2010级高电压技术复习简略(1)

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1、输电线路的保护角：架设避雷线的要求线路电压愈高，采用避雷线的效果愈好，而且避雷线在线路造价中所占比重也愈低。因此规程规定：1）220KV及以上电压等级输电线路就全线架设避雷线，110KV线路一般也应全线架设避雷线。保护角一般采用20°~30°（为了提高避雷线对导线的屏蔽效果，减小绕击率）。2）500KV及以上线路都架设双避雷线，保护角<=15°，有时甚至采用负保护角（即避雷线位于导线外侧）。3）35KV及以下的线路一般不全线装设避雷线。（主要因为这些线路本身的绝缘水平太低，即使装设避雷线来截住直击雷，往往仍难以避免发生反击闪络，因此效果不好；另一方面，这

2、些线路均属中性点非有效接地系统，一相接地故障的后果不像中性点有效接地系统中那样严重，因而主要依靠装设消弧线圈和自动重合闸来进行防雷保护。）避雷线的作用：将雷电吸引到避雷针（避雷线）上并安全地将雷电流引入大地，从而保护设备。避雷针一般用于保护发电厂和变电所（集中保护场合），可根据不同情况装设在配电构架上，或独立架设。避雷线主要用于保护线路（分布保护场合），在变电所里有时也在电气主回路上空布置多条避雷线进行雷电防护。避雷器的基本要求：1）绝缘强度的合理配合：避雷器的放电电压必须在一个确定的范围内才能发挥保护作用。冲击绝缘强度即伏秒特性。2）绝缘强度的自恢复能

3、力：快速切断工频续流，使被保护设备在雷电侵入波过电压结束后能尽快恢复正常工作。雷电入侵过电压消失后，原线路上的工频电压仍作用于避雷器上，使避雷器开始导通工频短路电流，称为工频续流，它以电弧形式出现。对避雷器性能的要求：良好的非线性（提高保护水平）；大的通流容量（能够吸收更强的雷电能量）；小的工频续流（雷击时防止系统注入过大的电流）；良好的伏秒特性（无论侵入波陡度如何都保证首先动作）。避雷器与被保护设备的距离：被保护绝缘与避雷器间的电气距离（沿母线和连接线计算的距离）越大，来波陡度越大，电压差值也就越大。最大允许电气距离：对于一般变电所的入侵雷电波防护设计

4、主要是选择避雷器的安装位置，其原则是在任何可能的运行方式下，变电所的变压器和各设备距避雷器的电气距离皆应小于最大允许电气距离。电击穿：强电场作用下，介质内少量自由电子得到加速，产生碰撞游离，使介质中带电质点数目增多，导致击穿。特点：击穿过程极短；击穿电压高，介质温度不高；击穿场强与电场均匀程度关系密切，与周围环境温度无关。热击穿：固体介质受到电压作用时，介质发生损耗引起发热。当单位时间内介质发出的热量大于发散的热量时，介质温度升高，使电流进一步增大，损耗发热随之增大，最后温升过高，导致绝缘性能完全丧失，介质即被击穿。特点：与热过程相关，与环境相关，与电压

5、作用时间有关，与周围媒质的热导、散热条件及介质本身导热系数、损耗、厚度等有关。击穿时间较长，击穿电压较低。电化学击穿：设备长时间运行后，运行中绝缘受到电、热、化学、机械力作用，绝缘性能逐渐变坏，此不可逆过程称为老化。老化原因是：局部过热，高电压下由于电极边缘，电极和绝缘接触处的气隙或者绝缘内部存在的气泡等处发生局部放电，放电过程中形成的氧化氮、臭氧对绝缘产生腐蚀作用；同时，游离产生的带电质点也将碰撞绝缘，造成破坏作用，这种作用对有机绝缘材料特别严重；局部放电产生时，由于热的作用还会使局部电导和损耗增加，甚至引局部烧焦现象；或介质不均匀及电场边缘场强集中引

6、起局部过电压。以上过程可能同时作用于介质，导致绝缘性能下降，以致绝缘在工作电压下或短时过电压下发生击穿，称此击穿为电化学击穿。在电化学击穿中，有一种树枝化放电的情况，这通常发生在有机绝缘材料的场合。当有机绝缘材料中因小曲率半径电极、微小空气隙、杂质等因素而出现高场强区时，往往在此处先发生局部的树枝状放电，并在有机固体介质上留下纤细的沟状放电通道的痕迹，这就是树枝化放电劣化。火花效应：雷电流幅值大，使地中电流密度增大，从而提高土壤电场强度，在接地体附近尤为显著。若此电场强度超过土壤击穿场强时，在接地体周围的土壤中便会发生局部火花放电，使土壤导电性增大，接地

7、电阻减小。因此，同一接地装置在幅值甚高的冲击电流作用下，其接地电阻要小于工频电流下的数值。这种效应称为火花效应。电感影响：雷电流等值频率较高，使接地体自身电感的影响增加，阻碍电流向接地体远端流通，对于长度长的接地体，这种影响更加明显。结果会使接地体得不到充分利用，使接地装置的电阻值大于工频接地装置电阻值。这种现象称为电感影响。水平接地体多用扁钢、圆钢。垂直接地体一般用角钢或钢管。单根垂直接地体接地电阻：当采用扁钢时，d=b/2，b是扁钢宽度；当采用角钢时，d=0.84b，b是角钢每边宽度。多根（n根）垂直接地体：总接地电阻可按并联电阻计算，但总体略大于R

8、/n。ƞ称为利用系数，它表示由于电流互相屏蔽而使接地体不能充分利用的程度。其值小