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爱•历史|高电压与绝缘技术发展简史

2020-08-01 编辑:超级管理员来源:原创 浏览量:3938

高电压与绝缘技术发展简史




高电压与绝缘技术是以试验研究为基础的应用技术,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。


1752年,富兰克林进行了著名的风筝引电实验,从而证明雷电与摩擦所产生电荷性质是一样的,这实际上是一种高电压试验。1895-1896年,W. K.伦琴(Rntgen)发现X射线并将其用于人手骨骼摄像时就已应用了高电压技术。1911年,E.卢瑟福(Rutherford)根据a粒子轰击金箔引起散射而提出原子模型时也应用了高电压技术。1931年,范德格拉夫(van de1967)发明了高压静电起电机,曾被用作正离子加速器或高穿透性X射线发生Graaff, 1901-器的电源。


高电压是相对于低电压而言的,对于电力系统来说, 1kV以 上至220kV称为高压,而220kV至800kV称为超高压(EHV),1000kV以上称为特高压(UHV)。就世界范围而言,输电电压等级经历了交流6、10、20、35、60、110、150、220kV的高压(HV),287、 330、400、500、735,765kV的超高压(EHV),直至1150kV的特高压(UHV)(工业试验线路)。与此同时,高压直流输电技术也得到了快速发展,电压由,100、 ,250、 ,400、 ,500发展至,750kV。20世纪60年代以来,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电的困难,地下高压输电发展迅速(由220、275、345千伏发展到400、500千伏电缆和六氟化硫管道线路);同时,为减少变电占地面积和保护城市环境,气体绝缘金属封闭组合电器(GIS)得到越来越广泛的应用。当前,我国的交、直流输电电压已高达750kV和,500kV。由于我国国土辽阔,能源分布不均匀,动力资源和一些负荷中心相距遥远,“西电东送”和“北电南送”必然成为我国21世纪的送电格局,因此我国必将成为世界上少数几个发展1000kV及以上特高压(UHV)输电技术的国家之一。


绝缘是高电压技术及电气设备结构中的重要组成部分,其作用是把电位不等的导体分开,使其保持各自的电位,没有电气连接。将具有绝缘作用的材料称为绝缘材料,即电介质,电介质在电场作用下,有极化、电导、损耗和击穿等现象。


高电压绝缘应用于国民经济的许多领域,其中最大量的是用于电力系统,随着电力系统电压等级的进一步提高,有关电气设备绝缘的问题也日益重要。当作用电压超过临界值时,绝缘将被破坏而失去绝缘作用。电力系统的发展,建立在对电介质的电晕、放电、击穿现象、输变电设备及其绝缘、过电压的防护和限制、高电压试验技术,以及静电场、电磁场对环境的影响等方面进行深入研究的基础之上,这些研究促使高电压与绝缘技术不断发展,并逐步形成为一门学科。


从20世纪60年代开始,高电压与绝缘技术加强了与其他学科的相互渗透和联系,在不断吸取其他科技领域的新成果,促进了自身的更新和发展的同时,也使高电压与绝缘技术方面的新进展、新方法更广泛地应用到诸如大功率脉冲技.术、激光等离子体、受控热核反应、原子物理、生态与环境保护、生物医学、高压静电工业应用等科技领域,显示出强大的生命力。


随着计算机、微电子、材料科学等新兴学科的出现,高电压与绝缘技术这门学科的内容也正日.新月异地得到改造和更新。当前,数据采集和处理,光电转换和新型传感技术、计算机和微处理机等已大量应用于高电压测试技术;数字及模拟计算机的仿真技术,随机信号处理和概率统计理论等也已进入系统过电压、绝缘和绝缘水平与配合的领域,这些新兴理论和技术的应用将极大地推进高电压与绝缘技术学科的发展。


(声明:本文部分内容来自网络)



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