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高电压技术专业是干啥的?一文读懂

作者:快乐28 发布时间:2020-08-10 19:46 点击数:

  由电磁感应现象总结提出的一系列电磁定律为电动机、发电机、变压器等电机电器的制造和发电厂、电力网及电力系统的构建和生产奠定了理论基础,并逐步形成了一系列有关电气设备和系统的新理论及新技术,从而构成了电气工程学科。

  * 1890年,英国伦敦首先建成第一条10kV的交流输电线kV输电线kV输电线路。

  * 1908年,建成22kV石龙坝水电厂至昆明的线kV石景山发电厂至北京的线kV线路(抚顺电厂出线kV线路(延边至老头沟)。

  * 1943年,建成110kV镜泊湖水电厂至延边线kV水丰电厂至大连线年,建成中国第一条超高压输电线kV刘家峡-关中输电线km(中国自行设计、自行制造)。

  * 1981年,建成500kV平顶山-武昌输电线年,中国在西北地区(青海官厅—兰州东)建成了一条750kV输电线kV高压输电线路晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程线路工程开工建设。

  * 1989年,建成±500kV葛洲坝-上海高压直流输电线年投运单极,1990年双极投运)。

  * 2006年,我国开工建设世界上第一个±800kV直流输电工程,西起云南禄丰,东至广东增城,线kV特高压直流输电示范工程开工建设。额定输送功率640万千瓦,途经八省市,全长约2000公里。* 2008年,锦屏-苏南±800kV特高压直流输电工程开工建设。线多年来,输电电压等级提高了近100倍。

  促使输电电压等级提高的直接动力就是:电力需求的激增及远距离输电。交流线路的输送容量P与交流输送电压U的二次方成正比。

  高电压技术的发展始于20世纪初,它是随着输电电压的提高而发展的一门学科。

  是针对某种极端条件下电磁现象的相对物理概念,在电压数值上尚无确定的划分限界,工程上通常将电压在1kV及以上作为高电压的范畴。

  (2) 高电压强电场下电力系统出现了一系列特殊问题,为高压专业的形成创造了条件

  • 核武器、航天器的发展出现了一系列高电压强电场下的一系列特殊的问题。

  • 20世纪50年代前,高电压与绝缘技术问题属电力系统专业的一部分:发电厂、电力网、继电保护、高电压技术。

  • 20世纪50年代初,苏联、美国、英国和欧洲一些国家相继办起了高电压与设备专业和电气绝缘专业。

  哈尔滨工业大学创办了第一个高电压技术与设备专业,西安交通大学创办了第一个电气绝缘与电缆专业

  。随后,清华大学、上海交通大学、西安交通大学创办了高电压技术与设备专业。(4) 我国电力工业发展规划对高电压与绝缘技术学科的促进

  • 能源资源——煤、水资源丰富,油气资源较少:已探明煤炭储量:10077亿吨;技术可开发量:493GW;石油可采储量:24.3亿吨; 天然气可采储量:2.2万亿立方米。

  提高能源效率,保护生态环境,加强电网建设,大力发展水电,优化发展煤电,推进核电建设,稳定发展天然气发电,加快新能源发电,促进装备工业发展,深化体制改革。

  – 南通道:云南、贵州水电及火电向广东、广西送电,2010年约20.8GW,2020年约40GW 。

  • 绝缘将电位不等的导体分隔开,使导体没有电气连接,从而保持不同的电位,绝缘是电气设备结构中的重要组成部分。

  – 绝缘结构(电场结构):绝缘材料的性能并不代表绝缘结构的性能,绝缘结构的性能才是实际设备使用的性能,同一材料在不同的绝缘结构下其性能不相同,研究绝缘结构是要更好地利用材料的性能。

  – 电压形式对绝缘性能的影响:研究绝缘结构不能离开电压形式(如工频或高频交流电压、直流电压、冲击电压等),同样的材料、结构在不同电压形式下绝缘性能并不相同。

  – 过电压的作用时间很短,但其数值却大大超过正常工作电压,易造成绝缘的破坏。

  – 雷电过电压:由于设备受雷击造成的(直接雷过电压)或在设备附近发生雷击而感应产生的过电压(感应雷过电压)。

  – 内部过电压:在电力系统内部,由于断路器的操作或系统故障,使系统参数发生变化,再由此引起的电力系统内部电磁能量转化或传递的过渡过程中,将在系统中出现过电压,这种过电压称为内部过电压。

  • 在系统的绝缘设计中,特别重要的两个方面:确定电压作用状况,绝缘应耐受此电压;确定绝缘在承受此电压作用时的特性。绝缘上的电压和该绝缘的介质强度之间的协调配合—绝缘配合

  综合考虑电气设备在系统中可能承受的各种作用电压(工作电压及过电压)、保护装置的特性和设备绝缘对各种作用电压的耐受特性,合理地确定设备必要的绝缘水平,以使设备的造价、维护费用和设备故障引起的事故损失,达到在经济上和安全运行上总体效益最高。

  在运行条件下,电气设备和输电线路的绝缘不但长期处于工作电压下,而且会受到各种过电压作用。绝缘不仅要能够耐受工作电压的长期作用,而且还必须能耐受可能出现的各种过电压。

  – 高电压技术的研究对象是各种形态的高电压和各种性能的介质,需要有各种高电压的测试设备来研究各种介质在各种高电压下的物理现象。

  – 为检验绝缘是否具有应有的耐受电压水平,还必须按照试验标准对绝缘进行试验。

  • 试验分类(两大类)– 非破坏性试验(绝缘特性试验):在较低电压下或用不损伤绝缘的方法来测定设备绝缘特性,判断是否存在绝缘缺陷,包括:绝缘电阻及泄漏电流试验、介质损耗角正切试验、局部放电试验、气相色谱分析等、超声波探测绝缘缺陷。

  – 破坏性试验(耐压试验):模拟设备在运行过程中实际可能碰到的危险的过电压状况,对绝缘加上与之等价的高电压来进行试验,从而考核绝缘的耐电强度,包括:交流耐压试验、直流耐压试验、冲击(雷电以及操作)耐压试验。

  绝缘试验的基本原则:为避免在试验中损坏设备,破坏性试验是在非破坏性试验之后进行,如果在非破坏性试验时发现绝缘已不正常,则必须查明原因并消除以后,方可进行耐压试验。

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