高電壓技術(shù)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)升級(jí)版

1、高電壓技術(shù)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)（升級(jí)版）【補(bǔ)充】緒論高電壓技術(shù)主要研究高電壓（強(qiáng)電場(chǎng)）下的各種電器設(shè)備的物理問(wèn)題。高壓（HV）High Voltage（10Kv、35kV、110kV、220kV）超高壓（EHV）Extra high voltage（330kV、500kV、750kV）（直流超高壓：500kV）特高壓（UHV）Ultra high voltage（1000kV及以上）（直流特高壓：800kV）高電壓在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用舉例：高壓靜電除塵、電火花加工、體外碎石技術(shù)、除菌及清鮮空氣、污水處理、煙氣處理、等離子體隱身、電磁炮和微波彈等。一、名詞解釋1、極性效應(yīng):在不均勻電場(chǎng)中，氣隙的擊穿電壓和氣

2、隙擊穿的發(fā)展過(guò)程都隨電壓極性的不同而有所不同的現(xiàn)象。2、耐雷水平:雷擊線路時(shí)絕緣不發(fā)生閃絡(luò)的最大雷電流的幅值，以kA為單位。3.雷擊跳閘率:每10km線路每年由雷擊引起的跳閘次數(shù)稱為“雷擊跳閘率”，這是衡量線路防雷性能的綜合指標(biāo)。4、 爬電比距:外絕緣“相-地”之間的爬電距離(cm)與系統(tǒng)最高工作(線)電壓(kV，有效值)之比5、 等值鹽密:表征絕緣子表面的污穢度，它指的是每平方匣米表面所沉積的等效NaCl毫克數(shù)。6、 直擊雷過(guò)電壓、感應(yīng)雷過(guò)電壓:輸電線路上出現(xiàn)的大氣過(guò)電壓有兩種:一種是雷直擊于線路引起的，稱為直擊雷過(guò)電壓:另一種是雷擊線路附近地面， 由于電磁感應(yīng)引起的，稱為感應(yīng)雷過(guò)電壓。7、

3、沿面放電:沿著氣體與固體(或液體)介質(zhì)的分界面上發(fā)展的放電現(xiàn)象。8、閃絡(luò):沿面放電發(fā)展到貫穿兩極，使整個(gè)氣隙沿面擊穿。9、自持放電: 當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)大于某一臨界值時(shí)，電子崩可以僅由電場(chǎng)的作用而自行維持和發(fā)展不再依賴外界電離因素，這種放電稱為自持放電非自持放電:當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)小于某一臨界值時(shí)，電子崩有賴于外界電離因素的原始電離才能持續(xù)和發(fā)展，如果外界電離因素消失，則這種電子崩也隨之逐漸衰減以至消失，這種放電為非自持放電10、平均自由行程:單位行程中的碰撞次數(shù)Z的倒數(shù).【補(bǔ)充】平均自由行程正比于溫度，反比于氣壓。在大氣壓和常溫下，電子在空氣中的平均自由行程的數(shù)量級(jí)為10-5 cm。11、靜態(tài)擊穿電壓:長(zhǎng)時(shí)間作用在

4、氣隙上能使氣隙擊穿的最低電壓。12、擊穿時(shí)間:從開(kāi)始加壓的瞬間起到氣隙完全擊穿為止總的時(shí)間(=升壓時(shí)間+統(tǒng)計(jì)延時(shí)+放電發(fā)展時(shí)間)13、“50%擊穿電壓“:指氣隙被擊穿的概率為50%的沖擊電壓峰值。14、2微秒沖擊擊穿電壓:氣隙擊穿時(shí)，擊穿前時(shí)間小于和大于2微秒的概率各為50%的沖擊電壓。15、吸收比:絕緣體在加電壓60s與15s時(shí)分別所測(cè)得的絕緣電阻值的比值，為吸收比。16、極化指數(shù):絕緣體在加電壓后10min 和1min分別所測(cè)得的絕緣電陽(yáng)值的比值，稱之為極化指數(shù)。17、絕緣電阻:電介質(zhì)在加壓無(wú)窮長(zhǎng)時(shí)間測(cè)得的電阻。18、波過(guò)程:由雷擊、開(kāi)關(guān)操作和故障引起的暫態(tài)電磁波在輸電線路和設(shè)備內(nèi)部的傳播

5、過(guò)程,19、電小(大)系統(tǒng):若某結(jié)構(gòu)的最大尺寸L遠(yuǎn)小于電磁波的波長(zhǎng)，即L1.15 倍的額定電壓。過(guò)電壓分為內(nèi)部過(guò)電壓和雷電過(guò)電壓。內(nèi)部過(guò)電壓:由系統(tǒng)故障、開(kāi)關(guān)操作等引起的過(guò)電壓。雷電過(guò)電壓:雷擊引起的過(guò)電壓。21、入口電容:當(dāng)沖擊電壓剛投射到變壓器繞組時(shí)，電感支路的電流不會(huì)突變，電感相當(dāng)于支路開(kāi)路，這時(shí)變壓器的等值電路可進(jìn)步簡(jiǎn)化為電容鏈， 此電容鏈可等值為集中電容稱為變壓器的入口電容。22、雷暴日:一年中有雷電流活動(dòng)的日數(shù)。23、雷暴小時(shí):一年中有雷電的小時(shí)數(shù)。24、保護(hù)范圍:保護(hù)范圍是指具有0.1%左右雷擊概率的空間范圍。25、接地:將地面上的金屬物體或電氣回路中的某一節(jié)點(diǎn)通過(guò)導(dǎo)體與大地相連

6、，使該物體或節(jié)點(diǎn)與大地保持等電位。26、接地電阻:接地點(diǎn)處的電位與接地電流的比值。27、鐵磁諧振:發(fā)生在含有非線性電感(如鐵芯電感元件)的串聯(lián)振蕩回路中的諧振。內(nèi)部過(guò)電壓包括暫時(shí)過(guò)電壓和操作過(guò)電壓。暫時(shí)過(guò)電壓又分為工頻電壓升高和諧振過(guò)電壓。工頻電壓升高的原因:空載長(zhǎng)線的電容效應(yīng)，不對(duì)稱短路引起的工頻電壓升高，甩負(fù)荷引起的工頻電壓升高。諧振過(guò)電壓又分為線性諧振過(guò)電壓鐵磁諧振過(guò)電壓參數(shù)諧振過(guò)電壓。暫時(shí)過(guò)電壓分為切斷空載線路過(guò)電壓空載線路合閘過(guò)電壓切斷空載變壓器過(guò)電壓斷續(xù)電弧接地過(guò)電壓。28、反擊:正常情況下，不帶電設(shè)備向帶電設(shè)備放電的現(xiàn)象。29、繞擊：雷繞過(guò)避雷線擊于導(dǎo)線。二、小概念1、 絕緣的作

7、用:將電位不等的導(dǎo)體分隔開(kāi)，使其沒(méi)有電氣的聯(lián)系，能保持不同的電位，又稱為電介質(zhì)。2.電介質(zhì)極化:電介質(zhì)在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生的束縛電荷的彈性位移和偶極子的轉(zhuǎn)向位移現(xiàn)象(效果:削弱外電場(chǎng)，使電介質(zhì)的等值電容增大)。3、夾層極化效應(yīng):夾層的存在將會(huì)造成電荷在夾層界面上的堆積利等值電容的增大。4、電介質(zhì)損耗:在電場(chǎng)的作用下，電介質(zhì)由于電導(dǎo)引起的損耗和有損極化(如偶極子極化，夾層極化等)引起的損耗，總稱為電介質(zhì)損耗。5、電離形式: 1) 光電離2)撞擊電離3)熱電離4)表面電離: a.熱電子發(fā)射(金屬中的電子在高溫下也能獲得足夠的動(dòng)能而從金屬表面逸出) b.強(qiáng)場(chǎng)發(fā)射c.正離子撞擊陰極表面(二次發(fā)射:用某些具

8、有足夠能量的質(zhì)點(diǎn)撞擊金屬電極表面，也可能產(chǎn)生表面電離)d光電子發(fā)射。6、電介質(zhì)的電導(dǎo)與金屬的電導(dǎo)的本質(zhì)區(qū)別:金屬導(dǎo)電的原因是自由電子移動(dòng):電介質(zhì)通常不到點(diǎn)，是在特定情況下電離、化學(xué)分解或熱理解出來(lái)的帶電質(zhì)點(diǎn)移動(dòng)導(dǎo)致。7、湯森德放電機(jī)理不足: 1)只在定范圍內(nèi)有效 S0.26cm2)不均勻的電場(chǎng)中，該理論不適用: a.湯森德理論沒(méi)有考慮電離出來(lái)的空間電荷會(huì)使電場(chǎng)畸變，從而對(duì)放電過(guò)程產(chǎn)生影響。b.湯森德理論沒(méi)有考慮光子在放電過(guò)程中的作用。8、發(fā)電廠和變電所雷電過(guò)電壓來(lái)源: (1) 雷直擊發(fā)電和變電所； (2) 雷擊輸電線路產(chǎn)生的過(guò)電壓沿線路侵入發(fā)電廠和變電所。9、變電所雷電過(guò)電壓的危害: (1)發(fā)

9、電機(jī)、變壓器等主要電氣設(shè)備的內(nèi)絕緣大都沒(méi)有自恢復(fù)的能力: (2)220kV 線路50%放電電壓1200kV，而相應(yīng)的變壓器全波沖擊試驗(yàn)電壓850kV.全波多次沖擊耐壓只有850/1.1=773kV; (3) 造成大面積停電。10、過(guò)電壓防護(hù)的主要措施:從直擊角度考慮:避雷針、避雷線防止反擊從入侵波角度考慮:避雷器的保護(hù)作用與范圍進(jìn)線段保護(hù):降低來(lái)波陡度，減小通過(guò)避雷器的電流。11、接地分類:工作接地(小于10KV， 星形接線)、保護(hù)接地(設(shè)備安全)、防雷接地.保護(hù)接地:為了人身安全，將電氣設(shè)備的金屬外殼接地(跨步電壓:人的兩腳著地點(diǎn)之間的電位差)。工作接地:電力系統(tǒng)正常運(yùn)行需要的，如系統(tǒng)的中性

10、點(diǎn)接地.防雷接地，針對(duì)防雷而設(shè)計(jì)的接地，目的是減少雷電流通過(guò)接地裝置時(shí)的地電位升高。12、避雷針(線)高于被保護(hù)的物體，其作用是吸引雷電擊于自身，并將雷電流迅速泄入大地，從而使避雷針(線)附近的物體得到保護(hù)。13、避雷器作用:限制過(guò)電壓以保護(hù)電氣設(shè)備。14、電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn):是保證設(shè)備安全運(yùn)行的重要措施，通過(guò)試驗(yàn)，掌握設(shè)備絕緣狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣內(nèi)部隱藏的缺陷并通過(guò)檢修加以消除，嚴(yán)重者必須予以更換，以免設(shè)備在運(yùn)行中發(fā)生絕緣擊穿，造成停電或設(shè)備損壞等不可挽回的損失。絕緣預(yù)防性試驗(yàn)可分為兩大類:一類是非破壞性試驗(yàn)或稱絕緣特性試驗(yàn)，是在較低的電壓下或用其他不會(huì)損壞絕緣的辦法來(lái)測(cè)量的各種特性參數(shù)，主要包

11、括測(cè)量絕緣電阻、泄漏電流介質(zhì)損耗角正切值等，從而判斷絕緣內(nèi)部有無(wú)缺陷。另類是破壞性試驗(yàn)或稱耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)所加電壓高于設(shè)備的工作電壓，對(duì)絕緣考驗(yàn)非常嚴(yán)格，特別是揭露那些危險(xiǎn)性較大的集中性缺陷，并能保證絕緣有-定的耐電強(qiáng)度，主要包括直流耐壓、交流耐壓等。耐壓試驗(yàn)的缺點(diǎn)是會(huì)給絕緣造成定的損傷。 所以般實(shí)際中， 先做前者后作后者 。補(bǔ)充：1.帶電粒子的遷移率：帶電離子雖然不可避免地要與氣體分子不斷地發(fā)生碰撞，但在電場(chǎng)力的驅(qū)動(dòng)下，仍將沿著電場(chǎng)方向漂移，其速度u與場(chǎng)強(qiáng)E其比例系數(shù)k=u/E，稱為遷移率。它表示該帶電粒子單位場(chǎng)強(qiáng)（1V/m）下沿電場(chǎng)方向的漂移速度。由于電子的平均自由行程長(zhǎng)度比離子大得多，而電

12、子的質(zhì)量比離子小得多。更易加速，所以電子的遷移率遠(yuǎn)大于離子。三、畫(huà)圖簡(jiǎn)答1、定性畫(huà)出巴申曲線，并說(shuō)明其物理意義。解答:在均勻電場(chǎng)中，擊穿電壓Ub與氣體的相對(duì)密度、極間距離S的積有函數(shù)關(guān)系，只要 s的乘積不變，Ub也就不變。物理解釋:假設(shè)S保持不變，當(dāng)氣體密度增大時(shí)，電子的平均自由行程縮短了，相鄰兩次碰撞之間，電子積聚到足夠動(dòng)能的幾率減小，故Ub必然增大。反之，當(dāng)減到過(guò)小時(shí)，電了在碰撞前積聚到足夠動(dòng)能的幾率雖然增大，但氣體很稀薄，電子在走完全程中與氣體分子相撞的總次數(shù)卻數(shù)卻減到很小，所以Ub也增大。在兩者之間，總有一個(gè)值對(duì)造成撞擊游離最有利，此時(shí)Ub最小。同樣，保持不變，S增大時(shí)，欲得一定的場(chǎng)強(qiáng)

13、，電壓必須增大。當(dāng)S減到過(guò)小時(shí)，場(chǎng)強(qiáng)雖大增，但電子在走完全程中所遇到的撞擊次數(shù)已減到很小，故要求外加電壓增大才能擊穿。兩者之間，總有個(gè)S值對(duì)造成撞擊游離最有利，此時(shí)Ub最小。2、比較電介質(zhì)極化種類。(在外電場(chǎng)的作用下，介質(zhì)原子中的電子運(yùn)動(dòng)軌道將相對(duì)于原子核發(fā)生彈性位移，此為電子式極化或電子位移極化。離子式結(jié)構(gòu)化合物，出現(xiàn)外電場(chǎng)后，正負(fù)離子將發(fā)生方向相反的偏移 ，使平均偶極距不再為零，此為離子位移極化。極性化合物的每個(gè)極性分子都是一個(gè)偶極子，在電場(chǎng)作用下，原先排列雜亂的偶極子將沿電場(chǎng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，顯示出極性,這稱為偶板子極化。在電場(chǎng)作用下，帶電質(zhì)點(diǎn)在電介質(zhì)中移動(dòng)時(shí)，可能被晶格缺陷捕獲或在兩層介質(zhì)的界

14、面上堆積，造成電荷在介質(zhì)空間中新的分布，從而產(chǎn)生電矩，這就是空間電荷極化。)【補(bǔ)充】最明顯的空間電荷極化是夾層極化，夾層不僅是指宏觀的層狀結(jié)構(gòu)也包含微觀結(jié)構(gòu)。夾層的存在將會(huì)造成電荷在夾層界面上的堆積和等值電容的增大。夾層界面上電荷的堆積是通過(guò)電導(dǎo)G完成的。絕緣介質(zhì)的G都很小，所以極化過(guò)程很慢。從微秒到長(zhǎng)達(dá)幾小時(shí)。因此，這種極化在直流和低頻交流下才有意義。大電容設(shè)備進(jìn)行高壓實(shí)驗(yàn)后應(yīng)對(duì)設(shè)備絕緣進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間放電。3、什么叫“污閃”?發(fā)生污閃的最不利的大氣條件是什么?列舉提高污閃電壓的措施。解答:絕緣子上有污穢且在毛毛雨、霧、露、雪等不利天氣下發(fā)生的閃絡(luò)稱為污閃?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)防止污閃事故的對(duì)策:1、調(diào)

15、整爬距爬電比距:外絕緣“相一地“之間的爬電距離(cm) 與系統(tǒng)最高工作(線)電壓(kV,有效值)之比。將爬距調(diào)大可以減少污閃事故的發(fā)生.可以通過(guò)增加絕緣子的片數(shù)和改變絕緣子的類型。2、定期或不定期的清掃3、涂料涂憎水性涂料，如硅油或硅脂，近年來(lái)常采用室溫化硅橡膠(RITV) 涂料。4、半導(dǎo)體釉絕緣子表面有電導(dǎo)電流流過(guò)，產(chǎn)生熱量使污層不易吸潮。5、新型合成絕緣子重量輕、抗拉、抗彎、耐沖擊負(fù)荷、電氣絕緣性能好、耐電效性能好，但也存在價(jià)格貴、老化等問(wèn)題。4、某些電容最較大的設(shè)備經(jīng)直流高電壓試驗(yàn)后，其接地放電時(shí) 間要求長(zhǎng)達(dá)5-10min?解答:由于介質(zhì)夾層極化，通常電氣設(shè)備含多層介質(zhì)，直流充電時(shí)由于空

16、間電荷極化作用，電荷在介質(zhì)夾層界面上堆積，初始狀態(tài)時(shí)電容電荷與最終狀態(tài)不致接地放電時(shí)由于設(shè)備電容較大且設(shè)備的絕緣電阻也較大則放電時(shí)間常教較火，放電速變較慢故放電時(shí)間要長(zhǎng)達(dá)。5、畫(huà)出電介質(zhì)等效電路及其向量圖，說(shuō)明圖中個(gè)元件的含義，指出介質(zhì)損耗角。介質(zhì)損耗角 為功率因數(shù)角 的余角，其正切 tg 又可稱為介質(zhì)損耗因數(shù)，常用百分?jǐn)?shù)（%）來(lái)表示。6、氣體放電的湯森德機(jī)理與流注機(jī)理的主要區(qū)別?各自的使用范圍?解答:湯森德理論認(rèn)為電子崩向陽(yáng)極不斷發(fā)展，崩中的正離子撞擊陰極也產(chǎn)生自由電子。自由電子的撞擊電離和正離子撞擊陰極表面的電離是放電產(chǎn)生和發(fā)展的原因。流注理論認(rèn)為電子崩發(fā)展使崩頭和崩尾場(chǎng)強(qiáng)增加而崩內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)減

17、少，有利于崩內(nèi)發(fā)生復(fù)合產(chǎn)生大量的光子，而光子又產(chǎn)生光電離，光子產(chǎn)生的電子也產(chǎn)生二次電子崩迅速匯入到主崩，以等離子體的形式向陰極發(fā)展就形成了流注。相同點(diǎn):兩者產(chǎn)生和發(fā)展都需要碰撞電離和電子崩。相異點(diǎn):湯遜理論主要考慮了電子的碰撞電離和正離子撞擊陰極表面的電離；流柱理論主要考慮了電子的碰撞電離、空間電荷對(duì)電場(chǎng)畸變的影響和空間光電離。應(yīng)用條件:湯遜理論適合低氣壓、小距離的情況，s 0.26cm或不均勻的電場(chǎng)適用。7、電暈產(chǎn)生的物理機(jī)理?危害?消除措施?解答: 1)在極不均勻電場(chǎng)中，最大場(chǎng)強(qiáng)與平均場(chǎng)強(qiáng)相差很大，以至當(dāng)外加電壓及其平均場(chǎng)強(qiáng)還較低的時(shí)候，電極曲率半徑較小處附近的局部場(chǎng)強(qiáng)已很大。2)在這局部

18、場(chǎng)強(qiáng)區(qū)中，產(chǎn)生強(qiáng)烈的游離，但由于力電極稍遠(yuǎn)處場(chǎng)強(qiáng)已大為減小，所以，此游離區(qū)不可能擴(kuò)展到很大，只能局限在此電極附近的場(chǎng)強(qiáng)范圍內(nèi)。3)伴隨著游離而存在的復(fù)合和反激勵(lì)，發(fā)出大量的光輻射，使在黑暗中可以看到在該電極附近空間發(fā)出藍(lán)色的暈光，這就是電暈。電暈放電效應(yīng): (危害) 1.伴隨著游離、復(fù)合、激勵(lì)、反激勵(lì)等過(guò)程而有聲、光、熱等效應(yīng)，表現(xiàn)是發(fā)出“絲絲”的聲音，藍(lán)色的暈光以及使周圍氣體溫度升高等。2.在尖端或電極的某些突出處，電子和離子在局部強(qiáng)場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下高速運(yùn)動(dòng)，與氣體分子交換動(dòng)量，形成“電風(fēng)”。當(dāng)電極固定得剛性不夠時(shí)，氣體對(duì)“電風(fēng)”的反作用力會(huì)使電暈極振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。3. 電暈會(huì)產(chǎn)生高頻脈沖電流，其中還

19、包含著許多高次諧波，這會(huì)造成對(duì)無(wú)線電的干擾。4.電暈產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物具有強(qiáng)烈的氧化和腐蝕作用，所以，電暈是促使有機(jī)絕緣老化的重要因素。5. 電暈還可能產(chǎn)生超過(guò)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的噪聲。對(duì)人們會(huì)造成生理、心理的影響。6.電暈放電，會(huì)有能量損耗。消除電暈措施:最根本的途徑就是設(shè)法限制和降低導(dǎo)線的表面電場(chǎng)強(qiáng)度。1.采用分裂導(dǎo)線，使等值曲率半徑增大。2. 改進(jìn)電極的形狀，增大電極的曲率半徑，使表面光滑。電暈效應(yīng)有利的方面:1.電暈可削弱輸電線上雷電沖擊或操作沖擊波的幅值和陡度；2.利用電暈放電來(lái)改善電場(chǎng)分布；3.利用電暈原理制造除塵器、靜電涂噴裝置、臭氧發(fā)生器等.8、什么是極性效應(yīng)?以棒板間隙為例說(shuō)明產(chǎn)生機(jī)理

20、。解答:無(wú)論是長(zhǎng)氣隙還是短氣隙，擊穿的發(fā)展過(guò)程都隨著電壓極性的不同而有所不同，即存在極性效應(yīng)。1)機(jī)理當(dāng)棒極為正時(shí)，電子崩從棒極開(kāi)始發(fā)展(因?yàn)榇颂幍碾妶?chǎng)強(qiáng)度較高)，電子迅速進(jìn)入陽(yáng)極(棒極),離子運(yùn)動(dòng)速度慢，棒極前方的空間中留下了正離子，使電場(chǎng)發(fā)生了畸變，使接近棒極的電場(chǎng)減弱、前方電場(chǎng)增強(qiáng)，因此，正極性時(shí)放電產(chǎn)生困難但發(fā)展比較容易，擊穿電壓較低。當(dāng)棒極為負(fù)時(shí)，電子崩仍然從棒圾(因?yàn)榇颂幍碾妶?chǎng)強(qiáng)度較高)，電子向陽(yáng)極(板極擴(kuò)散，離子相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度較慢，畸變了電場(chǎng)，使接近體極的電場(chǎng)增強(qiáng)，前方電場(chǎng)減弱，因此，負(fù)極性時(shí)放電產(chǎn)生容易但發(fā)展比較困難，擊穿電壓較高?？傊?，正極性時(shí)放電產(chǎn)生困難但發(fā)展比較容易，擊穿電

21、壓較低。負(fù)極性時(shí)放電產(chǎn)生容易但發(fā)展比較困難，擊穿電壓較高.對(duì)于極不均勻電場(chǎng)在加交流電壓在緩慢升高電壓的情況下，擊穿通常發(fā)生在間隙為正極性時(shí)。9、什么叫間隙的伏秒特性?制作過(guò)程?作用?解答:工程上常用在同一波形，不同幅值的沖擊電壓作用下，氣隙上出現(xiàn)的電壓最大值和放電時(shí)間的關(guān)系，稱為該氣隙的伏秒特性，表示該氣隙伏秒特性的曲線，稱為伏秒特性曲線。伏秒特性曲線在工程上有很重要的應(yīng)用，是防雷設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)保護(hù)設(shè)備和被保護(hù)設(shè)備的絕緣配合的依據(jù)。例如:在圖中需要用保護(hù)間隙來(lái)保護(hù)變壓器免于遭受雷擊，設(shè)保護(hù)間隙和變壓器的伏秒特性曲線分別為S2和S1,則需要S2的伏秒特性曲線一直在 S1的下方，如下圖所示，這樣不管在

22、什么樣的雷電波的侵襲下，保護(hù)間隙總先于變壓器放電，從而保護(hù)了變壓器。10、舉例提高氣隙擊穿電壓的方法。解答: 1)改善電場(chǎng)分布(一般說(shuō)來(lái)，電場(chǎng)分布越均勻，氣隙的擊穿電壓就越高。故如能適當(dāng)?shù)馗倪M(jìn)電極形狀、增大電極的曲率半徑，改善電場(chǎng)分布，就能提高氣隙的擊穿電壓:利用電暈提高擊穿電壓:利用屏障提高擊穿電壓.) 2)采用高度真空(從氣體撞擊游離的理論可知，將氣隙抽成高度的真空能抑制童擊游離的發(fā)展，提高氣隙的擊穿電壓。)3)增高氣壓(增高氣體的壓力可以減小電子的平均自由行程，阻礙撞擊游離的發(fā)展，從而提高氣隙的擊穿電壓。) 4)采用高耐電強(qiáng)度氣體(鹵族元素的氣體:六氟化硫(SF6)、 氟里昂(CCl2F

23、2) 等耐電強(qiáng)度比氣體高的多，采用該氣體或在其他氣體中混入一定比例的這類氣體，可以大大提高擊穿電壓。) 11、簡(jiǎn)述液體熱擊穿的發(fā)生過(guò)程。解答:工程用油存在著雜質(zhì)(如水、纖維素等)由于它們的介電常數(shù)很大，很容易沿電場(chǎng)方向極化定向，并持列成雜質(zhì)小橋。如果未接通兩極則小橋附近電場(chǎng)強(qiáng)度大、油中分解產(chǎn)生氣泡、電離增強(qiáng)，氣泡增加，這樣下去必然會(huì)出現(xiàn)由氣體小橋引起的擊穿。如果接通兩極因小橋的電導(dǎo)大而導(dǎo)致發(fā)熱促使水汽化、氣泡擴(kuò)大，發(fā)展下去也會(huì)形成小橋，使油隙發(fā)生擊穿。也就是小橋理論?！狙a(bǔ)充1】純凈液體電介質(zhì)的電擊穿過(guò)程與長(zhǎng)空氣間隙的放電過(guò)程很相似。非純凈液體的小橋擊穿理論：氣泡先電離：交流電壓下，串聯(lián)介質(zhì)中的

24、場(chǎng)強(qiáng)與 r 成反比。由于氣泡的r 最?。?）其電氣強(qiáng)度又比液體介質(zhì)低得多，所以氣泡先發(fā)生電離。氣泡體積膨脹：氣泡電離后溫度上升、體積膨脹、密度減小，這促使電離近一步發(fā)展。氣體通道擴(kuò)大：電離產(chǎn)生的帶電離子撞擊液體分子，使它又分解出氣體，導(dǎo)致氣體通道擴(kuò)大。形成小橋：如果許多電離的氣泡在電場(chǎng)中排成氣體小橋，擊穿就可能在此通道中發(fā)生。又稱為小橋理論?！狙a(bǔ)充2】氣、固、液三種電介質(zhì)中，固體密度最大，耐電強(qiáng)度最高。固體電介質(zhì)的擊穿過(guò)程最復(fù)雜，且擊穿后是唯一不可恢復(fù)的絕緣。普遍規(guī)律：任何介質(zhì)的擊穿總是從電氣性能最薄弱的缺陷處發(fā)展起來(lái)的，這里的缺陷可指電場(chǎng)的集中，也可指介質(zhì)的不均勻性。固體擊穿理論主要分為電擊

25、穿理論、熱擊穿理論和電化學(xué)擊穿理論電擊穿理論：類似于氣體電介質(zhì)那樣，由于電場(chǎng)的作用使電介質(zhì)中的某些帶電質(zhì)點(diǎn)積聚的數(shù)量和移動(dòng)的速度達(dá)到一定程度時(shí)，使電介質(zhì)失去了絕緣的性能，形成導(dǎo)電通道，這樣的擊穿稱為電擊穿。熱擊穿理論：在電場(chǎng)的作用下，由于電介質(zhì)損耗和泄漏等原因而使固體電介質(zhì)內(nèi)發(fā)的熱量大于散失的熱量，使介質(zhì)溫度不斷上升，最終造成介質(zhì)本身的破壞，轉(zhuǎn)化成導(dǎo)電通道，這樣的擊穿稱為熱擊穿。電化學(xué)擊穿理論：固體介質(zhì)在長(zhǎng)期工作電壓的作用下，由于介質(zhì)內(nèi)部發(fā)生局部放電等原因，是絕緣劣化、電氣強(qiáng)度逐步下降并引起擊穿的現(xiàn)象稱為電化學(xué)擊穿?！狙a(bǔ)充3】固體電介質(zhì)的老化。老化的概念：電氣設(shè)備的絕緣在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中會(huì)發(fā)生一

26、系列物理變化(如固體介質(zhì)軟化或熔解,低分子化合物及增塑劑的揮發(fā))和化學(xué)變化(如氧化,電解,電離,生成新物質(zhì)), 致使其電氣,機(jī)械及其他性能逐漸劣化。老化的分類：環(huán)境老化、電老化、熱老化。（電老化又分為電離性老化、電導(dǎo)性老化和電解性老化，前兩種主要在交流電壓下產(chǎn)生，后一種主要在直流電壓下產(chǎn)生。）12、總結(jié)比較各種檢查性試驗(yàn)方法的功效解答:測(cè)定絕緣電阻可檢查出的缺陷有: (1) 總體絕緣質(zhì)量欠佳: (2) 絕緣受潮: (3)兩極間有貫穿性的導(dǎo)電通道: (4)絕緣表面情況不良(比較有無(wú)屏蔽)。不能發(fā)現(xiàn)的缺陷:(1)局部缺陷: (2)老化(絕緣老化以后其電阻可能還很高)。因此加的電壓比設(shè)備實(shí)際運(yùn)行電壓

27、低故當(dāng)絕緣嚴(yán)重下降時(shí)效果較好否則差，適合于絕緣狀態(tài)的初步診斷。需要注意表面泄漏電流對(duì)絕緣電阻測(cè)量的影響。測(cè)定泄漏電流可檢查出的缺陷除絕緣電阻能測(cè)定的除外還包括一些兆歐表所不能發(fā)現(xiàn)的缺陷。需要注意表面泄漏電流對(duì)絕緣電阻測(cè)量的影響。測(cè)tg能有效地發(fā)現(xiàn)絕緣的下列缺陷:(1)受潮:電導(dǎo)增加，損耗增加，介損增大。(2)穿透性導(dǎo)電通道，電流增加，介損增大。(3)絕緣內(nèi)含氣泡的電離，絕緣分層、脫殼，放電消耗能量，介損增大。(4)絕緣老化劣化，繞組上附積油泥。(5)絕緣油臟污、劣化等。但對(duì)下列故障的效果較差:(1) 非穿透性的局部損壞，損耗增加不大，介損變化不大。(2)很小部分絕緣的老化和劣化。損耗增加不大，

28、介損變化不大。(3)個(gè)別的絕緣弱點(diǎn)，損耗增加不大，介損變化不大。測(cè)量結(jié)果容易受外界條件影響，包括1)外界屯磁場(chǎng)的干擾影響: 2)溫度的影響: 3)試驗(yàn)電壓的影響: 4) 試品電容量的影響: 5)試品表面漫漏的影響?！狙a(bǔ)充】測(cè)絕緣電阻時(shí)絕緣狀態(tài)的判定：若絕緣內(nèi)部有集中性導(dǎo)電通道，或絕緣嚴(yán)重受潮，則絕緣電阻會(huì)顯著降低，泄漏電流大大增加，時(shí)間常數(shù)大為減小，吸收電流迅速衰減。即使絕緣部分受潮，只要絕緣電阻中的一個(gè)數(shù)值降低，值也會(huì)大為減小，吸收電流仍會(huì)迅速衰減，仍可造成吸收比K（及極化指數(shù)P，下同）的下降。當(dāng)K1或接近于1，則設(shè)備基本喪失絕緣能力。測(cè)量絕緣電阻注意事項(xiàng)：1.實(shí)驗(yàn)前后將試品接地放電2.高壓

29、測(cè)試線架空3.測(cè)吸收比時(shí)，應(yīng)將電源電壓穩(wěn)定后再接入試品4.防止試品向兆歐表反向放電5.繞組的影響6.絕緣電阻與溫度的關(guān)系。13.介質(zhì)損耗角正切的測(cè)量實(shí)驗(yàn)（看書(shū)）14.局部放電實(shí)驗(yàn)直接法(脈沖電流法)串聯(lián)測(cè)試電路、并聯(lián)測(cè)試電路（見(jiàn)課件）15.工頻高壓試驗(yàn)（電路圖見(jiàn)課件）16、改善繞組中電位分布的方法。 解答: (1)補(bǔ)償對(duì)地電容電流(橫向補(bǔ)償);電壓初始分布所以不均勻，皆出于對(duì)地電容的存在，可使用靜電屏、靜電環(huán)、靜電匝等措施加以補(bǔ)償，由電容環(huán)到高壓繞組的電容補(bǔ)償高壓繞組對(duì)地電容上流過(guò)的電流，使初始電壓的分布均勻化，與穩(wěn)態(tài)分布相一致， 減弱振蕩。對(duì)于220kV以上的變壓器使其體積和重量增加，不用。

30、(2) 增大縱向電容(縱向補(bǔ)償):其原理是設(shè)法加大縱向電容(匝間電容) K0/dx, 使對(duì)地電容C0dx的影響減少，初始電壓的分布變得均勻一些。日前普遍采用的糾結(jié)式繞組或內(nèi)屏蔽式繞組就是采用這個(gè)方法。【補(bǔ)充】高壓實(shí)驗(yàn)變壓器的特點(diǎn)17、分析波阻抗的物理意義及其與電阻的區(qū)別。解答:波阻抗表示分布參數(shù)線路中前行電壓波與前行電流波的比值;反行電壓波與反行電流波比值的相反數(shù);計(jì)算公式如下:Z=（L0/C0）.L0和C0表示單位長(zhǎng)度的電感和電容波阻抗與電阻的不同: (1) 波阻抗僅僅是一個(gè)比例常數(shù)，沒(méi)有長(zhǎng)度概念，而電阻不是: (2)波阻抗吸收的功率-電磁能的形式存儲(chǔ)在導(dǎo)線周圍的媒介中,井沒(méi)有消耗;而電阻吸

31、收的功率和能量均轉(zhuǎn)化為熱能了。18、波過(guò)程的四個(gè)基本方程及物理意義。解答:行波的四個(gè)基本方程如下u=uf+uq ; i=if+iq；uq/iq=Z ; uf/if=-Z表示導(dǎo)線上任何一點(diǎn)電壓、電流為前行波加反行波:前行電壓波與前行電流波比值為波阻抗，反行電壓波與反行電流波比值為波阻抗的相反數(shù)。【補(bǔ)充】無(wú)線長(zhǎng)直角波，線路末端開(kāi)路時(shí)電壓波是正的全反射，電流波是負(fù)的全反射。19、說(shuō)明避雷線的作用。為什么降低接地電阻、架設(shè)耦合地線可以降低線路的雷擊跳閘率，后者用于什么情況?解答:吸引雷擊于避雷線而避免導(dǎo)線直接受雷擊，耦合作用降低導(dǎo)線上承受過(guò)電壓.降低接地電阻可以提高線路的耐雷水平，減少線路的雷擊跳閘率

32、。架設(shè)耦合地線具有一定的分流作用和增大導(dǎo)地線之間的耦合系數(shù)，可以減少線路承受的過(guò)電壓從而提高雷擊跳閘率。后者用于降低桿塔接地電阻有困難的情況。20、輸電線路的防雷措施。解答: 1、架設(shè)避雷線2、降低桿塔接地電阻( 提高線路耐雷水平和減少反擊概率的主要措施，措施有采用多根放射狀水平接地體、連續(xù)身長(zhǎng)接地體、長(zhǎng)效上壤降阻劑等) 3、加強(qiáng)線路的絕緣(增加絕緣子的片數(shù)、改用大爬距懸式絕緣子、增大塔頭空氣距離。在實(shí)施上有很大的難度，一般為提高線路的耐雷水平，均優(yōu)先采用降低桿塔接地電阻的方法) 4、架設(shè)耦合地線(在導(dǎo)線的下方加裝一條耦合地線，具有一定的分流作用和增大 導(dǎo)地線之間的耦合系數(shù)，可提高線路的耐雷水

33、平和降低雷擊跳閘率) 5、采用消弧線圈(接地故障的電弧能清除或抑制,提高耐雷水平) 6、裝設(shè)管型避雷器(在線路交叉處和在高桿塔上架設(shè)管型避雷器以限制過(guò)電壓) 7、采用不平衡絕緣方式(為了避免線路落雷時(shí)雙回路同時(shí)閃絡(luò)跳閘而造成的完全停電的嚴(yán)重局面，當(dāng)采用通常的防雷措施都不能滿足要求時(shí)在雷擊線路時(shí)絕緣水平較低的線路首先跳閘，保護(hù)了其它線路) 8、架設(shè)自動(dòng)重合閘(雷擊造成的閃絡(luò)大多能在跳閘后自行恢復(fù)絕緣性能)21、雷侵變電所時(shí)變壓器上出現(xiàn)振蕩波的原因以及變壓器上電壓高于避雷器殘壓的原因。解答:由于避雷器動(dòng)作后產(chǎn)生的負(fù)電壓波在避雷器與變壓器之間多次折反射引起的。變壓器上電壓高于避雷器殘壓的原因是變壓器

34、距避雷器有一定的距 離，避需器擊穿時(shí)刻剛過(guò)避雷器的電壓也要經(jīng)過(guò)變壓器產(chǎn)生全反射，入射電壓+全反射電壓大于避雷器殘壓。22、避雷針如何裝設(shè)。解答: 10kV及以上絕緣水平較高，避雷針可以裝設(shè)在架構(gòu)上，但變壓器絕緣水平較低變壓器門形架構(gòu)上不應(yīng)裝設(shè)避雷針。絕緣水平為35kV及以下的配電裝置來(lái)說(shuō)，雷擊架構(gòu)避雷針時(shí)很容易導(dǎo)致絕緣的逆閃絡(luò)(反擊),顯然不允許。23、三繞組變壓器為何在低壓側(cè)裝一支避雷器?解答:運(yùn)行時(shí)可能高、中壓繞組工作，低壓繞組開(kāi)路，低壓繞組對(duì)地電容小，靜電感應(yīng)分量高，將危及絕緣。因?yàn)槿嗤瑫r(shí)升高，則在任一相低壓繞組直接出口處對(duì)地加一個(gè)避雷器即可。24、在變壓器中性點(diǎn)保護(hù)中，什么是全絕緣及分級(jí)絕緣?各用于什么情況下。解答:變壓器中性點(diǎn)的絕緣水平與相端是一樣的，此為全絕緣。變壓器中性點(diǎn)的絕緣水平比相端低很多，此為分級(jí)絕緣。前者用于中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的情況，后者用于中性點(diǎn)接地系統(tǒng)。25、 變電所的進(jìn)線段保護(hù)。解答: (1)為了使避雷器有效發(fā)揮保護(hù)作用，就必須采取措施: (