高电压技术复习要点答案

2013高电压技术复习要点

[1] 汤逊理论和流注理论的内容，适用条件

汤逊理论只适用于pd值较小的范围，流注理论只适用于pd值较大的范围，两者的过渡值为pd≈26.66kPacm。

汤逊理论的基本观点是：电子的碰撞电离是气体放电时电流倍增的主要过程，而阴极表面的电子发射是维持放电的重要条件，也就是电子崩理论。

流注理论的基本观点：①以汤逊理论的碰撞电离为基础，强调空间电荷对电场的畸变作用，着重于用气体空间的光电离来解释气体放电通道的发展过程。②放电以起始到击穿并非碰撞电离连续量变的过程，当初始电子崩中离子数达到108以上时，要引起空间光电离这样一个质的变化，此时由光子造成的二次崩向主崩汇合而形成流注。③流注一旦形成，放电就转入自持。

[2]带电粒子的产生有哪些方式？电离方式有哪些？

产生方式：气体间隙中带电粒子来源于气体分子本身的游离和金属表面游离。

电离方式：热电离，光电离，碰撞电离，分级电离

[3]电晕放电的特点？(是否自持？什么事自持放电)。

在极不均匀电场中，当电压升高到一定程度后，在空气间隙完全击穿之前，小曲率电极（高场强电极）附近会有薄薄的发光层，有点像月晕，这种现象为电晕放电。它是一种

自持放电形式。自持放电是只需要外加电压就能维持的放电。

[4]几种典型击穿电压的比较(正极性棒棒 负极性棒棒 正极性棒板 负极性棒板)（P29）

在工频电压作用下，棒-板间隙的击穿总是发生在棒的极性为正、电压达幅值时，并且其击穿电压（幅值）和直流电压下的正棒-负板的击穿电压相近。棒-棒间隙的平均击穿场强为3.8kV（有效值）/cm或5.36kV（幅值）/cm，棒-板间隙梢低一些，约为3.35kV（有效值）/cm或4.8kV（幅值）/cm。

[5]标准雷电电压波波形。波前时间，半峰时间。（P32）

[6]SF6具有较高绝缘强度的原因？（P39）

它除了能显著提高其电气强度，还具备优异的灭弧能力，液化温度低，良好的化学稳定性，出现放电时不易分解、不燃烧或爆炸、不产生有毒物质，生产不太困难，价格不过于昂贵。

[7]介质的极化形式和极化特点(极化时间、极化条件)。极化程度如何衡量？用什么参数衡量？

在电场作用下，正、负束缚电荷只能在微观尺度上作相对位移，不能作定向运动。正负束缚电荷间的相对偏移，产生感应偶极矩。在外电场作用下，电介质内部感生偶极矩的现象，称为电介质的极化。

最基本的极化型式有电子式极化、离子式极化和偶极子极化等三种，另外还有夹层极

化和空间电荷极化等。

极化程度用介电常数r来衡量。

[8]沿面闪络定义，防止绝缘子的污闪有哪些措施？（P48）

由于绝缘子常年处于户外环境中，因此在其表面很容易形成一种污物附着层。当天气潮湿时，污秽层受潮变成了覆盖在绝缘子表面的导电层，最终引发局部电弧并发展成沿面闪络，这就是污闪。

措施：调整爬距（增大泄漏电流）、定期或不定期的清扫、涂料、半导体釉绝缘子、新型合成绝缘子

[9]电介质极化损耗(什么是电介质？电介质损耗怎么衡量？计算公式，西林桥的接法)（P89）

电介质：指在电场的作用下能建立极化的一切物质，用来将不同电位的导体分隔开，使之在电气上下相连接，没有电流流过的材料称为绝缘材料或者电介质。

损耗：处于电场中绝缘介质，必然会存在一定的能量损耗，而这些有极化、电导所引起的损耗就称为介质损耗。这个用tan来衡量。

[10]液体介质击穿原理(小桥理论)。固体介质电导有哪些？

在外电场足够强时，电子在碰撞液体分子可引起电离，使电子数倍增，形成电子崩。同时正离子在阴极附近形成空间电荷层增强了阴极附近的电场，使阴极发射的电子数增多，

导致液体介质击穿。（电击穿理论）

液体中出现气泡，在交流电压下，串联介质中电场强度的分布与介质的εr 成反比。由于气泡的εr 最小，其电气强度又比液体介质低很多，所以气泡必先发生电离。气泡电离后温度上升、体积膨胀、密度减小，这促使电离进一步发展。电离产生的带电粒子撞击油分子，使它又分解出气体，导致气体通道扩大。许多电离的气泡在电场中排列成气体小桥，击穿就可能在此通道中发生。（小桥理论）

固体介质电导（P66）：离子电导：晶体无机电介质的离子电导、非晶体无机电介质的离子电导、有机电介质中的离子电导；电子电导：晶体电介质的电子电导、电介质中的电子跳跃电导、热电子发射电流、场致发射电流、空间电荷限制电流。

[11]吸收比极化指数定义，值的大小所代表的意义？

吸收比：检验绝缘是否严重受潮或存在局部缺陷。通常测定的是15s及60s时的绝缘电阻值R15和R60，并把后者对前者的比值称为吸收比K。

[12]固体介质击穿原理？（P73）

当施加于电介质的电场增大到相当强时，电介质的电导就不服从欧姆定律了，电场到某个临界值时，电介质电导突然剧增，电介质便由绝缘状态到导电状态，这一跃变现象称为电介质的击穿。

[13]双层介质的计算。（P77）

[14]绝缘缺陷有哪些形式？绝缘电阻定义

集中性缺陷：裂缝、局部破损、气泡等

分散性缺陷：内绝缘受潮、老化、变质等

绝缘电阻是反映绝缘性能的最基本的指标之一。

[15]波阻抗的定义和特征以及与电阻的不同？

波阻抗Z表示了线路中同方向传播的电流波和电压波的数值关系

其中L0、C0分别表示单位长度线路的电感、电容。

与电阻的不同：1波阻抗表示向同一方向传播的电压波和电流波之间比值的大小；电磁波通过波阻抗为Z的无损线路时，其能量以电磁波的形式储存在周围介质中，而不像通过电阻那样被消耗掉。

2.为了区别不同方向的行波，Z的前面应有正负号。

3.如果导线上有前行波，又有反行波，两波相遇时，总电压和总电流的比值不在等于波阻抗。

4.波阻抗的数值Z只与导线单位长度的电感和电容有关，而与导线长度无关。

[16]什么是操作过电压？电力系统中有哪些操作过电压(工频电压升高 铁磁谐振 是过电压吗)

操作过电压：内部过电压的一种，所指的操作应理解为“电网参数的突变”，这一类过电压的幅值较大，可采用限压保护装置和其他技术措施来加以限制。主要包括切除空载线路过电压、空载线路合闸过电压、切除空载变压器过电压和断续电弧接地过电压等几种。

[17]中性点接地系统为何要接地？(可靠性与非接地系统比谁高)

[18]要会区分预防性试验和破坏性试验。(局部放电试验、 直流耐压、绝缘电阻测试、泄露电流 冲击试验 工频耐压试验等哪些是破坏性试验？)

预防性试验（试验电压低）：为了发现运行中设备的隐患，预防发生事故或设备损坏，对设备进行的检查、试验或监测，也包括取油样或气样进行的试验。预防性试验是电力设备运行和维护工作中一个重要环节，是保证电力设备安全运行的有效手段之一。

破坏性试验（试验电压高）：破坏性试验检验绝缘的电气强度，非破坏性试验检验其他电气性能。

[19]工频耐压试验原理，各元件的意义，试验方法？(如何加压？加多少次，多长时间？)

工频耐压试验是检验电气设备绝缘强度的最有效和最直接的方法，它可用来确定电气设备绝缘耐受电压的水平,判断电气设备能否继续运行，是避免其在运行过程中发生绝缘事故的重要手段。

原理：按规定的升压速度提升作用在被试品TO上的电压，直到它等于所需的试验电压 为止。保持1分钟，没有发现绝缘击穿或局部损伤，可认为合格通过。（实验接线图

在P116页的图5-12）。

[20]直击雷感应雷定义影响因素。

直击雷：带电云层（雷云）与建筑物、其它物体、大地或防雷装置之间发生的迅猛放电现象，并由此伴随而产生的电效应、热效应或机械力等一系列的破坏作用。

感应雷：由于雷云对地放电过程中，放电通道周围空间电磁场的急剧变化，会在附近线路的导线上产生过电压。

[21]电力系统的接地有哪些形式？

接地就是指将电力系统中电气设备和设施的某些导电部分，经接地线连接至接地极。按照用途分为：

工作接地：正常工作需要而设置的接地。0.5~10Ω

保护接地：为了保护人身安全金属接地。1~10Ω

防雷接地：将雷电流顺利泄如地下，以减小它所引起的过电压。

防静电接地：为防止静电对易燃油等的危险作用而设的接地。

[22]避雷针的保护范围是指？

表示避雷针的保护效能，指被保护物体在此空间范围内不致遭受直接雷击，我国有关

规程所推荐的保护范围对应于0.1％的绕击率。

[23]什么叫雷暴日？雷电流的定义？

雷暴日Td是一年中发生雷电的天数，以听到雷声为准，在一天内只要听到过雷声，无论次数多少，均计为一个雷暴日。

当雷云电荷为负时，所发生的雷云放电为负极性放电，雷电流极性为负；反之为正。

雷电流的波前时间T1处于1～4us的范围内，平均为2.6us。波长T2 处于20～100us的范围内，多数为40us左右。

我国防雷设计采用2.6/40us的波形；在绝缘的冲击高压试验中，标准雷电冲击电压的波形定为1.2/50us

[24]绝缘配合的概念和原则。

绝缘配合是高电压技术的一个核心问题，是指在综合考虑电力系统中可能出现的各种作用电压、保护装置特性以及设备绝缘特性的情况下，最终确定电气设备的绝缘水平，以便把作用于设备上的各种电压所引起的绝缘损坏和影响连续运行的概率，降低到在经济上和运行上能接受的水平。