電力中的高壓技術、設備絕緣類型和絕緣配合

高壓技術

高壓工程是許多電氣、電氣和電物理專業的主要學科之一。

廣泛應用於國民經濟的許多部門。關於高壓電力系統，該學科研究電氣絕緣以及暴露於額定（工作）電壓和過電壓時絕緣中發生的過程。

高壓裝置，根據電氣絕緣過程的特點，包括標稱電壓高於 1000 V 的裝置。

高壓技術課程通常分為兩部分。第一部分解決與設計、技術、測試和操作相關的問題。電氣裝置的絕緣…第二部分檢查了電網中過電壓的發生及其限制方法。

高壓技術的兩個部分相互之間有著密切的聯繫，整體解決其中一個或另一部分的問題必須在相互關係中進行。

高壓技術解決的問題範圍包括：

這些問題中的每一個都有自己的特點和獨立的重要性。然而，所有這些都是為了解決高壓技術的主要問題—— 創建和提供高壓裝置可靠工作的電氣絕緣（創建具有技術和經濟合理絕緣水平的絕緣結構）。

例如，氣體洩漏具有很大的獨立重要性，但在高壓技術中，它們是根據絕緣特性考慮的，因為氣體，尤其是空氣，存在於所有絕緣結構中。

這門科學學科與第一批高壓裝置的出現同時出現，當時電氣絕緣開始決定其運行的可靠性。

隨著你的成長裝置的標稱電壓絕緣要求越來越高。這些要求在很大程度上取決於在電路切換、接地故障等期間電氣裝置的各個部分中發生的那些瞬變。（內部浪湧）和閃電放電（大氣浪湧）。

為了解決高壓技術問題，需要專門的高壓實驗室來獲得各種類型和形式的高壓，以及高壓測量裝置。

因此，高壓工程考慮現代高壓實驗室和高壓測量的主要設備。

此外，從工作接地和保護接地的佈置角度考慮了地面電流（工業頻率和脈衝）的流動，這是確保高壓裝置的運行模式及其維護安全所必需的.

高壓工程是唯一綜合考察電氣系統絕緣結構性能的學科，這也是為什麼它是所有電氣工程和電氣工程專業的核心學科之一。

高壓電氣裝置的絕緣類型

現代的動力系統，由許多發電廠（NPP、HPP、GRES、TPP）、變電站、架空和電纜電力線路組成，包含三種主要的高壓絕緣類型：電站、變電站和線路絕緣。

對氣體絕緣 包括用於內部安裝的電氣設備的絕緣，即旋轉機械（發電機、電動機和補償器）、電氣裝置（開關、限制器、電抗器等）的絕緣。電力變壓器和自耦變壓器，以及用於內部安裝的電氣絕緣結構（插座和支撐絕緣子等）。

用於變電站隔離 包括擬外裝（變電站開敞部分）電氣設備的絕緣，即電力變壓器和自耦變壓器的絕緣、外裝電氣裝置以及外裝電氣隔離結構。

用於線路隔離 包括架空線路絕緣和電纜線路絕緣。

高壓裝置的電氣絕緣分為外部絕緣和內部絕緣。 對外絕緣 包括空氣中的電氣絕緣裝置和結構，以及 對內絕緣 ——液體或半液體介質中的裝置和結構。

高壓絕緣決定了電力系統運行的可靠性，因此對高壓和過電壓下的電氣強度、機械強度、抗環境影響等都有要求。

絕緣必須能承受長時間的工作電壓和衝擊不同類型的過電壓.

用於外裝的外絕緣必須在雨、雪、冰、各種污染物等環境下可靠工作。內絕緣與外絕緣相比，通常具有更好的工作條件。在山區，外保溫必須在低氣壓下可靠工作。

許多類型的電絕緣結構必須具有更高的機械強度。例如，支撐和套管絕緣子、套管等。必須反复承受短路、線路絕緣體（花環）和高支撐電氣絕緣結構期間大電動力的衝擊——風荷載，因為風會產生高壓。

使用幫助限制不同操作模式下對絕緣有危險的過電壓 特殊保護裝置.

主要保護裝置有避雷器、避雷器、保護電容、消弧和無功線圈、避雷器（繩、桿）、高速斷路器帶自動關閉裝置 (AR).

合理的操作措施有助於確保在使用限制器和其他保護裝置時絕緣的可靠運行。它們包括絕緣的協調、定期的預防性絕緣測試的組織（以識別和消除薄弱的絕緣）、變壓器的中性線接地等。 .

隔離配合

高壓技術絕緣設計中出現的主要問題之一是所謂的絕緣材料的定義。 “絕緣水平”，即它在不被損壞的情況下所能承受的電壓。

電氣裝置的絕緣必須在一定的電氣強度下進行，以便在任何可能的過電壓下都不會出現重疊（破壞）。然而，這種絕緣太笨重且昂貴。

因此，在選擇絕緣時，建議不要沿著對其電氣強度產生限制的路線，而是沿著應用這樣的保護措施的路線，一方面，防止出現對絕緣有害的過電壓波，另一方面，它保護絕緣體免受浪湧波的影響……

因此，在一定水平上選擇絕緣，即。放電和擊穿電壓的規定值，考慮到保護措施。

隔離級別 必須選擇保護措施，使絕緣不會在給定安裝中發生的各種形式的過電壓的影響下崩潰，同時具有最小的尺寸和成本。

所採用的絕緣水平和保護措施與影響絕緣的過電壓相協調稱為 隔離配合.

電壓為 220 kV（含）的裝置的絕緣水平主要由大氣過電壓值決定，即它們明顯高於內部過電壓值，其中的絕緣配合基於脈衝特性。

330 kV 及以上裝置的絕緣水平主要由內部過電壓決定，其中絕緣的配合是基於對這些過電壓可能大小的考慮。

絕緣配合在很大程度上取決於安裝的中性點。與帶有硬接地中性點的裝置相比，帶有隔離中性點的裝置需要更高級別的絕緣。