高电压及其答案

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1、第一章 电介质的极化、电导和损耗和第二章 气体放电理论 1)流注理论未考虑的现象是表面游离 2)先导通道的形成是以 的出现为特征。 （C）A碰撞游离 B表面游离 C热游离 D光游离 3)电晕放电是一种 。 （A） A自持放电 B非自持放电 C电弧放电 D均匀场中放电 4)气体内的各种粒子因高温而动能增加，发生相互碰撞而产生游离的形式称为 （C） A.碰撞游离 B.光游离 C.热游离 D.表面游离 5)以下哪个不是发生污闪最危险的气象条件？（D） A.大雾 B.毛毛雨 C.凝露 D.大雨 6)以下哪种材料具有憎水性？（A） A.硅橡胶 B.电瓷 C.玻璃 D 金属 7）极性液体和极性固体电介质的

2、相对介电常数与温度和电压频率的关系如何？为什么？ 答：极化液体相对介电常数在温度不变时，随电压频率的增大而减小，然后就见趋近于某一个值，当频率很低时，偶 极分子来来得及跟随电场交变转向，介电常数较大，当频率接近于某一值时，极性分子的转向已经跟不上电场的变 化，介电常数就开始减小。在电压频率不变时，随温度的升高先增大后减小，因为分子间粘附力减小，转向极化对介 电常数的贡献就较大，另一方面，温度升高时分子的热运动加强，对极性分子的定向排列的干扰也随之增强，阻碍转 向极化的完成。极性固体介质的相对介电常数与温度和频率的关系类似与极性液体所呈现的规律。 8）电介质电导与金属电导的本质区别为何？ 答：带

3、电质点不同：电介质为带电离子（固有离子，杂质离子）；金属为自由电子。数量级不同：电介质的 小，泄 漏电流小；金属电导的电流很大。电导电流的受影响因素不同：电介质中由离子数目决定，对所含杂质、温度很敏 感；金属中主要由外加电压决定，杂质、温度不是主要因素。 9）简要论述汤逊放电理论。 答：设外界光电离因素在阴极表面产生了一个自由电子，此电子到达阳极表面时由于 过程，电子总数增至 ed 个。 假设每次电离撞出一个正离子，故电极空间共有（ed 1）个正离子。这些正离子在电场作用下向阴极运动，并撞击 阴极按照系数 的定义，此（ed 1）个正离子在到达阴极表面时可撞出 （ed 1）个新电子，则( ed

4、-1)个正离 子撞击阴极表面时，至少能从阴极表面释放出一个有效电子，以弥补原来那个产生电子崩并进入阳极的 d 电子，则 放电达到自持放电。即汤逊理论的自持放电条件可表达为 r( e-1)=1 或 ed 1。 10）为什么棒板间隙中棒为正极性时电晕起始电压比负极性时略高？ 答：在不均匀电场中，电压极性对气隙的击穿电压和气隙击穿发展过程影响很大，称为极性效应。当棒具有正极性时： 在棒极附近，积聚起正空间电荷，减少了紧贴棒极附近的电场，而略微加强了外部空间的电场，棒极附近难以造成流 注，使得自持放电、即电晕放电难以形成，所以棒板间隙中棒为正极性时电晕起始电压比负极性时略高 U+（电晕） U-（电晕）

5、当棒具有负极性时：电子崩中电子离开强电场区后，不在引起电离，正离子逐渐向棒极运动，在棒极附近出 现了比较集中的正空间电荷，使电场畸变棒极附近的电场得到增强，因而自持放电条件就抑郁得到满足、易于转入 流注而形成电晕现象，所以棒板间隙中棒为负极性时击穿电压比正极性时高 U+（击穿） U-（电晕） 当棒具有负极性时：电子崩中电子离开强电场区后，不在引起电离，正离子逐渐向棒极运动，在棒极附近出现了比较 集中的正空间电荷，使电场畸变棒极附近的电场得到增强，因而自持放电条件就抑郁得到满足、易于转入流注而形 成电晕现象，所以棒板间隙中棒为负极性时击穿电压比正极性时高U+（击穿） U-（击穿）第三章气隙的电气

6、强度 1) SF6 气体具有较高绝缘强度的主要原因之一是电负性 2)冲击系数是 50%放电电压与静态放电电压之比。 3)在高气压下，气隙的击穿电压和电极表面粗糙度有很大关系 4)雷电流具有冲击波形的特点迅速上升平缓下降 5)在极不均匀电场中，正极性击穿电压比负极性击穿电压小 6)我国国家标准规定的标准操作冲击波形成 250/2500s。 7)极不均匀电场中，屏障的作用是由于其对空间电荷的阻挡作用，造成电场分布的改变。 8)调整电场的方法：增大电极曲率半径、改善电极边缘、使电极具有最佳外形。 9）.什么叫间隙的伏秒特性曲线?它有什么作用? 答：在同一波形，不同幅值的冲击电压作用下，间隙上出现的电

7、压最大值和放电时间的关系，称为该间隙的伏秒特性， 表征这个关系的曲线称为伏秒特性曲线。间隙伏秒特性的形状决定于电极间电场分布。 作用是： 伏秒特性对于比较不同设备绝缘的冲击击穿特性具有重要意义。在过电压保护中，如何能保证被保护电气 设备得到可靠的保护(即限制作用在电气设备绝缘上的过电压数值)，就要保证被保护电气设备绝缘的伏秒特性与保 护装置(如避雷器)的伏秒特性之间配合正确。 10）试举例提高气隙击穿电压的各种方法。 答：两个途径：一、改善电场分布，使之尽量均匀；改进电极形状，可以增大电极曲率半径，改善电极边缘，使电极具有 最佳外形；利用空间电荷畸变电场的作用。 二、利用其它方法来削弱气体中的

8、电离过程，如高真空的采用、高气压的 采用。 11）保护设备与被保护设备的伏秒特性应如何配合？为什么？ 答： 保护设备的伏秒特性应始终低于被保护设备的伏秒特性。这样，当有一过电压作用于两设备时，总是保护设备 先击穿，进而限制了过电压幅值，保护了被保护设。 12）.一些卤族元素化合物（如 SF6）具有高电气强度的原因是什么？答：（1）由于含有卤族元素，这些气体具有很强的 电负性，气体分子容易和电子结合成为负离子，从而削弱了电子的碰撞电离能力，同时又加强了复合过程。 （2）这些气 体的分子量都比较大，分子直径较大，使得电子在其中的自由行程缩短，不易积聚能量，从而减少了碰撞电离的能力。 （3）电子在和

9、这些气体的分子相遇时，还易引起分子发生极化等过程，增加能量损失，从而减弱碰撞电离的能力。第四章固体、液体和组合绝缘的电气强度 1)电介质按极性强弱分类，在下面的介质中，弱极性电介质有 ABCDEF，中性电介质有 I，强极性电介质有 GH。 A.H2 B.N2 C.O2 D.CO2 E.CH4 F.空气 G.水 H. 酒精 I.变压器油 J.蓖麻油 2)按照国家标准 GB11021-1989“电气绝缘的耐热性评定和分级”将各种电工绝缘材料耐热程度划分等级，以确定各 级绝缘材料的最高持续工作温度。其中 A 级绝缘材料的最高持续温度是 105，F 级绝缘材料的最高持续温度是 155。 3）电介质是指

10、？ 答：能在其中建立静电场的物质非极性,根据化学结构可以将其分成弱极性电介质、偶极性电介质、离子性电介质 ， 电介质极化的基本形式有电子位移极化、离子位移极化、转向极化、介质界面极化、空间电荷极化。 4）介质损失角正切的计算公式是 tan= IR / IC， tan 表示交流下的介质损耗。 5）影响液体电介质击穿电压的因素有杂质、温度、电压作用时间、电场均匀程度、压力 6）固体介质的击穿形式有电击穿、热击穿、电化学击穿。 7）一般来说，标准电容器采用气体绝缘，电力电容器采用油纸绝缘，为什么？ 答： 气体电介质的相对介电常数接近 1，极化率极小，气体电介质的损耗就是电导损耗，当电场强度小于使气体

11、分子 电离所需要值时，气体介质损耗很小，所以标准电容器采用气体绝缘。而电力电容器采用油纸绝缘是因为油纸绝缘 具有优良的电气性能，干纸和纯油组合后，油填充了纸中薄弱点的空气隙，纸在油中又起了屏障作用，使总体的耐电 强度提高很多。 8）两个标准油杯，一个是含杂质较多的油；另一个是含杂质较少的油，试问： （1）当施加工频电压时，两杯油击穿电压差别很大。 （2）当施加雷电冲击电压时，两杯油击穿电压差别很小，是因为冲击击穿电压作用时间太短，杂质来不及形成桥。 纤维等杂质对极不均匀电场下变压器的击穿电压影响较小，这是因为不均匀场强处扰动大，杂质不易形成桥。 介质热老化的程度主要是由温度和介质经受热作用的时

12、间来决定的。 转向极化程度与电源频率和温度有关，随着频率的增加，极化率减小，随着温度的增加，极化程度先增大后减小 9）纯净液体介质的击穿理论分为电子碰撞电击穿理论和气泡击穿理论 10）影响固体介质击穿电压的主要因素有电压作用时间、电场均匀程度、温度、累积效应、受潮程度 11)测量绝缘材料的泄漏电流为什么用直流电压而不用交流电压？答：因为直流电压作用下的介质损失仅有漏导损 失，而交流作用下的介质损失不仅有漏导损失还有极化损失。所以在直流电压下，更容易测量出泄漏电流。 12)目前液体电介质的击穿理论主要有哪些？ 答：液体介质的击穿理论主要有三类：高度纯净去气液体电介质的电击穿理论、含气纯净液体电介

13、质的气泡击穿理论、 工程纯液体电介质的杂质击穿理论 13）如何提高液体电介质的击穿电压？ 答：工程应用上经常对液体介质进行过滤、吸附等处理，除去粗大的杂质粒子，以提高液体介质的击穿电压。 14）什么叫电介质的极化？极化强度是怎么定义的？ 答：电介质的极化是电介质在电场作用下，其束缚电荷相应于电场方向产生弹性位移现象和偶极子的取向现象。电介 质的极化强度可用介电常数的大小来表示，它与该介质分子的极性强弱有关，还受到温度、外加电场频率等因素的 影响。 15)局部放电引起电介质劣化、损伤的主要原因有哪些？ 答：局部放电引起电介质劣化损伤的机理是多方面的，但主要有如下三个方面：）电的作用：带电粒子对电

14、介质表面 的直接轰击作用，使有机电介质的分子主链断裂；）热的作用：带电粒子的轰击作用引起电介质局部的温度上升，发 生热熔解或热降解；）化学作用：局部放电产生的受激分子或二次生成物的作用，使电介质受到的侵蚀可能比电、热 作用的危害更大。第五章 电气设备绝缘试验（一） 1)非破坏性试验包括哪些？ 答：绝缘电阻试验、局部放电试验、绝缘油的气相色谱分析、介质损耗角正切试验。 破坏性实验包括哪些？ 答：交流耐压试验、直流耐压试验、操作冲击耐压试验、雷电冲击耐压试验 。 2)当绝缘良好时，稳定的绝缘值(较高)，吸收过程相对(较慢)； 绝缘不良或受潮时，稳定的绝缘电阻值(较低)，吸收过程相对(较快)。 3)

15、在对电力设备绝缘进行高电压耐压试验时，所采用的电压波形有(直流)、(交流)、(雷电过电压)、(操作冲击波)。4)正接法和反接法西林电桥各应用在什么条件下？ 答：正接法一般应用于实验室内的测试材料及小设备，实现样品的对地绝缘。实际上，绝大多数电气设备的金属外壳 是直接放在接地底座上的，换句话说，就是试品的一极是固定接地的，这时就要用反接法。第六章 电气设备绝缘试验（二） 1)用铜球间隙测量高电压，需满足那些条件才能保证国家标准规定的测量不确定度？ 答：A 铜球距离与铜球直径之比不大于 0.5 B 结构和使用条件必须符合 IEC 的规定 C 需进行气压和温度的校正 D 应去除灰尘和纤维的影响 2）

16、交流峰值电压表的类型有：电容电流整流测量电压峰值 整流的充电电压测量电压峰值 有源数字式峰值 电压表 3）关于以下对测量不确定度的要求，对交流电压的测量，有效值的总不确定度应在3范围内 4)构成冲击电压发生器基本回路的元件有冲击电容 C1，负荷电容 C2，波头电阻 R1 和波尾电阻 R2，为了获得一很 快由零上升到峰值然后较慢下降的冲击电压，应使 C1C2、R1R2 5)交流高电压试验设备主要是指_高压试验变压器_。 6)在电压很高时，常采用几个变压器串联的方法，几台试验变压器串联的意思是使几台变压器高压绕组的电压相叠 加。 7)实验室测量冲击高电压的方法有_球隙法、分压器峰值电压表法、分压器示波器法、光电测量法。 8)高压实验室中被用来测量交流高电压的方法常用的有几种？ 答： 利用气体放电测量交流高电压，例如静电电压表；利用静电力测量交流高电压，例如静电电压表；利用整流电