高電壓工程課后答案

1.1以空氣作為絕緣的優(yōu)缺點如何？

答：優(yōu)點：空氣從大氣中取得，制取便利，廉價，簡易，對軸密時要求不

高。缺點：空氣比重較大，摩擦損失大，導(dǎo)熱散熱實力差?？諝馕廴敬?，

易使絕緣物臟污，且空氣是助燃物當仿生電流時，易燒毀絕緣，電暈放電

時有臭氧生成，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)量微小，在和氣體分子發(fā)生彈性碰撞時，幾乎不損失動能,

從而在電場中接著積累動能，此外，一旦和分子碰撞，無論電離與否均將

損失動能，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離子，離子的電離實力不如電子，

電子為分子俘獲而形成負離子后電離實力大減，因此在氣體放電過程中，

負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，且不須要光照條件

1.13電暈會產(chǎn)生哪些效應(yīng)，工程上常用哪些防暈措施？

答：電暈放電時能夠聽到嘶嘶聲，還可以看到導(dǎo)線四周有紫色暈光，會產(chǎn)

生熱效應(yīng)，放出電流，也會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，造成臭氧。

工程上常用消退電暈的方法是改進電極的形態(tài)，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？

答：長時間放電分為先導(dǎo)放電和主放電兩個階段，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。當電

壓較低時擊穿發(fā)生在波尾，取擊穿時刻tl作垂線與此時峰值電壓橫軸的

交點為1,當電壓上升時，擊穿也發(fā)生在峰值，取擊穿時刻的值t2作垂

線與此時峰值電壓橫軸的交點為2,當電壓進一步上升時，擊穿發(fā)生在波

前，取此時擊穿時刻t3作垂線與擊穿電壓交點為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，假如

一個電壓同時作用于兩個并聯(lián)氣隙si和s2上，若某一個氣隙先擊穿了，

則電壓被短接截斷，另一個氣隙就不會擊穿。

2.2國家標準對雷電沖擊全波，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)定雷電沖擊電壓標準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，然后漸漸下降到零。截波是模擬雷電沖擊波被某處放

電而截斷的波形，我國規(guī)定波前時間，允許偏差視在半峰值時

間，允許偏差峰值允許偏差，截斷時間

2.7為什么高真空和高壓力都能提高間隙的擊穿電壓？簡述各自運用的局

限性？

答：在高氣壓條件下，氣壓增加會使氣體密度增大，電子的自由行程縮短,

減弱電離工程從而提高擊穿電壓，但高氣壓適用于勻稱電場的條件下而且

要改進電極形態(tài)，點擊應(yīng)細致加工光滑，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

真空下會漸漸釋放出氣體，因此在電氣設(shè)備中只有在真空斷路器等特別場

合下才采納高真空作為絕緣。

2.8什么是細線效應(yīng)？

答；當導(dǎo)線直徑很小時，導(dǎo)線四周簡單形成比較勻稱的電暈層，電壓增加，

電暈層漸漸擴大，電暈放電所形成的空間電荷使電場與勻稱電場類似，這

種現(xiàn)象成為細線效應(yīng)。

3.2勻稱電場中污面閃絡(luò)電壓比純空氣間隙的擊穿電壓要低，緣由是什

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，電極旁邊漸漸累積電荷，使介質(zhì)表面電壓分布不勻稱，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)表面電阻不勻稱以與介質(zhì)表

面有傷痕裂紋也會畸變電場的分布，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，氣隙處場強大，極易發(fā)生電離，產(chǎn)生的帶電質(zhì)點到達

介質(zhì)表面會畸變原電場分布，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。

在勻稱電場中，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)分？

答：電介質(zhì)的電導(dǎo)主要由離子造成，電阻率在范圍內(nèi)，隨著溫度上

升，電阻率下降，金屬電導(dǎo)主要由電子造成，電阻率在范圍，隨

著溫度的上升金屬的電阻率增加

4.7直流和溝通電場下的電介質(zhì)損耗有何差別？選擇溝通電氣設(shè)備的絕緣

材料一般應(yīng)留意什么問題？

答：在直流電壓作用下的介質(zhì)損耗僅漏導(dǎo)損失，溝通時有漏導(dǎo)損失和極化

損失，僅用PV,PS不夠，需用其他特征量來表示介質(zhì)在溝通電壓作用

下的能量損耗。在選擇溝通電氣設(shè)備中須要考慮tan3,若tan8過大引起

絕緣介質(zhì)嚴峻發(fā)熱們甚至導(dǎo)致熱擊穿，固tan8應(yīng)盡量小

4.13固體介質(zhì)點擊穿的特點是什么，為提高其電擊穿常實行什么措施？

答：固體電介質(zhì)電擊穿特點：電壓作用時間短，擊穿電壓高，與電場的勻

稱程度關(guān)系極大，與介質(zhì)特性有關(guān)，在極不勻稱電場中與沖擊電壓作用下

會出現(xiàn)累積效應(yīng)

措施：①改進絕緣設(shè)計，改善電場分布②改進制造工藝，去除雜質(zhì)③改善

運行條件防潮防污加強散熱等措施

4.14固體電介質(zhì)熱擊穿有什么特點，高壓設(shè)備的絕緣材料受潮后為什么

簡單造成熱擊穿？

答：熱擊穿主要是由介質(zhì)損耗的存在，固體電解質(zhì)在電場中漸漸升溫，導(dǎo)

致介質(zhì)電阻下降發(fā)熱增大，同時刻，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經(jīng)常是電擊穿而不是熱擊穿，在高頻電

壓下經(jīng)常是熱擊穿，為什么？

答：雷電沖擊考驗的是絕緣材料內(nèi)部絕緣性，標準雷電波波尾時間在

取值，不會產(chǎn)生熱擊穿，高頻電壓下，絕緣材料的絕緣性會降低，將承受

很大的電流，且試驗時間較長，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場放射產(chǎn)生的電子在電場中被加速，與液體

分子發(fā)生碰撞電離，首先是典禮起先階段，流注發(fā)展階段，最終是主流貫

穿整個間隙

氣泡擊穿理論是由于氣泡er=l小于液體的，所以液體中的氣泡擔當了更

高的場強，氣泡現(xiàn)行電離，氣泡中的氣體溫度上升，體積膨脹，進一步電

離，使油分解出氣體，若電離的氣泡在電場中積累成氣體通道沒擊穿就在

次通道內(nèi)產(chǎn)生。

4.19為什么油的干凈度較高時改善油間隙電場的勻稱性能顯著提高工頻

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勻稱程度有關(guān)，電場的不勻稱程

度增加時，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

集和排列時電場畸變，油電場勻稱帶來的好處不明顯，故當油的干凈度較

高時，盡量應(yīng)使隙電場勻稱。

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：耐熱級別分別有丫,4及8廣乂,11,200,220,250等幾種，為了使絕緣

材料有一個經(jīng)濟合理的運用壽命，才有了耐熱等級的劃分，即規(guī)定一個最

高持續(xù)工作溫度，若材料運用溫度超過規(guī)定溫度則劣化加速，運用溫度越

高，壽命越短。

4.22名詞說明“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，病進而使“小橋”劇烈發(fā)熱，使油和水局部沸騰

氣化，最終沿此氣