高電壓技術(shù)總結(jié)復(fù)習(xí)資料

1、一、填空和概念解釋1、電介質(zhì)：電氣設(shè)備中作為絕緣使用的絕緣材料。2、擊穿：在電壓的作用下，介質(zhì)由絕緣狀態(tài)變?yōu)閷?dǎo)電狀態(tài)的過程。3、擊穿電壓：擊穿時對應(yīng)的電壓。4、絕緣強度：電介質(zhì)在單位長度或厚度上承受的最小的擊穿電壓。5、耐電強度：電介質(zhì)在單位長度上或厚度所承受的最大安全電壓。6、游離：電介質(zhì)中帶電質(zhì)點增加的過程。7、去游離：電介質(zhì)中帶電質(zhì)點減少的過程。8、碰撞游離：在電場作用下帶電質(zhì)點碰撞中性分子產(chǎn)生的游離。9、光游離：中性分子接收光能產(chǎn)生的游離。10、表面游離：電極表面的電荷進入絕緣介質(zhì)中產(chǎn)生的游離。11、強場發(fā)射：電場力直接把電極中的電荷加入電介質(zhì)產(chǎn)生的游離。12、二次電子發(fā)射：具有足夠能

2、量的質(zhì)點撞擊陰極放出電子。13、電暈放電：氣體中穩(wěn)定的局部放電。14、沖擊電壓作用下的放電時間：擊穿時間+統(tǒng)計時延+放電形成時延15、統(tǒng)計時延：從間隙加上足以引起間隙擊穿的靜態(tài)擊穿電壓的時刻起到產(chǎn)生足以引起碰撞游離導(dǎo)致完全擊穿的有效電子時刻。16、放電形成時延：第一個有效電子在外電場作用下碰撞游離形成流注，最后產(chǎn)生主放電的過程時間。17、50%沖擊放電電壓：沖擊電壓作用下絕緣放電的概率在50%時的電壓值。18、沿面放電：沿著固體表面的氣體放電。19、濕閃電壓：絕緣介質(zhì)在淋濕時的閃絡(luò)電壓。20、污閃電壓：絕緣介質(zhì)由污穢引起的閃絡(luò)電壓。21、爬距：絕緣子表面閃絡(luò)的距離。22、極化：電介質(zhì)在電場的作

3、用下對外呈現(xiàn)電極性的過程。23、電導(dǎo)：電介質(zhì)在電場作用下導(dǎo)電的過程。24、損耗：由電導(dǎo)和有損極化引起的功率損耗。25、老化：電力系統(tǒng)長期運行時電介質(zhì)逐漸失去絕緣能力的過程。26、吸收比：t=60s和t=15s時的絕緣電阻的比值。27、過電壓：電力系統(tǒng)承受的超過正常電壓的。28、沖擊電暈：輸電線路中由沖擊電流產(chǎn)生的電暈。29、雷暴日：一年中聽見雷聲或者看見閃電的天數(shù)。30、雷暴小時：一年中能聽到雷聲的小時數(shù)。31、地面落雷密度：每平方公里每雷暴日的落雷次數(shù)。32、耐雷水平：雷擊輸電電路不引起絕緣閃絡(luò)的最大的雷電流幅值。33、雷擊跳閘率：每百公里線路每年在雷暴日為40天的標(biāo)準(zhǔn)條件下由雷擊引起的跳閘

4、的次數(shù)。34、擊桿率：雷擊事故中雷擊塔頂?shù)拇螖?shù)與雷擊輸電線路的總次數(shù)之比。35、繞擊率：雷擊繞過避雷線擊中導(dǎo)線的概率。36、建弧率：線路中絕緣由沖擊閃絡(luò)變?yōu)楣ゎl閃絡(luò)的概率。37、進線段：輸電線路中距離變電站12公里的線段。二、簡答1、采用高電壓輸電的優(yōu)點。提高系統(tǒng)的輸電能力增加輸電距離降低線路功率損耗降低電網(wǎng)傳輸單位容量的造價。2、湯森德理論和游離的條件。湯森德理論：電子碰撞游離產(chǎn)生電子崩的過程是氣體放電的主要過程二次放射是氣體自持放電的必要條件。游離條件：運動質(zhì)點所具有的總能量一定要大于被撞質(zhì)點在正常狀態(tài)下的游離能。3、巴申定律。氣體的放電電壓是氣體間隙距離和氣體相對密度乘積的函數(shù)Uf=f（

5、s）。4、在多介質(zhì)絕緣結(jié)構(gòu)中極化和電場分布的關(guān)系。電場分布的靜向分量與絕緣的相對介質(zhì)常數(shù)成反比。5、在交流作用下固體介質(zhì)中電流有哪些成分？直流電壓作用下電流又是如何變化的？有損極化電流無損極化電流電導(dǎo)電流直流電壓作用的一瞬間三種電壓都存在，當(dāng)?shù)竭_穩(wěn)態(tài)時只存在電導(dǎo)電流。6、固體介質(zhì)的擊穿形式。電擊穿：由于電場力作用發(fā)生碰撞游離破壞介質(zhì)晶格形成電通道。熱擊穿：由固體內(nèi)部熱不穩(wěn)定造成的擊穿。7、高壓試驗的分類和實驗原則。非破壞性試驗?zāi)蛪涸囼炘瓌t：兩個實驗都是從不同側(cè)面反映絕緣缺陷的實驗，兩者相互補充檢測性試驗與擊穿電壓之間沒有函數(shù)關(guān)系所以耐壓試驗是不可替代的耐壓試驗對設(shè)備有一定的損害所以要先進行檢測

6、性試驗，沒有缺陷后再進行耐壓試驗。8、沖擊電壓發(fā)生器獲得高電壓的方法。多級電容的并聯(lián)充電然后串聯(lián)放電。9、過電壓的分類和系統(tǒng)電壓的關(guān)系。外部過電壓內(nèi)部過電壓（操作過電壓、諧振過電壓）外部過電壓和系統(tǒng)電壓之間沒有關(guān)系 內(nèi)部過電壓和系統(tǒng)電壓的等級有關(guān)。10、內(nèi)部過電壓的實質(zhì)。電力系統(tǒng)中的儲能原件由于各種操作從一個穩(wěn)態(tài)到達另一個穩(wěn)態(tài)的過程中產(chǎn)生的振蕩電壓就是內(nèi)部過電壓。11、電壓波和電流波在線路傳播的特點和實質(zhì)。電壓波和電流波在線路傳播是相伴而行的統(tǒng)一體，電壓波和電流波的傳播就是電磁能的傳播或者電磁波的傳播。12、波阻抗與集中參數(shù)電阻的區(qū)別。物理意義上的不同波阻抗是指同方向傳播的電壓波與電流波之間的

7、數(shù)量關(guān)系當(dāng)波通過分布參數(shù)的波阻抗時以電磁能形式把能量保持在線路周圍，而通過集中參數(shù)電阻時則消耗在電荷內(nèi)波阻抗加正負表示波阻抗的方向線路中的波阻抗只與單位長度上的參數(shù)有關(guān)與長度無關(guān)當(dāng)線路中存在兩個方向的波相遇時電路中的總電壓與總電流之比不等于波阻抗。13、波在傳播過程中的能量關(guān)系。電場能=磁場能14、波在節(jié)點折返射的實質(zhì)。波通過參數(shù)激變的節(jié)點發(fā)生電壓波和電流波的重新分布或電磁能的重新分布。15、彼得遜等值電路的等效方法及適用范圍。把入侵波的電壓的兩倍作為等值電路電壓源的電動勢把分布參數(shù)的波阻抗看場集中參數(shù)的波阻抗然后連接在一起。適用范圍：入侵波必須按照分布參數(shù)的線路傳播而來和線路一相連的線路中只

8、能有一個可拆分的電壓波或電流波。16、沖擊電暈對波過程的影響。使波形發(fā)生改變幅值減小波速和波阻抗減小是導(dǎo)線的耦合系數(shù)增加。17、線路中兩個方向的波相遇時的基本規(guī)律。算數(shù)疊加規(guī)律18、電壓波和電流波符號的定義。電壓波：在線路中正電荷的傳播產(chǎn)生的電壓波是正的電壓波在線路中負電荷的傳播產(chǎn)生的電壓波是負的電壓波。電流波線路中正電荷沿X正方向傳播產(chǎn)生的電流波是正的電流波負電荷沿X正方向傳播產(chǎn)生的電流波是負的電流波正電荷沿X反方向傳播產(chǎn)生的電流波是負的電流波負電荷沿X反方向傳播產(chǎn)生的電流波是正的電流波。19、避雷線在輸電線中的作用。當(dāng)雷擊桿塔時起分流作用降低桿塔上的雷電流防止雷直接擊到桿塔上對感應(yīng)雷起耦合

9、作用。20、變電站獨立避雷針距離設(shè)備的距離和接地體距主接地網(wǎng)的距離。變電站獨立避雷針距離設(shè)備的距離不小于5m接地體距主接地網(wǎng)的距離不小于3m。21、三繞組變壓器的特殊保護。當(dāng)三繞組變壓器高中壓繞組運行而低壓繞組停運時應(yīng)在低壓側(cè)加裝避雷器保護防止高中壓繞組出現(xiàn)過電壓。三、論述1、用湯森德理論簡述低氣壓小氣隙的擊穿過程。隨著電壓升高電子在電場力下加速撞擊中性分子發(fā)生碰撞游離，是升壓的時間。隨著電子崩的發(fā)展他的正電荷和電子數(shù)量成正比增加是發(fā)展階段。隨著加電壓的進行正離子在電場力的作用下也加速，當(dāng)獲得的能量足夠大時產(chǎn)生二次電子發(fā)射，新的電子代替出事電子參與電子崩自持放電開始。2、用湯森德理論解釋長間隙

10、高氣壓情況下氣隙的擊穿有哪些和實際觀測不同？為什么？（1）湯森得理論解釋的氣體的放電時間比實際的放電時間長（2）湯森德理論解釋的氣體放電條件是和陰極表面材料有關(guān)實際觀測試沒有關(guān)系的（3）放電形式不同湯森德理論解釋的放電是充滿間隙空間的放電，實際觀測是值差的樹狀放電。為什么：因為湯森德；理論沒有考慮到空間電荷累積而造成的電廠的激變。3、伏秒特性曲線的制作。當(dāng)擊穿發(fā)生在波前時擊穿電壓以擊穿時的電壓值計，當(dāng)擊穿發(fā)生在波后時擊穿電壓以對應(yīng)電壓的峰值計，擊穿時間以擊穿的時刻計，用統(tǒng)計的方法繪制成曲線4、巴申定律對氣體在氣體相對密度和間隙距離變化下的放電電壓變化曲線的解釋。（1）不變s增大必須增大外施才能

11、產(chǎn)生碰撞游離，當(dāng)s很小時碰撞游離的概率已經(jīng)很高s繼續(xù)減小電子碰撞中性分子的概率減小所以必須升高外施電場才能保持擊穿（2）s不變增加 電子自由行程變短相鄰兩次碰撞之間電子積累足夠動能產(chǎn)生碰撞游離的概率減小所以升高外施電壓。很小時碰撞游離的概率增加的影響不再抵消碰撞游離次數(shù)減小作用，為保持一定數(shù)量的帶電質(zhì)點所以必須增加外施電場。5、用流注理論簡述高氣壓長氣隙的擊穿過程。隨著電子崩的發(fā)展，空間上積累大量的正離子和少量的負離子，電子很快進入陰極，造成電場的激變，電場強度弱的地方正好是正負離子混合的區(qū)域，很容易產(chǎn)生負荷，發(fā)光產(chǎn)生光游離，帶來的電子替代原來的電子，形成二次電子崩或多次電子崩匯合形成流注接通

12、正負兩極，最終形成擊穿。6、解釋不均勻電場中短間隙中短間隙的放電現(xiàn)象。棒極帶正電位時，棒極附近強場區(qū)內(nèi)的電暈放電產(chǎn)生的電子達到棒極后即被中和，而正離子速度慢暫被留在棒極附近，正電荷消弱棒極附近的電場強度而加深了氣隙身處的電場強度，容易使氣隙深處產(chǎn)生二次電子崩，與初崩匯合成流注。流注產(chǎn)生的空間電荷總是加強前方電場，發(fā)展是連續(xù)的速度很快的，與副極性比擊穿電壓低。棒極為負極性時，電子崩的發(fā)展比正極性時困難。初崩留下的正電荷加強了負棒極附近電場，但消弱了氣隙深處的空間電場，流注向前發(fā)展受到抑制只有再生高電壓等待初崩中向陰極發(fā)展的正流注完成，才能產(chǎn)生新的電子崩，形成負流注。負流注的發(fā)展是階段性的，擊穿所

13、需電壓要高得多。無論正流注負流注，發(fā)展到對面電極時整個間隙就被充滿了正負電荷，具有較大導(dǎo)電性的通道所穿過。在電壓源的作用下流注中的帶電質(zhì)點繼續(xù)加速獲得能量，使流注中帶電質(zhì)點濃度增加，通道溫度和電導(dǎo)增大，完全失去絕緣能力，氣隙擊穿就完成了。7、在曲率半徑小的電極上加屏蔽的作用。提高電場的均勻程度，靠屏蔽電極的沿面效應(yīng)等效的增加了曲率半徑小的電極吃寸減小了曲率半徑小的電荷，提高了放電電壓。8、不均勻電場的氣體間隙中（油）加極間屏障作用。不均勻電場中局部放電產(chǎn)生電荷在兩極間運動被極間屏障阻擋電荷均勻分布在屏障上提高了電場的均勻程度提高放電電壓。油中增加絕緣屏障阻擋雜質(zhì)小橋接通電極，減小雜質(zhì)小橋的電導(dǎo)

14、電流，提高放電電壓。9、采用高氣壓提高氣體擊穿電壓的機理。采用高氣壓就是提高氣體的相對密度，氣體的相對密度增加電子碰撞中性分子的距離減少，碰撞前累積的動能減小使碰撞游離發(fā)生困難，提高了氣體的擊穿電壓。10、采用高真空提高氣體擊穿電壓的機理。采用高真空是改變了擊穿條件，使氣體的擊穿由碰撞游離變?yōu)閺妶霭l(fā)射，強場發(fā)射所需要的電場強度大，從而提高了電場的擊穿電壓。11、采用高強度氣體提高氣體擊穿電壓的機理。采用高強度氣體使氣體的分子結(jié)合能增大，發(fā)生碰撞游離的條件是是電子碰撞之前所累積的動能大于分子結(jié)合能的時候產(chǎn)生碰撞游離，使碰撞游離困難提高了氣體的擊穿電壓。12、在什么條件下最容易出現(xiàn)沿面閃絡(luò)？為什么

15、？當(dāng)絕緣子表面有污穢，由于天氣不良（毛毛雨、霧等）污穢淋濕而沒有沖掉的情況下最容易出現(xiàn)邊沿閃絡(luò)。13、為什么用測試介質(zhì)損失角正切值的方法來反應(yīng)絕緣的損耗特性而不直接測試功率損耗？絕緣的功率損耗很小很難直接測量功率損耗和絕緣介質(zhì)的體積有關(guān)，同材料不同體積的的設(shè)備所測的功率損耗么有可比性功率損耗和所加的電壓有關(guān)，不能完全保證每次所加的電壓值完全相等所以所測值沒有可比性介質(zhì)損失角的正切值和功率損耗成正比可以代替。14、絕緣電阻和泄漏電流測試分析絕緣性能的機理是什么？通過分析電導(dǎo)電流的變化來分析。15、測試泄流電流和直流耐壓試驗的基本接線圖。（書56頁）包括調(diào)壓部分、升壓部分、整流部分、試驗和保護部分

16、。16、介損試驗為什么對大體積設(shè)備的局部集中缺陷反應(yīng)不靈敏？為什么進行分析試驗？介損試驗可以發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備絕緣整體受潮、穿透性導(dǎo)電通道、劣化變質(zhì)等。但是對于非穿透性的局部損壞很小部分的絕緣老化劣化及個別的絕緣弱點應(yīng)用介損試驗不靈敏，當(dāng)大設(shè)備的絕緣有幾部分組成時分別測量各部分的tg,便于發(fā)現(xiàn)缺陷。17、直流耐壓試驗和工頻耐壓試驗相比有哪些特點？直流耐壓試驗所用的設(shè)備體積小容量小便于攜帶直流耐壓試驗和工頻耐壓試驗相比對設(shè)備損害小直流耐壓試驗更容易發(fā)現(xiàn)電極端部的缺陷直流耐壓試驗不如工頻耐壓試驗更接近生產(chǎn)實際。18、波通過線路末端開路和接地的情況下的折反射情況及能量解釋。線路末端開路發(fā)生電壓波正的全反射

17、和電流波的負的全反射，電壓升高為原來的兩倍。電路末端接地時發(fā)生電壓波負的全反射和電流波正的全反射，電流升高為原來的兩倍。能量解釋：兩種波的能量都不能繼續(xù)傳播全部反射回來，線路末端開路時能量都變成電場能，接地時全部變成磁場能。19、在什么情況下用串聯(lián)電感和什么時候用并聯(lián)低昂榮來降低入侵波陡度？在設(shè)備前有避雷器時用串聯(lián)電感，設(shè)備前沒有避雷器時用并聯(lián)電容。原因：對于后面的設(shè)備來說串聯(lián)電感和并聯(lián)電容都能降低降低入侵波的陡度，但反射波不同串聯(lián)電感時電感中出現(xiàn)電流，波到達的時間相當(dāng)于開路發(fā)生電壓波正的全反射，電感前的電路電壓升高一倍，反射電壓波逐漸減小可能危機線路絕緣加一個避雷器，并串聯(lián)電容波到達時相當(dāng)于

18、接地電壓負的全反射，是線路電壓降低可以保證線路安全。20、波在變壓器繞組中的近似初態(tài)分布和穩(wěn)態(tài)分布及震蕩電壓幅值的估算。近似初態(tài)分布是按電容量的大小呈指數(shù)波穩(wěn)態(tài)分布是按電阻和繞組末端接地情況呈線性分布震蕩電壓的幅值是穩(wěn)態(tài)值+穩(wěn)態(tài)與初態(tài)的差值21、對有繞組設(shè)備降低入侵波陡度的意義。為了減低穩(wěn)態(tài)與初態(tài)的差值，差值小震蕩弱，電感中有分流，保護設(shè)備22、三相繞組中傳播過程的基本規(guī)律。對于中性點直接接地的星形接線，每相繞組都可以看成一個末端接地的獨立繞組分析方法和過電壓與單相繞組相同。中性點不接地：當(dāng)雷點沖擊電壓波從單相入侵是中性點O的穩(wěn)態(tài)電壓為（1/3）U0震蕩過程中中性點可能的對大電壓（2/3）U0

19、當(dāng)沖擊波同時作用兩相時中性點最大電壓（4/3）U0三相同時進波時最大為2U0。三角形接線當(dāng)單相進波時兩相繞組有電壓侵入，兩個繞組的波過程與此兩繞組并聯(lián)形成的末端接的的單相繞組的波過程相同。當(dāng)有兩相或三相進波時繞組的中點的最大震蕩電壓可達到2U0。23、裝設(shè)自動重合閘的意義。由于雷擊造成的閃絡(luò)大多能在跳閘后自動恢復(fù)絕緣能力，再次重合閘的概率較高，提高了供電的可靠性。24、沖擊接地電阻和工頻接地電阻的區(qū)別。流過的電流不同，接地裝置流過沖擊電流時是沖擊接地電阻；當(dāng)流過工頻電流時是工頻接地電阻。沖擊電流的幅值大，接地體周圍的土壤被擊穿，產(chǎn)生火花放電，相當(dāng)于接地體直徑加大，與土壤的接觸面積增大，使接地電

20、阻R趨向減小。在幅值高的沖擊電流作用下，沖擊接地電阻小于工頻接地電阻，叫做火花效應(yīng)。雷電流的等值頻率很高，使接地體自身電感影響增加，阻礙電流向遠端接地體流通，使接地裝置的電阻大于工頻接地電阻，叫做電感影響。25、中性點的特殊保護。對中性點接地系統(tǒng)，中性點保護的方法是在中性點與地之間加裝閥型避雷器。26、 配電變壓器的防雷保護接線及論述。配電變壓器的防雷保護采用三點聯(lián)合接地。避雷器應(yīng)盡量靠近變壓器裝設(shè)，并應(yīng)盡量減小連接線的長度，以減小雷電流在連接線的電壓降。避雷器的引下線應(yīng)與變壓器的金屬外殼以及低壓側(cè)中性點連在一起接地，這樣在入侵波使避雷器動作時，作用在高壓側(cè)主絕緣上的電壓就只是避雷器的殘壓，而

21、不包括接地電阻上的電壓降。27、 為什么測試油的品質(zhì)必須用持續(xù)電壓均勻電場？油的品質(zhì)是通過標(biāo)準(zhǔn)的試油器中測試油的擊穿電壓，擊穿電壓越大，油的品質(zhì)越好。用持續(xù)電壓，時間長可以使油中的雜質(zhì)有充分的時間極化形成雜質(zhì)小橋，導(dǎo)致電導(dǎo)電流增加，油中產(chǎn)生氣泡，氣泡的擊穿導(dǎo)致油的擊穿。在均勻電場中不會出現(xiàn)局部放電使油中的雜質(zhì)更容易形成雜質(zhì)小橋形成擊穿。4、 計算1、 波的折反射計算（1） 有一幅值為100kV的直角波沿波阻抗為50的電纜線路侵入發(fā)電機繞組（波阻抗為800）。要求入侵波的陡度限制在12kV/s，求用電容器或電抗器來保護匝間絕緣所需的電容值或電感值。（2） 在設(shè)備（波阻抗為Z2）和線路（波阻抗為Z1）之間串聯(lián)一電感L，試分析當(dāng)有一直角波沿線路傳播到設(shè)備時的折射波和反射波。由圖可得 邊界條件： （3） 在設(shè)備（波阻抗為Z2）和線路（波阻抗為Z1）之間串聯(lián)一電容器C，試分析當(dāng)有一直角波沿線路傳播到設(shè)備時的折射波和反射波。由