高电压技术吴广宁 高电压技术 吴广宁绪论

高电压技术 吴广宁绪论 高电压技术 主讲:陈兆权 博士 安徽理工大学 淮南 绪 论 学科地位 本课程性质、任务和要求 教材及主要参考书 课程导引 一 学科地位 日本小崎正光教授把最高品质能量形态的电能 有关知识和技术体系称为电气-电子工程学,它 可理解为图示的三柱组成的体系: 对高电压与绝缘技术可这样理解:电能与人 类的生存、发展有密切关系,而高电压与绝缘技 术是其中一个很重要的知识体系,它是支撑电能 应用的一根有力的支柱。

高电压绝缘技术将抓住成为梦之能源的 核聚变发电、超导应用、大陆间送电、直流系 统、电能储藏、高性能蓄电池等大量课题进一 步发展下去。 二 本课程性质、任务和要求 高电压技术是电工学科的一个重要分支, 高电压技术 它主要研究高电压、强电场下各种电气物理 问题。

本课程是一门重要的专业技术基础课,主要内容 包括: 电介质的电气强度 电气绝缘与高压电气试验 过电压防护与绝缘配合 在电气工程及自动化工程中具有较强的理论性 理论性、 理论性 实践性的应用价值。

实践性 通过本课程的学习,同学应达到以下要求: 获得各种电介质的绝缘特性知识 提高抗电强度的方法 了解高电压试验设备原理、试验方法 掌握波过程的基本理论 具有分析计算供电系统中大气过电压、操作 过电压的能力 学会限制各种过电压的措施 理解供电系统中绝缘配合的原则 本课程的内容 课堂 习题 实验(1~2个) 三 教材及主要参考书 教材:吴广宁,高电压技术,机械工业出版社,2007 参考书目: 赵智大,高电压技术,中国电力出版社,1999 小崎正光,高电压与绝缘技术,科学出版社,2001 邱毓昌等,高电压工程,西安交大出版社,1995 肖如泉,高电压试验工程,清华大学出版社,2001 文远芳,高电压技术,华中科技大学出版社,2001 张纬钹,何金良等,过电压防护与绝缘配合,2002 四 课程导引 电能与电力系统 电能是现代社会中最重要、最方便的能源。

电能具有许多优点,如: 可以方便地转化为其他形式的能量。 如:机械能、热能、光能、化学能等; 输送和分配易于实现; 应用规模灵活。 动力系统、电力系统和电力网示意图如下图所示: 图0-1 动力系统、电力系统和电力网示意图 电力的大容量和远距离传输,促使电压等 级的不断提高。

100年来世界上的输电电压提 高了100倍。目前我国最高电压等级为750kV。 在高压输电行业中,习惯上称: 低 压 高 压 超高压 特高压 35kV以下 35kV-100kV 100kV-1000kV 1000kV以上 直流输电 直流电压因为不能利用变压器,所以交流 输电最先得到迅速发展。

20世纪50年代中期以来,随着各方面的技 术的进步,直流输电的优越性逐步得到体现, 许多国家又逐步开始发展直流输电。我国多条 远距离的西电东送 西电东送线路即为直流输电线路。 西电东送 中国电力工业的现状与发展 1980年以来我国发电量平均以9%的年增长 率增长。

2002年我国年发电量已达16000亿千 瓦时。 1996年底我国发电设备装机容量已达2.3 亿kW,居世界第二位,2002年达3.

53亿kW。 我国各大电网现有的变电及配电电压等级为: 交流:500kV,220kV,110kV,(66kV)35kV, 10kV 直流:正负500kV, -800KV 西北电网电压等级为330kV,220kV,100kV, 35kV,10kV 目前正在着手西北地区750kV输变电工程的 设计、实施 高电压、高场强下的特殊问题 绝缘问题 没有可靠的绝缘,高电压高场强甚至无法 实现。

在一定的电压形式 电压形式下,必须选择合理的 电压形式 绝缘材料,设计合理的绝缘结构 绝缘材料 绝缘结构。

绝缘结构 高电压实验问题 高电压技术是一门工程性很强的学科,实 验是必不可少的。 高电压试验面临诸如以下问题: 如何产生高压? 如何对电气设备进行高压试验? 如何测量高压? 过电压保护问题 电力系统运行过程中,经常会导致比工作电 压高得多的电压产生,如:自然界的雷击、电力 系统本身操作导致的操作过电压等。

为了保护电力系统中的电力设备,必须研究: 各种过电压的特点及形成条件 各种保护装置及其保护特性 电压、绝缘、保护三者之间的绝缘配合 电磁环境问题 电磁兼容:高电压高场强下各种电磁干扰信 号更强,电磁兼容问题也更加突出。

生态效应:研究强电场、强磁场下对生物 生活环境的影响。 高电压下特殊现象及其应用 高电压学科的特有现象可以举出很多,其中 一些已得到应用,并有很好的发展前景,已成为 国内外广泛开展研究的方向。

静电技术及应用 利用静电技术人们制成静电除尘器,其除尘 效率达99%以上。 液电效应及应用 液电效应是液体电介质在高电压、大电流放 液电效应 电时伴随产生的力、声、光、热等效应的总称。

利用此原理可以制成碎石机、铸件清砂装置等, 已得到广泛应用。 线爆技术及应用 强大的电流通过金属线时,会使金属线熔 化、气化、爆炸,可以对难熔金属、难镀材料 喷涂,也可用线爆来模拟高空核爆炸或地下核 爆炸。

脉冲功率技术及应用 脉冲功率技术在许多高科技领域、尖端武器 领域得到广泛应用,目前脉冲功率技术正向着高 电压、大电流、窄脉冲、高重复率的方向发展。 小 结 高电压技术是一门重要的专业技术基础课; 随着电力行业的发展,高压输电问题越来越得 到人们的重视; 高电压、高场强下存在着一些特殊的物理现象; 高电压试验在高电压工程中起着重要的作用。