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第一章故障诊断：根据设备运行状态信息查找故障源并确定相应决策的一门综合型新兴学科。作用：减少了事故停机损失，提高了设备运行的可靠性和经济效益，降低了维修费用。维修体制经历了：事后维修、预防维修、状态维修故障诊断技术由三部分组成：故障诊断机理的研究，故障诊断信息学的研究，诊断逻辑和数学原理方面的研究实现故障诊断需应用的技术：检测技术，信号处理技术，识别技术，预测技术状态监测与故障诊断构成了设备诊断的两个阶段，状态监测室故障诊断的基础，故障诊断是状态监测的深化和提升。第二章提高电气设备绝缘的可靠性①提高设备的质量（优质材料，先进工艺,优化设计,高裕度）②进行必要的检查和维修（预防性试验）电气绝缘的作用是把不同电位的导体分隔开，使之在电气上不相连接，无电流流过。气体绝缘的优点：最为常见，不存在老化问题，具有完全的绝缘自恢复特性。电子与正离子的产生方式：热电离，光电离，碰撞电离，分级电离。气体中负离子的形成对放电发展起抑制作用，因为它减少了自由电子数。常见的自持放电形式：辉光放电，火花放电，电弧放电，电晕放电（非自持放电和自持放电的本质区别：放电的维持是否取决于外电离因素的存在）自持放电条件：二次电子发射。二次电子的产生机制与气压p和间隙距离d的乘积pd有关。pd较小用汤森理论：二次电子的来源的来源是正离子撞击阴极表面，使其表面产生电子逸出。均匀电场中汤森自持放电判据：γ（ead—1）=1.pd较大时用流注理论：当电子崩发展到足够程度时，电子崩中的空间电荷足以使原电场明显畸变，从而大大增强了崩头和崩尾的电场。电子崩中电荷密度很大，复合过程频繁，释放出的光子在崩头和崩尾强电场区引发光电离，在光电离条件下，产生二次电子，形成流注。两者分界线：大约26kpa.cm流注理论基本观点：（1）空间电荷对原有电场的影响：电子崩中的空间电荷使电场明显畸变，从而大大增强了崩头和崩尾的电场（2）空间光电离的作用：电子崩中电荷复合过程中释放出的光子在崩头或崩尾强电场区引发光电离（3）在光电离条件下，产生二次电子，形成流注流注自持放电条件：ead=C电晕放电是极不均匀电场中特有的一种自持放电形式，放电产生的电流密度大小与外加电压，电极形状，极间距离，气体性质和状态有关。危害：①伴随着声音，光，电等现象造成能量损耗，②产生高频电磁波，造成干扰。③产生噪声。高压输电线路防电晕措施：①增大导线直径，如采用扩径导线。②采用分裂导线，改善电场分布；同时还可以提高线路的传输功率。电晕放电的利用：①利用电晕放电改善极不均匀电场的分布，以提高击穿电压。②工业应用：静电除尘，静电喷涂，臭氧发生器等。不均匀电场中的极性效应：在不均匀电场中，放电总是从曲率较大的电极附近开始（该处场强最大），当该电极所带电位极性不同时（正或负），放电产生的空间电荷对原电场的畸变效果不同，从而导致同一间隙在不同极性的电压作用下，放电的起始电压不同，击穿电压也不同。极不均匀电场：正棒—负板：放电起始电压高，但放电易于发展，容易导致间隙的最终击穿；负棒—正板：情况刚好相反。稍不均匀电场：正棒—负板：间隙的放电起始电压比负棒—正板时高，故前者的击穿电压高于后者。负棒—正板：间隙的放电起始电压和击穿电压均分别低于正棒负板间隙的起始起始电压和击穿电压。在尖板电极之间施加工频电压，则起晕总是先发生在负半周期，而击穿总发生在正半周期。极间距离相同时，击穿电压：负尖正板尖-尖正尖负板。U50:间隙施冲击电压时，击穿概率为50%时所对应的电压值。定义同一间隙的50%冲击击穿电压U50与稳态击穿电压Uss之比，为冲击系数β。大气条件对空气击穿的影响：1）空气密度：大气中间隙的放电电压随空气密度的增大而提高。2）海拔高度：高度增加，外绝缘的放电电压也随之下降。3）湿度：气态—升高，凝结—下降。SF6气体间隙击穿：稍不均匀电场：冲击系数小，存在极性效应。极不均匀电场：①随着气压的升高击穿电压并不总是增大的。②在出现击穿驼峰的气压范围内，雷电冲击击穿电压明显低于稳态击穿电压，即冲击系数1。影响SF6气体击穿场强的因素：①电极表面缺陷（表面粗糙度，随机缺陷）②导电微粒（固定微粒，自由微粒）③固体介质（沿面放电）。SF6气体具有优越的绝缘，灭弧性能的主要原因是在于：强电负性。SF6气体绝缘结构多采用稍不均匀电场。开关操作会产生一种GIS所独有的操作过电压：快速暂态过电压VFT。特点：①VFT的波前很陡，其上升时间常在5-20ns范围②VFT有高频电压分量，振荡频率在0.1-10MHz③VFT的幅值通常并不高，其幅值很少超过最大相电压的2倍。外施电压包括稳态电压（特点：随时间变化率小）和冲击电压（特点：持续时间极短）稳态电压作用下的击穿特点：均匀电场：无极性效应，击穿时间段，击穿电压分散性小；稍不均匀电场：击穿前无电晕，极性效应不明显，工频击穿电压峰值及50%冲击击穿电压几乎一致；极不均匀电场：电场不均匀程度对击穿电压的影响减弱，几间距离对击穿电压的影响增大。均匀电场中的沿面放电：放电总是发生在界面，且闪络电压比纯气体间隙的击穿电压要低得多提高电晕起始电压和滑闪放电电压的方法：①减小比电容C0②减小绝缘表面电阻影响污闪电压的因素：①污秽的性质和污染程度②湿润的方式③泄露距离4)外施电压的形式防止污闪的措施：①定期或不定期的清扫②使用防污闪涂料或进行表面处理③加强绝缘和采用耐污绝缘子④使用其他材质的绝缘子沿面放电是一种沿固体绝缘表面发生的气体放电现象。污秽等值附盐密度是指绝缘子表面单位面积上污秽物导电性相当的等值盐量。单位：mg/cm2。液体介质的击穿机理（小桥理论）：工程应用的液体介质不可避免地存在气泡或杂质如水分，悬浮的固体纤维等，在电极间排列搭成电导性较强的小桥，造成击穿。判断变压器油的质量：其中最重要的实验项目是测量油的工频击穿电压影响液体介质击穿的因素：①杂质的影响（水分，气泡）②温度的影响③油体积的影响④电压形式的影响减小杂质影响的措施：过滤，防潮(呼吸器)，祛气（真空注油），用固体介质减小油中杂质的影响。固体介质的固有击穿强度比液体和气体介质高。特点：①击穿强度与电压作用的时间有很大关系②一旦击穿，绝缘无法自行恢复。电击穿：过程与气体中相似，由碰撞电离形成电子崩，当电子崩足够强时破坏介质晶格结构导致击穿。体积效应：由于材料的不均匀性，导致击穿场强分散性很大，加大试样的面积或体积，使材料弱点出现的概率增大，会使击穿场强降低。累积效应：固体介质在冲击电压多次作用下，局部损伤会逐渐扩大，致使其击穿电压Un有可能低于单次冲击电压作用时的击穿电压U1。热击穿：绝缘介质在电场作用下，会因电导电流和介质极化引起介质损耗，使介质发热。介质电导率随温度的升高而急剧增大，因此介质的发热因温度的升高而增加，如果介质中产生的热量超过其发散的热量时，介质的温度升高，直至到达某一温度该介质的发热与散热相等为止。若发热总是大于散热，则温度不断上升，造成材料的热破坏而导致击穿。热击穿：是一个热不平衡过程。（电导电流，介质极化），所需时间较长（几分钟-几小时），工频1min耐压不能考验热击穿特性。随外加电场频率的增加，热击穿的几率增大（极化：直流，工频，高频）。电化学击穿：介质长期加电压引起介质劣化而导致击穿强度下降。绝缘劣化的主要原因是介质内气隙的局部放电（PD）造成的。PD产生的活性气体如O3NO，NO等对介质产生氧化和腐蚀作用。带电粒子对介质表面的撞击，也会使介质受到机械的损伤和局部的过热。气隙的产生：①制造过程：浇注，挤压成型等。②绝缘与电极接触不良。提高局部放电电压的措施：①尽量消除气隙或设法减小气隙的尺寸，因为气隙的击穿场强随气隙厚度的减小而明显提高。②设法提高空穴的击穿场强，即用液体介质或高耐电强度的压缩气体充填空穴。油—屏障绝缘：以油为主要绝缘介质，散热，冷却作用好。屏障的作用：改善油间隙中电场分布和阻止杂质小桥的形成。广泛应用于变压器中。屏障的总厚度不宜取得过大（否则可能引起油中场强增高）。油纸绝缘：液体介质用作充填固体绝缘中气隙的浸渍剂。固体介质为绝缘主体。油纸绝缘的击穿强度很高，但散热比较困难。油纸绝缘的直流击穿场强比交流击穿场强高很多。油纸绝缘：直流电压下短时击穿场强约为交流时二倍以上，其长时间击穿场强则为交流时三倍以上。直流电压下，油与纸中的场强分配比交流时合理。在电压长时间作用下，油纸绝缘直流局部放电的危害性比交流时小。对同一油纸绝缘，直流耐电强度明显高于交流。对于交流的油纸绝缘一定能用于直流，反之则不然。绝缘的老化：固体和液体在长期运行过程中会发生一些物理变化和化学变化，导致其机理和电气性能劣化。原因：电，热，机械的作用，水分，氧化和射线，微生物的作用等过电压的防护和限制措施；（1）防雷装置接地的分类：工作接地，保护接地，防雷接地，静电接地。（2）雷电过电压保护：架空输电线路防雷的任务：采用技术上和经济上的合理措施，使系统雷害降低到运行部门能够接受的程度。具体原则和措施（线路防雷的四道防线）：①防止雷直击导线②防止雷击塔顶或避雷线后引起逆闪络③防止雷击闪络后转化为稳定的工频电弧④防止线路中断供电工频过电压的限制措施：①利用并联电抗器补偿空载线路的电容效应②利用静止补偿装置③采用良导体地线降低输电线路的零序电抗谐振过电压的防护措施：①电网的设计或运行阶段，尽量避免谐振条件的出现②对于较难避免的铁磁谐振过电压，可安装消谐器，阻尼电阻，改善电压互感器的激磁特性220KV以下电网，绝缘水平主要由大气过电压决定。330kV及以上的超高压绝缘配合中，操作过电压将起主导作用特高压电网中，绝缘水平甚至可能由工频过电压和长时工作电压决定。绝缘配合的原则：总和考虑电气设备在电力系统中可能承受的各种电压（工作电压和过电压），限压保护装置的特性以及绝缘对各种作用电压的耐受特性，合理地确定设备必要的绝缘水平，以使设备的造价，维修费用和设备绝缘故障引起的事故损失，达到在经济上和安全运行上总体效益最高的目的。绝缘配合的最终目的：确定电气设备的绝缘水平。绝缘配合的具体方法：惯用法，统计法，简化统计法在变电所中，确定电力变压器的绝缘水平是中心环节确定绝缘水平的基础是避雷器的保护水平（包括雷电冲击保护BIL和操作冲击保护BSL）。绝缘水平=K.U残(K的影响因素：避雷器和被保护设备之间的距离，避雷器参数和性能的变化，设备绝缘的老化，安全裕度)输电线路绝缘水平的确定的内容：①绝缘子串的绝缘子片数②线路绝缘的空气间隙全电压效应：随着间隙距离及外施电压的增大，电子从阴极到阳极经过了巨大的电位差，积聚了很大的动能。高能电子轰击阳极时能使阳极释放出正离子并辐射出光子。正离子及光子到达阴极后又将加强阴极的表面电离。在此反复过程中产生越来越大的电子流，使电极局部气化，最终导致间隙击穿。第三章预防性试验：（1）破坏性试验：耐压试验（2）非破坏性试验（绝缘电阻，直流泄露电流，介质损耗因数，局部放电，绝缘油中溶解气体分析）电介质极化的基本形式：电子式，离子式，偶极子转向，夹层介质界面，空间电荷极化（极化现象会造成电容量增加）电介质极化的本质：在外加电场作用下，极化介质内部形成反电场，通过向电极补充电荷以抵消反电场的作用，从而增加了电容量，并可以消耗能量！工程意义：选择绝缘材料，多层介质合理配合，判断绝缘状态极化种类产生场合所需时间能量损耗产生原因电子式极化任何电介质10-15s无束缚电子运行轨道偏移离子式极化离子式结构电介质10-13s几乎没有离子的相对偏移偶极子极化极性电介质10-10~10-2s有偶极子的定向排列夹层极化多层介质的交界面10-1s~数小时有自由电荷的移动不均匀介质的吸收现象：当在绝缘上施加直流电压时，流经绝缘的电流会随着时间逐渐下降，最终达到一个稳定值。（若绝缘受潮，则快速下降至稳定值）本质：夹层介质的界面极化测量绝缘电阻时的吸收现象：高压电气设备的绝缘多采用复合绝缘材料，在施加试验直流电压时，初始时，电压按电容反比分布，稳态时按绝缘电阻呈正比分布；由于两者的电压分布不一致，造成绝缘内部电荷的重新分布和吸收的现象。绝缘电阻：在设备绝