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1、关于气体介质的电气强度现在学习的是第1页，共58页气体放电的物理过程：气体中带电质点的产生、汤逊放气体放电的物理过程：气体中带电质点的产生、汤逊放气体放电的物理过程：气体中带电质点的产生、汤逊放气体放电的物理过程：气体中带电质点的产生、汤逊放电、流注放电、电晕放电、沿面放电（微观特性）电、流注放电、电晕放电、沿面放电（微观特性）电、流注放电、电晕放电、沿面放电（微观特性）电、流注放电、电晕放电、沿面放电（微观特性）工程上，要用击穿特性表示（击穿场强，击穿电压）工程上，要用击穿特性表示（击穿场强，击穿电压）工程上，要用击穿特性表示（击穿场强，击穿电压）工程上，要用击穿特性表示（击穿场强，击穿电压
2、）（宏观特性）（宏观特性）（宏观特性）（宏观特性）第二章第二章 气体介质的电气强度气体介质的电气强度现在学习的是第2页，共58页2.1 2.1 均匀和稍不均匀电场气隙的击穿特性均匀和稍不均匀电场气隙的击穿特性均匀和稍不均匀电场气隙的击穿特性均匀和稍不均匀电场气隙的击穿特性2.2 2.2 极不均匀电场气隙的击穿特性极不均匀电场气隙的击穿特性极不均匀电场气隙的击穿特性极不均匀电场气隙的击穿特性2.3 2.3 大气条件对气隙击穿特性的影响及其校正大气条件对气隙击穿特性的影响及其校正大气条件对气隙击穿特性的影响及其校正大气条件对气隙击穿特性的影响及其校正2.4 2.4 提高气体介质电气强度的方法提高气
3、体介质电气强度的方法提高气体介质电气强度的方法提高气体介质电气强度的方法2.5 2.5 六氟化硫和气体绝缘电气设备六氟化硫和气体绝缘电气设备六氟化硫和气体绝缘电气设备六氟化硫和气体绝缘电气设备第二章第二章 气体介质的电气强度气体介质的电气强度现在学习的是第3页，共58页2.1 2.1 均匀和稍不均匀电场气隙的击穿特性均匀和稍不均匀电场气隙的击穿特性平行板电极平行板电极(消除边缘效应消除边缘效应)工程上很少有极间距很大的均匀电场气隙工程上很少有极间距很大的均匀电场气隙均匀电场中的击穿电压均匀电场中的击穿电压现在学习的是第4页，共58页a a、分散性小分散性小 直流、交流、直流、交流、50%50%
4、冲击击穿电压基本相同冲击击穿电压基本相同b b、均匀电场中空气的电气强度大致为：均匀电场中空气的电气强度大致为：30kV(30kV(30kV(30kV(峰值峰值峰值峰值)/cm)/cm)/cm)/cm 经验公式为：经验公式为：d d：间隙距离；：间隙距离；：空气相对密度：空气相对密度2.1 2.1 均匀和稍不均匀电场气隙的击穿特性均匀和稍不均匀电场气隙的击穿特性均匀电场中的击穿电压均匀电场中的击穿电压现在学习的是第5页，共58页 a a、典型的稍不均匀电场典型的稍不均匀电场典型的稍不均匀电场典型的稍不均匀电场 球隙、同轴圆筒、气体绝缘组合电器中的分相封闭母线筒球隙、同轴圆筒、气体绝缘组合电器中
5、的分相封闭母线筒2.1 2.1 均匀和稍不均匀电场气隙的击穿特性均匀和稍不均匀电场气隙的击穿特性稍不均匀电场中的击穿电压稍不均匀电场中的击穿电压现在学习的是第6页，共58页2.1 2.1 均匀和稍不均匀电场气隙的击穿特性均匀和稍不均匀电场气隙的击穿特性稍不均匀电场中的击穿电压稍不均匀电场中的击穿电压以球隙为例分析击穿特性以球隙为例分析击穿特性 现在学习的是第7页，共58页2.1 2.1 均匀和稍不均匀电场气隙的击穿特性均匀和稍不均匀电场气隙的击穿特性稍均匀电场中的击穿电压稍均匀电场中的击穿电压以球隙为例分析击穿特性以球隙为例分析击穿特性 关键点关键点关键点关键点D D越大，电场越均匀，击穿场强
6、越高越大，电场越均匀，击穿场强越高直流、交流、冲击电压基本相同直流、交流、冲击电压基本相同现在学习的是第8页，共58页常见的极不均匀电场气隙常见的极不均匀电场气隙 工程上的极不均匀电场气隙，均可以用两类极端工程上的极不均匀电场气隙，均可以用两类极端的模型表示，实际的工程应用可依据这两类电场类的模型表示，实际的工程应用可依据这两类电场类型的测量值进行推算：型的测量值进行推算：a).a).棒棒-棒电极（完全对称结构）棒电极（完全对称结构）2.2 2.2 极不均匀电场气隙的击穿特性极不均匀电场气隙的击穿特性现在学习的是第9页，共58页常见的极不均匀电场气隙常见的极不均匀电场气隙 工程上的极不均匀电场
7、气隙，均可以用两类极端工程上的极不均匀电场气隙，均可以用两类极端的模型表示，实际的工程应用可依据这两类电场类的模型表示，实际的工程应用可依据这两类电场类型的测量值进行推算：型的测量值进行推算：b).b).棒棒-板电极（完全不对称结构）板电极（完全不对称结构）2.2 2.2 极不均匀电场气隙的击穿特性极不均匀电场气隙的击穿特性现在学习的是第10页，共58页1.1.直流电压直流电压2.2 2.2 极不均匀电场气隙的击穿特性极不均匀电场气隙的击穿特性显著特征：显著特征：极性效应极性效应极性效应极性效应平均击穿场强：平均击穿场强：正极性棒正极性棒-板间隙：板间隙：7.5kV/cm7.5kV/cm负极性
8、棒负极性棒-板间隙：板间隙：20kV/cm20kV/cm棒棒-棒间隙：棒间隙：8.5kV/cm8.5kV/cm稍短间隙稍短间隙现在学习的是第11页，共58页2.2 2.2 极不均匀电场气隙的击穿特性极不均匀电场气隙的击穿特性显著特征：显著特征：极性效应极性效应极性效应极性效应平均击穿场强：平均击穿场强：正极性棒正极性棒-板间隙：板间隙：4.5kV/cm4.5kV/cm负极性棒负极性棒-板间隙：板间隙：10kV/cm10kV/cm正极性棒正极性棒-棒间隙：棒间隙：4.8kV/cm4.8kV/cm1.1.直流电压直流电压较长间隙较长间隙现在学习的是第12页，共58页2.2.工频交流电压工频交流电压
9、特点：特点：1 1、棒、棒-板间隙击穿总是在棒的极性为正时板间隙击穿总是在棒的极性为正时击穿。击穿。2 2、击穿电压与距离近似成直线关系，、击穿电压与距离近似成直线关系，大间隙下击穿电压有饱和趋势（见大间隙下击穿电压有饱和趋势（见后页）后页）3 3、平均击穿场强、平均击穿场强棒棒-棒间隙：棒间隙：3.8kV(3.8kV(有效值有效值)/cm)/cm棒棒-板间隙：板间隙：3.35kV(3.35kV(有效值有效值)/cm)/cm 2.2 2.2 极不均匀电场气隙的击穿特性极不均匀电场气隙的击穿特性现在学习的是第13页，共58页显著特征：饱和特性显著特征：饱和特性显著特征：饱和特性显著特征：饱和特性
10、2.2 2.2 极不均匀电场气隙的击穿特性极不均匀电场气隙的击穿特性长长间间隙隙现在学习的是第14页，共58页3.3.雷电冲击电压雷电冲击电压2.2 2.2 极不均匀电场气隙的击穿特性极不均匀电场气隙的击穿特性现在学习的是第15页，共58页3.3.雷电冲击电压雷电冲击电压2.2 2.2 极不均匀电场气隙的击穿特性极不均匀电场气隙的击穿特性现在学习的是第16页，共58页3.3.雷电冲击电压雷电冲击电压2.2 2.2 极不均匀电场气隙的击穿特性极不均匀电场气隙的击穿特性特点：特点：1 1、棒棒-板间隙板间隙冲击击穿电压具有明显的冲击击穿电压具有明显的极性效应极性效应；正棒击穿电；正棒击穿电压比负棒
11、低得多。压比负棒低得多。2 2、棒棒-棒间隙棒间隙也有也有不大的极性效应不大的极性效应，这是由于大地的影响，使，这是由于大地的影响，使不接地的那个电极附近电场增强。不接地的那个电极附近电场增强。现在学习的是第17页，共58页4.4.操作冲击电压操作冲击电压2.2 2.2 极不均匀电场气隙的击穿特性极不均匀电场气隙的击穿特性现在学习的是第18页，共58页4.4.操作冲击电压操作冲击电压2.2 2.2 极不均匀电场气隙的击穿特性极不均匀电场气隙的击穿特性现在学习的是第19页，共58页4.4.操作冲击电压操作冲击电压第第2 2节节 极不均匀电场气隙的击穿特性极不均匀电场气隙的击穿特性现在学习的是第2
12、0页，共58页4.4.操作冲击电压操作冲击电压2.2 2.2 极不均匀电场气隙的击穿特性极不均匀电场气隙的击穿特性特点：特点：1 1、50%50%的操作冲击电压依赖于冲击电压的上升时间的操作冲击电压依赖于冲击电压的上升时间TcrTcr。2 2、50%50%的操作冲击电压并非介于雷电冲击电压和工频交流击的操作冲击电压并非介于雷电冲击电压和工频交流击穿电压之间。它远低于雷电冲击电压，甚至在某些上升时间穿电压之间。它远低于雷电冲击电压，甚至在某些上升时间范围内，还低于工频交流击穿电压。范围内，还低于工频交流击穿电压。3 3、饱和特性、饱和特性4 4、分散性更大（可以理解为伏秒特性带宽更宽）。、分散性
13、更大（可以理解为伏秒特性带宽更宽）。现在学习的是第21页，共58页高海拔地区的高海拔地区的高纬度地区高纬度地区沿海地区沿海地区2.3 2.3 大气条件对气隙击穿特性的影响及其校正大气条件对气隙击穿特性的影响及其校正为何要对不同大气条件下的击穿特性进行校正为何要对不同大气条件下的击穿特性进行校正现在学习的是第22页，共58页我国国标规定的标准大气条件我国国标规定的标准大气条件2.3 2.3 大气条件对气隙击穿特性的影响及其校正大气条件对气隙击穿特性的影响及其校正压力：压力：101.3 kPa101.3 kPa温度：温度：293 K293 K绝对湿度：绝对湿度：11 g/m11 g/m大气条件改变
14、，如在大气条件改变，如在高海拔地高海拔地高海拔地高海拔地区区区区，气压、气体密度、温度、，气压、气体密度、温度、湿度等条件均改变。在此条件湿度等条件均改变。在此条件下测量的气隙击穿数据与在标下测量的气隙击穿数据与在标准大气条件下所测数据不具有准大气条件下所测数据不具有可比性。可比性。现在学习的是第23页，共58页2.3 2.3 大气条件对气隙击穿特性的影响及其校正大气条件对气隙击穿特性的影响及其校正空气密度校正因数空气密度校正因数湿度校正因数湿度校正因数采用校正的方法采用校正的方法现在学习的是第24页，共58页1.1.对空气密度的校正对空气密度的校正2.3 2.3 大气条件对气隙击穿特性的影响
15、及其校正大气条件对气隙击穿特性的影响及其校正适用于短气隙适用于短气隙(1 m)(1 m)适用于长气隙情况适用于长气隙情况式中的式中的m是与电极形状、气隙长度、电压类型及极性有关的是与电极形状、气隙长度、电压类型及极性有关的值，应用时可查阅国家标准。值，应用时可查阅国家标准。现在学习的是第25页，共58页2.2.对湿度的校正对湿度的校正2.3 2.3 大气条件对气隙击穿特性的影响及其校正大气条件对气隙击穿特性的影响及其校正大气中的水分可以吸附电子形成负离子，抑制放电的发生。大气中的水分可以吸附电子形成负离子，抑制放电的发生。均匀电场或稍不均匀电场均匀电场或稍不均匀电场：湿度对这类电场的影响不大。
16、：湿度对这类电场的影响不大。极不均匀电场极不均匀电场：湿度对这类电场的影响较大。需用湿度校：湿度对这类电场的影响较大。需用湿度校正因数加以修正。正因数加以修正。k k与绝对湿度和电压类型有关与绝对湿度和电压类型有关与电极形状、气隙长度、电压类型及其极性有关与电极形状、气隙长度、电压类型及其极性有关现在学习的是第26页，共58页3.3.对海拔高度的校正对海拔高度的校正第第3 3节节 大气条件对气隙击穿特性的影响及其校正大气条件对气隙击穿特性的影响及其校正 我国幅员辽阔，运行于高海拔地区的电力设施不占少数。我国幅员辽阔，运行于高海拔地区的电力设施不占少数。特别是近年来的西部开发和青藏铁路的建设，大
17、量的电气特别是近年来的西部开发和青藏铁路的建设，大量的电气设备涌入西部的高海拔地区。设备涌入西部的高海拔地区。1000 mH1 Mpa.mm，上式近似的取：上式近似的取：p p：气压：气压MpaMpa，d d：极间距离，：极间距离，mmmm则则100 kPa时的击穿场强约为时的击穿场强约为88.5 kV/cm，是空气的，是空气的3倍。倍。2.2.六氟化硫气体的击穿特性六氟化硫气体的击穿特性a.a.均匀和稍不均匀电场中均匀和稍不均匀电场中均匀和稍不均匀电场中均匀和稍不均匀电场中SF6SF6的击穿的击穿的击穿的击穿现在学习的是第42页，共58页2.5 2.5 六氟化硫和气体绝缘电气设备六氟化硫和气
18、体绝缘电气设备2.2.六氟化硫气体的击穿特性六氟化硫气体的击穿特性气压对击穿特性的影响气压对击穿特性的影响气压对击穿特性的影响气压对击穿特性的影响均均匀匀和和稍稍不不均均匀匀电电场场现在学习的是第43页，共58页2.5 2.5 六氟化硫和气体绝缘电气设备六氟化硫和气体绝缘电气设备2.2.六氟化硫气体的击穿特性六氟化硫气体的击穿特性b.b.b.b.极不均匀电场中极不均匀电场中极不均匀电场中极不均匀电场中SF6SF6SF6SF6的击穿的击穿的击穿的击穿极极不不均均匀匀电电场场现在学习的是第44页，共58页2.5 2.5 六氟化硫和气体绝缘电气设备六氟化硫和气体绝缘电气设备2.2.六氟化硫气体的击穿
19、特性六氟化硫气体的击穿特性粗糙度对击穿特性的影响粗糙度对击穿特性的影响粗糙度对击穿特性的影响粗糙度对击穿特性的影响关键词关键词毛刺毛刺凸起凸起电极电极粗糙度粗糙度面积效应面积效应现在学习的是第45页，共58页2.5 2.5 六氟化硫和气体绝缘电气设备六氟化硫和气体绝缘电气设备2.2.六氟化硫气体的击穿特性六氟化硫气体的击穿特性导电微粒对击穿特性的影响导电微粒对击穿特性的影响导电微粒对击穿特性的影响导电微粒对击穿特性的影响-+现在学习的是第46页，共58页2.5 2.5 六氟化硫和气体绝缘电气设备六氟化硫和气体绝缘电气设备2.2.六氟化硫气体的击穿特性六氟化硫气体的击穿特性表面电荷对击穿特性的影
20、响表面电荷对击穿特性的影响表面电荷对击穿特性的影响表面电荷对击穿特性的影响-+表面电荷表面电荷现在学习的是第47页，共58页2.5 2.5 六氟化硫和气体绝缘电气设备六氟化硫和气体绝缘电气设备3.3.六氟化硫理化特性方面的若干问题六氟化硫理化特性方面的若干问题a.a.液化问题液化问题SF6高压断路器工作气压高压断路器工作气压0.7 MPa；GIS工作气压工作气压0.45 MPa。-20-20-40-40现在学习的是第48页，共58页b.b.毒性分解物毒性分解物SF4:SF4:无色，有刺激气味，与水作用生成无色，有刺激气味，与水作用生成HFHF，有毒。，有毒。S2F10:S2F10:无色、易挥发
21、、剧毒。无色、易挥发、剧毒。SOF2SOF2：无色，有刺激性，有毒。：无色，有刺激性，有毒。SO2F2SO2F2：无色，无味，有毒。：无色，无味，有毒。SOF4SOF4：无色、有刺激性气味，有毒。：无色、有刺激性气味，有毒。SF2SF2：化学性能不稳定，有毒。：化学性能不稳定，有毒。在在GISGIS中放入吸附剂（如活性氧化铝等），吸附有毒物质和水中放入吸附剂（如活性氧化铝等），吸附有毒物质和水2.5 2.5 六氟化硫和气体绝缘电气设备六氟化硫和气体绝缘电气设备3.3.六氟化硫理化特性方面的若干问题六氟化硫理化特性方面的若干问题现在学习的是第49页，共58页 GIS中对微水含量要求十分严格，超标
22、的水分与中对微水含量要求十分严格，超标的水分与SF6分解物反应，容易生成氢氟酸，腐蚀电极和固体分解物反应，容易生成氢氟酸，腐蚀电极和固体介质。介质。含水量一般在含水量一般在100100 ppm ppm以内。以内。c.c.含水量含水量2.5 2.5 六氟化硫和气体绝缘电气设备六氟化硫和气体绝缘电气设备3.3.六氟化硫理化特性方面的若干问题六氟化硫理化特性方面的若干问题现在学习的是第50页，共58页2.5 2.5 六氟化硫和气体绝缘电气设备六氟化硫和气体绝缘电气设备常见的廉价气体，如氮常见的廉价气体，如氮气、二氧化碳、空气等，气、二氧化碳、空气等，混入很少量的六氟化硫，混入很少量的六氟化硫，即可提
23、高其击穿电压。即可提高其击穿电压。解决高寒地区的解决高寒地区的SF6SF6气气体液化问题。体液化问题。d.d.六氟化硫混合气体六氟化硫混合气体3.3.六氟化硫理化特性方面的若干问题六氟化硫理化特性方面的若干问题现在学习的是第51页，共58页2.5 2.5 六氟化硫和气体绝缘电气设备六氟化硫和气体绝缘电气设备4.4.气体绝缘电气设备气体绝缘电气设备a.a.封闭式气体绝缘组合电器封闭式气体绝缘组合电器封闭式气体绝缘组合电器封闭式气体绝缘组合电器(GIS)(GIS)GIS由断路器、隔离开关、接地刀由断路器、隔离开关、接地刀闸、互感器、避雷器、母、互感器、避雷器、母线和出和出线终端等部件端等部件组合而
24、成，全部封合而成，全部封闭在充在充SF6气体的金属外壳中。气体的金属外壳中。GIS的的优点：点：1.占地少占地少适合我国国情；适合我国国情；2.运行安全可靠，外壳接地，不会误伤运行人运行安全可靠，外壳接地，不会误伤运行人员；员；3.防污能力强防污能力强不受风霜雨雪的侵袭；不受风霜雨雪的侵袭；4.安装简便安装简便、检修周期长。、检修周期长。国产：西安西开高压电气公司，沈阳开国产：西安西开高压电气公司，沈阳开关厂，河南平高电气公司，新东北电气关厂，河南平高电气公司，新东北电气合资：河南东芝、山东鲁能恩翼帕瓦合资：河南东芝、山东鲁能恩翼帕瓦进口：日本进口：日本TMT&DTMT&D，BBCBBC，AB
25、BABB，日本三菱，日本三菱现在学习的是第52页，共58页2.5 2.5 六氟化硫和气体绝缘电气设备六氟化硫和气体绝缘电气设备4.4.气体绝缘电气设备气体绝缘电气设备b.b.气体绝缘管道输电线气体绝缘管道输电线气体绝缘管道输电线气体绝缘管道输电线(GIC)(GIC)GIC的的优点：点：1.电容小容小GIC的的电容只有充油容只有充油电缆的的1/4左右，故容抗大，容左右，故容抗大，容性性电流小，流小，传输距离距离长；2.介质损耗小；介质损耗小；3.导体截面积大，传输容量大；导体截面积大，传输容量大；4.能够用于大落差的场合能够用于大落差的场合。现在学习的是第53页，共58页2.5 2.5 六氟化硫
26、和气体绝缘电气设备六氟化硫和气体绝缘电气设备4.4.气体绝缘电气设备气体绝缘电气设备c.c.气体绝缘变压器气体绝缘变压器气体绝缘变压器气体绝缘变压器(GIT)(GIT)GIT的的优点：点：1.GIT是防暴型是防暴型变压器，非常适合于城市高器，非常适合于城市高层建筑的供建筑的供电和用于地下和用于地下矿井井等有防火防爆要求的等有防火防爆要求的场合；合；2.气体传递振动能力小于液体，气体传递振动能力小于液体，GIT的噪声小；的噪声小；3.气体介质不会老化，简化了维护进程；气体介质不会老化，简化了维护进程；其他应用：气体绝缘开关柜等其他应用：气体绝缘开关柜等现在学习的是第54页，共58页本章主要知识点
27、本章主要知识点1.1.均匀和稍不均匀电场气隙的击穿特性均匀和稍不均匀电场气隙的击穿特性 均匀电场气隙中，空气的平均击穿场强；均匀电场气隙中，空气的平均击穿场强；稍不均匀电场气隙中（球隙），空气的击穿特性；稍不均匀电场气隙中（球隙），空气的击穿特性；2.2.极不均匀电场气隙的击穿特性极不均匀电场气隙的击穿特性 直流、交流、冲击（雷电直流、交流、冲击（雷电/操作）下，气隙击穿的操作）下，气隙击穿的基本特性；基本特性；极性效应；饱和特性；极性效应；饱和特性；3.3.大气条件对气隙击穿特性的影响及其校正大气条件对气隙击穿特性的影响及其校正 空气密度、湿度、海拔高度校正的原因及方法；空气密度、湿度、海拔
28、高度校正的原因及方法；4.4.提高气体介质电气强度的方法提高气体介质电气强度的方法 改进电极形状以改善电场分布；改进电极形状以改善电场分布；采用屏障；采用屏障；采用高气压、高电气强度气体、高真空，利用空间采用高气压、高电气强度气体、高真空，利用空间电荷效应；电荷效应；现在学习的是第55页，共58页本章主要知识点本章主要知识点5.5.六氟化硫和气体绝缘电气设备六氟化硫和气体绝缘电气设备 SF6SF6的基本理化特性、绝缘特性；的基本理化特性、绝缘特性；SF6SF6在均匀场及极不均匀场中的击穿特性；在均匀场及极不均匀场中的击穿特性；影响影响SF6SF6击穿特性的因素及影响方式；击穿特性的因素及影响方式；SF6SF6气体在应用时需要注意的理化问题；气体在应用时需要注意的理化问题；SF6SF6混合气体的性质及电气强度；混合气体的性质及电气强度；6.6.气体绝缘电气设备气体绝缘电气设备 GIS,GIC,GITGIS,GIC,GIT的基本性质。的基本性质。现在学习的是第56页，共58页现在学习的是第57页，共58页感感谢谢大大家家观观看看现在学习的是第58页，共58页