高电压复习题.doc

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1、1、 电介质在电气设备中是作为绝缘材料使用的，按其物质形态，可分为 气体介质 、 液体介质 和 固体介质 。2、 带点粒子的产生产生带点粒子的物理过程称为电离，它是气体放电的首要前提。（如有图所示）3、 当电子与气体分子碰撞时，不但有可能引起碰撞电离而产生出正离子和新电子，而且也可能会发生 电子 与 中性分子 相结合而形成负离子的情况，这种过程称为 附着 。4、 带电粒子的消失可分为一下几种情况： 带电粒子在电场的驱动下作定向运动，在到达电机时，消失于电机上而形成外电路中的电流； 带电粒子因扩散现象而逸出气体放电空间； 带电粒子的复合5、 设外界电离因子在阴极附近产生了一个初始电子，如果空间的

2、电场强度足够大，该电子在向阳极运动时就会引起碰撞电离，产生出一个新电子，初始电子和新电子继续向阳极运动，又会引起新的碰撞电离，产生出更多的电子。依次类推，电子数将按几何数不断增多，就像雪崩类似地发展，因而这种急剧增大的空间电子流被称为 电子崩 。6、 自持放电： 如果电压（电场强度）足够大，初始电子崩中的正离子能在阴极上产生出来的新电子数等于或大于，那么即使除去外界电离因子的作用（），放电也不会停止，即：放电仅仅依靠已经产生出来的电子和正离子就能维持下去，这就是自持放电。7、 电离强度和发展速度远大于初始电子崩的新放电区以及它们不断汇入初崩通道的过程称为 流注 。 流注理论认为： 在初期阶段，

3、气体放电以碰撞电离和电子崩的形式出现，但当电子崩发展到一定程度后，某一初始电子崩的头部积累到足够数量的空间电荷，就会引起新的强电离和二次电子崩，这种强烈的电离和二次电子崩是由于空间电荷使局部电场大大增强以及发生空间光电离的结果，这时放电即转入新的流注阶段。流注的特点是电离强度很大和传播速度很快，出现流注后，放电便获得独立继续发展的能力，而不在依赖外界电离因子的作用，可见这时出现流注的条件也就是自持放电条件。8、 为什么汤逊理论解释不了PD较大的情况？在高气压、长气隙情况下，放电并不充满整个电极空间，而是呈现细窄的放电通道；有时放电通道呈曲折和分支状；放电时间远小于正离子穿越极间气隙所需的时间，

4、气隙的击穿电压值与阴极的材料无关。 流注理论能很好解释 pd 值较大时的气体放电现象（形成条件：、） 汤逊理论适用于低气压、短间隙的情况，流注理论适用于高气压、长气隙的情况，即pd 值较大时的场合。 汤逊理论与流注理论对气体放电过程和自持放电条件的关电有何不同？这两种理论各适合何种场合。 汤逊理论的基本观点：电子碰撞电离是气体电离的主要原因；正离子碰撞阴极表面使阴极表面逸出电子是维持气体放电的必要条件；阴极逸出电子能否接替起始电子的作用是自持放电的判据。它只适用于低气压、短气隙的情况。气体放电流注理论以实验为基础，它考虑了高气压、长气隙情况下空间电荷对原有电场的影响和空间光电离的作用。 在初始

5、阶段，气体放电以碰撞电离和电子崩的形式出现，但当电子崩发展到一定程度之后，某一初始电子的头部集聚到足够数量的空间电荷，就会引起新的强烈电离和二次电子崩，这种强烈的电离和二次电子崩是由于空间电荷使局部电场大大增强以及发生空间光电离的结果，这时放电即转入新的流注阶段。9、 电晕放电及其危害？ 在220kV以上的超高压输电线路上，特别是在坏天气条件下，其导线表面会呈现一种淡紫色的辉光，并伴有咝咝作响的噪声和臭氧的气味。这种现象就是电晕放电或简称电晕。危害：电晕损耗 、 无线电干扰 、 可闻噪声 。10、 极不均匀电场中放电过程：在极不均匀电场中，虽然放电一定从曲率半径较小的那个电极表面开始，而与该电

6、极的极性无关，但后来的放电发展过程、气隙的电气强度、击穿电压等都与该电极的极性有很密切的关系。换言之，极不均匀电场中的放电存在明显的极性效应。11、 伏秒特性： 气隙的击穿需要一定的时间才能完成。对于长时间持续作用的电压来说，气隙的击穿有一个确定的值；但对于脉冲性质的电压，气隙的击穿电压就与该电压的波形（即作用的时间）有很大的关系。同一个气隙，在峰值较低但延续时间较长的冲击电压作用下可能击穿，而在峰值较高但延续时间较短的冲击电压作用下反而不击穿。所以，对于非持续作用的电压来说，气隙的击穿电压就不能简单地用单一击穿电压值来表示了，对于某一定的电压波形，必须用电压峰值和延续时间两者来共同表示，这就

7、是该气隙在该电压波形下的伏秒特性。12、 闪络：是指固体绝缘子周围的气体或液体电介质被击穿时，沿固体绝缘子表面放电的现象。其放电时的电压称为闪络电压。发生闪络后，电极间的电压迅速下降到零或接近于零。闪络通道中的火花或电弧使绝缘表面局部过热造成炭化，损坏表面绝缘。13、 沿面放电：沿着固体介质表面发展的气体放电现象。14、 大气条件对气隙击穿特性的影响及校正 由于大气的压力、温度、适度等条件都会影响空气密度、电子自由行程长度、碰撞电离及附着过程，所以也必然会影响气隙的击穿电压。校正： 对空气密度的校正； 对湿度的校正； 对海拔高度的校正。15、 提高气体介质电气强度的方法一是改善气隙中的电场分布

8、，使之尽量均匀，二是设法消弱或抑制气体介质中的电离过程 改进电极形状以改善电场分布； 利用空间的电荷改变电场分布； 采用屏蔽； 采用高气压； 采用高电气强度气体； 采用高真空；16、 气泡击穿理论（小桥）： 液体介质在击穿过程的临界阶段可能包含着状态变化，这就是液体中出现了气泡，由于气泡的最小，其电气强度又比液体介质低很多，所以气泡必先发生电离，许多电流的气泡在电场中排列成气体小桥。17、 变压器油击穿电压的影响因素及其提高的方法（1）影响因素： 水分和其他杂质； 油温； 电场均匀度； 电压作用时间； 油压的影响（2）提高方法： 设法减少杂质的影响，提高油的品质（通常采用过滤、防潮、祛气等 方

9、法来提高油的品质）； 在绝缘设计中可利用“油屏障”式绝缘 （例如覆盖层、绝缘层和隔板等）来减少杂质的影响。18、 累积效应： 固体介质在不均匀电场中以及在幅值不很高的过电压、特别是雷电冲击电压下，介质内部可能出现局部损伤，并留下局部碳化、烧焦或裂缝等痕迹。多次加电压时，局部损伤会逐步发展，这称为累积效应。19、 绝缘实验可分为 非破坏性试验 和 破坏性试验 两大类20、 固体介质击穿理论（1） 电击穿理论 固体介质的电击穿是指仅仅由于电场的作用而直接使介质破坏并丧失绝缘性能的现象。 特征：击穿电压几乎与周围环境温度无关；除时间很短的情况外，击穿电压与电压作用的关系并不大；介质发热不显著；电场的

10、均匀程度对击穿电压有显著影响。（2） 热击穿理论 热击穿是由于固体介质内的热不稳定过程造成的。（3） 电化学击穿 固体介质在长期工作电压的作用下，由于介质内部发生局部放电等原因，使绝缘劣化、电气强度逐步下降并引起击穿的现象称为电化学击穿。（4） 影响固体介质击穿电压的主要因素 电压作用时间； 电场均匀程度； 温度； 受潮； 累积效应21、电气设备的绝缘在长期运行过程中会发生一系列 物理变化 和 化学变化 ，致使其 电气、机械极其他性能逐渐劣化，这种现象就称为 绝缘的老化 。22、促使绝缘老化的原因：主要有 热、电和机械力的作用，此外还有水分、氧化、各种射线、微生物等因素的作用。它们往往同时存在

11、、彼此影响、相互加强，从而加速老化过程。23、绝缘的测量： 绝缘电阻 （绝缘电阻是一切电介质和绝缘结构状态最基本的综合性特性参数）、 吸收比 和 泄漏电流 。24、测量的影响 外界电磁场的干扰影响（试验用高压电源和试验现场高压带电体）； 温度的影响； 试验电压的影响； 试品电容量的影响； 试品表面泄漏的影响。25、 多级冲击电压发生器的基本工作原理“并联充电，串联放电”。26、集中参数等值电流（彼得逊） 适用范围：入射波必须是沿一条分布参数线路传输过来 适用于节点A之后的任何一条线路末端反射波未达到A点之前为了计算某节点A上的电压与电流，可将入射波和阻抗波为Z的线路用一个集中参数等值电路来代替

12、，期中电源电势等于电压入射波的两倍（），该电源的内阻等于线路波阻抗Z。例6-1：设某变电所的母线上共接有n条架空线路，当其中某一线路遭受雷击时，即有一过电压波沿着该线进入变电所，试求此时的母线电压。解：由于架空线路的波阻抗均大致相等，所以可得出图6-16中的接线示意图（a）和等值电路图（b）。可得 所以 或者 由此可知：变电所母线上接的线路数越多，则母线上的过电压越低，在变电所的过电压防护中对此应有所考虑。当n=2时，Ubb=U0，相当于Z2 =Z1的情况，没有折、反射现象。27、防雷保护装置： 避雷针、 避雷线、 保护间隙、 避雷器、 防雷接地。 避雷针原理：当雷云的先导通道开始向下伸展时，

13、其发展方向几乎完全不受地面的影响，但当先导通道到达某一离地高度H时，空间电场已受到地面上一些高耸的导体的畸变影响，在这些物体的顶部集聚起许多异号电荷而形成局部强场区，甚至可能向上发展迎面先导。 由于避雷针一般均高于被保护对象，它们迎面先导往往开始得最早、发展最快，从而最先影响下行先导的发展方向，使之击向避雷针，并顺利泄入地下，从而使处于它们周围的较低物体受到屏蔽保护、免受雷击。 单支避雷针：保护范围是一个以其基本体为轴线的曲线圆锥体，像一座圆帐篷。计算公式在某一被保护物高度的水平面上的保护半径为式中 h避雷针的高度 P高度修正系数，是考虑避雷针很高时时 不与针高h成正比增大而引入的一个修正系数

14、。当 时，P=1；当时，。最大的保护半径即为地面上（）的保护半径。电力系统接地分类： 工作接地 、 保护接地 、 防雷接地 、 防静电接地 。28、耐雷水平： 雷击电线时，其绝缘尚不至于发生闪络的最大雷击电流幅值或能引起绝缘闪络的最小雷电流幅值，单位为kA。29、雷击跳闸： 指在雷暴日数的情况下、100km的线路每年因雷击而引起的跳闸次数，其单位为“次/（100km40雷暴日）”。30、电力系统绝缘配合的根本任务是：正确处理过电压和绝缘这一矛盾，以达到优质、安全、经济供电的目的。31、 试分别用汤逊理论和流注理论说明空气如何让在足够强的电场作用下一步步由介质变成导体。汤逊放电理论： 受外界因素

15、的作用，在气体间隙中存在自由电子，这些自由电子在电场中被加速，并在运动过程中不断与气体原子或分子发生碰撞；当电子获得电场提供的足够动能时，就会使气体原子产生碰撞电离，形成新的自由电子和正离子。这些新产生的电子和原有电子又从电场中获得能量，并继续碰撞其它气体原子，又可能激发出新的自由电子。这样，自由电子数将会成指数倍地增长，形成电子雪崩。由于电子的质量比离子小得多，因此，电子移动的速度比离子快许多，形成的电子崩的头部不断向前扩展，最终形成自持性气体放电。流注理论： 在外施电场作用下，电子崩由阴极向阳极发展，由于气体原子（或分子）的激励、电离、复合等过程产生光电离，在电子崩附近由光电子引起新的子电

16、子崩，电子崩接近阳极时，电离最强,光辐射也强。光电子产生的子电子崩汇集到由阳极生长的放电通道，并帮助它的发展，形成由阳极向阴极前进的流注（正流注），流注的速度比碰撞电离快。同时，光辐射是指向各个方向的，光电子产生的地点也是随机的，这说明放电通道可能是曲折进行的。正流注达到阴极时，正负电极之间形成一导电的通道，可以通过大的电流，使间隙击穿。32、 测量绝缘电阻能发现哪些绝缘缺陷？试比较它与测量泄漏电流试验的异同。 测量绝缘电阻能有效地发现下列缺陷：总体绝缘质量欠佳；绝缘受潮；两极间有贯穿性的导电通道；绝缘表面情况不良。测量绝缘电阻和测量泄露电流试验项目的相同点：两者的原理和适用范围是一样的，不同的是测量泄漏电流可使用较高的电压(10kV及以上)，因此能比测量绝缘电阻更有效地发现一些尚未完全贯通的集中性缺陷。