《高電壓技術(shù)》習(xí)題解答(共22頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上高電壓技術(shù)習(xí)題解答第一章11 氣體中帶電質(zhì)點是通過游離過程產(chǎn)生的。游離是中性原子獲得足夠的能量(稱游離能)后成為正、負帶電粒子的過程。根據(jù)游離能形式的不同，氣體中帶電質(zhì)點的產(chǎn)生有四種不同方式：1.碰撞游離方式 在這種方式下，游離能為與中性原子(分子)碰撞瞬時帶電粒子所具有的動能。雖然正、負帶電粒子都有可能與中性原子(分子)發(fā)生碰撞，但引起氣體發(fā)生碰撞游離而產(chǎn)生正、負帶電質(zhì)點的主要是自由電子而不是正、負離子。 2.光游離方式 在這種方式下，游離能為光能。由于游離能需達到一定的數(shù)值，因此引起光游離的光主要是各種高能射線而非可見光。 3.熱游離方式 在這種方式下，游離能為氣

2、體分子的內(nèi)能。由于內(nèi)能與絕對溫度成正比，因此只有溫度足夠高時才能引起熱游離。 4.金屬表面游離方式 嚴格地講，應(yīng)稱為金屬電極表面逸出電子，因這種游離的結(jié)果在氣體中只得到帶負電的自由電子。使電子從金屬電極表面逸出的能量可以是各種形式的能。 氣體中帶電質(zhì)點消失的方式有三種： 1.擴散 帶電質(zhì)點從濃度大的區(qū)域向濃度小的區(qū)域運動而造成原區(qū)域中帶電質(zhì)點的消失，擴散是一種自然規(guī)律。 2.復(fù)合 復(fù)合是正、負帶電質(zhì)點相互結(jié)合后成為中性原子(分子)的過程。復(fù)合是游離的逆過程，因此在復(fù)合過程中要釋放能量，一般為光能。 3.電子被吸附 這主要是某些氣體(如SF6、水蒸汽)分子易吸附氣體中的自由電子成為負離子，從而使

3、氣體中自由電子(負的帶電質(zhì)點)消失。12 自持放電是指僅依靠自身電場的作用而不需要外界游離因素來維持的放電。外界游離因素是指在無電場作用下使氣體中產(chǎn)生少量帶電質(zhì)點的各種游離因素，如宇宙射線。討論氣體放電電壓、擊穿電壓時，都指放電已達到自持放電階段。 湯生放電理論的自持放電條件用公式表達時為(es-1)=1此公式表明：由于氣體中正離子在電場作用下向陰極運動，撞擊陰極，此時已起碼撞出一個自由電子(即從金屬電極表面逸出)。這樣，即便去掉外界游離因素，仍有引起碰撞游離所需的起始有效電子，從而能使放電達到自持階段。13 湯生放電理論與流注放電理論都認為放電始于起始有效電子通過碰撞游離形成電子崩,但對之后

4、放電發(fā)展到自持放電階段過程的解釋是不同的。湯生放電理論認為通過正離子撞擊陰極，不斷從陰極金屬表面逸出自由電子來彌補引起電子碰撞游離所需的有效電子。而流注放電理論則認為形成電子崩后，由于正、負空間電荷對電場的畸變作用導(dǎo)致正、負空間電荷的復(fù)合，復(fù)合過程所釋放的光能又引起光游離，光游離結(jié)果所得到的自由電子又引起新的碰撞游離，形成新的電子崩且匯合到最初電子崩中構(gòu)成流注通道，而一旦形成流注，放電就可自己維持。因此湯生放電理論與流注放電理論最根本的區(qū)別在于對放電達到自持階段過程的解釋不同，或自持放電的條件不同。 湯生放電理論適合于解釋低氣壓、短間隙均勻電場中的氣體放電過程和現(xiàn)象，而流注理論適合于大氣壓下，

5、非短間隙均勻電場中的氣體放電過程和現(xiàn)象。14 極不均勻電場中的氣體放電過程有兩個不同于均勻電場、稍不均勻電場中氣體放電的特性： 1.持續(xù)的電暈放電 電暈放電是在不均勻電場中，電場強度大的局部區(qū)域中發(fā)生的放電，此時整個氣體間隙仍未擊穿，但在局部區(qū)域中氣體已擊穿。在稍不均勻電場中，電暈放電起始電壓很接近(略低于)間隙的擊穿電壓，也觀察不到明顯的電暈放電現(xiàn)象。而在極不均勻電場中則可觀察到明顯的電暈放電現(xiàn)象，且電暈放電起始電壓要低于(或大大低于-取決于電場均勻程度)間隙的擊穿電壓。 2.長間隙氣體放電過程中的先導(dǎo)放電 當(dāng)氣體間隙距離較長(1m)時，流注通道是通過具有熱游離本質(zhì)的先導(dǎo)放電不斷向前方(另一

6、電極)推進的。由于間隙距離較長，當(dāng)流注通道發(fā)展到一定距離，由于前方電場強度不夠強(由于電場不均勻)流注要停頓。此時通過先導(dǎo)放電而將流注通道前方電場加強，從而促使流注通道進一步向前發(fā)展。就這樣，不斷停頓的流注通道通過先導(dǎo)放電而不斷推進，從而最終導(dǎo)致整個間隙擊穿。 3.不對稱極不均勻電場中的極性效應(yīng) 不對稱極不均勻電場氣體間隙(典型電極為棒板間隙)的電暈起始電壓及間隙擊穿電壓隨電極正、負極性的不同而不同。正棒負板氣體間隙的擊穿電壓要低于相同間隙距離負棒正板氣體間隙的擊穿電壓，而電暈起始電壓則相反。解釋這種結(jié)果的要點是間隙中正空間電荷產(chǎn)生的電場對原電場的增強或削弱。判斷間隙擊穿電壓高低看放電發(fā)展前方

7、的電場是加強還是削弱，而判斷電暈起始電壓高低則看出現(xiàn)電暈放電電極附近的電場是增強還是削弱。出現(xiàn)正空間電荷的原因是由于氣體游離產(chǎn)生的正、負帶電粒子定向運動速度差異很大，帶負電的自由電子很快向正極性電極移動，而正空間電荷(正離子)由于移動緩慢，此時幾乎仍停留在原地從而形成正空間電荷。對于正棒-負板氣體間隙，正空間電荷的電場加強了放電發(fā)展前方的電場，有利于流注向前方發(fā)展，有利于放電發(fā)展。但此空間電荷的電場對于棒電極附近的電場是起削弱作用，從而抑制了電暈放電。對于負棒-正板氣體間隙，情況則相反。這就導(dǎo)致上面所述擊穿電壓和電暈起始電壓的不同。15 電暈放電與氣體間隙的擊穿都是自持放電，區(qū)別僅在于放電是在

8、局部區(qū)域還是在整個區(qū)域。若出現(xiàn)電暈放電，將帶來許多危害。首先是電暈放電將引起功率損耗、能量損耗，這是因為電暈放電時的光、聲、熱、化學(xué)等效應(yīng)都要消耗能量。其次，電暈放電還將造成對周圍無線電通訊和電氣測量的干擾，若用示波器觀察，電暈電流為一個個斷續(xù)的高頻脈沖。另外，電暈放電時所產(chǎn)生的一些氣體具有氧化和腐蝕作用。而在某些環(huán)境要求比較高的場合，電暈放電時所發(fā)出的噪聲有可能超過環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。為此，高壓、超高壓電氣設(shè)備和輸電線路應(yīng)采取措施力求避免或限制電暈放電的產(chǎn)生。反過來，在某些場合下，電暈放電則被利用，如利用沖擊電暈放電對波過程的影響作用可達到降低侵入變電站的雷電波波頭陡度和幅值。電暈放電也被工業(yè)上某些方

9、面所利用而達到某種用途。16 氣體間隙的擊穿電壓UF是氣體壓力P和間隙距離S乘積的函數(shù)，這一規(guī)律稱為巴申定律。這種函數(shù)關(guān)系常用曲線表示，氣體種類不同，電極材料不同，這種函數(shù)關(guān)系的曲線也不同。巴申定律是由實驗而不是通過解析的方法得到的氣體放電規(guī)律。巴申定律的曲線是表示均勻電場氣體間隙擊穿電壓與PS乘積之間的關(guān)系，它不適用于不均勻電場。此外，巴申定律是在氣體溫度不變的情況下得出的。對于氣溫并非恒定的情況應(yīng)為UF=F(d)，為氣體的相對密度。17 在持續(xù)電壓(直流、工頻交流)作用下，氣體間隙在某一確定的電壓下發(fā)生擊穿。而在雷電沖擊電壓作用下，氣體間隙的擊穿就沒有這種某一個確定的擊穿電壓，間隙的擊穿不

10、僅與電壓值有關(guān)，還與擊穿過程的時間(放電時間)有關(guān)。這就是說，氣體間隙的沖擊擊穿特性要用兩個參數(shù)(擊穿電壓值和放電時間)來表征，而氣體間隙在持續(xù)電壓作用下?lián)舸┨匦灾灰脫舸╇妷褐狄粋€參數(shù)來表征。用來表示氣體間隙沖擊特性的是伏秒特性。沖擊電壓作用下氣體間隙在電壓達到U0(持續(xù)電壓下間隙的擊穿電壓)值時，氣體間隙并不能立即擊穿而要經(jīng)過一定的時間后才擊穿，這段時間稱為放電時延。放電時延包括兩部分時延：1.統(tǒng)計時延 從電壓達U0值起至出現(xiàn)第一個有效電子為止的這段時間。統(tǒng)計時延的分散性較大。2.放電形成時延 從出現(xiàn)第一個有效電子至間隙擊穿為止的這段時延。18 在同一波形、不同幅值的沖擊電壓作用下，氣體間

11、隙(或固體絕緣)上出現(xiàn)的電壓最大值與放電時間(或擊穿時間)的關(guān)系，稱為氣體間隙(或固體絕緣)的伏秒特性。伏秒特性常用曲線(由實驗得到)來表示，所以也稱伏秒特性曲線，它就表征了氣體間隙(或固體絕緣)在沖擊電壓下的擊穿特性。在過電壓保護中，如何能保證被保護電氣設(shè)備得到可靠的保護(即限制作用在電氣設(shè)備絕緣上的過電壓數(shù)值)，就要保證被保護電氣設(shè)備絕緣的伏秒特性與保護裝置(如避雷器)的伏秒特性之間配合正確。兩者正確的配合應(yīng)是：被保護電氣設(shè)備絕緣伏秒特性的下包線始終(即在任何電壓下)高于保護裝置伏秒特性的上包線。19 影響氣體間隙擊穿電壓的因素主要有二個： 1.間隙中電場的均勻程度 間隙距離相同時，電場越

12、均勻，擊穿電壓越高。 2.大氣條件 氣壓、溫度、濕度不同時，同一氣體間隙的擊穿電壓也不同。氣壓、溫度變化引起氣體相對密度變化，而氣體相對密度變化使得間隙擊穿電壓變化。氣壓增大或溫度降低使氣體相對密度變大，自由電子容易與中性原子(分子)發(fā)生碰撞，但不容易引起碰撞游離(因碰撞前自由行程短，動能積聚不夠)，所以擊穿電壓提高。濕度改變，則改變了水蒸汽分子吸附氣體中自由電子的程度，自由電子數(shù)目的改變使電子碰撞游離程度改變，從而使間隙擊穿電壓改變。濕度增大，水蒸汽分子吸附能力增強，氣體中自由電子數(shù)減少，電子碰撞游離程度削弱，間隙擊穿電壓提高。由于這種吸附自由電子的過程需一定時間而均勻電場放電過程又很快，因

13、此濕度對均勻電場氣體間隙的擊穿電壓影響很小。海拔高度對氣體間隙擊穿電壓的影響實際上也是通過氣體相對密度來影響的。提高氣體間隙擊穿電壓主要從兩個方面考慮： 1.改善電場分布 具體措施有改變電極形狀和采用極間屏障。要注意的是：負棒-正板氣體間隙極間加屏障后不一定都能提高擊穿電壓，這要看屏障的位置。 2.削弱游離過程 氣體擊穿的根本原因是發(fā)生了游離，若采取措施削弱這種游離過程，當(dāng)然擊穿電壓就提高了。具體措施是采用三“高”：高氣壓，高真空，高絕緣強度的氣體(如SF6氣體)。110 沿面閃絡(luò)是指沿面放電已貫通兩電極。電極間放入固體介質(zhì)后的沿面閃絡(luò)電壓要比相同電極空氣間隙的擊穿電壓低，這是因為沿固體介質(zhì)表

14、面的電場與空氣間隙間電場相比已經(jīng)發(fā)生了畸變，這種畸變使固體介質(zhì)表面的電場更為不均勻。而造成沿面電場畸變的原因主要有： 1.固體介質(zhì)與電極之間氣隙中放電產(chǎn)生的正、負電荷聚集在沿面靠電極的兩端。2.固體介質(zhì)表面由于潮氣形成很薄的水膜，水膜中正、負離子積聚在沿面靠電極的兩端。 3.由于固體介質(zhì)表面電壓分布不均勻，在表面電場強度大的區(qū)域中出現(xiàn)電暈放電。4.固體介質(zhì)表面的不平整造成沿面電場畸變。111 套管表面的電場強度與表面斜交，表面的電場強度可分解成與表面垂直的分量和與表面平行的分量，垂直分量要比平行分量大許多。正由于表面電場的垂直分量較平行分量強，所以其放電過程具有與其它形式沿面放電不同的特點：

15、1.電壓升高后，首先在套管的法蘭邊緣處發(fā)生電暈放電，隨電壓再升高而變成線狀火花放電。 2.隨著電壓進一步提高到某一數(shù)值，出現(xiàn)明亮的樹枝狀火花放電，這種火花放電的位置不固定，此起彼伏，這種放電稱為滑閃放電。滑閃放電是強垂直分量電場型沿面放電所特有的，它具有熱游離的性質(zhì)。出現(xiàn)滑閃放電時，放電仍未達到沿面閃絡(luò)。 3.電壓升高至沿面閃絡(luò)電壓，滑閃放電發(fā)展成沿面閃絡(luò)。要提高套管沿面閃絡(luò)電壓，可以從以下兩個方面來考慮： 1.增大沿面閃絡(luò)距離。但要注意：閃絡(luò)電壓的提高與閃絡(luò)距離的增大不成正比，前者提高得慢。 2.提高套管的電暈起始電壓和滑閃電壓。這可以通過采用介電系數(shù)小的介質(zhì)和加大套管絕緣厚度從而減小體積電

16、容來提高；也可以通過在靠近法蘭處的套管表面涂以半導(dǎo)體漆以減小絕緣表面電阻來提高。112 絕緣子串由多片絕緣子相串聯(lián)(見書P30)，每片絕緣子具有等值電容C(當(dāng)然還有等值電導(dǎo)，但由于電導(dǎo)電流比電容電流小許多，故忽略)，每片絕緣子的金屬部分與鐵塔間有分布電容CE，與導(dǎo)線間也有分布電容CL(分布電容的極間絕緣就是空氣)。若CE和CL都不存在，每片絕緣子等值電容C上流過電流相等，則每片絕緣子上的電壓分布均勻(C上壓降相等)。實際情況是存在CE和CL，由于CE和CL上電流的分流作用使得各片絕緣子上的電壓分布不均勻(由于流過電流不相等而壓降不相等)，中間絕緣子上分到的電壓小而兩頭絕緣子上分到的電壓大。由于

17、CECL，CE的分流作用要大于CL的分流作用，所以靠導(dǎo)線絕緣子上分到的電壓最大。為了使絕緣子串電壓分布均勻，可以在靠近導(dǎo)線的絕緣子外面套上一金屬屏蔽環(huán)(稱均壓環(huán))，此均壓環(huán)與導(dǎo)線等電位，以此增大CL，從而使絕緣子串電壓分布的均勻性得以改善。113 戶外絕緣子在污穢狀態(tài)下發(fā)生的沿面閃絡(luò)稱為絕緣子的污閃。污穢絕緣子的閃絡(luò)往往發(fā)生在大氣濕度很高等不利的氣候條件下，此時閃絡(luò)電壓(污閃電壓)大大降低，可能在工作電壓下發(fā)生閃絡(luò)從而加劇了事故的嚴重性。防止絕緣子發(fā)生污閃的措施主要有： 1清除污穢層 這要通過監(jiān)測手段及時確定清掃的時間。 2.提高絕緣子的表面耐潮性和憎水性 這是因為污穢絕緣子在受潮情況下閃絡(luò)電

18、壓降低最多。具體可采用憎水性材料或在絕緣子表面涂各種憎水性材料。 3.采用半導(dǎo)體釉絕緣子。第二章21極化形式形成原因過程快慢損耗受溫度影響電子式電子軌道的相對位移快無極小離子式正、負離子的空間位移快無小偶極子極性電介質(zhì)分子(偶極子)的轉(zhuǎn)向慢有大空間電荷空間電荷的積聚緩慢有大22 泄漏電流是電介質(zhì)中少量帶電粒子在電場(電壓)作用下形成的電導(dǎo)電流。這種電導(dǎo)電流是很小的(為此冠以“泄漏”的名稱)，但在高電壓下可達到能被檢測出的數(shù)值。電介質(zhì)對電導(dǎo)電流的阻力稱為絕緣電阻。作用電壓(直流電壓)、泄漏電流、絕緣電阻三者的關(guān)系符合歐姆定律。電介質(zhì)的電導(dǎo)過程表明電介質(zhì)并非絕對不導(dǎo)電，即絕緣電阻不等于無窮大。當(dāng)固

19、體電介質(zhì)受電壓作用時，除了有泄漏電流流過電介質(zhì)內(nèi)部(稱為體積泄漏電流)外，還有電流沿電介質(zhì)表面流過，這部分電流稱為表面泄漏電流。絕緣試驗中的泄漏電流測量是要測量體積泄漏電流，并以此來判斷絕緣狀況的好壞，若不采取措施消除表面泄漏電流，實際上所測到的電流應(yīng)是體積泄漏電流和表面泄漏電流之和。23 電導(dǎo)過程是帶電粒子在電場(電壓)作用下定向移動形成電導(dǎo)電流的過程。電介質(zhì)的電導(dǎo)與金屬導(dǎo)體的電導(dǎo)有兩個本質(zhì)的區(qū)別。其一是形成電導(dǎo)電流的帶電粒子不同，電介質(zhì)中為離子，而金屬導(dǎo)體中為自由電子。所以電介質(zhì)電導(dǎo)為離子性電導(dǎo)，而金屬導(dǎo)體電導(dǎo)為電子性電導(dǎo)。其二是帶電粒子數(shù)量上的區(qū)別，在電介質(zhì)中有少量帶電質(zhì)點，而在金屬導(dǎo)體

20、中則有大量帶電粒子。正由于兩者帶電粒子數(shù)差別懸殊，才使兩者電導(dǎo)受溫度影響的結(jié)果絕然不同。24 電介質(zhì)上加上直流電壓后，流過電介質(zhì)的電流開始較大，而后隨時間衰減變小，最后穩(wěn)定于某一數(shù)值，這一現(xiàn)象稱為“吸收”現(xiàn)象。表面看起來似乎有一部分電流被電介質(zhì)“吸收”掉了，但出現(xiàn)“吸收”現(xiàn)象的實質(zhì)是電介質(zhì)在直流電壓(電場)作用下，電介質(zhì)發(fā)生極化、電導(dǎo)過程綜合的結(jié)果。在直流電壓作用下電介質(zhì)要發(fā)生極化過程和電導(dǎo)過程。由于極化過程，就有有損極化對應(yīng)的電流ia。由于電導(dǎo)過程，就有泄漏電流ig。此外還有純電容性電流ic，它表示無電介質(zhì)時等值電容的充電電流以及無損極化電流。ic存在時間極短，很快衰減至零。ia經(jīng)過一定時間

21、(時間長短與時間常數(shù)raca有關(guān))后也衰減至零，而ig不隨時間變化。流過介質(zhì)的總電流為i=ic+ia+ig，將三個電流分量按時間相加就得到了總電流隨時間變化的曲線(見書P40圖)，從而說明了出現(xiàn)“吸收”現(xiàn)象的必然性。“吸收”現(xiàn)象是電介質(zhì)在直流電壓作用下發(fā)生的。此外，若電介質(zhì)的等值電容很小，吸收現(xiàn)象不明顯。25 tg是表征電介質(zhì)在交流電壓作用下內(nèi)部損耗特性的參數(shù)(物理量)。tg反映了電介質(zhì)在交流電壓作用下電導(dǎo)損耗、極化損耗以及在電壓(電場強度)較高時游離損耗的綜合結(jié)果。tg與外加電壓、頻率無關(guān)(指在一定范圍內(nèi))，與電介質(zhì)尺寸結(jié)構(gòu)無關(guān)，僅取決于內(nèi)在的損耗特性。研究測量tg的目的不在于：介質(zhì)損耗掉了

22、多少功率(比其它原因引起的功率損耗，其要小得多)，而在于：若介質(zhì)損耗大，將加速老化，最終導(dǎo)致絕緣性能失去而造成絕緣故障。電壓在一定范圍內(nèi)(不是過高)，tg不隨電壓變化。但當(dāng)電壓過高時，由于介質(zhì)內(nèi)部的游離損耗而使tg增大。在工頻電壓下，頻率的變動(在50Hz左右變動)不會改變tg值。但當(dāng)頻率變動很大(數(shù)倍、數(shù)十倍)，tg會受到頻率變化的影響。在頻率不很高時，tg隨頻率的升高而增大(由于單位時間內(nèi)極化次數(shù)增多造成極化損耗增大)。但當(dāng)頻率過高時，由于偶極子來不及轉(zhuǎn)向而造成極化作用減弱，使tg隨頻率升高而減小。溫度變化對tg的影響隨電介質(zhì)種類的不同而不同。中性或弱極性電介質(zhì)的tg隨溫度升高而增大。對于

23、極性電介質(zhì)，tg隨溫度的變化則要考慮電導(dǎo)損耗、極化損耗隨溫度變化的綜合結(jié)果。見書P44，tt1時，兩種損耗都隨溫度升高而增大，所以tg隨溫度升高而增大。t1tt2時，極化損耗隨溫度升高而減小且超過電導(dǎo)損耗隨溫度升高而增大，所以tg隨溫度升高而減小。tt2時，電導(dǎo)損耗增大很快且超過極化損耗的減小，所以tg隨溫度升高而增大。26 實際使用的變壓器油是非純的液體電介質(zhì)，其擊穿過程與純液體電介質(zhì)是根本不同的。在變壓器油中的電極間一旦形成“氣泡”通道，由于氣體擊穿場強要比變壓器油低得多，因此就發(fā)生電極之間的擊穿?！皻馀荨蓖ǖ揽捎蓛煞N途徑形成。一種途徑是油中原先存在的氣泡中發(fā)生氣體游離，由于游離而得到的正

24、、負電荷向兩電極方向運動而使氣泡拉長，當(dāng)這種氣泡增多并頭尾相接貫通兩電極時就形成氣泡通道。另一種途徑是油中的水分或纖維分子受電場極化而順電場方向排列，當(dāng)這些極化的水分或纖維分子排列成貫通電極的“小橋”，流過此“小橋”的泄漏電流要比流過油中泄漏電流大，發(fā)熱增加，從而使水分汽化或使用周圍的油汽化，就在“小橋”周圍形成氣泡通道。 影響變壓器油擊穿電壓的因素有： 1.油的品質(zhì)。油的品質(zhì)即油中所含水份、纖維、氣泡等雜質(zhì)的多少。含雜質(zhì)越多，油的品質(zhì)越差，擊穿電壓越低。 2.溫度。溫度對擊穿電壓的影響是通過油中懸浮狀態(tài)水分的多少（在10-80時)和油中含氣量的多少(在80以上時)間接影響的。在大約80以下時

25、，溫度升高，油中溶解狀態(tài)的水分增加，則懸浮狀態(tài)水減少，從而不易形成導(dǎo)致?lián)舸┑摹靶颉?，擊穿電壓就升高。在大約80以上時，由于油中水分和油的汽化，溫度升高，形成氣泡增多，易形成氣泡通道，擊穿電壓降低。 3.壓力。壓力增大，油中溶解狀態(tài)的氣體增多，從而使能形成氣泡通道的自由態(tài)氣體減少而使擊穿電壓提高。 4.電壓作用時間。這主要是由于形成氣泡通道需要一定的時間，所以電壓作用時間越短(如雷電沖擊電壓)，擊穿電壓越高。 5.電場均勻程度。電場越均勻，擊穿電壓越高。27 一般固體電介質(zhì)的擊穿強度(KV/cm)要比液體高，液體電介質(zhì)的擊穿場強要比氣體高。28 固體電介質(zhì)的擊穿有三種形式，它們的擊穿過程與特點

26、比較如下：擊穿形式擊穿過程(機理)擊穿強度擊穿前溫度擊穿過程快慢電擊穿碰撞游離導(dǎo)致很高不高極快熱擊穿溫度很高造成熱破壞不高高慢電化學(xué)擊穿電介質(zhì)劣化導(dǎo)致低不高(電擊穿)高(熱擊穿)緩慢29 提高固體電介質(zhì)擊穿電壓措施有： 1.改進絕緣設(shè)計。這主要從絕緣材料(選用絕緣強度高的材料)、絕緣結(jié)構(gòu)(使絕緣盡量處于均勻電場中)以及組合絕緣這三個方面來考慮。 2.改進制造工藝。使絕緣材料保持良好的先天絕緣性能，主要是減少雜質(zhì)、氣泡、水分等。其中尤其是所含氣泡，因不能采取措施補救(如所含水分可通過烘干減少)而埋下今后引起電老化的隱患。 3.改善運行條件。這主要是防潮和加強散熱冷卻，這也是運行部門應(yīng)注意的。21

27、0 固體電介質(zhì)的老化主要有電老化和熱老化兩種形式。電老化的主要原因是介質(zhì)內(nèi)部氣泡中的局部放電。由于這種局部放電造成長期的機械作用(帶電粒子撞擊固體介質(zhì))、熱作用(放電引起溫度升高)、化學(xué)作用(放電產(chǎn)生某些腐蝕性氣體)而使介質(zhì)逐漸老化。熱老化的原因是介質(zhì)長期受熱作用發(fā)生裂解、氧化等變化而使機械和絕緣性能降低。熱老化的進程與電介質(zhì)的工作溫度有關(guān)，不同介質(zhì)為保證一定熱老化進程(運行壽命10年)所允許的最高工作溫度是不同的，以這種允許最高工作溫度的不同，固體絕緣材料被劃分成七個耐熱等級。要注意的是：每種耐熱等級的最高允許溫度并不是絕對不可超過的(后果是壽命縮短)。運行壽命10年是指此種耐熱等級固體絕緣

28、材料持續(xù)保持此最高允許工作溫度時的運行壽命為10年，而一般電氣設(shè)備不可能持續(xù)保持在此最高允許工作溫度下運行，所以一般運行壽命可達2025年。第三章31 對已投入運行電氣設(shè)備的絕緣按規(guī)定的試驗條件、試驗項目、試驗周期進行的定期檢查或試驗，稱為預(yù)防性試驗。通過試驗及早和及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備絕緣的各種缺陷(制造過程中潛伏的、運輸過程中形成的、或運行過程中發(fā)展的)，并通過檢修將這些絕緣缺陷排除，從而起到預(yù)防發(fā)生事故或預(yù)防設(shè)備損壞的目的，所謂預(yù)防性的含義就在于此。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗可分為兩大類： 1.絕緣特性試驗。也稱非破壞性試驗，它是指在較低電壓(低于或接近額定電壓)下通過測量絕緣的各種特性(如絕緣電阻

29、、介質(zhì)損失角正切tg等)的各種試驗。由于試驗電壓低，所以在試驗過程中不會損傷電氣設(shè)備的絕緣。 2.耐壓試驗。耐壓試驗時，在設(shè)備絕緣上施加各種耐壓試驗電壓以考驗絕緣對這些電壓的耐受能力。耐壓試驗電壓則模擬電氣設(shè)備絕緣在運行過程可能遇到的各種電壓(包括過電壓)的大小和波形。由于耐壓試驗電壓大大高于額定工作電壓，所以在試驗過程中有可能(但不一定)對絕緣造成一定的損傷(即破壞)，并有可能使原本有缺陷但可修復(fù)的絕緣發(fā)生擊穿。因此，盡管耐壓試驗較絕緣特性試驗更為直接和嚴格，但須在絕緣特性試驗合格后才能進行。32 用兆歐表測絕緣電阻實質(zhì)上是測流過絕緣的電流并將此電流值轉(zhuǎn)化為電阻值從兆歐表上直接讀出。當(dāng)絕緣等

30、值電容量較大時，由于吸收現(xiàn)象(電流由大變小并趨于一穩(wěn)定值)較為明顯，所以兆歐表讀數(shù)由小逐漸增大并趨于一穩(wěn)定值。出現(xiàn)此種現(xiàn)象的根本原因是，絕緣介質(zhì)在直流電壓作用下發(fā)生極化、電導(dǎo)過程的綜合結(jié)果，具體解釋見24題解答。兆歐表屏蔽端子的作用主要是為了消除測量過程中表面泄漏電流引起的測量誤差(使測得絕緣電阻偏小)。采用屏蔽端子后，表面泄漏電流經(jīng)屏蔽端子直接流回直流發(fā)電機(見書P53圖)而不再經(jīng)過電流線圈，這樣就消除了表面泄漏電流。3-3 吸收比規(guī)定為測絕緣電阻時60秒時讀數(shù)與15秒時讀數(shù)的比值，對于等值電容量較大電氣設(shè)備的絕緣，可以根據(jù)吸收比K的大小來判斷絕緣是干燥還是受潮，這是因為：絕緣干燥時，泄漏電

31、流分量ig很小，在15秒時的電流i=ic+ia+ig要比在60秒時的電流i= ig要大許多，這樣就較大(一般大于1.3)；而若絕緣受潮，泄漏電流分量ig要比干燥時大，在15秒時的電流比60秒時的電流相對大得要少一些，這樣就較小(K1.3)。34 被試品一端接地(如被試對象為電氣設(shè)備對地絕緣)時，測量直流泄漏電流的接線圖如書P75圖322所示。試驗變壓器T為升壓變壓器以獲得交流高壓。調(diào)壓器T1調(diào)節(jié)加至試驗變壓器低壓繞組上的電壓以從高壓繞組獲得試驗規(guī)定所要求的電壓。試驗所需的高壓直流電壓由高壓交流整流而得，一般用高壓硅堆經(jīng)半波整流而得到。當(dāng)所需試驗電壓較高時可采用倍壓整流或串級直流整流線路獲得。圖

32、322中的C為濾波電容器，當(dāng)被試品等值電容CX較大時，CX就兼作濾波電容而無需另加C。保護電阻R0的作用是限制試驗中萬一被試品被擊穿時的短路電流以保護試驗變壓器、整流硅堆，以及防止避免被試品絕緣損壞的擴大。微安表是用來測量泄漏電流的，由于此時被試品一端已接地，所以微安表只能串接于被試品的高電位側(cè)，微安表及微安表至被試品的高壓引線須采用屏蔽接法以使微安表至被試品間高壓引線的對地漏電流以及被試品的表面泄漏電流不通過微安表。要注意屏蔽層對地處于高電位。另外還要注意：凡是直流試驗(直流泄漏，直流耐壓)，試驗電壓都是對地負極性的電壓，為此硅堆整流方向不能接錯。35 采用正接線測tg時，電橋本體對地處于低

33、電位，如書P57圖34所示。采用反接線測tg時，電橋本體對地處于高電位，如書P58圖35所示。正接線適用于被試品CX一端不接地或雖一端為外殼但被試品可采用絕緣支撐起來(如在試驗室中)的場合，而反接線則適用于被試品一端接地的場合。由于現(xiàn)場電氣設(shè)備絕緣一端(鐵芯和外殼)都是接地的，因此現(xiàn)場試驗時都采用反接線。在現(xiàn)場測量tg時可能會受到交變電場和磁場的干擾，一般電場干擾影響較大。為消除外電場的干擾，可采取兩種具體措施，一是移相法，二是倒相法。兩種方法都可以消除外電場對測量結(jié)果的影響(倒相法時，根據(jù)正相、反相兩次測量結(jié)果由 計算求得)，但采用倒相法比較簡便(無需移相設(shè)備)，實際上往往采用算術(shù)平均法計算

34、 交變磁場對tg測量的影響主要通過檢流計來影響。消除這種磁場影響的措施是通過檢流計極性轉(zhuǎn)換開關(guān)(將檢流計正接及反接)測量兩次，然后取兩次測量結(jié)果的算術(shù)平均值。36 工頻交流耐壓試驗原理接線圖如書P65圖312所示。試驗變壓器T2為升壓變壓器以獲得工頻高壓。調(diào)壓器T1調(diào)節(jié)試驗變壓器初級電壓以使試驗變壓器高壓側(cè)電壓達到規(guī)程規(guī)定的試驗電壓值。保護電阻r起到保護試驗變壓器在被試品萬一被擊穿或閃絡(luò)時不受損壞，這種作用不僅由于r的接入而限制了被試品擊穿或閃絡(luò)后的短路電流，而且還限制了在此過程中試驗變壓器內(nèi)部的電磁振蕩從而保護了試驗變壓器繞組的縱絕緣(匝間或?qū)娱g絕緣)。保護球隙F用來限制試驗過程中可能出現(xiàn)的

35、過電壓，其放電電壓可整定為試驗電壓的1.11.15倍。R為球隙的保護電阻，用來限制球隙放電時的電流從而避免球隙表面燒毛。 工頻交流耐壓試驗時所加的試驗電壓應(yīng)根據(jù)不同電壓等級按規(guī)程的要求。規(guī)程中所規(guī)定的試驗電壓值不僅考慮到電氣設(shè)備絕緣在實際運行中可能受到的工頻過電壓，而且考慮到可能受到的雷電過電壓和內(nèi)部過電壓，尤其是220KV及以下電壓等級電氣設(shè)備，通過工頻交流耐壓試驗間接地考驗了絕緣耐受內(nèi)外過電壓的能力。當(dāng)被試品等值電容量較大時，工頻交流耐壓試驗的試驗電壓不能在低壓側(cè)測量后按試驗變壓器的變比換算至高壓側(cè)，而應(yīng)該在高壓側(cè)的被試品上直接測量。見書P70圖315，若在低壓側(cè)加上按試驗電壓折算到低壓側(cè)

36、的應(yīng)加電壓，即加上電壓K為試驗變壓器的變比。當(dāng)被試品等值電容量很小，則高壓側(cè)電流(I1IC=UCX)很小可忽略，高壓側(cè)接近開路，高壓側(cè)被試品上電壓接近U試。但當(dāng)被試品等值電容量較大時，高壓側(cè)電流I1IC不能忽略。此時，在高壓側(cè)回路中為試驗變壓器高壓繞組中的感應(yīng)電勢，其數(shù)值等于高壓側(cè)的開路電壓。按變比的定義，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)加上的電壓時，U1就等于U試。根據(jù)高壓側(cè)回路的等值電路及相量圖(見書P70圖316)，可見此時實際作用在被試品上的電壓已大大超過試驗電壓U試，這就是“容升效應(yīng)”。由于工頻耐壓試驗電壓已大大高于額定工作電壓，所以這種實際試驗作用電壓的“過量”(超過規(guī)定的試驗電壓)將導(dǎo)致電氣設(shè)備絕緣的不

37、必要的損壞。為避免此種情況，就需在被試品兩端間直接進行高壓測量。37 進行直流耐壓試驗主要是出于以下幾個方面的需要： 1.直流電氣設(shè)備的耐壓試驗。為考驗設(shè)備絕緣耐受各種電壓(包括過電壓)的能力，這與交流電氣設(shè)備的工頻交流耐壓試驗相對應(yīng)。 2.替代工頻交流耐壓試驗。有些交流電氣設(shè)備的等值電容量較大(如電容器、電纜)，若進行工頻交流耐壓試驗則需要很大容量的試驗設(shè)備而不容易做到，為此用直流耐壓試驗替代，當(dāng)然試驗電壓值須考慮到絕緣在直流電壓作用下的擊穿強度要比在交流電壓下高這一特點。 3.旋轉(zhuǎn)電機繞組端部的絕緣試驗。對于繞組端部絕緣的缺陷，采用工頻交流耐壓試驗不易發(fā)現(xiàn)而采用直流耐壓試驗易發(fā)現(xiàn)。 4.結(jié)

38、合直流泄漏試驗同時進行。直流耐壓試驗和直流泄漏試驗都采用直流電壓，只不過電壓的高低不同，所以在進行直流泄漏試驗時，可同時進行直流耐壓試驗，并可根據(jù)泄漏電流隨所加電壓變化的不同特點來判斷絕緣的狀況。 直流高壓可用以下幾種方法測量： 1.用球隙測量。直流有脈動時測到的是最大值。 2.用靜電電壓表測量。直流有脈動時測到的是有效值。 3.用高阻值電阻串微安表測量。直流有脈動時測到的是平均值。 4.用高阻值電阻分壓器測量。直流有脈動時測到的是平均值。 工頻交流高壓可用以下幾種方法測量： 1.用球隙測量。測量工頻交流電壓的幅值。 2.用靜電電壓表測量。測量工頻交流電壓的有效值。 3.用電容分壓器配低壓儀表

39、測量。測量何種值取決于低壓儀表。 4.用電壓互感器測量。38 局部放電可采用電氣或非電氣的方法進行測量。在各種電氣檢測法中用得最多的方法是脈沖電流法。脈沖電流法通過檢測視在放電量q，并以其大小來反映局部放電的強弱。局部放電的等值電路如書P62圖39所示。氣隙F放電(表示絕緣中的局部放電)時，使氣隙上電壓(即C0上電壓)從UF降至US，氣隙放電的電荷量(真實局部放電量)qs(C0+C1)(UF-US)。但qs無法測得，這是因為C0、C1無法測得。由于氣隙F的放電會引起氣隙兩端的電壓的變動(從UF降至US)，而氣隙上電壓(即C0上電壓)的變動又會引起被試品上(即C2上)電壓變動了U，U可以通過測量

40、回路測得，這樣被試品上等值放電量(稱為視在放電量)q就可以由q=(C1+C2)U計算得到。根據(jù)qs、U、q三者的表達式可得到說明實際測得的視在放電量不等于真實放電量qs。由于C0>>C1，所以視在放電量要比真實放電量小許多。盡管如此，視在放電量的大小還是間接地反映了真實放電量的大小。 局部放電的脈沖電流測量法有三種基本測量回路，見書P63圖311所示。通過測量回路將被試品CX上由于局部放電而產(chǎn)生的電壓變動信號(表現(xiàn)為電壓脈沖)從測量阻抗上Zm上取出，然后再經(jīng)過放大電路放大后進行測量，而工頻電壓被隔離(實際上脈沖電流流過Zm而工頻電流被阻塞。脈沖電流法由此而得名)。圖311中(a)適

41、用于被試品一端接地的情況，(b)適用于被試品不接地的情況。這兩種方法稱為直接法，其缺點是抗干擾性能較差。(c)采用電橋平衡回路，稱為平衡法，其抗外部干擾性能較好。39 沖擊電壓發(fā)生器是產(chǎn)生雷電沖擊試驗電壓和操作沖擊試驗電壓的裝置。沖擊電壓發(fā)生器的利用系數(shù)(也稱效率)定義為發(fā)生器輸出電壓Um(即被試品上電壓)與發(fā)生器充電主電容(多級電壓發(fā)生器時為各級主電容串聯(lián)后的等值電容)在形成沖擊電壓前所充電壓U0的比值，即對于低效率(低利用系數(shù)) 回路的沖擊電壓發(fā)生器，對于高效率回路的沖擊電壓發(fā)生器，沖擊電壓發(fā)生器產(chǎn)生沖擊電壓的過程(參見書P79圖327)為： 1.沖擊主電容上充至U0電壓。對于多級沖擊電壓

42、發(fā)生器，這一過程需經(jīng)點火球隙觸發(fā)放電后將各級電容串聯(lián)起來而實現(xiàn)。 2.放電球隙點火擊穿后，經(jīng)R1向被試品等值電容充電，使被試品上電壓升高，由于R1阻值較小，C2比C1小得多，時間常數(shù)R1C2較小，這樣C2上電壓升高很快，從而形成沖擊電壓的波前部分。故R1稱為波頭電阻。 3.當(dāng)C2上電壓達到最大值后，反過來經(jīng)R1并與C1一起經(jīng)R2放電，被試品C2上電壓下降。由于R2比R1大得多，這樣C2上電壓下降較慢而形成沖擊電壓的波尾部分，R2也就稱為波尾電阻。第四章41 波阻抗與集中參數(shù)阻抗雖都用Z表示，但有以下幾點不同： 1.波阻抗是表示分布參數(shù)線路(或繞組)的參數(shù)，阻抗是表示集中參數(shù)電路(或元件)的參數(shù)

43、。 2.波阻抗為分布參數(shù)線路(或繞組)上同一方向(即前行或反行)電壓波與電流波的比值，且但不一定等于Z，因而阻抗則等于此阻抗上電壓與電流之比， 3.波阻抗不消耗能量，而當(dāng)R0時阻抗消耗能量。 4.波阻抗與線路(或繞組)長度無關(guān)L0、C0為單位長度電感和電容)，而阻抗與長度(如線路長度)有關(guān)。 另外需指出的是，同樣的一條線路在討論雷電或操作過電壓作用下時要用分布參數(shù)的波阻抗來表征，而討論工頻穩(wěn)態(tài)電壓作用下時則用集中參數(shù)電路(如型)的阻抗來表征。42 (1)此題求解與書P92例42相同，此時n=3，所以 (2)由于相同電壓同時沿兩條線路侵入，兩條線路上離變電站母線等距離對應(yīng)點是等電位的，這樣就等價

44、于一條波阻抗為的線路進波，即 母線上電壓為此小題也可采用迭加原理求解，每次一條線路進波，其余兩條線路不進波，即第一小題的情況，然后將兩種結(jié)果迭加，同樣得到此結(jié)果從能量角度也不難理解。43 根據(jù)題意，波阻抗為280的線路Z1與波阻抗為400的電機繞組Z2相聯(lián)接，為保護電機繞組匝間絕緣而在聯(lián)接點需接多大對地并聯(lián)電容C。已知44 設(shè)開關(guān)S在t=0時合閘。開關(guān)合閘后線路上就有一幅值為U0=100 KV的無窮長直角電壓波自A向B傳播，在t=1s時，此電壓波傳至C點，對應(yīng)的電流波也傳至C點，電流波的幅值為U0的電壓波在t=2s時傳至B點并發(fā)生負的全反射，而此負的反射波電壓(-U0)在t=3s時傳至C點從而

45、使C點的電壓變?yōu)榱?U0+(-U0)。負的反射波電壓-U0在t=4s時到達A點應(yīng)使A點電壓變?yōu)榱悖珜嶋H上由于電源的恒壓作用，A點仍保持U0的電壓，這就相當(dāng)于空載線路又一次合閘電源，從而重復(fù)前述過程。對于C點的電流t1s i=01st3s3st5st5s之后重復(fù)上述過程。所以C點電壓、電流波形如圖所示。45 此題的集中參數(shù)等值電路如書P96圖412(b)所示。根據(jù)此等值電路可列出微分方程解此微分方程可得折射波電流電壓為根據(jù) u1q+u1f=u2q可求出反射波電壓電流 (1)穩(wěn)定時(即t)，入射波電壓電流為折射波電壓電流為 (2)各電壓電流波形如圖所示(3)并聯(lián)電容C的作用主要是降低作用在Z2上

46、電壓的波頭陡度。見上述波形，侵入波波頭陡度為無窮大(u1q為階躍波電壓)，而經(jīng)過并聯(lián)電容C后，作用到Z2上電壓的波頭陡度已按指數(shù)規(guī)律上升，C的電容量越大，波頭陡度越小，有利于Z2為繞組時的縱絕緣(作用電壓陡度越大，匝間、層間電壓越高)。雖然串聯(lián)電感也可降低侵入波的波頭陡度，但由于反射電壓的不同，使Z1上出現(xiàn)的最大電壓值是不同的。采用串聯(lián)電感時，Z1上出現(xiàn)的最大電壓為而采用并聯(lián)電容時，Z1上出現(xiàn)的最大電壓為對本題具體數(shù)據(jù)，采用并聯(lián)電容時Z1上電壓最大值為400KV，若采用串聯(lián)電感時，Z1上出現(xiàn)的最大電壓可達600 KV。 46 地線1對地的平均高度為 導(dǎo)線2對地的平均高度為 (1)地線1的自波阻

47、抗 導(dǎo)線2的自波阻抗 地線1與導(dǎo)線2間的互波阻抗(2)地線1、導(dǎo)線2雙導(dǎo)線系統(tǒng)的電壓方程為由于導(dǎo)線2對地絕緣，所以i2=0，則電壓方程變?yōu)楦鶕?jù)耦合系數(shù)的定義，地線1對導(dǎo)線2的耦合系數(shù)為47 在沖擊電壓作用下，變壓器繞組要用具有電感、電容和電阻的分布參數(shù)電路來等值，如書P108圖423所示(圖中電阻未表示)。對于這種分布參數(shù)的電路，初始(t=0+時)電壓分布(繞組各點對地電位)與穩(wěn)態(tài)(t時)的電壓分布是不同的，所以在沖擊電壓作用下此等值電路必有一個從起始電壓分布變?yōu)榉€(wěn)態(tài)電壓分布的暫態(tài)過程，而由于此等值電路中既存在電感又存在電容，電阻又很小，因此這種暫態(tài)過程表現(xiàn)為振蕩型的。沖擊電壓波前部分，電壓對

48、時間的變化率很大，即這種電壓的等值頻率很高，使繞組分布電容的阻抗很小，而分布電感的阻抗(L) 很大，這樣起始電壓基本上按電容分布，使電壓分布很不均勻，繞組靠近沖擊電壓作用端分到的電壓大，而繞組另一端分到的電壓很小。當(dāng)暫態(tài)過程結(jié)束而達到穩(wěn)態(tài)時，電感近于短路，電容近于開路，電壓按繞組的電阻均勻分布，這就是引起繞組起始電壓分布與穩(wěn)態(tài)電壓分布不均勻的原因。第五章51 排氣式避雷器由內(nèi)外兩個放電間隙串聯(lián)組成，外間隙暴露在大氣中，而內(nèi)間隙置于產(chǎn)氣管內(nèi)，所以排氣式避雷器又稱管式避雷器。產(chǎn)氣管由產(chǎn)氣材料制成，這些材料遇高溫會分解產(chǎn)生氣體。排氣式避雷器一端接地，另一端與被保護設(shè)備聯(lián)接。當(dāng)雷電過電壓作用到被保護設(shè)

49、備上，也就同時作用在排氣式避雷器上，內(nèi)外間隙同時擊穿使雷電流經(jīng)間隙流入大地從而保護了被保護設(shè)備。雷電過電壓的作用時間是非常短暫的，當(dāng)過電壓作用結(jié)束后，排氣式避雷器上的作用電壓就是工頻工作電壓，間隙中的電弧從沖擊電弧變?yōu)楣ゎl電弧，工頻電弧電流(稱為工頻續(xù)流)就是系統(tǒng)在該點的短路電流。在工頻電弧的高溫作用下，產(chǎn)氣管產(chǎn)氣材料分解產(chǎn)生大量氣體使管內(nèi)壓力驟增而從噴口猛烈噴出，這對工頻電弧形成強烈的縱吹作用，使工頻電弧經(jīng)13個周波后，在工頻續(xù)流過零時熄滅。與放電間隙相比，不同點在于排氣式避雷器熄弧能力強，經(jīng)13工頻周期后在電弧電流過零時熄弧從而防止了工頻短路引起跳閘，避免了供電的中斷。排氣式避雷器與放電間

50、隙相同之處在于過電壓引起動作后都形成截波，這對被保護設(shè)備是有繞組的設(shè)備非常不利(威脅縱絕緣)。此外由于存在外間隙，放電分散性較大，這也與放電間隙相同，所以排氣式避雷器一般只作線路保護和發(fā)變電站的進線段保護。52 閥式避雷器與氧化鋅避雷器的工作原理相同，且都能避免在被保護設(shè)備上產(chǎn)生截波，但由于兩者采用的非線性閥片電阻材料不同，使得兩種避雷器的性能有以下的不同： 1.保護性能。由于氧化鋅避雷器的閥片電阻非線性更好以及一般無放電間隙，氧化鋅避雷器抑制過電壓的能力要比閥式避雷器好。 2.適用范圍。閥式避雷器閥片的通流容量較小，所以一般只適用于限制雷電過電壓以及過電壓能量較小的內(nèi)部過電壓(如切空載變壓器

51、過電壓)，而氧化鋅避雷器不僅可限制雷電過電壓，由于閥片通流容量大，所以也可以用以限制內(nèi)部過電壓(如切合空載線路過電壓)；閥式避雷器動作后工頻電弧的熄滅要依賴于工頻續(xù)流的過零，但在直流系統(tǒng)中無這種過零，所以閥式避雷器就不能用于直流系統(tǒng)，氧化鋅避雷器工頻續(xù)流的切斷是依靠閥片電阻優(yōu)良的非線性(在工頻電壓下電阻異常的大)，所以可用于直流系統(tǒng)。 3.運行環(huán)境的影響作用。閥式避雷器有放電間隙，間隙放電電壓的分散性使閥式避雷器性能易受溫度、濕度、氣壓、污穢等環(huán)境條件的影響，而氧化鋅避雷器由于無放電間隙，所以不會受到這些運行環(huán)境的影響。 此外，氧化鋅避雷器維護簡單，省去了放電間隙定期清理。氧化鋅避雷器具有上述

52、各種優(yōu)點，但運行過程中由于沒有放電間隙隔離工頻工作電壓，故應(yīng)注意閥片電阻的老化問題，所以應(yīng)定期檢測氧化鋅避雷器的工頻泄漏電流，尤其是工頻泄漏電流中的阻性電流分量(其大小直接反映出閥片電阻的老化程度)。53 避雷器是限制過電壓從而使與之相并聯(lián)電氣設(shè)備絕緣免受過電壓作用的器件。對避雷器的第一個要求是能將過電壓限制到電氣設(shè)備絕緣能耐受的數(shù)值，這就要求避雷器的最大殘壓(殘壓為沖擊電壓作用下，流過避雷器的沖擊電流在避雷器上的壓降)應(yīng)低于設(shè)備絕緣的沖擊耐壓值。對于閥式避雷器還需要保證避雷器的伏秒特性(取決于放電間隙)與被保護設(shè)備絕緣的伏秒特性有正確的配合，以免發(fā)生電氣設(shè)備絕緣先于避雷器間隙放電前發(fā)生擊穿。

53、避雷器僅滿足上述要求還是不夠的，對避雷器的第二個要求是應(yīng)在過電壓作用結(jié)束之后，能迅速截斷隨后發(fā)生的工頻續(xù)流以不致于發(fā)生工頻短路引起跳閘而影響正常供電。閥式避雷器與氧化鋅避雷器利用閥片電阻在工頻電壓下電阻很大的非線性特性使工頻續(xù)流能在第一次過零時就截斷。第三個要求是避雷器(閥式和氧化鋅)還應(yīng)具有一定的通流容量以免發(fā)生熱過度而造成瓷套爆裂。 表征閥式避雷器與氧化鋅避雷器的電氣參數(shù)有所不同： 1.閥式避雷器 沖擊放電電壓和殘壓(一般兩者數(shù)值相同)是衡量限制過電壓能力的參數(shù)，其數(shù)值越低對被保護設(shè)備絕緣越有利。滅弧電壓是保證避雷器可靠滅弧(即截斷工頻續(xù)流)的參數(shù)，避雷器安裝點可能出現(xiàn)的最高工頻電壓應(yīng)小于

54、滅弧電壓。工頻放電電壓是保證閥式避雷不在內(nèi)過電壓下動作的參數(shù)。體現(xiàn)閥式避雷器保護性能與滅弧性能的綜合參數(shù)是保護比(殘壓與滅弧電壓之比)和切斷比(工頻放電電壓與滅弧電壓之比)。 2.氧化鋅避雷器 殘壓(分雷電沖擊殘壓、操作沖擊殘壓、陡波沖擊殘壓)是衡量氧化鋅避雷器對不同沖擊過電壓限壓能力的參數(shù)。持續(xù)運行電壓和額定電壓是保證氧化鋅避雷器可靠運行所允許的最大工頻持續(xù)電壓和最高工頻電壓(非持續(xù)性)。1mA直流和工頻參考電壓是反映氧化鋅避雷器熱穩(wěn)定性及壽命的參數(shù)。荷電率(持續(xù)運行電壓峰值與參考電壓之比)是表征氧化鋅閥片電阻在運行中承受電壓負荷的指標(biāo)。54 設(shè)針高h小于30m，則高度影響系數(shù)P=1，已知被

55、保護物高度hx=10m，以及在hx下的保護范圍 rx=15m若h2hx(即h20m) h-hx=rx h=rx+hx=15+10=25m(與h20m的假設(shè)不符，舍去)若h2hx(即h20m) 1.5h-2hx=rx (注意，不能四舍五入法) 所以避雷針針高至少應(yīng)為23.34 m。 55 此題為等高4針聯(lián)合保護。第一步將4針分成二個等高3針，第二步在每個等高3針中，計算出在被保護高度hx下在每二等高雙針間的最小保護距離bx，若三個bx都大于等于0，則在此三針?biāo)鶚?gòu)成三角形內(nèi)的所有范圍都能得到保護；若有一個bx0，則由此等高三針聯(lián)合保護范圍僅為bx0雙針保護范圍的組合。 對于1和2的等高雙針 rx=h-hx=17-10=7 m bx=1.5(h0-hx)=1.5(11.286-10)=1.93 m 對于1和3的等高雙針 rx=h-hx=17-10=7 m