重庆大学在线监测第一章.

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1、输变电设备智能监测与诊断技术2012年2月教师：杜林教师：杜林参考教材：参考教材：朱德恒，谈克雄主编：电绝缘诊断技术，中国电力出版社，1999严璋编：电气设备在线监测技术，中国电力出版社，1995姜建国：故障诊断学及其在电工中的应用，科学出版社，1995王昌长、李福祺编：电力设备的在线监测与故障诊断，中国电力出版社，1996朱德恒、严璋： 电气设备状态监测与故障诊断技术，中国电力出版社，2009电气设备在线智能化检测电气设备在线智能化检测 p 电介质与电气设备绝缘电介质与电气设备绝缘p 电气设备的状态检修电气设备的状态检修p 电气设备在线监测系统组成及要求电气设备在线监测系统组成及要求1 绪论

2、研究对象研究对象n电气设备及绝缘结构电气设备及绝缘结构n变压器n容性设备n避雷器n电缆n.n单一介质绝缘n复合介质绝缘n不同电场形式n绝缘介质及老化绝缘介质及老化n固体绝缘n气体绝缘n液体绝缘n老化机理及规律n绝缘特征参量1 绪论1. 电介质与电气设备绝缘电介质与电气设备绝缘 电力系统与电气设备电力系统与电气设备 电气设备绝缘结构及电介质电气设备绝缘结构及电介质 绝缘材料绝缘材料 电介质老化电介质老化1.1电力系统与电气设备电力变压器电力变压器电压互感器电压互感器电流互感器电流互感器少油断路器少油断路器SFSF6 6 断路器断路器金属氧化物避雷器金属氧化物避雷器耦合电容器、电容式电压互感器耦合

3、电容器、电容式电压互感器500kV 500kV 二自线二自线 1.2 电气设备绝缘结构及电介质电气设备绝缘结构及电介质电介质及其形式电介质及其形式 电介质是指在电场作用下能建立极化的一切物质，广义上电介质是指在电场作用下能建立极化的一切物质，广义上说来，电介质不仅包括绝缘材料，而且包括各种功能材料，说来，电介质不仅包括绝缘材料，而且包括各种功能材料，如压电、热释电、光电、铁电等材料。电介质中起主要作用如压电、热释电、光电、铁电等材料。电介质中起主要作用的是束缚电荷。的是束缚电荷。 电介质材料分布很广，有气态、液态或固态形式。电介质电介质材料分布很广，有气态、液态或固态形式。电介质不一定是绝缘体

4、，但绝缘体都是典型的电介质。绝缘体的电不一定是绝缘体，但绝缘体都是典型的电介质。绝缘体的电击穿过程及其原理关系到束缚电荷在场强作用下的极化限度。击穿过程及其原理关系到束缚电荷在场强作用下的极化限度。电力设备的绝缘结构由电极和电介质组成电力设备的绝缘结构由电极和电介质组成电力设备绝缘的基本构成 电介质及其形式电介质及其形式 电介质的分子由原子或离子组成，每个原子或离子由带正电电介质的分子由原子或离子组成，每个原子或离子由带正电的原子核和绕核运动的带负电的电子所组成。电介质分为：的原子核和绕核运动的带负电的电子所组成。电介质分为：1 1非极性电介质非极性电介质 在无外电场作用时，分子正电荷和负电荷

5、中心相重合，这种分子称为非极性分子。在无外电场作用时，分子正电荷和负电荷中心相重合，这种分子称为非极性分子。聚乙烯，聚四氟乙烯、石蜡、地蜡等均为非极性电介质材料。聚乙烯，聚四氟乙烯、石蜡、地蜡等均为非极性电介质材料。 2 2极性电介质极性电介质 无外电场作用时，分子正电荷和负电荷中心不相重合，这种分子称为偶极分子或无外电场作用时，分子正电荷和负电荷中心不相重合，这种分子称为偶极分子或极性分子。聚氯乙烯、纤维、某些树脂等。极性分子。聚氯乙烯、纤维、某些树脂等。 3 3离子型电介质离子型电介质 由正负离子组成。属于这一类的有离子型晶体介质，石英、云母、玻璃、陶瓷以由正负离子组成。属于这一类的有离子

6、型晶体介质，石英、云母、玻璃、陶瓷以及其它一些无机电介质。及其它一些无机电介质。电介质及其形式电介质及其形式1.1. 无机（陶瓷和玻璃）材料；无机（陶瓷和玻璃）材料；（绝缘子，套管）（绝缘子，套管）2.2. 塑料膜，聚酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺等膜材料；（电容器中铝箔间，塑料膜，聚酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺等膜材料；（电容器中铝箔间，旋转电机的槽绝缘旋转电机的槽绝缘) )3.3. 柔软绝缘套管；柔软绝缘套管； （绕线部分的主或次绝缘、电缆保护及捆扎）（绕线部分的主或次绝缘、电缆保护及捆扎） 4.4. 刚性纤维增强型层压板；（高密层压木板或纸层压板）刚性纤维增强型层压板；（高密层压木板或纸层压板） 5.

7、5. 树脂和漆；树脂和漆；（用于电气设备的浸渍和涂层，改善于工作环境（用于电气设备的浸渍和涂层，改善于工作环境的抵御能力）的抵御能力）6.6. 压敏粘带；压敏粘带；（粘着、密封或固定设备）（粘着、密封或固定设备） 7.7. 纤维材料；纤维材料；8.8. 混合柔性材料：混合柔性材料：（大量用在低压电机中）（大量用在低压电机中） 9.9. 云母制品；云母制品；（用于高压旋转电机的制造）（用于高压旋转电机的制造） 10.10. 织物绝缘：织物绝缘： 11.11. 人造橡胶和热塑性塑料：人造橡胶和热塑性塑料： 电介质按照存在的形态分成几种基本类型：固体电介质、液体电介质、电介质按照存在的形态分成几种基

8、本类型：固体电介质、液体电介质、气体电介质和真空电介质。气体电介质和真空电介质。固体电介质固体电介质:电介质及其形式电介质及其形式液体电介质液体电介质 分矿物绝缘油、合成绝缘油和植物油三大类。分矿物绝缘油、合成绝缘油和植物油三大类。 常用矿物绝缘油的性能常用矿物绝缘油的性能 绝缘油名称绝缘油名称 性性 能能 变压器油变压器油 电容器油电容器油 110330kV 高压电缆油高压电缆油 开关油开关油 (45号变压器油号变压器油) 凝固点（凝固点（） 3545 45 60 45 酸值（酸值（mgKOH/g） 135 135 125 135 r（60） 2.2 V（20，/m） 4101251013

9、5101210121014（25） UB（kV，标准油杯），标准油杯） 2540 60 50 tan（%）100 0.5（20） 0.4 0.15 运动粘度（运动粘度（20）（）（m2/s） 30106374510681810630106电介质及其形式电介质及其形式气体绝缘：气体绝缘：1.1. 气体作为主绝缘，其它固体电介质只起支撑作用（架空线、空气电容器、气体作为主绝缘，其它固体电介质只起支撑作用（架空线、空气电容器、断路器、充气电力电缆及通信电缆等）；断路器、充气电力电缆及通信电缆等）；2.2. 气体也可与承担主绝缘的固体或液体电介质以串联或并联形式存在；气体也可与承担主绝缘的固体或液体电

10、介质以串联或并联形式存在；3.3. 气体介质除了起绝缘作用外，有时还起灭弧、冷却和保护作用；气体介质除了起绝缘作用外，有时还起灭弧、冷却和保护作用； 气体分气体分普通气体普通气体和和SFSF6 6气体气体。真空绝缘：真空绝缘： 真空绝缘主要应用于中压开关设备，具有优良的绝缘性能和灭弧性能。真空绝缘主要应用于中压开关设备，具有优良的绝缘性能和灭弧性能。采用真空作为开关灭弧介质，成本低、维修费用低、无爆炸危险，由于灭弧采用真空作为开关灭弧介质，成本低、维修费用低、无爆炸危险，由于灭弧室具有高真空度，空气分子十分稀薄，真空间隙的绝缘强度比常温下的空气室具有高真空度，空气分子十分稀薄，真空间隙的绝缘强

11、度比常温下的空气和和SFSF6 6高得多。高得多。 电力设备的绝缘结构由电极和电介质组成固体电介质中的直流电流 电力设备的绝缘结构由电极和电介质组成固体电介质的交流电流 1.3 电力设备的绝缘材料 电气设备绝缘材料：固体绝缘、液体绝缘和气体绝缘。电气设备绝缘材料：固体绝缘、液体绝缘和气体绝缘。对于大型电气设备，主要以组合绝缘方式为主。对于大型电气设备，主要以组合绝缘方式为主。n电机用的注塑树脂固化成型的云母复合绝缘方式，干式变压器和气体绝缘设备用的隔离、支撑等的注射绝缘方式，CV电缆终端用的橡胶成型绝缘方式；n变压器、电容器、OF电缆等用的油浸绝缘方式；n交流电缆中用挤出机生产的交联聚乙烯绝缘