走进电世界-7.ppt

走进电世界武汉大学电气工程学院7 7 高电压与绝缘技术高电压与绝缘技术引言如果能追随理想而生活，本着自由 的精神、勇往直前的毅力、诚实不 自欺的思想而行，则定能臻于至美 至善的境地——居里夫人高电压与绝缘技术的产生和发展 高电压与绝缘技术的基本任务及特点 高电压与绝缘技术的理论基础及主要研究内容 我国高等学校的高电压与绝缘技术专业 高电压新技术及其在其它领域中的应用 要点7-17-27-37-47-517.1 高电压与绝缘技术的产生和发展 一、历史上与高电压有关的著名的试验和科学家富兰克林的风筝实验本杰明·富兰克林（Benjamin Franklin ）(1706.1.17—1790.4.17)是18世纪美国 的实业家、科学家、社会活动家、思想家 和外交家他是美国历史上第一位享有国 际声誉的科学家和发明家为了对电进行 探索曾经作过著名的“风筝实验”创造 的许多专用名词如正电、负电、导电体、 电池、充电、放电等成为世界通用的词汇 发现雷电与摩擦电具有相同的性质 在1752年的6月，富兰克林望着变幻莫测的 天空，一个大胆的想法闯人了他的脑际： 借助一只普通的风筝就可以便利地进入带 雷的云区，从而完成他期待已久的实验｡于 是，他立即与儿子威廉一起动手，精心制 作了一只大风筝——两根木条拼装成风筝 十字形的骨架，上面蒙上一块丝绸｡然后， 他们在风筝的上端固定了一根尖头的金属 丝，在风筝的末端绑上一把金属钥匙。

一 天，天色阴沉，电闪雷鸣，富兰克林和威 廉把风筝升入天空｡忽然，富兰克林猛然间 发现：风筝线尾端的麻绳纤维相互排斥地 耸立起来，他下意识地伸手指向钥匙，结 果受到了强烈的电击｡当雨水打湿了麻绳时 ，他看到了美丽异常的电火花｡而后，他又 用这把钥匙为莱顿瓶充了电｡发现雷电与摩 擦电具有相同的性质｡ 2伦琴“X射线” 威尔姆·康拉德·伦琴， 德国物理学家 1845年3月27日生于莱纳普3岁时全 家迁居荷兰并入荷兰籍1865年迁居瑞 士苏黎世，伦琴进入苏黎世联邦工业大 学机械工程系，1868年毕业 1895年11月8日，伦琴在进行阴极射线的实验时第一次注意 到放在射线管附近的氰亚铂酸钡小屏上发出微光经过研究， 他确定了荧光屏的发光是由于射线管中发出的某种射线所致 他称它为X射线，表示未知的意思1896年1月23日，伦琴在自 己的研究所中作了第一次报告；报告结束时，用X射线拍摄了维 尔茨堡大学著名解剖学教授克利克尔一只手的照片；克利克尔 带头向伦琴欢呼三次，并建议将这种射线命名为伦琴射线 X射 线 的 产 生 的 示 意 图 用人工方法产生高速带电粒子的装置 粒子加速器按其作用原 理不同可分为静电加速器、直线加速器、回转加速器、电子感 应加速器、同步回旋加速器 、对撞机等。

3粒子加速器（particle accelerator）范德格拉夫起电机，简称范氏起电机 4它是由美国物理学家范德格拉夫在1931年发明的，起电机以摩擦 生电的原理，不断产生大量电荷范德格拉夫起电机球形罩上的 电荷能产生超过1000万伏的电压在核物理实验中，如此高的电 压可用来加速各种带电粒子，如质子、电子等 巨型起电机 小型起电机二、高电压与绝缘技术是随着高电压远距离输电和 高电压设备的需要而发展起来的一门电力科学技术 交流输电线路经历了35、60、110、150、230千 伏的高压，287、400、500、735～765千伏的超 高压和1150千伏的特高压的发展； 直流输电也经历了±100 、±250、±400、±450、 ±500以及±750千伏的发展 超高压电网：指交流330kV、500kV、750kV电 网和直流±500kV输电系统； 特高压电网是指交流1000kV电网和直流±800kV 输电系统 世界 范围我国高电压技术解决了输电线路的电晕现象、过电压的防护和 限制以及静电场、电磁场对环境的影响等问题密切相关 鄂东某500千伏变电站 为了适应大城市电力负荷增长的需要，以及克服城市架空 输电线路走廊用地的困难，地下高压电缆输电发展迅速， 由220、275、345千伏发展到70年代的400、500千伏电 缆线路；同时为减少变电所占地面积和保护城市环境，气 体绝缘全封闭组合电器（Gas Insulated Switchgear 简称 GIS） 天生桥水电站550kV GIS 7.2 高电压与绝缘技术的基本任务及特点 研究在高电压作用下各种绝缘介质的性能和不同类型的 放电现象，高电压设备的绝缘结构设计，高电压试验和 测量的设备及方法，电力系统的过电压、高电压或大电 流产生的强电场、强磁场或电磁波对环境的影响和防护 措施，以及高电压在其它领域的应用等。

第一、实验性强； 第二，理论性强； 第三、交叉性强特点基本任务7.3 高电压与绝缘技术的理论基础及主要研究内容 一、高电压与绝缘技术的理论基础：绝缘介质的放电和击穿理论与相关的理论知识 (1) 气体（主要包括大气条件下的空气、压缩空气、六氟 化硫SF6气体及高真空）放电过程的规律； (2) 不同电压形式下各种气体电介质的绝缘特性； (3) 绝缘子的沿面放电、污秽放电； (4) 液体、固体电介质的极化、电导与损耗以及击穿理论 ； (5) 液体、固体电介质的老化机理 二、高电压与绝缘技术的主要研究内容 1、高电压绝缘特性研究和绝缘诊断； 2、过电压及其防护 ； 3、高电压试验设备、方法和测量技术 直击雷防护产品和接地极 以硅橡胶为主要材料的复合绝缘子 1200kV直流电压发生装置 2400kV冲击电压发生器7.4 我国高等学校的高电压与绝缘技术专业高电压与绝缘技术 方向为本科电气工 程及其自动化大专 业下的一个专业方 向 研究生阶段，高电压 与绝缘技术专业是研 究生专业目录中电气 工程一级学科下的一 个二级学科其它的 四个二级学科分别是 电机与电器、电力系 统及其自动化、电力 电子与电力传动和电 工理论与新技术。

7.5 高电压新技术及其在其它领域中的应用 等离子体等离子体线爆技术线爆技术高电压新 技术的应 用领域高功率脉冲技术液电技术 线爆技术：强大的电流通 过金属线时，会使金属线 熔化、气化、爆炸，产生 很强的力学效应及光、电 、热和电磁效应高功率脉冲技术：高功率脉冲技术是研究高电压、大电流、高功率窄脉冲的产生和应用的技术液电效应：液电效应是液体电介质在高电压、大电流放电时伴随产生的力、声、光、热等效应的总称等离子体：等离子体，是一 种拥有离子、电子和核心粒 子的不带电的离子化物质 等离子体包括有几乎相同数 量的自由电子和阳极电子思考题 l高电压与绝缘技术有哪些特点？ l高电压与绝缘技术的理论基础有哪些？ l简述高电压与绝缘技术的主要研究内容 l高电压新技术在其它领域有哪些应用？2341。