、六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录 液体介质的击穿机理有各种实际，主要可分为两大类，即电子碰撞电离实际和气泡击穿实际，前者亦称电击穿实际。一电子碰撞电离实际 当外电场足够强时，在阴极产生的强场发射或因肖特基效应发射的电子将被电场加速而具有足够的动能，在碰撞液体分子是可引起电离，使电子数加倍，构成电子崩。当外加电压增大到一定程度时，电子崩电流回急剧增大，从而导致液体介质的击穿。2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第

46、七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录 纯真液体介质的电击穿实际与气体放电的汤逊实际中 、的作用有些类似。由电击穿实际知：纯真液体的密度添加时，击穿场强会增大；温度升高时液体膨胀击穿场强会下降；由于电子崩的产生和空间电荷层的构成需求一定时间，当电压作用时间很短时，击穿场强将提高，因此液体介质的冲击击穿场强高于共频击穿场强。2004/

47、5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录 在交流电压下，串联介质中的电场分布是与介质的 r 成反比的。由于气泡的r 最小1，其电气强度又比液体介质低得多，所以

48、气泡先发生电离。气泡电离后温度上升、体积膨胀、密度减小，这促使电离近一步开展。电离产生的带电离子撞击油分子，使它又分解出气体，导致气体通道扩展。击穿就能够在此通道中发生。二气泡击穿实际二气泡击穿实际2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第

49、五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录 不论在均匀电场中还是不均匀电场中，随着温度的上升，冲击击穿电压均单调地稍有下降。这也可借助电子碰撞电离实际来加以解释，而水滴等杂质的影响很小，由于在冲击电压作用下来不及构成杂质小桥。2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品

50、课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录 固体介质中存在少量处于导电能级的电子传导电子，它们在强电场作用下加速，并与晶格接点上的原子或离子不断碰撞。当单位时间内传导电子从电场获得的能量大于碰撞时失去的能量，那么在电子的能量到达了能使晶格原子或离子发生电离的程度时，传导电子数将迅速增多，引起电子崩，破坏了固体介质的晶格构造，使电导大增而导致击穿。三 固体介质的击穿2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二

51、节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录 电击穿的主要特征为：击穿电压几乎与周围环境温度无关；除击穿时间很短的情况外，击穿电压与电压作用时间的关系不大；介质发热不显著；电场的均匀程度对击穿电压有显著影响。2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交

52、通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录 热击穿是由于固体介质内热不稳定过程呵斥的。当固体介质长期地接受电压的作用时，会因介质损耗而发热，与此同时也向周围散热，假设周围环境温度低、散热条件好，发热与散热

53、将在一定条件下到达平衡这时固体介质处于热稳定形状介质温度不会不断上升而的导致绝缘的破坏。但是假设发热大于散热，介质温度将不断上升，导致介质分解、熔化、碳化或烧焦，从而发生热击穿。2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节

54、第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录 电化学击穿电压的大小与加电压时间的关系非常亲密，但也因介质种类的不同而异。普通来说，无机绝缘资料耐部分放电的性能较好。2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五

55、节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录 影响固体介质击穿电压的要素很多：一电压的作用时间 假设电压作用时间很短例如 0.1s以下，固体介质的击穿往往是电击穿，击穿电压当然也较高。随着电压作用时间的增长，击穿电压下降，假设在加压后数分钟到数小时才引起击穿，那么热击穿往往起主要作用。2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工

56、程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录 处于均匀电场中的固体介质，其击穿电压往往较高，且随厚度的添加近似地成线性增大；假设在不均匀电场中，介质厚度添加将使电场更不均匀，于是击穿电压不在随厚度的添加而线性上升。当厚度添加到使散热困难到能够引起热击穿时，添加厚度的意义就更小了。二电场均匀程度二电场均匀程度2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3

57、 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录 固体介质在某个温度范围内其击穿性质属于电击穿，这时的击穿场强很高，且与温度几乎无关。超越某个温度将发生热击穿，温度越高热击穿电压越低；假设其周围媒质的温度也高，且散热条件又差，热击穿电压将更低。不同固体介质其耐热性能和耐热等级

58、是不同的，因此它们有电击穿转为热击穿的临界温度普通也是不同的。三温度三温度2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录 四累积效应 固体介质在不均匀电场

59、中以及在幅值不是很高的过电压、特别是雷电冲击电压下，介质内部能够出现部分损伤，并留下部分碳化、烧焦或裂痕等痕迹。多次加电压时，部分损伤会逐渐开展，这称为累积效应。它会导致固体介质击穿电压的下降。2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节

60、第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录 在幅值不高的内部过电压下以及幅值随高、但作用时间很短的雷电过电压下，由于加电压时间短能够来不及构成贯穿性的击穿通道，但能够在介质内部引起剧烈的部分放电，从而引起部分损伤。主要以固体介质为绝缘资料的电气设备，随着施加冲击或工频实验电压次数的增多，很能够因累积效应而使其击穿电压下降。因此，在确定这类电气设备耐压实验加电压的次数和实验电压值时应思索这种累积效应，而在设计固体绝缘构造时，应保证一定的绝缘裕度。2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第

61、二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录 对高压电气设备绝缘的要求是多方面的，除了必需有优良的电气性能外，还要求有良好的热性能、机械性能及其他物理化学性能，单一种类的电介质往往难以同时满足这些要求，所以实践的绝缘构造普通由多种电介质组合而成。各层绝缘所接受

62、的电压与绝缘资料的特性和作用电压的类型有关。例如在直流电压下，各层绝缘分担的电压与其绝缘电阻成正比，即和电导率成反比。但在工频交流和冲击电压的作用下，各层所分担的电压与各层的电容成反比，亦即各层中的电场强度与其介电常数成反比。第七节 组合绝缘的电气强度2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节

63、2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录 在组合绝缘中，同时采用多种电介质，在需求对这一类绝缘构造中的电场作定性分析时，经常采用最简单的均匀电场双层介质模型，如右图。最根本的关系式为2E2 1E1Udd1d2 1 E1=2 E2 U=E1 d1+E2 d22004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本

64、章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录221111ddUE 可得221122ddUE可改写成212221ddUE2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气

65、工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录 可见在极间间隔d=d1+d2 坚持不变的情况下的情况下，增大屏障的总厚度d2，将使油中E1 增大。即在油隙中放置多个屏障，会使油中电场强度显著增大，反而不利。2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录2004/5上海交通大学电气工程系国家级精品课程上海交通大学电气工程系国家级精品课程1 第一节第一节 2 第二节第二节3 第三节第三节4 第四节第四节5 第五节第五节6 第六节第六节7 第七节第七节8 第八节第八节9 第九节第九节本章目录本章目录 绝缘层中最大电场强度Emax 位于芯线的外表上00maxlnrRrUE 而最小电场强度Emin 位于绝缘层的外外表r=R。此时的平均电场强度Eav 应为0rRUEav