华中科技大学武昌分校高电压考试复习

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1、 华中科技大学武昌分校高电压考试第一章：电晕放电定义：由于电场强度沿气隙的分布极不均匀，因而当所加电压达到某一临界值时，曲率半径较小的电极附近空间的电场强度首先达到了起始场强 E0，因而在这个局部区域出现碰撞电离和电子崩，甚至出现流注，这种仅仅发生在强场区（小曲率半径电极附近空间）的局部放电称为电晕放电 。特点：电晕放电是极不均匀电场特有的自持放电形式，电晕起始电压低于击穿电压，电场越不均匀其差值越大。绘制伏秒特性的方法 ：保持冲击电压波形不变，逐级升高电压使气隙发生击穿，记录击穿电压波形，读取击穿电压值 U 与击穿时间 t。 当电压不很高时击穿一般在波长发生；当电压很高时，击穿百分比将达 1

2、00，放电时延大大缩短，击穿可能发生在波前发生 。 当击穿发生在波前时，U 与 t 均取击穿时的值；当击穿发生在波长时， U 取波峰值，t 取击穿值50伏秒特性的绘制： 极不均匀：平均击穿场强低，放电时延长，曲线上翘；稍不均匀：平均击穿场强高，放电时延短，曲线平坦。因此在避雷器等保护装置中，保护间隙采用均匀电场，确保在各种电压下保护装置伏秒特性低于被保护设备。棒-棒电极击穿电压介于不同极性棒- 板之间液体电介质的击穿理论电击穿：认为在电场作用下，阴极上由于强场发射或热发射出来的电子产生碰撞电离形成电子崩，最后导致液体击穿气泡击穿：认为液体分子由电子碰撞而产生气泡，或在电场作用下因其它原因产生气

3、泡，由气泡内的气体放 电，产生电和热而引起液体击穿。液体中气泡产生的原因：油中易挥发的成分；阴极的强场发射或热发射的电子电流加热液体介质，分解出气体；溶解于油中的外来气体；由电场加速的电子碰撞液体分子，使液体分子解离产生气体；电极上尖的或不规则的凸起物上的电晕放电引起液体气化提高液体介质击穿电压的方法：提高油的品质 过滤；防潮；除去水分和气体2 覆盖层 在金属电极上贴固体绝缘薄层，可阻断杂质小桥油本身品质越差，电压作用时间越长，效果越好。 3 绝缘层 当覆盖层厚度增大，本身承担一定电压时，成为绝缘层。用在不均匀电场中，被覆在曲率半径较小的电极上 。4 屏障 放在电极间油间隙中的固体绝缘板作用可

4、以割断杂质小桥的形成 第 4 章：1、高压实验变压器特点1.电压高 击穿电压比正常工作电压高很多2.容量小 在击穿前只需要提供电容电流；击穿后，切断 电源，出现短路时间短。一般试品的电容量小，故容量小3.体积小 容量小，故体积小；电压高，套管大而长4.绝缘裕度小 实验条件下，产生的过电压小，绝缘裕度小5.连续运行时间短 运行时间短，发热较轻6.漏抗大 工频高电压的测量方法 ： 1、球隙测压器 根据球的直径和被测电压类型查找放电电压表 2、静电电压表 利用静电力的效应制成的，让外力与静电力平衡，外力的大小反应外加电压的大小3、峰值电压表4、分压器配低压表计 电阻分压器和电容分压器多级 冲击电压发

5、生器(Marx 回路）工作原理：并联充电、串联放电电阻 R 的作用： 充电过程看，R 可以取为零；放电过程，要求 R 足够大，可减小附加放电的不利影响。阻尼电阻 Rd 的作用：阻尼寄生振荡。n 级冲击电压发生器的等效关系【见课本 103 页】第七章：一.雷电放电过程 1.先导阶段微弱的放电通道，分级推进，每级平均长度 2550m，下行的平均速度 0.10.8m/us.电流不大数十至数百安2.主放电和迎面流注阶段下行先导场强高，使周围空气电离，在地面或突起的物体上形成向上的迎面先导，当下行先导与迎面先导相遇，进入主放电阶段，出现强烈电荷中和过程，出现雷鸣和闪光。主放电时间短，50100us;速度

6、快，50100m/us;电流大，数十至数百千安3.余辉阶段主放电之后，云层中剩余电荷沿导电通道流向大地，持续时间 0.030.15s，电流为数百安输电线路耐雷性能的若干指标：输电线路的耐雷性能和所采用防雷措施效果在工程上用耐雷水平和雷击跳闸率来衡量耐雷水平是指雷击线路时，其绝缘尚不至于发生闪络的最大雷电流幅值，单位为 kA。防雷保护装置：指能使被保护物体避免雷击，而引雷于本身，并顺利地泄入大地的装置。避雷针和避雷线保护原理：当雷云放电时使地面电场畸变，在避雷针的顶端形成局部场强集中的空间以影响雷电先导放电的发展方向，使雷电对避雷针放电，再经过接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。

7、避雷针适宜于象变电所、发电厂那样相对集中的保护对象；避雷线主要用于架空线路那样伸展很广的保护对象。管型避雷器利用电弧燃烧时产生的热量使产气管里的产气材料（纤维、塑料、橡胶等）产生气体纵吹电弧，使电弧熄灭。伏秒特性陡峭、动作产生截波、放电分散性大，主要用于输电线路上绝缘比较薄弱的地方。1、汤逊理论主要用于解释 短气隙 、 低气压 的气体放电。2、 “棒板”电极放电时电离总是从 棒 开始的。3、正极性棒的电晕起始电压比负极性棒的电晕起始电压 高 ，原因是 崩头电子被正极性棒吸收, 有利于电子崩的发展 。4、电力系统中电压类型包括 工频电压 、 直流电压 、 雷电冲击电压 和 操作冲击电压 等 4

8、种类型。5、在 r/R 等于 0.33 时同轴圆筒的绝缘水平最高。6、沿面放电包括 沿面滑闪 和 沿面闪络 两种类型。7、电介质的电导包括 离子电导 和 电子电导 两种类型，当出现 电子电导 时电介质已经被击穿。8、弱极性液体介质包括 变压器油 和 蓖麻油 等，强极性液体介质包括 水 和 乙醇 （至少写出两种） 。9、影响液体介质击穿电压的因素有_电压形式的影响 、 温度、含水量、含气量的影响 、 杂质的影响 油量的影响 （至少写出四种） 。10、三次冲击法冲击高电压实验是指分别施加 三次正极性 和 三次负极性冲击电压 的实验。 11、变压器油的作用包括 绝缘 和 冷却 。12、绝缘预防性实验

9、包括绝缘电阻 、介质损耗角正切、工频高压试验、直流高压试验 和 冲击高电压试验 等。13、雷电波冲击电压的三个参数分别是 波前时间 、 半波时间 和 波幅值 。14、设备维修的三种方式分别为 故障维修 、 预防维修 和 状态维修 。15、介质截至损耗角正切的测量方法主要包括 基波法 和 过零相位比较法 两种。16、影响金属氧化物避雷器性能劣化的主要是 阻性泄露 电流。17、发电厂和变电所的进线段保护的作用是 降低入侵波陡度 和 降低入侵波幅值 。18、小波分析同时具有在 时域范围 和 频率范围 内对信号进行局部分析的优点，因此被广泛用于电力系统 局部放电 的检测中。19、电力系统的接地按其功用

10、可为 工作接地 、 保护接地 和 防雷接地 三类。20、线路末端短路时电压反射波为 与入射波电压相同 ，电流反射波为 与入射波电流相反 。21、反向行波电压和反向行波电流的关系是 u=-Zi 。22、 “云地”雷电放电过程包括 先导放电 、 主放电 和 余辉放电 三个阶段。23、气体放电通常可分为 非自持放电 和 自持放电 两种。24、防雷保护装置包括 避雷针 、 避雷线 、 避雷器 和 防雷接地装置 四种。25、避雷器动作起始电压为 泄漏电流为 1mA 时的电压。27、自动重合闸的工作原理是 当线路故障跳闸后 0.6s 重新合闸 1 次，如果故障仍然存在，则永久跳闸不再进行重合。28、电力系

11、统合闸时同时满足 电压幅值相等 、 电压相角相等 和 电压频率 三个条件合闸产生的过电压最小。29、我国规定的雷电流的波前和波长时间分别为 1.2us 和 50us 。30、电力系统中小电感负荷包括 空载变压器 、 并联电抗器 和 消弧线圈 等。31、电力系统中小电容负荷包括 空载长线 、 电缆 和 电容器组 等。32、影响空载线路合闸的因素包括 合闸相角 、 残余电荷 和 回路损耗 等。名词解释1、自持放电：当外施电压达到某一临界值 U0后，不依靠外界电离因素，依靠外施电压就能维持气体放电，称为自持放电2、汤逊理论：汤逊理论认为电子碰撞电离是气体放电的主要原因。二次电子主要来源于正离子碰撞阴

12、极，而阴极逸出电子。二次电子的出现是气体自持放电的必要条件。二次电子能否接替起始电子的作用是气体放电的判据。汤逊理论主要用于解释短气隙、低气压的气体放电。3、流注理论：流注理论认为气体放电的必要条件是电子崩达到某一程度后，电子崩产生的空间电荷使原有电场发生畸变，大大加强崩头和崩尾处的电场。另一方面气隙间正负电荷密度大，复合作用频繁，复合后的光子在如此强的电场中很容易形成产生新的光电离的辐射源，二次电子主要来源于光电离。4、液体中被掩盖的气体放电：当液体两端加外电压时，液体掩盖的气泡周围就会形成电场，随着电压的升高，气泡周围场强也随之大，当达到某一临界值时，气泡周围的气体、液体发生电离。5、液体

13、桥接纤维击穿：液体中存在纤维桥等杂质，纤维极易受潮，介电常数增大，在外电场作用下，发生极化并游到电场强度最高的地方，纤维首尾连接，在电极间形成导电桥，纤维桥电导率大，电流密度大，引起的焦耳热大，会使得纤维附近的潮气和个别低沸点的液体蒸发成气泡，并击穿，此种击穿称为纤维桥击穿。6、进线段保护：在变电所进线长度为 12km 范围内装设避雷线和避雷针后，为了防止入侵波引起的过电压超过变压器设备的绝缘水平而损坏设备，通过在进线段并联电容和串联电抗器等措施，以降低入侵波的陡度和幅值，从而达到降低入侵波引起的过电压水平。这叫做变电所、发电厂的进线段保护。7、彼德逊法则：沿线路传来的电压波 加倍作为等值电压

14、源；1u线路波阻抗 用数值相等的电阻来代替作为等值电压源内阻；1Z为负载，负载可以是波阻抗，也可以是电阻、电感、电容等集中参数。2求等值回路中 A 点的电压，即电压折射波 ，该等值电路法则称为彼德逊法则2u8、耐雷水平：耐雷水平是指雷击线路时线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值9、电弧间歇接地：单相接地故障时，由于接地电容电流的增大，故障消失后，电弧难以自动熄灭，但又不会形成稳定的电弧，当电流过零时电弧熄灭，之后又重燃，引起电路的震荡，这种“熄灭重燃”称为电弧间歇接地三、问答题1、请问汤逊理论的实质是什么，汤逊理论与流注理论在解释气体放电方面有什么区别？1）汤逊理论认为电子碰撞电离是气体放电的主

15、要原因。二次电子主要来源于正离子碰撞阴极，而阴极逸出电子。二次电子的出现是气体自持放电的必要条件。二次电子能否接替起始电子的作用是气体放电的判据。流注理论认为气体放电的必要条件是电子崩达到某一程度后，电子崩产生的空间电荷使原有电场发生畸变，大大加强崩头和崩尾处的电场。另一方面气隙间正负电荷密度大，复合作用频繁，复合后的光子在如此强的电场中很容易形成产生新的光电离的辐射源，二次电子主要来源于光电离。2）汤逊理论主要解释低气压、短气隙的气体放电现象。流注理论主要解释高气压、长气隙的气体放电现象2、提高气体介质电气强度的方法有哪些措施？其原理是什么？一）改善均匀电场1) 改进电机形状以改善均匀电场2) 利用空间电荷以改善均匀电场3) 极不均匀电场用屏蔽改善均匀电场原理：均匀电场的平均击穿电压较不均匀场的平均击穿电压高二）削弱或抑制电离过程1） 高电压2） 采用强电负性气体3） 高真空原理：1）高气压时电子的自由平均行程短，从而削弱或抑制电离过程2）采用强电负性气体，利用电子的强附着效应抑制电