高電壓技術(shù)的名詞解釋

　　高壓電技術(shù)應(yīng)用于電力傳輸中，采用高壓電技術(shù)是因?yàn)樵谕旊姽β实那闆r下，電壓越高電流就越小，這樣高壓輸電就能減少輸電時(shí)的電流從而降低因電流產(chǎn)生的熱損耗和降低遠(yuǎn)距離輸電的材料成本。研究電介質(zhì)在各種作用電壓下的絕緣特性、介電強(qiáng)度和放電機(jī)理，以便合理解決電工設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)問題是高電壓技術(shù)的重要內(nèi)容。

　　高電壓技術(shù)的技術(shù)內(nèi)容

　　系統(tǒng)限制

　　研究電力系統(tǒng)中各種過電壓，以便合理確定其絕緣水平是高電壓技術(shù)的重要內(nèi)容。電力系統(tǒng)的過電壓包括雷電過電壓(又稱大氣過電壓、外部過電壓)和內(nèi)部過電壓。其中雷電過電壓由雷云直接或間接對(duì)變電所或輸電線路(避雷線、桿塔或?qū)Ь€)放電造成。一般雷電過電壓幅值較高，超過系統(tǒng)的額定工作電壓，但作用時(shí)間較短，波頭時(shí)間大多數(shù)為1.5～2微秒，平均波長時(shí)間為30微秒，大于50微秒的很少。雷擊除了會(huì)威脅輸電線路和電工設(shè)備的絕緣外，還會(huì)危害高建筑物、通信線路、天線、飛機(jī)、船舶、油庫等設(shè)備的安全。因此，這些方面的防雷也屬于高電壓技術(shù)的研究對(duì)象。

　　電力系統(tǒng)內(nèi)部過電壓是因正常操作或故障等原因使電磁狀態(tài)發(fā)生變化，引起電磁能量振蕩而產(chǎn)生的。其中衰減較快、持續(xù)時(shí)間較短的稱為操作過電壓;無阻尼或弱阻尼、持續(xù)時(shí)間長的稱為暫態(tài)過電壓。對(duì)110～220千伏電力系統(tǒng)，內(nèi)部過電壓水平一般取3倍最大工作電壓;對(duì)330～500千伏電力系統(tǒng)，需要采取一些限制措施，取2～2.5倍。對(duì)特高壓電力系統(tǒng)，進(jìn)一步限制內(nèi)部過電壓具有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，從前景來看限制到1.5～1.8倍最大工作電壓是完全可能的。

　　特性研究

　　雷電過電壓和內(nèi)部過電壓對(duì)輸電線路和電工設(shè)備的絕緣是個(gè)嚴(yán)重的威脅。因此，研究各種氣體、液體和固體絕緣材料在不同電壓下的放電特性是高電壓技術(shù)的重要課題。其中氣體包括大氣條件下的空氣、壓縮空氣、六氟化硫氣體及高真空等常用作輸電線路和電工設(shè)備絕緣及其他用途的材料。因此，研究如何提高氣體絕緣的放電電壓，研究影響氣體放電的各種因素，如間隙大小、電極形狀、作用電壓的極性和類型、氣體的壓力、溫度、濕度和雜質(zhì)等，對(duì)確保電工設(shè)備的經(jīng)濟(jì)合理和安全運(yùn)行有重要意義。

　　在采取措施限制雷電過電壓和內(nèi)部過電壓的情況下，隨著電壓等級(jí)的提高，工作電壓對(duì)絕緣特性的影響越來越重要。在工作電壓作用下超高壓輸電線路和電工設(shè)備的電暈放電、局部放電、絕緣老化、靜電感應(yīng)、無線電干擾、噪聲等現(xiàn)象都是高電壓技術(shù)研究的課題。

　　在工程上經(jīng)常利用一些氣體放電的特性來解決許多高電壓技術(shù)領(lǐng)域中所遇到的科學(xué)技術(shù)問題，如利用球隙放電測(cè)量高電壓;用各種間隙放電來限制過電壓;利用電暈放電時(shí)產(chǎn)生穩(wěn)定的電暈層以改善電場(chǎng)分布，從而提高間隙的放電電壓等。

　　設(shè)備技術(shù)

　　高電壓領(lǐng)域的各種實(shí)際問題一般都需要經(jīng)過試驗(yàn)來解決。因此，高電壓試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)方法以及測(cè)量技術(shù)在高電壓技術(shù)中占有格外重要的地位。

　　為了在試驗(yàn)室或現(xiàn)場(chǎng)研究電介質(zhì)或電工設(shè)備的絕緣特性以及適應(yīng)于不同科技領(lǐng)域的高電壓技術(shù)的應(yīng)用，需要有各種類型的高電壓發(fā)生裝置。常見的高電壓發(fā)生裝置有：由工頻試驗(yàn)變壓器及其調(diào)壓設(shè)備等組成的工頻試驗(yàn)設(shè)備;模擬雷電過電壓或操作過電壓的沖擊電壓發(fā)生裝置;利用高壓硅堆等作為整流閥的高壓直流發(fā)生裝置。高電壓技術(shù) 　以上這些高電壓試驗(yàn)裝置的共同特點(diǎn)是：輸出電壓高;對(duì)輸出電壓的波形、幅值的調(diào)節(jié)要求高;輸出電流和功率一般不大;試驗(yàn)時(shí)持續(xù)運(yùn)行的時(shí)間較短。

　　此外，由于近代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要，各沖擊電流發(fā)生裝置得到越來越多的應(yīng)用。沖擊電流發(fā)生裝置要求在很短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生很大的沖擊電流，如用在核物理、加速器、激光等領(lǐng)域的大型沖擊電流裝置能產(chǎn)生數(shù)百萬安培的沖擊電流。在電力部門，沖擊電流發(fā)生裝置主要用于模擬雷電流，檢驗(yàn)?zāi)承╇姽ぴO(shè)備在雷電過電壓和操作過電壓作用下的通流能力。在電工制造部門，沖擊發(fā)電機(jī)和振蕩回路產(chǎn)生強(qiáng)電流，用以模擬電力系統(tǒng)短路電流，檢驗(yàn)開關(guān)設(shè)備以及高壓電纜等在系統(tǒng)短路工況下耐受短路電流的能力。

　　高電壓技術(shù)的試驗(yàn)方法

　　進(jìn)行高電壓試驗(yàn)需要有正確的試驗(yàn)方法，如耐壓試驗(yàn)、介質(zhì)損耗試驗(yàn)、局部放電試驗(yàn)等。高壓電工設(shè)備外絕緣的介電強(qiáng)度，受氣壓、溫度、濕度、風(fēng)沙、污穢、雨水、射線等因素的影響，需要有不同條件下的換算法和等效的試驗(yàn)方法。

　　高電壓測(cè)量裝置和測(cè)量技術(shù)是正確進(jìn)行高電壓試驗(yàn)的基礎(chǔ)。對(duì)不同類型的高電壓需采用不同的測(cè)量裝置。如測(cè)量直流電壓或低頻交流電壓的有效值用高壓靜電電壓表;測(cè)單次短脈沖(微秒或納秒級(jí))用高壓示波器，測(cè)高電壓下的脈沖大電流一般用羅戈夫斯基線圈。此外常用的高電壓測(cè)量裝置還有各種分壓器、分流器、局部放電儀等。60年代以來，光電測(cè)試技術(shù)引入高電壓領(lǐng)域，它將高電位端的量(如高壓回路的電流)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)，通過光纖傳送到低電位端的接受儀器，再將光信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào)，避免了高電壓傳到低電壓的測(cè)量系統(tǒng)而引起的危險(xiǎn)，以及電磁場(chǎng)對(duì)低電壓測(cè)量系統(tǒng)的干擾。

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