高電壓技術復習總結

1、第2章 氣體放點的基本物理過程（這章比較重要，要記得知識點很多，要認真看）在第二章標題下面有一句話“與固體和液體相比·········”（1.電離是指電子脫離原子的束縛而形成自由電子、正離子的過程電離是需要能量的，所需能量稱為電離能Wi(用電子伏eV表示，也可用電離電位Ui=Wi/e表示)2.根據(jù)外界給予原子或分子的能量形式的不同，電離方式可分為熱電離、光電離、碰撞電離（最重要）和分級電離。3.陰極表面的電子溢出：（1）正離子撞擊陰極：正離子位能大于2倍金屬表面逸出功。（2）光電子發(fā)射：用能量大于金屬逸出

2、功的光照射陰極板。光子的能量大于金屬逸出功。（3）強場發(fā)射：陰極表面場強達到106V/cm（高真空中決定性）（4）熱電子發(fā)射：陰極高溫4.氣體中負離子的形成：電子與氣體分子或原子碰撞時，也有可能發(fā)生電子附著過程而形成負離子，并釋放出能量（電子親合能）。電子親合能的大小可用來衡量原子捕獲一個電子的難易，越大則越易形成負離子。負離子的形成使自由電子數(shù)減少，因而對放電發(fā)展起抑制作用。SF6氣體含F(xiàn)，其分子俘獲電子的能力很強，屬強電負性氣體，因而具有很高的電氣強度。5.帶點質點的消失：（1）帶電質點的擴散：帶電質點從濃度較大的區(qū)域向濃度較小的區(qū)域的移動，使帶電質點濃度變得均勻。電子的熱運動速度高、自由

3、行程大，所以其擴散比離子的擴散快得多。（2）帶電質點的復合：帶異號電荷的質點相遇，發(fā)生電荷的傳遞和中和而還原為中性質點的過程，稱為復合。帶電質點復合時會以光輻射的形式將電離時獲得的能量釋放出來，這種光輻射在一定條件下能導致間隙中其他中性原子或分子的電離。6.氣體間隙中電流與外施電壓的關系：第一階段：電流隨外施電壓的提高而增大，因為帶電質點向電極運動的速度加快復合率減小 第二階段：電流飽和，帶電質點全部進入電極，電流僅取決于外電離因素的強弱（良好的絕緣狀態(tài)） 第三階段：電流開始增大，由于電子碰撞電離引起的電子崩 第四階段自持放電：電流急劇上升放電過程進入了一個新的階段（擊穿） 外施電壓小于U0時

4、的放電是非自持放電。電壓到達U0后，電流劇增，間隙中電離過程只靠外施電壓已能維持，不再需要外電離因素。自持放電7. 電子碰撞電離系數(shù)：代表一個電子沿電力線方向行經1cm時平均發(fā)生的碰撞電離次數(shù)。 8. 自持放電的條件：必須在氣隙內初始電子崩消失之前產生新的電子（二次電子）來取代外電離因素產生的初始電子；實驗表明：二次電子的產生與氣壓氣隙長度的乘積（pd）有關: Pd較小，自持放電可由湯遜理論(和巴申定律) 解釋; Pd較大，自持放電可由流注理論解釋。湯遜理論認為二次電子的來源是正離子碰撞陰極表面發(fā)生的電子逸出。 ad lnpd值較大時，放電也是從電子崩開始的，但當電子崩發(fā)展到一定階段后，會產生

5、電離特強、發(fā)展速度更快的空間的光電離，形成流注（等離子體）。流注的發(fā)展速度比電子崩的快一個數(shù)量級，且出現(xiàn)曲折分支。流注理論認為，二次電子的主要來源是空間的光電離。一旦出現(xiàn)流注，放電就可以由空間光電離自持維持；若電場均勻，間隙將被擊穿。ad = ln流注理論可以解釋湯遜理論無法說明的pd值大時的放電現(xiàn)象。兩種理論各適用于一定條件的放電過程，不能用一種理論取代另一種理論。兩種理論的自持放電條件具有完全相同的形式，但兩者維持放電的過程不同。（書上的這一段話要好好看，三種現(xiàn)象以后好像考研面試有用）9.稍不均勻電場中放電的特點與均勻電場中相似，在間隙擊穿千看不到有什么放電的跡象，極不均勻電場中放電則不同

6、，當所加電壓達到某一臨界值時，曲率半徑較小的電極附近空間的電場強度首先達到了起始場強E0，在這個局部區(qū)域出現(xiàn)藍紫色的暈光，并伴隨有“滋滋” 聲、電磁輻射和能量損耗。這種僅僅發(fā)生在強場區(qū)的電暈放電是一種自持放電。10.電場不均勻系數(shù)：f = / ，即間隙中最大場強與平均場強的比值。通常f<2時為稍不均勻電場，f>4時為極不均勻電場。補充：電暈放電的危害與對策（四班老師復習強調）p2211.在極不均勻電場間隙中自持放電條件即是電暈起始的條件。12. 在極不均勻電場中，放電一定從曲率半徑較小的那個電極表面開始，與該電極極性無關。但后來的發(fā)展過程、氣隙的電氣強度、擊穿電壓等都與該電極的極性

7、有密切的關系。極不均勻電場中的放電存在著明顯的極性效應。同一間隙在不同電壓極性下的電暈起始電壓不同，擊穿電壓也不同，這就是放電的極性效應。13. 正極性(棒)電暈放電 棒極帶正電位時，電子崩頭部的電子到達棒極后即被中和，棒極附近空間留下許多正離子。 這些正離子雖朝板極移動，但速度很慢而暫留在棒極附近。這些正空間電荷削弱了棒極附近的電場強度，而加強了正離子群外部空間的電場。 正空間電荷阻止了正棒極附近流注的形成，使電暈起始電壓有所提高。14. 負極性棒板間隙擊穿電壓比正極性棒板電極高正極性棒板電極容易被擊穿 。補充：1214點很重要，會畫圖，描述，記住結論。P25第三段有知識點，大家看一下。第3

8、章 氣體間隙的擊穿場強1.均勻電場中的擊穿：（特點）1）均勻電場中電極布置對稱，擊穿無極性效應；2）均勻場間隙中各處電場強度 U相等，擊穿所需時間極短，直流擊穿電壓、工頻擊穿電壓峰值、50%沖擊擊穿電壓相同；3）擊穿電壓的分散性很小。（書旁邊的圖看一下）間距110cm均勻電場擊穿場強為30kV/cm。（3·1·2這一節(jié)只要記住P25頁的結論（上邊補充的）就可以了，其他不作要求，四班的老師如是說）3·2這一節(jié)很重要，知識較多，大家好好看2.沖擊電壓的標準波形：（這個圖很重要，各點的意義要知道）雷電沖擊電壓與系統(tǒng)電壓無關。避雷器動作后，作用在系統(tǒng)上的為避雷器的殘壓。標

9、準雷電波的波形：=1.2s±30，=50s±20 對于不同極性:+1.2/50s或-1.2/50s 操作沖擊波的波形： /=250( ±20 ) / 2500( ±60) s 3.放電時延（要理解）：要使氣體間隙擊穿，除了足夠場強、引起電子崩并導致流注的有效電子外，氣隙擊穿還需要一定的時間，讓放電得以逐步發(fā)展并完成擊穿。4. 50擊穿電壓：多次施加電壓時有半數(shù)會導致?lián)舸┑碾妷褐档透怕蕮舸╇妷海?= - 35.沖擊系數(shù)：同一間隙50沖擊擊穿電壓與穩(wěn)態(tài)擊穿電壓之比，稱為擊穿系數(shù)。均勻和稍不均勻電場：1放電時延短，分散性??；極不均勻電場：>1放電時延長，

10、擊穿常一般發(fā)生在波尾。6. 伏秒特性：在同一沖擊電壓波形下，擊穿電壓值與放電時延（或電壓作用時間）有關的特性。50%擊穿電壓只是50%伏-秒特性曲線上的一個點，即在沖擊全波作用下的50%擊穿電壓。（重要，還有書上的相關圖形）7.大氣密度和濕度對擊穿的影響：在極不均勻電場中，空氣中的水分（濕度增大）能使間隙的擊穿電壓有所提高。隨著海拔高度增加，外絕緣的放電電壓將下降。補充：3.3這一節(jié)四班老師提到幾個知識點，其中操作沖擊電壓的擊穿對象，有“U形曲線”，這一小節(jié)中”由圖可見.這一句老師有提到。不要求，海拔的影響要求。8. 是理想的氣體絕緣介質和滅弧介質，在均勻電場中氣體的絕緣強度約為空氣的2.5倍

11、，其滅弧能力是空氣的100 以上。 （設備的幾種要記?。怏w的液化溫度較低，一般可滿足工程實際的應用，如 0.75MPa（7個大氣壓，作為斷路器的絕緣）的液化溫度是 25，0.45MPa（4個大氣壓，作為GIS絕緣）的液化溫度不高于40。 氣體的應用可大大降低設備尺寸，與空氣介質相比，500kV的GIS是敞開式的1/50。氣體廣泛應用于高壓斷路器、GIS、充氣管道電纜，充氣體的變壓器和開關柜也在發(fā)展中。只有在均勻電場和稍不均勻電場，氣體才能發(fā)揮其優(yōu)異的絕緣性能，因而一般應用氣體做絕緣時，應盡量保證其電場的均勻性。此外，氣體中水含量的增加，將會大大降低其絕緣性能，因而使用中應定期檢測其微水含量。

12、氣體價格高，溫室效應相當于的23900倍，且氣體不會自然分解，在大氣中壽命長達3200年。一般工程中多采用混合氣體。 氣體在極不均勻電場中擊穿的異常現(xiàn)象：一是擊穿電壓隨氣壓的變化出現(xiàn)駝峰現(xiàn)象；二是在駝峰氣壓范圍內，雷擊沖擊擊穿電壓明顯低于穩(wěn)態(tài)擊穿電壓。補充：P38第一句，p39頁倒數(shù)第二段第一句，老師有提到，其他的沒有怎么說。以后的章節(jié)四班老師沒有要求，大家參考一下9.提高氣隙擊穿電壓的措施：改善電場分布的措施：改善電極形狀；利用空間電荷對原電場的畸變作用；極不均勻電場中屏蔽的采用。削弱電離過程的措施：高氣壓的采用；強電負性氣體的應用；高真空的采用。第4章 氣體中沿固體絕緣表面的放電章節(jié)標題下

13、的那一段要了解1. 沿面閃絡：指沿氣體介質與固體介質交界面上發(fā)展的放電現(xiàn)象。補充：4.2這一節(jié)的第一句，有提到。后面的消除氣隙放電的措施p47.2. 沿面放電：均勻電場中固體介質的引入并不影響電極間的電場分布，但放電總是發(fā)生在界面，且閃絡電壓比空氣間隙的擊穿電壓要低得多。說明電場畸變嚴重。（特點）1）沿面閃絡電壓與固體絕緣材料特性有關2）固體介質與電極接觸緊密程度對閃絡電壓有影響3）介質表面粗糙，也會使電場分布畸變，從而使閃絡電壓降低4）上述影響因素在高氣壓時表現(xiàn)得更為明顯3.具有強垂直分量時的沿面放電：（電暈放電細線狀輝光放電滑閃放電閃絡）（重要）隨著外施電壓升高，首先在接地法蘭處出現(xiàn)電暈放

14、電形成的光環(huán)，這是因為該處的電場強度最高。隨著電壓的升高，放電區(qū)逐漸形成由許多平行的火花細長線組成的光帶。當外施電壓超過某一臨界值后，放電性質發(fā)生變化，個別細線開始迅速增長，轉變?yōu)闃渲钣蟹植娴拿髁恋幕鸹ㄍǖ?，稱為滑閃放電?；W放電通道中電流密度較大，壓降較小，其伏秒特性具有下降特性，故滑閃放電是以介質表面放電通道中發(fā)生了熱電離為特征的。4. 要提高套管的電暈起始電壓和滑閃放電電壓可以采?。阂粶p小比電容：增大固體介質厚度，加大法蘭處外套管的外徑，采用瓷-油絕緣代替純瓷介質；二減小絕緣表面電阻：套管附近靠近法蘭處涂半導體釉。補充：P50圖49,及旁邊的文字說明，p51頁第一段第一句，有提到。前兩

15、段老師有提到。5.濕閃絡路徑：1）沿濕表面AB和干表面BCA發(fā)展,絕緣子濕閃電壓為干閃時的4050。2）沿濕表面AB和空氣間隙BA發(fā)展，絕緣子濕閃電壓不會下降很多。3）沿濕表面AB和水流BB發(fā)展，濕閃電壓降低到很低的數(shù)值。6. 污閃： 戶外絕緣子常會受到工業(yè)污穢或自然界鹽堿、飛塵等污染。干燥情況下，對閃絡電壓沒多大影響。但當絕緣子表面污層被濕潤，其表面電導劇增使絕緣子泄漏電流急劇增加。絕緣子的閃絡電壓（污閃電壓）大大降低，甚至有可能在工作電壓下發(fā)生閃絡。7. 污閃的發(fā)展過程（施加恒定的工頻電壓，使污層受潮）：老師強調（a） 污層剛受潮時，介質表面有明顯的泄漏電流流過，電壓分布是較均勻；（b）

16、出現(xiàn)高電阻的“干燥帶”，使污層的泄漏電流減小，并在干燥帶形成很大的電壓降；（c） 當干燥帶的電位梯度超過沿面閃絡場強時，干燥帶發(fā)生放電，放電具有電弧特性，這就是出現(xiàn)局部電弧的階段；（d） 局部電弧發(fā)展成為閃絡。（爬電）8.影響污閃電壓的因素：污穢的性質和污染程度；濕潤的方式；泄露距離；外施電壓的形式。9. 污穢等值附鹽密度（mg/）：與絕緣子表面單位面積上污穢物導電性相當?shù)牡戎蝶}(NaCl)量。同時表征污穢性質及污穢量，以描述的污穢嚴重程度。10.等值附灰密度（mg/）: 與絕緣子表面單位面積上污穢物中不容于水的惰性物質的含量。11. 單位泄漏距離 （泄漏比距或爬電比距）：絕緣子每千伏額定線電

17、壓的平均泄漏距離，cm/kV。（表4-1要認真看一下）12.防止污閃的措施：1）定期或不定期的清掃；2）防污閃涂料進行表面處理；3）加強絕緣和采用耐污絕緣子；4）使用其他材質的絕緣子。第5章 液體和固體介質的電氣特性電氣特性的四個參數(shù)，P58頁最后一段和59頁的比較重要。老師有提到1.電介質極化的形式：電子式、離子式、偶極式、夾層極化。2. 電介質的能量損耗簡稱介質損耗（P = Qtan = ），包括由電導引起的損耗和由極化引起的損耗。（直流電壓作用下無極化損耗，電阻率（或電導率）即可反映其損耗的大小）。3. 純凈的液體介質的電擊穿理論：擊穿過程與氣體擊穿的過程很相似：碰撞電離、電子崩，導致液

18、體介質擊穿。由于液體密度比氣體密度大得多，電子的平均自由行程很小，其擊穿場強高（很小的均勻場間隙中可達到1MV/cm）。4. 含氣純凈液體介質的氣泡擊穿理論。氣泡與液體介質串連，在交流電壓下，其電場強度的分布與介質的r 成反比。氣泡r 最小，且其電氣強度又比液體介質低很多，氣泡先發(fā)生電離。氣泡電離后溫度上升、體積膨脹、密度減小，電離發(fā)展。電離使油分解出氣體，氣體通道擴大。氣泡在電場中排列成氣體小橋，擊穿。5. 工程用的液體介質的小橋擊穿理論：工程液體介質的擊穿是由液體中的氣泡或雜質等引起的，水和纖維的r很大，易沿電場方向極化定向，并排列成雜質小橋。即氣泡或雜質在電場作用下在電極間排成“小橋”，

19、引起擊穿，即“小橋理論”。 6.影響液體介質擊穿的因素：雜質、溫度、油體積、電壓形式。油的擊穿場強隨間隙中油體積的增加而明顯下降，這是因為間隙中缺陷（即雜質）出現(xiàn)的概率隨油體積的增加而增大的緣故。7.減小雜質影響的措施：過濾、防潮、祛氣、用固體介質減小油中雜質的影響。補充：5.3有幾個知識點，大家好好看一下，熱擊穿第一段的第二句，電化學擊穿第一段老師有提到。8.固體介質擊穿的形式：電擊穿、熱擊穿、電化學擊穿。電擊穿：固體介質電擊穿與氣體相似，碰撞電離形成電子崩，當電子崩足夠強時破壞介質晶格結構導致?lián)舸舸﹫鰪姼哌_105106kV/m。 體積效應：加大式樣的面積或體積，使材料弱點出現(xiàn)的概率增大

20、，會使擊穿場強降低。 累積效應：不均勻電場中，在幅值不很高的過電壓、特別是雷電沖擊電壓作用下，固體介質內部可能出現(xiàn)局部損傷，留下局部碳化、燒焦或裂縫等痕跡。固體介質為非自恢復絕緣。則多次作用下部分損傷會擴大而導致?lián)舸?熱擊穿：絕緣介質在電場作用下，電導電流和介質極化引起介質損耗，使介質發(fā)熱。如果介質中產生的熱量總是大于散熱，則溫度不斷上升，造成材料的熱破壞而導致?lián)舸?。特點：1）擊穿所需時間較長，常常需要幾個小時，即使在提高試驗電壓時也常需要好幾分鐘。 2）直流電壓作用下，正常未受潮絕緣很少發(fā)生熱擊穿。 電化學擊穿：對絕緣施加電壓幾個月甚至幾年后，擊穿場強仍在下降，這是由于介質長期加電壓引起介

21、質劣化。絕緣劣化的主要原因往往是介質內氣隙的局部放電造成的。介質中可長期存在局部放電而并不擊穿。局部放電產生的活性氣體如O3，NO，NO2等對介質將產生氧化和腐蝕作用，此外由于帶電粒子對介質表面的撞擊，也會使介質受到機械的損傷和局部的過熱，導致介質的劣化。理解局部放電的過程及其等效電路和發(fā)生局部放電時氣隙上的電壓變化圖。這兩個圖比較重要，要會畫。后面大概的要會畫。5.4不要求9.介質中氣隙兩端的電壓變化與氣隙電容的乘積為氣隙局部放電的真實放電量；氣隙放電時試品上的電壓變化與試品電容的乘積為局部放電的視在放電量。進行局部放電測量的是視在放電量。絕緣老化這一節(jié)要看一下10. 電氣設備的絕緣在運行中

22、，受到各種因素的長期作用，會發(fā)生一系列不可逆的變化，導致其物理、化學、電和機械等性能的劣化，如機械強度降低，介質損耗及電導增大。將這種現(xiàn)象稱為絕緣老化。11. 絕緣老化的原因很多，主要有熱的作用、電的作用、機械的作用以及水分、氧化、射線及微生物的作用。第6章 電氣設備絕緣的預防性試驗1. 電氣設備絕緣缺陷的分類：a. 集中性缺陷（例如懸式絕緣子的瓷質開裂；發(fā)電機絕緣局部磨損、擠壓破裂；電纜絕緣逐漸損壞等）b. 分布式缺陷（電氣設備整體絕緣性能下降，如電機、變壓器、套管中有機絕緣材料的受潮、老化、變質） 2. 預防性試驗方法的分類：a. 破壞性試驗（耐壓試驗）。能揭露危險性大的集中性缺陷 b.

23、非破壞性試驗（在較低的電壓下或用其它不會損傷絕緣的辦法來測量絕緣的各種特性，從而判斷絕緣的內部缺陷）3.吸收現(xiàn)象：陰影部分面積為絕緣在充電過程中逐漸“吸收”的電荷?！拔宅F(xiàn)象” 對應的電流稱為吸收電流Ia。由介質中偶極子逐漸轉向，并沿電場方向排列而產生的。 當絕緣受潮或有缺陷時，電流的吸收現(xiàn)象不明顯，總電流隨時間下降較緩慢。根據(jù)其變化，可初步判斷絕緣的狀況。4.吸收比： = / =/其中， ， 為加壓15s時的電流和對應的絕緣電阻； 如果絕緣狀況良好，則吸收現(xiàn)象明顯，吸收比值遠大于1(一般取1.3)，如果受潮嚴重，由于大增，迅速衰減，值接近于1。5. 測量絕緣電阻時，其值是不斷變化的；穩(wěn)態(tài)時，

24、等于兩層介質絕緣電阻的串聯(lián)值。規(guī)定所加電壓60s（穩(wěn)態(tài)）后測得的數(shù)值為絕緣電阻值。6. 絕緣電阻和吸收比是反映絕緣性能的最基本的指標之一，通常用兆歐表（俗稱搖表）進行。規(guī)定所加電壓60s后測得的數(shù)值為試品的絕緣電阻補充：6.2泄漏電流的測量這一節(jié)第一段。極化指數(shù)和泄露指數(shù)，怎樣判斷好壞，7. 泄漏電流指外加直流電壓時絕緣上流過的電流泄漏電流的測量不僅可反映絕緣電阻大小，還可反映兆歐表所不能反映的絕緣損壞或弱點。泄漏電流的測量除關注電流值之外，還特別關注電流隨外加電壓變化的曲線。8. 測量泄漏電流應注意的事項：電壓的穩(wěn)定性；測量儀表的保護；雜散電流造成的誤差；被試品的接地。9. 介質損失角正切t

25、gd （重要）： 交流電壓作用下電介質中電流的有功分量和無功分量的比值，是一個無量綱的數(shù)。介質的功率損耗P與介質損耗角正切值成正比，反映的是電介質內單位體積中能量損耗的大小。10. 測量tgd值，最常用的方法是采用西林電橋：（原理，畫出西林電橋原理接線圖）（原理接線圖要會畫，以及反接法和旁邊的文字說明）正接法：試品高、低壓端對地絕緣（被試品的一端C接地，D點和屏蔽網接高壓，調節(jié)臂、檢流計和屏蔽網處于高電位，注意測試人員的安全）。但設備一般都是外殼接地的，也就是試品往往一端固定接地，無法實現(xiàn)正接法，應采用反接法。11.局部放電：6.4這一節(jié)要好好看，危害：局部放電將加速絕緣物的老化和破壞，發(fā)展到

26、一定程度時，可能導致整個絕緣的擊穿。所以，測定電氣設備在不同電壓下局部放電強度與變化規(guī)律，能預示設備的絕緣狀態(tài)，也是估計絕緣電老化速度的重要依據(jù)。局部放電的檢測量：視在放電量Dq、放電能量W 。衡量局部放電強度的參量：放電的重復率（放電頻率），平均放電電流、平均放電功率、局部放電的起始電壓與熄滅電壓等。檢測方法有：脈沖電流法、超聲檢測法、光測法、化學檢測方法、紅外熱像法、超高頻法、射頻檢測法以及數(shù)字化局放的檢測。也將油的氣相色普分析歸為局部放電檢測的方法。目前采用電脈沖法測量局部放電。脈沖電流法測量局部放電的檢測回路：（這三個圖形要會畫）檢測原理：耦合電容器為被試品和測量阻抗之間提供一個低阻抗

27、的通道。被試品一發(fā)生局部放電，因被試品Cx、耦合電容Ck和檢測阻抗Zm構成的回路內有電流流過，就可由檢出阻抗把與脈沖電流成比例的脈沖電壓檢測出來，檢測到的信號通過放大器送到測量儀器上。 12. 絕緣油的氣相色譜分析：p87倒數(shù)第三段，認真看絕緣油在不同性質的故障下受熱分解，產生不同成分、不同含量的烴類氣體。通過氣相色普分析可以發(fā)現(xiàn)充油設備中某些用tgd等方法所不能發(fā)現(xiàn)的局部性缺陷（如局部過熱、局部放電），迅速簡便，不需要設備停電。 取出運行中電氣設備的油樣，將油樣經噴嘴噴入真空罐內，使油中溶解的氣體迅速釋放出來。然后將脫出的氣體壓縮至常壓，用注射器抽取試樣后送入氣相色普儀，對不同氣體進行分離和

28、定量。變壓器內部存在裸金屬部分局部過熱，變壓器油色譜分析的主要特征是總烴含量較高，甲烷、乙烯較多；如果固體絕緣過熱，氣體中CO和CO2含量加大；存在局部放電時，乙炔和H2含量較大。6.7節(jié)不要求，第7章 電氣設備絕緣的高電壓試驗總結：三大電壓的產生原理及原理接線圖要求。1.工頻電壓的產生（這個圖很重要及傍邊的文字說明，各元件的作用）工頻試驗變壓器的特點：1）電壓高 工頻高壓試驗以短時（1min）工頻試驗考核設備在長期工作電壓、雷電過電壓或者內部過電壓作用下的絕緣性能。試驗電壓很高。2）調壓與波形 正負半波對稱的正弦波形，頻率范圍4555Hz。可速度連續(xù)、平穩(wěn)地調節(jié)電壓。3）容量不大 試驗變壓器

29、的容量由試品電容決定，大多試品電容不超過5000pF。對于250kV以上的試驗變壓器通常采用1A就能滿足要求。P=wCU2×10-9 kVA調壓裝置：對調壓裝置的要求：輸出電壓質量好；調壓特性好。常用的調壓裝置：a）自耦式調壓裝置；b ）移圈式調壓器；c）感應調壓器。按現(xiàn)行國家標準和IEC規(guī)定，工頻電壓的測量無論是有效值或峰值，都要求誤差不超過±3。高壓實驗室中常用的測量工頻高電壓的方法有：用測量球隙或峰值電壓表測量峰值；用靜電電壓表測量有效值；也可用電容分壓器+示波器測量。通常測量工頻電壓采用的分壓器是電容分壓器。用電阻分壓器只適用于被測電壓低于100kV的情況。串級實驗

30、變壓器不要求2.串聯(lián)諧振交流高壓的產生：（四班老師沒有要求）串聯(lián)諧振方法的優(yōu)點：1） 試驗回路對基波頻率產生諧振，因而波形的畸變??；2） 被試品發(fā)生擊穿時諧振條件被破壞，串聯(lián)電抗器限制短路電流，故絕緣擊穿處的電弧不會將故障點擴大。3.交流高壓試驗：1 ）防止工頻高壓試驗中可能出現(xiàn)的過電壓2 ）試驗電壓的波形畸變3 ）外施高壓試驗和感應高壓試驗4. 應用最廣泛的產生直流高壓的方法是將交流電壓通過整流原件整流獲得的。5.半波整流回路：6. 直流高壓試驗設備的基本技術參數(shù)：在測量直流電壓的算術平均值，有效值和最大值時，其測量誤差不大于3，測量脈動幅值時不大于10。7.倍壓整流回路：（原理）1）當T的

31、高壓繞組的端點3相對于0點電壓為負時，D1正向導通，使電容C1充電，充電穩(wěn)定后點3點位-UM，1點電位接近0。2）電源電壓升高(3點電位保持)，1點電位被抬高，當點1相對于0為正時，D1截止；3）在點1電位高于點2為時，D2導通。電源通過C1、D2向C2充電。充電穩(wěn)定時，由于點3相對于0的最高電壓可達UM，而點1相對于3點已有UM電壓，所以點1的對地電壓最高可達2UM，最終可使C2充上2UM的電壓。補充：圖7-9重要，理解原理，要會畫。8. 測量直流電壓的常用方法：用球隙測量最大值；用靜電電壓表測有效值（平均值）；用電阻分壓器或電阻串微安表測平均值。9. 直流高電壓試驗的特點：1) 試驗設備的

32、容量較?。?) 在試驗時可以同時測量泄漏電流，能有效地顯示絕緣內部的集中性缺陷或受潮，提供有關絕緣狀態(tài)的補充信息；3) 在某種程度上帶有非破壞性試驗的性質，在直流高壓下，局部放電較弱，不會加快有機絕緣材料分解或老化；4) 對交流電氣設備絕緣的考驗不如交流試驗那樣接近實際情況。10. 沖擊電壓特性（雷電沖擊電壓、操作沖擊電壓）：持續(xù)短、電壓上升速度快、緩慢下降的暫態(tài)電壓。由波頭時間、波尾時間、峰值和極性來表示。11.沖擊電壓發(fā)生器：（原理，并聯(lián)充電，串聯(lián)放電。基本回路圖，放電時的等值回路圖）圖7-13十分重要，還要會算，四班老師好像說是給一個電壓值算輸出的值，大家好好研究一下。1） 充電過程：向

33、充電，建立電壓，形成波頭；2） 放電過程：當、上的電壓相等時，并聯(lián)對放電，形成波尾。12.截斷波產生原理：老師沒要求)將一截斷間隙與試品并聯(lián)，調節(jié)間隙距離使之具有所需擊穿電壓；沖擊電壓發(fā)生器送出一全波，由于截斷間隙的擊穿，作用在被試品上的電壓就是截斷波。13. 操作沖擊電壓的獲得：（老師沒要求）1）利用沖擊電壓發(fā)生器產生操作波2）利用電容器和工頻試驗變壓器產生操作波14. 電力運行部門測量穩(wěn)態(tài)高壓的方法：利用電壓互感器和電壓表實現(xiàn)。15.實驗室中測量穩(wěn)態(tài)高壓常用的方法：利用氣體放電測量交流高電壓，例如測量球隙。利用靜電力測量高電壓，例如靜電電壓表。利用整流電容電流或充電電壓來測量高電壓，例如峰

34、值電壓表。利用分壓器測量高電壓，如電容分壓器和電阻分壓器。16.沖擊電壓的測定，包括幅值測量和波形記錄兩個方面。17.目前最常用的沖擊電壓的測量方法有：測量球隙；分壓器+峰值電壓表；分壓器示波器。18.50%放電電壓：指在一定距離的球間隙，一定電壓作用下球間隙的放電概率為50%。確定50%放電電壓的方法分為多級法和升降法兩種。19. 測量沖擊電壓的分壓器：（有電容和電阻兩種。）用電阻分壓器測量沖擊電壓的回路圖，電纜兩端的匹配要求R2+R3=Z=R4，以及分壓比的計算。用電容分壓器測量沖擊電壓回路圖，電纜首端匹配條件R1=Z和分壓比k=(C1+C2)/C1計算，首末端匹配條件R1R2=Z，C1C

35、2C3+Cc 和分壓比的計算K 2(C1+C2)/C1 。測量系統(tǒng)的特性：（分壓比，響應）分壓比：分壓器輸入端所加電壓的峰值除以測量系統(tǒng)輸出端出現(xiàn)的電壓峰值。響應：分壓器的輸入端施加某一波形電壓A(t)，與之相對應，在測量系統(tǒng)的輸出端會出現(xiàn)電壓U(t)，U(t)即為對A(t)的響應。通常采用A(t)為直角波時的響應來反映分壓器的特性。補充：p110頁中電阻分壓器的適用范圍，四班老師有提到，7,5這一節(jié)四班老師當時在復習時很猶豫，畫了一些，最后說不用了，我沒有聽懂啥意思，有必要的話大家和四班的同學交流交流。第9章 雷電及防雷裝置1.雷電參數(shù)：雷電活動強度雷暴日及雷暴小時：雷暴日（小時）：每年中有

36、雷電的天數(shù)（小時數(shù)）。年平均雷暴日不超過15 的地區(qū)為少雷區(qū)；超過40 的為多雷區(qū)；超過90 及根據(jù)運行經驗雷害特別嚴重地區(qū)為強雷區(qū)。落雷密度：每一個雷暴日、每平方公里對地面落雷次數(shù)。電力行業(yè)標準DL/T620-1997建議取= 0.07次平方公里. 雷電日。避雷線引雷范圍：避雷線間距b+4h雷電通道波阻抗：雷電通道如同一個導體，雷電流在導體中流動，對電流波呈現(xiàn)一定的阻抗，該阻抗叫做雷電通道波阻抗（規(guī)程建議取300）雷電流的極性：實測表明負極性雷約占75 90 %。雷電流幅值：與被擊物的波阻抗有關。規(guī)程規(guī)定雷電流指雷擊于波阻抗小于30的接地電阻時，流過該物體的電流。雷電流幅值與氣象、自然條件有

37、關。雷電流的波頭、陡度及波長（統(tǒng)計結果）：波頭：1 5 s 范圍內變化，多為2.5 2.6 s，規(guī)程規(guī)定取2.6 s；波長：20 100 s ，多數(shù)為50 s 左右。為簡化計算，視為無限長；陡度：雷電流的上升速度，陡度與幅值I有線性的關系，幅值愈大陡度愈大。I/2.6kA/ s雷電流的波形：a） 與實際雷電流波形最相近的雙指數(shù)波b） 防雷計算簡化的斜角平頂波c） 與標準波波頭接近的半余弦波2. 在線路防雷計算時，我國規(guī)程規(guī)定雷電流波頭時間為2.6us。我國標準雷電沖擊波形的波頭、波長分別為1.2/50us。3. 現(xiàn)代電力系統(tǒng)中實際采用的防雷保護裝置主要有：避雷針、避雷線、各種避雷器、防雷接地等

38、等。4. 保護范圍：表示避雷裝置的保護效能。保護范圍是相對的每一個保護范圍都有規(guī)定的繞擊（概）率。繞擊：是指雷電繞過避雷裝置而擊中被保護物體的現(xiàn)象。我國有關規(guī)程所推薦的保護范圍對應于0.1的繞擊率。聯(lián)合保護范圍大于各自保護范圍的和。外側保護范圍由單根避雷針的保護半徑確定。兩針間的保護保護范圍增大，范圍按照上部邊緣最低點O的圓弧確定。等高三針聯(lián)合保護范圍可以兩針兩針地分別計算其保護范圍。避雷線比避雷針的保護范圍要小。5. 當雷電侵入波或操作波超過某一電壓值后，避雷器將先于被保護電力設備放電，從而限制了過電壓，使與其并聯(lián)的電力設備得到保護。避雷器放電時，強大的沖擊電流泄入大地，大電流過后，工頻電流

39、將沿原沖擊電流的通道繼續(xù)流過，此電流稱為工頻續(xù)流。6. 避雷器的技術要求：1）過電壓作用時，避雷器先于被保護電力設備放電，當然這要由兩者的全伏秒特性的配合來保證；2）避雷器應具有一定的熄弧能力，以可靠地切斷在第一次過零時的工頻續(xù)流。7. 避雷器的種類：保護間隙，管式避雷器，閥式避雷器（包括氧化鋅避雷器）。8. 金屬氧化鋅避雷器具有以下優(yōu)點：1）可省去串聯(lián)火花間隙，結構大大簡單；2）具有極好的非線性伏安特性，保護性能優(yōu)越；3）無續(xù)流、動作負載輕、能重復動作實施保護；4）流通容量大，能制成重載避雷器；5）耐污性好。由于金屬氧化鋅避雷器保護性能優(yōu)于碳化硅避雷器，已在逐步取代碳化硅避雷器，廣泛用于交、

40、直流系統(tǒng)，保護發(fā)電、變電設備的絕緣，尤其適合于中性點有效接地(見電力系統(tǒng)中性點接地方式)的110千伏及以上電網。9. 避雷器的滅弧電壓是由安裝點可能出現(xiàn)的工頻電壓升高值決定的，它必須大于這個升高值。我國有關規(guī)程規(guī)定，閥式避雷器的滅弧電壓，在中性點直接接地的系統(tǒng)中，應取設備最高運行線電壓的80%，而在中性點非直接接地系統(tǒng)中，取值不應低于設備最高運行線電壓的100%。10. 殘壓：流過避雷器的沖擊電流一定幅值、一定波形，在避雷器兩端上產生的最大壓降。11. 把殘壓與滅弧電壓的比值叫做保護比，該值越小越好。（p154頁的切斷比、滅弧電壓定義，四班老師有提及）12. 接地電阻：把接地點處的電位與接地電

41、流的比值定義為該點的接地電阻。它是大地電阻效應的總和。（接地電阻不是接地導體的電阻，接地電阻實質上是接地電流在地中流散時土壤所呈現(xiàn)的電阻，與土壤電阻率和接地體形狀有關。由于金屬的電阻率遠小于土壤的電阻率，所以接地體本身的電阻在接地電阻中可以忽略不計。）13. 接地裝置：埋入地中的金屬接地體稱為接地裝置。14. 接觸電壓：當人觸及漏電外殼，加于人手腳之間的電壓。15. 跨步電壓：當人在分布電位區(qū)域跨開一步，兩腳（水平0.8m）的電位差。補充：p159金屬氧化物避雷器的優(yōu)點重要第10章 輸電線路的防雷保護1. 雷擊架空輸電線路有四種可能：1） 雷擊線路附近地面2） 雷擊塔頂及附近避雷線（雷擊塔頂）

42、3） 雷擊檔距中央避雷線（雷擊避雷線）4） 雷擊導線2. 輸電線路防雷的任務：采用技術上與經濟上的合理措施，使系統(tǒng)雷害降低到運行部門能夠接受的程度，保證系統(tǒng)安全可靠運行。 3. 輸電線路防雷的措施（“四道防線”）：還有耐雷水平，反擊等定義。防止雷直擊導線；防止雷擊塔頂或避雷線后引起絕緣閃絡（或稱反擊）；防止雷擊閃絡后轉化為穩(wěn)定的工頻電?。ńɑ÷剩环乐咕€路中斷供電。4. 衡量輸電線路防雷性能的兩個指標：耐壓水平：承受雷電流幅值的能力。雷擊跳閘率（單位：次/ l00km·40雷電日）：雷擊跳閘率是指折算為統(tǒng)一的條件下，因雷擊而引起的線路跳閘的次數(shù)。此統(tǒng)一條件規(guī)定為每年 40 個雷電日和

43、 l00km 的線路長度。線路的耐雷水平較高，就能承受較高幅值的雷電流，線路絕緣發(fā)生閃絡的機會就較小，雷擊跳閘率就較小。5. 感應過電壓的兩個主要組成部分：對一般高度的線路，感應過電壓最大值:有避雷線時的感應過電壓： = ( Ihd/2.6)(1-Kc)無避雷線時,雷擊導線的過電壓及耐雷水平:無避雷線時雷擊塔頂時的過電壓及耐雷水平:塔頂電位：導線感應過電壓:絕緣子串上的電壓:線路耐雷水平：6. 有避雷線時雷擊塔頂線路的過電壓及耐雷水平：（計算題）流經被擊桿塔的入地電流為：桿塔電位為：+/2.6避雷線電位與桿塔電位相同，避雷線與導線間存在耦合，極性與雷電流相同，作用在絕緣子串的這部分電壓為：(+

44、/2.6)(1-Kc)雷擊塔頂時的感應過電壓為：ahdIhd/2.6，避雷線的存在，感應過電壓為Ihd/2.6(1-Kc)此時，絕緣子串上的過電壓為：(P170 10-24)耐雷水平為：(P170 10-25)7. 反擊跳閘率n1（次/ 100km·40雷電日 ）;繞擊跳閘率n2（次/ 100km·40雷電日 ）反擊包括兩部分：一是雷擊塔頂及桿塔附近的避雷線，雷電流經桿塔入地，造成塔頂較高點位，使絕緣子閃絡；一部分是雷擊避雷線檔距中央，一般不會發(fā)生閃絡，當然不會引起反擊跳閘。第11章 發(fā)電廠和變電站的防雷保護1. 發(fā)電廠、變電所的雷電過電壓有兩個來源：1） 雷直擊發(fā)電廠、變

45、電所；一般采取避雷針或避雷線。2） 雷擊輸電線路產生的雷電波沿線路侵入發(fā)電廠和變電所。2. 對入侵波防護的主要措施是發(fā)電廠、變電所內安裝避雷器以限制電氣設備上的過電壓幅值；同時在發(fā)電廠、變電所的進線保護段上采取相應措施，以限制流過避雷器的雷電流和降低侵入波的陡度；對于直配電機，在母線上裝設電容器以降低來波陡度，保護電機匝絕緣和中性點絕緣。3. 發(fā)電廠、變電所防止直擊雷的措施：采用避雷針、避雷線及良好的接地網。4. 110kV及以上配電裝置，由于絕緣較強，一般可將避雷針裝設在構架上。但因構架離電氣設備較近，必須保證不發(fā)生反擊，裝避雷針的構架接地體與變壓器接地體間保持15m以上。 但土壤電阻率大于

46、2000 m地區(qū)，宜裝獨立避雷針 。主變的門形構架上不裝避雷針。35kV 及以下配電裝置的絕緣較弱，需要裝設獨立避雷針。發(fā)電廠廠房一般不裝避雷針，以免發(fā)生感應或反擊使繼電保護誤動作，甚至造成絕緣損壞。5. 我國有關規(guī)程規(guī)定： 110kV 及以上的配電裝置 （設備絕緣水平高不易反擊）可將線路的避雷線引接到出線門型構架上；但土壤電阻率大于 1000 ·m 地區(qū)，應加裝3 5 根接地極。 35 60kV 配電裝置（設備絕緣水平低）在 不大于500 ·m 的地區(qū)，允許將線路的避雷線引接到出線門型構架上，但應裝設3 5 根接地極；當 >500 ·m 時，避雷線應終止于

47、線路終端桿塔，進變電所一檔線路可裝設避雷針保護。6. 線路的沖擊耐壓比變電所設備的沖擊耐壓要高得多，若無避雷線，靠近變電所線路上受到雷擊時，不但流過避雷器的雷電流幅值可能超過規(guī)定值，而且陡度也會高于允許值。在靠近變電所的一段進線上必須加裝避雷線，使其繞擊和反擊率都非常小，以減少變電所的雷害事故。7. 變電所的進線保護作用（以限制流過閥式避雷器的雷電流和降低侵入波的陡度）。8. 不要求35110kV 線路全線架設避雷線，但在靠近變電所 1 2km 范圍內應裝設避雷線、避雷針或其它防雷裝置，通常稱此線段為進線段。9. 自耦變壓器除有高、中壓自耦繞組外有三角形接線的低壓繞組，有可能只有兩個繞組運行，

48、另一個繞組開斷的情況。10. 配電變壓器的防雷保護：310kV線路一般不沿線架設避雷線，其絕緣水平低，直擊雷常使線路絕緣閃絡。但大部分雷電流入地，限制了侵入波的幅值以及變電站母線上避雷器的雷電流幅值。且避雷器與變壓器距離很近，兩者間電位差小。因而310kV配電站一般不設進線保護。但310kV配電站應在配電變壓器每個繞組與地之間加裝避雷器。11. GIS變電所雷電過電壓保護的特點： GIS絕緣全伏秒特性比較平坦，沖擊系數(shù)小，約為1.2 1.3。它的絕緣水平主要決定于雷電沖擊電壓。 GIS波阻抗在60 100 之間，當雷電波沿架空線入侵時，其折射系數(shù)小侵入GIS的波小，對GIS保護有利。 GIS變

49、電所結構緊湊，設備之間的電氣距離小，避雷器離被保護設備較近，可將雷電過電壓限值在更低的水平。 GIS絕緣（稍不均勻電場）完全不允許電暈，一旦發(fā)生電暈，將立即擊穿。要求GIS過電壓保護有足夠的可靠性。 SF6氣體的純度、水分對的電氣強度影響很大。12. 直配電機的防雷保護： 每組發(fā)電機母線上都裝一組FCD型磁吹避雷器，以限制入侵波過電壓的幅值。 在發(fā)電機電壓母線上裝設一組并聯(lián)電容器（電容量為0.25 0.5 F），以限制侵入波陡度。 在直配線進線處加裝電纜段和管形避雷器等，以限制流過避雷器的雷電流不超過3kA。 發(fā)電機中性點有引出線，在中性點加裝一只避雷器保護，或者將母線并聯(lián)電容加大到1.5 2

50、.0 F，以進一步降低入侵波陡度。補充：11.2這一節(jié)的第一段，進線段定義，四班有提及，11.3以后好像沒怎么畫，大家找四班的同學看一下。第12章 暫時過電壓1. 工頻電壓升高的原因：1） 空載長線的電容效應2） 不對稱短路引起的工頻電壓升高3） 突然甩負荷引起的工頻電壓升高2. 理解空載長線開路時電壓傳遞系數(shù)；理解線路末端接電抗器時的電壓傳遞系數(shù) |3. 對中性點絕緣的310kV系統(tǒng)，X0主要由線路容抗決定。單相接地時，健全相的工頻電壓升高約為線電壓的1.1倍。因此，在選擇避雷器滅弧電壓時，取110的線電壓，這時避雷器稱為110避雷器。4. 對中性點經消弧線圈接地的35 60kV系統(tǒng)，在過補償狀態(tài)運行時X0為很大的正值。單相接地時，健全相上電壓接近線電壓。因此，在選擇避雷器滅弧電壓時，取100的線電壓，這時避雷器稱為100避雷器。5. 對中性點直接接地的1