雷击过电压.doc

,主要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、大电流的应用等。高电压技术对电力工业、电工制造业以及近代物理的发展(如X射线装置、粒子加速器、大功率脉冲发生器等)都有重大影响,工程上把1000伏及以上的交流供电电压称为高电压。高电压技术所涉及的高电压类型有直流电压、工频交流电压和持续时间为毫秒级的操作过电压、微秒级的雷电过电压、纳秒级的核致电磁脉冲(NEMP)等。20世纪以后,随着电能应用的日益广泛,电力系统所覆盖的范围越来越大,输电电压等级不断提高,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。这几个阶段都与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。这一发展过程以及物理学中各种高电压装置的研制又促进了高电压技术的进步。60年代以后,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,全封闭气体绝缘组合电器(GIS)得到越来越广泛的应用。这些都提出许多高电压技术的新问题。高电压技术可大致分为电力系统过电压及其限制,高电压绝缘特性研究,高电压试验设备、方法和测量技术等几个方面。电力系统过电压及其限制研究电力系统中各种过电压,以便合理确定其绝缘水平是高电压技术的重要内容。电力系统的过电压包括外过电压(又称雷电过电压)和内过电压。一般雷电过电压幅值远超过系统的额定工作电压,但作用时间较短,平均波长时间为30微秒。雷击除了威胁输电线路和电工设备的绝缘外,还会危害高建筑物、通信线路、天线、飞机、船舶、油库等设施的安全。因此,这些方面的防雷也属于高电压技术的研究对象。电力系统内过电压是因正常操作或故障等原因使电路状态或电磁状态发生变化,引起电磁能量振荡而产生的。其中衰减较快、持续时间较短的称为操作过电压;无阻尼或弱阻尼、持续时间长的称为暂态过电压。对110~220千伏电力系统,内过电压水平一般取3倍最大工作电压;对330~500千伏电力系统,取2~;对特高压电力系统,~。高电压绝缘特性研究高压电工设备的绝缘应能承受各种高电压的作用,包括交流和直流工作电压、雷电过电压和内过电压。研究电介质在各种作用电压下的绝缘特性、介电强度和放电机理,以便合理解决电工设备的绝缘结构问题是高电压技术的重要内容。过电压对输电线路和电工设备的绝缘是个严重的威胁。为此,要着重研究各种气体、液体和固体绝缘材料在不同电压下的放电特性。其中气体包括大气条件下的空气、压缩空气、六氟化硫气体及高真空等常用作输电线路和电工设备绝缘及其他用途的材料。研究如何提高气体绝缘的放电电压,研究影响气体放电的各种因素,对确保电工设备的经济