高電壓工程課后答案

1.1以空氣作為絕緣的優(yōu)缺點(diǎn)如何？答：優(yōu)點(diǎn)：空氣從大氣中取得，制取方便，廉價(jià)，簡易，對軸密時(shí)要求不高。缺點(diǎn)：空氣比重較大，摩擦損失大，導(dǎo)熱散熱能力差?？諝馕廴敬?，易使絕緣物臟污，且空氣是助燃物當(dāng)仿生電流時(shí)，易燒毀絕緣，電暈放電時(shí)有臭氧生成，對絕緣有破壞作用。1.2為什么碰撞電離主要是由電子而不是離子引起？答：由于電子質(zhì)量極小，在和氣體分子發(fā)生彈性碰撞時(shí)，幾乎不損失動(dòng)能，從而在電場中繼續(xù)積累動(dòng)能，此外，一旦和分子碰撞，無論電離與否均將損失動(dòng)能，和電子相比，離子積累足夠造成碰撞電離能量的可能性很小1.5負(fù)離子怎樣形成，對氣體放電有何作用？答：在氣體放電過程中，有時(shí)電子和氣體分子碰撞，非但沒有電離出新電子，碰撞電子反而別分子吸附形成了負(fù)離子，離子的電離能力不如電子， 電子為分子俘獲而形成負(fù)離子后電離能力大減，因此在氣體放電過程中，負(fù)離子的形成起著阻礙放電的作用。1.7非自持放電和自持放電主要差別是什么？答：非自持放電必須要有光照， 且外施電壓要小于擊穿電壓，自持放電的外施電壓要大于擊穿電壓，且不需要光照條件1.13電暈會(huì)產(chǎn)生哪些效應(yīng)，工程上常用哪些防暈措施？答：電暈放電時(shí)能夠聽到嘶嘶聲，還可以看到導(dǎo)線周圍有紫色暈光，會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng)，放出電流，也會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，造成臭氧。工程上常用消除電暈的方法是改進(jìn)電極的形狀， 增大電極的曲率半徑。1.14 比較長間隙放電擊穿過程與短間隙放電放電擊穿過程各有什么主要特點(diǎn)？答：長時(shí)間放電分為先導(dǎo)放電和主放電兩個(gè)階段，在先導(dǎo)放電階段中包括電子崩和流注的形成和發(fā)展過程， 短間隙的放電沒有先導(dǎo)放電階段，只分為電子崩流注和主放電階段。2.1雷電放電可分為那幾個(gè)主要階段？答：主要分為先導(dǎo)放電過程，主放電過程，余光放電過程。2.4氣息常見伏秒特性是怎樣制定的？如何應(yīng)用伏秒特性？答：制定的前提條件是①同一間隙②同一波形電壓③上升電壓幅值。當(dāng)電壓較低時(shí)擊穿發(fā)生在波尾，取擊穿時(shí)刻t1作垂線與此時(shí)峰值電壓橫軸的交點(diǎn)為1，當(dāng)電壓升高時(shí)，擊穿也發(fā)生在峰值，取擊穿時(shí)刻的值t2作垂線與此時(shí)峰值電壓橫軸的交點(diǎn)為2，當(dāng)電壓進(jìn)一步升高時(shí)，擊穿發(fā)生在波前，取此時(shí)擊穿時(shí)刻t3作垂線與擊穿電壓交點(diǎn)為3，連接123如圖：應(yīng)用：伏秒特性對于比較不同設(shè)備絕緣的沖擊擊穿特性有重要意義，如果一個(gè)電壓同時(shí)作用于兩個(gè)并聯(lián)氣隙 s1和s2上，若某一個(gè)氣隙先擊穿了，則電壓被短接截?cái)?，另一個(gè)氣隙就不會(huì)擊穿。2.2 國家標(biāo)準(zhǔn)對雷電沖擊全波，雷電沖擊截波，操作沖擊的波形是怎樣規(guī)定的？答：國家規(guī)定雷電沖擊電壓標(biāo)準(zhǔn)波形分為全波和截波兩種，全波的波形先是很快上升到峰值，然后逐漸下降到零。截波是模擬雷電沖擊波被某處放電而截?cái)嗟牟ㄐ危?我國規(guī)定波前時(shí)間 ，允許偏差 視在半峰值時(shí)間 ，允許偏差峰值允許偏差 ，截?cái)鄷r(shí)間2.7 為什么高真空和高壓力都能提高間隙的擊穿電壓？簡述各自運(yùn)用的局限性？答：在高氣壓條件下，氣壓增加會(huì)使氣體密度增大，電子的自由行程縮短，削弱電離工程從而提高擊穿電壓，但高氣壓適用于均勻電場的條件下而且要改進(jìn)電極形狀， 點(diǎn)擊應(yīng)仔細(xì)加工光潔，氣體要過濾，濾去塵埃和水分在高真空條件下雖然電子的自由行程變得很大， 但間隙中已無氣體分子可供碰撞，故電離過程無從發(fā)展，從而可以顯著提高間隙的擊穿電壓， 但是在電氣設(shè)備中氣固液等幾種絕緣材料往往并存， 而固體液體絕緣材料在高真空下會(huì)逐漸釋放出氣體，因此在電氣設(shè)備中只有在真空斷路器等特殊場合下才采用高真空作為絕緣。2.8什么是細(xì)線效應(yīng)？答；當(dāng)導(dǎo)線直徑很小時(shí)，導(dǎo)線周圍容易形成比較均勻的電暈層，電壓增加，電暈層逐漸擴(kuò)大，電暈放電所形成的空間電荷使電場與均勻電場類似，這種現(xiàn)象成為細(xì)線效應(yīng)。3.2 均勻電場中污面閃絡(luò)電壓比純空氣間隙的擊穿電壓要低，原因是什么？答：①固體介質(zhì)表面吸附水分形成水膜，水膜中的離子在電場中沿介質(zhì)表面移動(dòng)，電極附近逐漸累積電荷，使介質(zhì)表面電壓分布不均勻， 從而使沿面閃絡(luò)電壓低于空氣間隙的擊穿電壓②介質(zhì)表面電阻不均勻以及介質(zhì)表面有傷痕裂紋也會(huì)畸變電場的分布，使閃絡(luò)電壓降低，③若電極和固體介質(zhì)端面間存在氣隙，氣隙處場強(qiáng)大，極易發(fā)生電離，產(chǎn)生的帶電質(zhì)點(diǎn)到達(dá)介質(zhì)表面會(huì)畸變原電場分布， 從而使閃絡(luò)電壓降低3.6 介質(zhì)材料，作用電壓種類，大氣環(huán)境溫度等對沿面閃絡(luò)電壓有何影響？答：介質(zhì)材料：對不易吸潮的介質(zhì)沿面閃絡(luò)電壓較高，易吸潮介質(zhì)沿面閃絡(luò)電壓較低，烘干介質(zhì)表面，可提高沿面閃絡(luò)電壓。在均勻電場中， 工頻和直流電壓作用下的沿面閃絡(luò)電壓要低于高頻和沖擊電壓作用下的閃絡(luò)電壓大氣環(huán)境影響：當(dāng)空氣中相對濕度小于 0.4 是，濕度對各種固體介質(zhì)的閃絡(luò)電壓無影響，當(dāng)氣體中相對濕度大于0.4，對于親水性介質(zhì)，隨著濕度的增加閃絡(luò)電壓明顯下降，對于憎水性材料由于吸濕很少， 閃絡(luò)電壓隨著濕度的增加下降不多4.6電介質(zhì)的電導(dǎo)與金屬電導(dǎo)有何區(qū)別？答：電介質(zhì)的電導(dǎo)主要由離子造成， 電阻率在 范圍內(nèi)，隨著溫度升高，電阻率下降，金屬電導(dǎo)主要由電子造成，電阻率在 范圍，隨著溫度的升高金屬的電阻率增加4.7 直流和交流電場下的電介質(zhì)損耗有何差別？選擇交流電氣設(shè)備的絕緣材料一般應(yīng)注意什么問題？答：在直流電壓作用下的介質(zhì)損耗僅漏導(dǎo)損失，交流時(shí)有漏導(dǎo)損失和極化損失， 僅用ρv，ρs不夠，需用其他特征量來表示介質(zhì)在交流電壓作用下的能量損耗。 在選擇交流電氣設(shè)備中需要考慮 tanδ,若tanδ過大引起絕緣介質(zhì)嚴(yán)重發(fā)熱們甚至導(dǎo)致熱擊穿，固 tanδ應(yīng)盡量小4.13 固體介質(zhì)點(diǎn)擊穿的特點(diǎn)是什么， 為提高其電擊穿常采取什么措施？答：固體電介質(zhì)電擊穿特點(diǎn)： 電壓作用時(shí)間短， 擊穿電壓高，與電場的均勻程度關(guān)系極大，與介質(zhì)特性有關(guān)，在極不均勻電場中及沖擊電壓作用下會(huì)出現(xiàn)累積效應(yīng)措施：①改進(jìn)絕緣設(shè)計(jì)，改善電場分布②改進(jìn)制造工藝，去除雜質(zhì)③改善運(yùn)行條件防潮防污加強(qiáng)散熱等措施4.14 固體電介質(zhì)熱擊穿有什么特點(diǎn)， 高壓設(shè)備的絕緣材料受潮后為什么容易造成熱擊穿？答：熱擊穿主要是由介質(zhì)損耗的存在，固體電解質(zhì)在電場中逐漸升溫，導(dǎo)致介質(zhì)電阻下降發(fā)熱增大，同時(shí)刻，若發(fā)熱超過散熱，電介質(zhì)溫度不斷上升至擊穿。高壓設(shè)備的絕緣材料受潮后，絕緣電阻降低，致使電流增大，損耗發(fā)熱增大4.15 絕緣材料在沖擊電壓作用下常常是電擊穿而不是熱擊穿，在高頻電壓下常常是熱擊穿，為什么？答：雷電沖擊考驗(yàn)的是絕緣材料內(nèi)部絕緣性，標(biāo)準(zhǔn)雷電波波尾時(shí)間在 取值，不會(huì)產(chǎn)生熱擊穿，高頻電壓下，絕緣材料的絕緣性會(huì)降低，將承受很大的電流，且試驗(yàn)時(shí)間較長，產(chǎn)生熱擊穿4.16 純凈液體介質(zhì)的電擊穿理論和氣泡理論， 二者差別在哪里？答：電擊穿理論事是液體在強(qiáng)場發(fā)射產(chǎn)生的電子在電場中被加速，與液體分子發(fā)生碰撞電離，首先是典禮開始階段，流注發(fā)展階段，最后是主流貫通整個(gè)間隙氣泡擊穿理論是由于氣泡 εr=1 小于液體的，所以液體中的氣泡承擔(dān)了更高的場強(qiáng)，氣泡現(xiàn)行電離，氣泡中的氣體溫度升高，體積膨脹，進(jìn)一步電離，使油分解出氣體，若電離的氣泡在電場中堆積成氣體通道沒擊穿就在次通道內(nèi)產(chǎn)生。4.19 為什么油的潔凈度較高時(shí)改善油間隙電場的均勻性能顯著提高工頻或直流的擊穿電壓？答：由于液體擊穿電壓的分散性和電場的均勻程度有關(guān)，電場的不均勻程度增加時(shí)，擊穿電壓的分散性減小，但在品質(zhì)較差的油中，固體雜質(zhì)的聚集和排列時(shí)電場畸變，油電場均勻帶來的好處不明顯，故當(dāng)油的潔凈度較高時(shí)，盡量應(yīng)使隙電場均勻。4.21 固體絕緣材料的耐熱等級用什么表示， 其含義是什么？答：耐熱級別分別有 Y,A,E,B,FM,H,200 ，220，250等幾種，為了使絕緣材料有一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的使用壽命， 才有了耐熱等級的劃分，即規(guī)定一個(gè)最高持續(xù)工作溫度，若材料使用溫度超過規(guī)定溫度則劣化加速，使用溫度越高，壽命越短。4.22 名詞解釋“小橋理論”答：液體中的雜質(zhì)在電場力的作用下，排列成雜質(zhì)小橋，且雜質(zhì)的電導(dǎo)較大，使泄露的電流增加，病進(jìn)而使“小橋“強(qiáng)烈發(fā)熱，使油和水局部沸騰氣化，最后沿此