高電壓復(fù)習(xí)題

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1、 電介質(zhì)在電氣設(shè)備中是作為絕緣材料使用的，按其物質(zhì)形態(tài)，可分為 氣體介質(zhì) 、 液體介質(zhì) 和 固體介質(zhì) 。2、 帶點(diǎn)粒子的產(chǎn)生產(chǎn)生帶點(diǎn)粒子的物理過(guò)程稱為電離，它是氣體放電的首要前提。（如有圖所示）3、 當(dāng)電子與氣體分子碰撞時(shí)，不但有可能引起碰撞電離而產(chǎn)生出正離子和新電子，而且也可能會(huì)發(fā)生 電子 與 中性分子 相結(jié)合而形成負(fù)離子的情況，這種過(guò)程稱為 附著 。4、 帶電粒子的消失可分為一下幾種情況： 帶電粒子在電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下作定向運(yùn)動(dòng)，在到達(dá)電機(jī)時(shí)，消失于電機(jī)上而形成外電路中的電流； 帶電粒子因擴(kuò)散現(xiàn)象而逸出氣體放電空間； 帶電粒子的復(fù)合5、 設(shè)外界電離因子在陰極附近產(chǎn)生

2、了一個(gè)初始電子，如果空間的電場(chǎng)強(qiáng)度足夠大，該電子在向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)時(shí)就會(huì)引起碰撞電離，產(chǎn)生出一個(gè)新電子，初始電子和新電子繼續(xù)向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)，又會(huì)引起新的碰撞電離，產(chǎn)生出更多的電子。依次類推，電子數(shù)將按幾何數(shù)不斷增多，就像雪崩類似地發(fā)展，因而這種急劇增大的空間電子流被稱為 電子崩 。6、 自持放電： 如果電壓（電場(chǎng)強(qiáng)度）足夠大，初始電子崩中的正離子能在陰極上產(chǎn)生出來(lái)的新電子數(shù)等于或大于，那么即使除去外界電離因子的作用（），放電也不會(huì)停止，即：放電僅僅依靠已經(jīng)產(chǎn)生出來(lái)的電子和正離子就能維持下去，這就是自持放電。7、 電離強(qiáng)度和發(fā)展速度遠(yuǎn)大于初始電子崩的新放電區(qū)以及它們不斷匯入初崩通道的過(guò)程稱為 流注 。 流

3、注理論認(rèn)為： 在初期階段，氣體放電以碰撞電離和電子崩的形式出現(xiàn)，但當(dāng)電子崩發(fā)展到一定程度后，某一初始電子崩的頭部積累到足夠數(shù)量的空間電荷，就會(huì)引起新的強(qiáng)電離和二次電子崩，這種強(qiáng)烈的電離和二次電子崩是由于空間電荷使局部電場(chǎng)大大增強(qiáng)以及發(fā)生空間光電離的結(jié)果，這時(shí)放電即轉(zhuǎn)入新的流注階段。流注的特點(diǎn)是電離強(qiáng)度很大和傳播速度很快，出現(xiàn)流注后，放電便獲得獨(dú)立繼續(xù)發(fā)展的能力，而不在依賴外界電離因子的作用，可見(jiàn)這時(shí)出現(xiàn)流注的條件也就是自持放電條件。8、 為什么湯遜理論解釋不了PD較大的情況？在高氣壓、長(zhǎng)氣隙情況下，放電并不充滿整個(gè)電極空間，而是呈現(xiàn)細(xì)窄的放電通道；有時(shí)放電通道呈曲折和分支狀；放電時(shí)間遠(yuǎn)小于正離

4、子穿越極間氣隙所需的時(shí)間，氣隙的擊穿電壓值與陰極的材料無(wú)關(guān)。 流注理論能很好解釋 pd 值較大時(shí)的氣體放電現(xiàn)象（形成條件：、） 湯遜理論適用于低氣壓、短間隙的情況，流注理論適用于高氣壓、長(zhǎng)氣隙的情況，即pd 值較大時(shí)的場(chǎng)合。 湯遜理論與流注理論對(duì)氣體放電過(guò)程和自持放電條件的關(guān)電有何不同？這兩種理論各適合何種場(chǎng)合。 湯遜理論的基本觀點(diǎn)：電子碰撞電離是氣體電離的主要原因；正離子碰撞陰極表面使陰極表面逸出電子是維持氣體放電的必要條件；陰極逸出電子能否接替起始電子的作用是自持放電的判據(jù)。它只適用于低氣壓、短氣隙的情況。  氣體放電流注理論以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，它考慮了高氣壓、長(zhǎng)氣隙情況下空

5、間電荷對(duì)原有電場(chǎng)的影響和空間光電離的作用。  在初始階段，氣體放電以碰撞電離和電子崩的形式出現(xiàn)，但當(dāng)電子崩發(fā)展到一定程度之后，某一初始電子的頭部集聚到足夠數(shù)量的空間電荷，就會(huì)引起新的強(qiáng)烈電離和二次電子崩，這種強(qiáng)烈的電離和二次電子崩是由于空間電荷使局部電場(chǎng)大大增強(qiáng)以及發(fā)生空間光電離的結(jié)果，這時(shí)放電即轉(zhuǎn)入新的流注階段。9、 電暈放電及其危害？ 在220kV以上的超高壓輸電線路上，特別是在壞天氣條件下，其導(dǎo)線表面會(huì)呈現(xiàn)一種淡紫色的輝光，并伴有咝咝作響的噪聲和臭氧的氣味。這種現(xiàn)象就是電暈放電或簡(jiǎn)稱電暈。危害：電暈損耗 、 無(wú)線電干擾 、 可聞噪聲 。10、 極不均勻電場(chǎng)中放電過(guò)程：在極不均勻

6、電場(chǎng)中，雖然放電一定從曲率半徑較小的那個(gè)電極表面開(kāi)始，而與該電極的極性無(wú)關(guān)，但后來(lái)的放電發(fā)展過(guò)程、氣隙的電氣強(qiáng)度、擊穿電壓等都與該電極的極性有很密切的關(guān)系。換言之，極不均勻電場(chǎng)中的放電存在明顯的極性效應(yīng)。11、 伏秒特性： 氣隙的擊穿需要一定的時(shí)間才能完成。對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)作用的電壓來(lái)說(shuō)，氣隙的擊穿有一個(gè)確定的值；但對(duì)于脈沖性質(zhì)的電壓，氣隙的擊穿電壓就與該電壓的波形（即作用的時(shí)間）有很大的關(guān)系。同一個(gè)氣隙，在峰值較低但延續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的沖擊電壓作用下可能擊穿，而在峰值較高但延續(xù)時(shí)間較短的沖擊電壓作用下反而不擊穿。所以，對(duì)于非持續(xù)作用的電壓來(lái)說(shuō)，氣隙的擊穿電壓就不能簡(jiǎn)單地用單一擊穿電壓值來(lái)表示了，對(duì)于

7、某一定的電壓波形，必須用電壓峰值和延續(xù)時(shí)間兩者來(lái)共同表示，這就是該氣隙在該電壓波形下的伏秒特性。12、 閃絡(luò)：是指固體絕緣子周圍的氣體或液體電介質(zhì)被擊穿時(shí)，沿固體絕緣子表面放電的現(xiàn)象。其放電時(shí)的電壓稱為閃絡(luò)電壓。發(fā)生閃絡(luò)后，電極間的電壓迅速下降到零或接近于零。閃絡(luò)通道中的火花或電弧使絕緣表面局部過(guò)熱造成炭化，損壞表面絕緣。13、 沿面放電：沿著固體介質(zhì)表面發(fā)展的氣體放電現(xiàn)象。14、 大氣條件對(duì)氣隙擊穿特性的影響及校正 由于大氣的壓力、溫度、適度等條件都會(huì)影響空氣密度、電子自由行程長(zhǎng)度、碰撞電離及附著過(guò)程，所以也必然會(huì)影響氣隙的擊穿電壓。校正： 對(duì)空氣密度的校正； 對(duì)濕度的校正； 對(duì)海拔高度的校

8、正。15、 提高氣體介質(zhì)電氣強(qiáng)度的方法一是改善氣隙中的電場(chǎng)分布，使之盡量均勻，二是設(shè)法消弱或抑制氣體介質(zhì)中的電離過(guò)程 改進(jìn)電極形狀以改善電場(chǎng)分布； 利用空間的電荷改變電場(chǎng)分布； 采用屏蔽； 采用高氣壓； 采用高電氣強(qiáng)度氣體； 采用高真空；16、 氣泡擊穿理論（小橋）： 液體介質(zhì)在擊穿過(guò)程的臨界階段可能包含著狀態(tài)變化，這就是液體中出現(xiàn)了氣泡，由于氣泡的最小，其電氣強(qiáng)度又比液體介質(zhì)低很多，所以氣泡必先發(fā)生電離，許多電流的氣泡在電場(chǎng)中排列成氣體小橋。17、 變壓器油擊穿電壓的影響因素及其提高的方法（1）影響因素： 水分和其他雜質(zhì)； 油溫； 電場(chǎng)均勻度； 電壓作用時(shí)間； 油壓的影響（2）提高方法： 設(shè)

9、法減少雜質(zhì)的影響，提高油的品質(zhì)（通常采用過(guò)濾、防潮、祛氣等 方法來(lái)提高油的品質(zhì)）； 在絕緣設(shè)計(jì)中可利用“油屏障”式絕緣 （例如覆蓋層、絕緣層和隔板等）來(lái)減少雜質(zhì)的影響。18、 累積效應(yīng)： 固體介質(zhì)在不均勻電場(chǎng)中以及在幅值不很高的過(guò)電壓、特別是雷電沖擊電壓下，介質(zhì)內(nèi)部可能出現(xiàn)局部損傷，并留下局部碳化、燒焦或裂縫等痕跡。多次加電壓時(shí)，局部損傷會(huì)逐步發(fā)展，這稱為累積效應(yīng)。19、 絕緣實(shí)驗(yàn)可分為 非破壞性試驗(yàn) 和 破壞性試驗(yàn) 兩大類20、 固體介質(zhì)擊穿理論（1） 電擊穿理論 固體介質(zhì)的電擊穿是指僅僅由于電場(chǎng)的作用而直接使介質(zhì)破壞并喪失絕緣性能的現(xiàn)象。 特征：擊穿電壓幾乎與周圍環(huán)境溫度無(wú)關(guān)；除時(shí)間很短的

10、情況外，擊穿電壓與電壓作用的關(guān)系并不大；介質(zhì)發(fā)熱不顯著；電場(chǎng)的均勻程度對(duì)擊穿電壓有顯著影響。（2） 熱擊穿理論 熱擊穿是由于固體介質(zhì)內(nèi)的熱不穩(wěn)定過(guò)程造成的。（3） 電化學(xué)擊穿 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，使絕緣劣化、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。（4） 影響固體介質(zhì)擊穿電壓的主要因素 電壓作用時(shí)間； 電場(chǎng)均勻程度； 溫度； 受潮； 累積效應(yīng)21、電氣設(shè)備的絕緣在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中會(huì)發(fā)生一系列 物理變化 和 化學(xué)變化 ，致使其 電氣、機(jī)械極其他性能逐漸劣化，這種現(xiàn)象就稱為 絕緣的老化 。22、促使絕緣老化的原因：主要有 熱、電和機(jī)械力的作用，此外

11、還有水分、氧化、各種射線、微生物等因素的作用。它們往往同時(shí)存在、彼此影響、相互加強(qiáng)，從而加速老化過(guò)程。23、絕緣的測(cè)量： 絕緣電阻 （絕緣電阻是一切電介質(zhì)和絕緣結(jié)構(gòu)狀態(tài)最基本的綜合性特性參數(shù)）、 吸收比 和 泄漏電流 。24、測(cè)量的影響 外界電磁場(chǎng)的干擾影響（試驗(yàn)用高壓電源和試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)高壓帶電體）； 溫度的影響； 試驗(yàn)電壓的影響； 試品電容量的影響； 試品表面泄漏的影響。25、 多級(jí)沖擊電壓發(fā)生器的基本工作原理“并聯(lián)充電，串聯(lián)放電”。26、集中參數(shù)等值電流（彼得遜） ¤適用范圍：入射波必須是沿一條分布參數(shù)線路傳輸過(guò)來(lái) 適用于節(jié)點(diǎn)A之后的任何一條線路末端反射波未達(dá)到A點(diǎn)之前為了計(jì)算某節(jié)點(diǎn)

12、A上的電壓與電流，可將入射波和阻抗波為Z的線路用一個(gè)集中參數(shù)等值電路來(lái)代替，期中電源電勢(shì)等于電壓入射波的兩倍（），該電源的內(nèi)阻等于線路波阻抗Z。例6-1：設(shè)某變電所的母線上共接有n條架空線路，當(dāng)其中某一線路遭受雷擊時(shí)，即有一過(guò)電壓波沿著該線進(jìn)入變電所，試求此時(shí)的母線電壓。解：由于架空線路的波阻抗均大致相等，所以可得出圖6-16中的接線示意圖（a）和等值電路圖（b）。可得 所以 或者 由此可知：變電所母線上接的線路數(shù)越多，則母線上的過(guò)電壓越低，在變電所的過(guò)電壓防護(hù)中對(duì)此應(yīng)有所考慮。當(dāng)n=2時(shí)，Ubb=U0，相當(dāng)于Z2 =Z1的情況，沒(méi)有折、反射現(xiàn)象。27、防雷保護(hù)裝置： 避雷針、 避雷線、 保護(hù)

13、間隙、 避雷器、 防雷接地。 避雷針原理：當(dāng)雷云的先導(dǎo)通道開(kāi)始向下伸展時(shí)，其發(fā)展方向幾乎完全不受地面的影響，但當(dāng)先導(dǎo)通道到達(dá)某一離地高度H時(shí)，空間電場(chǎng)已受到地面上一些高聳的導(dǎo)體的畸變影響，在這些物體的頂部集聚起許多異號(hào)電荷而形成局部強(qiáng)場(chǎng)區(qū)，甚至可能向上發(fā)展迎面先導(dǎo)。 由于避雷針一般均高于被保護(hù)對(duì)象，它們迎面先導(dǎo)往往開(kāi)始得最早、發(fā)展最快，從而最先影響下行先導(dǎo)的發(fā)展方向，使之擊向避雷針，并順利泄入地下，從而使處于它們周圍的較低物體受到屏蔽保護(hù)、免受雷擊。 單支避雷針：保護(hù)范圍是一個(gè)以其基本體為軸線的曲線圓錐體，像一座圓帳篷。計(jì)算公式在某一被保護(hù)物高度的水平面上的保護(hù)半徑為式中 h避雷針的高度 P高

14、度修正系數(shù)，是考慮避雷針很高時(shí)時(shí) 不與針高h(yuǎn)成正比增大而引入的一個(gè)修正系數(shù)。當(dāng) 時(shí)，P=1；當(dāng)時(shí)，。最大的保護(hù)半徑即為地面上（）的保護(hù)半徑。電力系統(tǒng)接地分類： 工作接地 、 保護(hù)接地 、 防雷接地 、 防靜電接地 。28、耐雷水平： 雷擊電線時(shí)，其絕緣尚不至于發(fā)生閃絡(luò)的最大雷擊電流幅值或能引起絕緣閃絡(luò)的最小雷電流幅值，單位為kA。29、雷擊跳閘： 指在雷暴日數(shù)的情況下、100km的線路每年因雷擊而引起的跳閘次數(shù)，其單位為“次/（100km·40雷暴日）”。30、電力系統(tǒng)絕緣配合的根本任務(wù)是：正確處理過(guò)電壓和絕緣這一矛盾，以達(dá)到優(yōu)質(zhì)、安全、經(jīng)濟(jì)供電的目的。31、 試分別用湯遜理論和流注

15、理論說(shuō)明空氣如何讓在足夠強(qiáng)的電場(chǎng)作用下一步步由介質(zhì)變成導(dǎo)體。湯遜放電理論： 受外界因素的作用，在氣體間隙中存在自由電子，這些自由電子在電場(chǎng)中被加速，并在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不斷與氣體原子或分子發(fā)生碰撞；當(dāng)電子獲得電場(chǎng)提供的足夠動(dòng)能時(shí)，就會(huì)使氣體原子產(chǎn)生碰撞電離，形成新的自由電子和正離子。這些新產(chǎn)生的電子和原有電子又從電場(chǎng)中獲得能量，并繼續(xù)碰撞其它氣體原子，又可能激發(fā)出新的自由電子。這樣，自由電子數(shù)將會(huì)成指數(shù)倍地增長(zhǎng)，形成電子雪崩。由于電子的質(zhì)量比離子小得多，因此，電子移動(dòng)的速度比離子快許多，形成的電子崩的頭部不斷向前擴(kuò)展，最終形成自持性氣體放電。流注理論： 在外施電場(chǎng)作用下，電子崩由陰極向陽(yáng)極發(fā)展，由于氣體原子（或分子）的激勵(lì)、電離、復(fù)合等過(guò)程產(chǎn)生光電離，在電子崩附近由光電子引起新的子電子崩，電子崩接近陽(yáng)極時(shí)，電離最強(qiáng),光輻射也強(qiáng)。光電子產(chǎn)生的子電子崩匯集到由陽(yáng)極生長(zhǎng)的放電通道，并幫助它的發(fā)展，形成由陽(yáng)極向陰極前進(jìn)的流注（正流注），流注的速度比碰撞電離快。同時(shí)，光輻射是指向各個(gè)方向的，光電子產(chǎn)生的地點(diǎn)也是隨機(jī)的，這說(shuō)明放電