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1、同济大学高电压复习专用1、气体中电子产生的方式有哪些？各有什么特点？(1) 碰撞电离方式，电离能为与中性原子 (分子)碰撞瞬时带电粒子 所具有的动能。虽然正、负带电粒子都有可能与中性原子(分子)发生碰 撞，但引起气体发生碰撞电离面产生正、负带电质点的主要是自由电 子而不是正、负离子。(2) 光电离方式，电离能为光能。由于电离能需要达到定的数值， 因此引起光电离的光主要是各种高能射线而非可见光。(3) 热电离方式，电离能为气体分子的内能。由于内能与绝对温度 成正比，因此只有温度足够高时才能引起热电离。(4) 分级电离方式，原子中电子在外界因素的作用下可跃迁到能级 较高的夕卜层轨道，称为激励，所需
2、的能量称为激励能We,激励能比电 离能小。2、学会描述气体电流随夕加电压变化的原理？说明什么是自持放 电，什么是非自持放电(1) 宇宙线和放射性物质的射线会使气体发生微弱的电离而产生 少量带点质点，在I-U曲线的OA段，气隙中电流随外施电压的提高而 增大，这是因为带点质点向电极运动的速度加快导致复合率减小所致。 当电压接近Ua时，电流趋于饱和，因为此时由外电离因素产生的带电 质点全部进人电极，所以电流值仅取决于夕电离因素的强弱而与电压 无关。电压升高至Ub时，电流又开始增大，这是由于电子碰撞电离引 起的，此时电子在电场作用下已积累起足以引起碰撞电离的动能。电 压继续升高至Uc时，电流急剧上升，
3、说明放电过程又进入了一个新的 阶段。此时气隙转人良好的导电状态，即气体发生击穿了。(2) 外电离因素消失，不能维持发电发展过程。这种需要外界电 离因素支持的放电称为非自持放电外电离因素消失，气隙中电离过程也能继续下去。这种只依靠电 场就能维持下去的放电称为自持放电3、汤逊理论和流柱理论各适用什么样的场合？汤逊放电理论与流注放电理论都认为放电始于起始有效电子通过 碰撞电离形成电子崩，但对之后放电发展到自持放电阶段过程的解释 是不同的。汤逊放电理论认为通过正离子撞击阴极，不断从阴极金属 表面逸出自由电子来弥补引起电子碰撞电离所需的有效电子。而流注 放电理论则认为形成电子崩后，由于正、负空间电荷对电
4、场的畸变作 用导致正、负空间电荷的复合，复合过程所释放的光能又引起光电离， 光电离结果所得到的自由电子又引起新的碰撞电离，形成新的电子崩 且汇合到最初电子崩中构成流注通道，而一旦形成流注放电就可自已 维持。因此汤逊放电理论与流注放电理论最根本的区别在于放电达到 自持阶段过程的解释不同，或自持放电的条件不同。汤逊放电理论适合于解释低气压、短间隙均匀电场中的气体放电 过程和现象，而流注理论适合于大压下，非短间隙均匀电场中的气体 放电过程和现象。4、理解巴申定理为什么有最小值？均匀电场中几种气体击穿电压U。与pd的关系击穿电压U存在最 小值是因为，当 d 一定时，改变气体气压 p，p 增大，8（气体
5、的相对密 度，指气体密度与标准大气条件下的密度比）随之增大，电子在运动过 程中易与气体分子相碰撞，两次碰撞之间走过的路径（自由行程）很短。 虽然碰撞次数增多，但电子积累的能量不足以引起气体分子发生电离， 因而击穿电压升高;反之，p减小，6随之减小，电子在运动中碰撞次 数减少，击穿电压也升高。当p定时，改变s,也将改变击穿电压。增 大d，必然要升高电压才能维持足够的电场强度，使间隙击穿;反之， 若减小，则电子由阴极运动到阳极时，碰撞次数太少，击穿电压就会 升高5、解释操作冲击电压曲线为什么是 U 型？ 左半支:当波前时间从临界值逐渐减小时，留给放电发展的时间缩 短了，相当于放电时延减小了，必然要
6、求有更高的电压才能击穿。右半支:留给放电发展的时间已经足够长，棒极附近同号的空间电 荷有时间被驱赶到离棒极较远的地方，使空间电荷不再集中在棒极附 近，使得空间电荷造成的附加电场减弱，不用利于放电进一步发展。6、以穿墙套管为例解释滑闪放电过程，用什么措施可以避免或者 提高滑闪的电压解由于电场的强垂直分量，使得流过体积电阻r2和电容C的电流 分量大，流过表面电阻 r1 的电流逐渐减小。法兰附近沿介质表面电流 密度最大，电位梯度也最大，因此最先出现初始的沿面放电。在电场强垂直分量的作用下，带电质点撞击分质表面，引起局部 温升，导致热电离，从而带电质点剧增，电阻剧降，通道迅速增长， 即滑闪放电热电离是
7、滑闪放电的重要特征提高套管沿面闪絡电压的方法1、减小C值，如加大法兰处套管外径，或采用瓷油组合绝緣结构。2、减少法兰附近的瓷表面的电阻率，在此处涂半导体漆或上半导 体釉，以改善电位分布。7、固体介质击穿主要有哪几种形式？各有什么特点。答：固体电介质的击穿中，常见的有热击穿、电击穿和电化学击 穿(1) 热击穿热击穿的主要特征是：不仅与材料的性能有关，还在很大程度上 与绝缘结构(电极的配置与散热条件)及电压种类、环境温度等有关， 因此热击穿强度不能看作是电介质材料的本征特性参数。(2) 电击穿电击穿的主要特征是：击穿场强高，实用绝缘系统不可能达到； 在一定温度范围内，击穿场强随温度升高而增大，或变
8、化不大。均匀 电场中电击穿场强反映了固体介质耐受电场作用能力的最大限度，它 仅与材料的化学组成及性质有关，是材料的特性参数之一。(3) 电化学击穿击穿从耐电强度低的气体开始，表现为局部放电，然后或快或慢 地随时间发展至固体介质劣化损伤逐步扩大，致使介质击穿。8、极性液体或固体电介质介电常数与温度和、电压频率有什么关 系答：(1)温度对极性液体电介质的r 值的影响如图 2-2 所示，当温度很低时，由于分子间的联系紧密，液体电 介质黏度很大，偶极子转动困难，所以r 8很小；随着温度的升高，液 体电介质黏度减小，偶极子转动幅度变大，r 8随之变大；温度继续升 高，分子热运动加剧，阻碍极性分子沿电场取
9、向，使极化减弱，r 8又 开始减小。(2)频率对极性液体电介质的r 8值的影响如图2-1所示，频率太高时偶极子来不及转动，因而r 8值变小。 其中Or 8相当于直流电场下的介电常数，ff1以后偶极子越来越跟不 上电场的交变，r 8值不断下降；当频率f=f2时，偶极子已经完全跟不 上电场转动了，这时只存在电子式极化，r 8减小到r 88,常温下，极 性液体电介质的r 836。9、实验的电路图、结果分析 答：由一组高压大电容量的电容器，先通过直流高压并联充电，充电时间为几十秒到几分；然后通过触发球隙的击穿，并联地对试品 放电，从而在试品上流过冲击大电流。10、兆欧表的工作原理？哪些因素影响其测量的
10、准确度，解释为 什么与兆欧表表针相连的有两个线圈，一个同表内的附加电阻 R 串联; 另一个和被测电阻 R 串联，然后一起接到手摇发电机上。当手摇动发电机 时，两个线圈中同时有电流通过，在两个线圈上产生方向相反的转矩， 表针就随着两个转矩的合成转矩的大小而偏转某一角度，这个偏转角 度决定于两个电流的比值，附加电阻是不变的，所以电流值仅取决于 待测电阻的大小。1 被试品上有残余电荷2 温度11、西林电桥平衡应符合哪些条件，如何计算介电常数、损耗角 正切答：西林电桥是利用电桥平衡的原理，当流过电桥的电流相等时， 电流检流计指向零点，即没有电流通过电流检流计，此时电桥相对桥臂上的 阻抗乘积值相等，通过
11、改变R3和C4来确定电桥的平衡以最终计算出 Cx和tan&采用标准电容器是因为计算被试品的电容需要多个值来确 定，如果定下桥臂的电容值，在计算出tan6的情况下仅仅调节电阻值 就可以最终确定被试品电容值的大小。这一试验项目的测量准确度受到下列因素的影响：处于电磁场作 用范围的电磁干扰、温度、试验电压、试品电容量和试品表面泄露的 影响。12、学会解释采用并联电、串联电感对入侵电压波陡度的影响， 原理是什么，画电路图，列方程解释课本 146 页13、避雷针高度的计算、14、学会说明阀型避雷器的残压、额定电压、保护特性、续流的 含义答：金属氧化物避雷器电气特性的基本技术指标：（1）额定电压避雷器两端
12、允许施加的最大工频电压有效值， 与热负载有关，是决定避雷器各种特性的基准参数。（2）最大持续运行电压允许持续加在避雷器两端的最大工频 电压有效值，决定了避雷器长期工作的老化性能。（3）参考电压避雷器通过 lmA 工频电流阻性分量峰值或者 lmA 直流电流时，其两端之间的工频电压峰值或直流电压，通常用 U1mA 表示。从 该电压开始，电流将随电压的升高而迅速增大，并起限制过电压作用。 因此又称起始动作电压，也称转折电压或拐点电压（4）残压放电电流通过避雷器时两端出现的电压峰值。包括 三种放电电流波形下的残压，避雷器的保护水平是三者残压的组合。（5）通流容量表示阀片耐受通过电流的能力。15、什么是
13、雷击跳闸率、和哪些因素有关系 雷击跳闸率是指每年 40 个落雷日每 100km 线路由雷击引起线路跳闸次数。雷击输电线路的跳闸次数与线路可能受雷击的次数有密切关系。 而线路可能受雷击的次数与线路的等效受雷击宽度、每个雷暴日每平 方公里地面的平均落雷次数、线路长度及线路所经过地区的雷电活动 程度有关。16、什么是进线段、有什么用 答：变电所进线段保护的作用在于限制流经避雷器的雷电流幅值 和侵入波的陡度。针对不同电压等级的输电线路，具体要求如下：未沿全线架设避雷线的35kV110k V架空送电线路，应在变电所 1km2km的进线段架设避雷线作为进线段保护，要求保护段上的避 雷线保护角宜不超过 20
14、，最大不应超过 30；110k V及以上有避雷线架空送电线路，把2km范围内进线作为进 线保护段，要求加强防护，如减小避雷线的保护角a及降彳氐杆塔的接 地电阻Rio要求进线保护段范围内的杆塔耐雷水平，达到表8-7的最 大值，以使避雷器电流幅值不超过5kA（在330500kV级为10kA）, 而且必须保证来波陡度a不超过一定的允许值。17、避雷器保护变压器的时候，避雷器动作后作用被保护设备的 电压高于避雷器残压、解释为什么，避雷器的电压高低与什么因素有 关系避雷器和被保护设备之间总是存在一段电气距离，在这种情况下， 当阀式避雷器动作后，由于波的折射和反射，具体见195页。18、空载长线的电容效应
15、是怎么产生的，为什么会在末端并联电 抗器可以起到补偿的作用？空载线路可看作由分布的 L-C 回路构成，在工频电压作用下，线 路的总容抗一般远大于导线的感抗，因此由于电容效应使线路各点电 压均高于线路首端电压，而且越往线路末端，电压越高。，在投入并 联抗器后，通过补偿空载线路的电容性电流从而削弱电容效应来达到 降低工频电压升高的目的。19、操作过电压的种类及产生原理、影响因素及其限制的措施 （不怎么会考）20、试分析直流电势E合闸于有限长导线（长度为丨，波阻为Z）的 情况，末端对地接有电阻R（如图7-24所示）。假设直流电源内阻为零。当R=Z时，分析末端与线路中间2l的电压波形；（2）R =8时，分析末端与线路中间2l的电压波形；（3）当 R=0时，分析末端的电流波形和线路中间2I的电压波形。解：（1）当R=Z时，没有反射电压波和反射电流 波，即10b u二。则末端与线路中间2I的电压相同，2111b f u u u u E = = + =,波形如下。图末端接集中负载R=Z时的电压波形（2）当 R =8时，根据折射和反射系数计算公式（ 7-17）， 1,2二邙a,即末端电压U 2=u 2f =2E，反射电压u 1b =E，线路中 间2I的电压1112b f u u u E = + =,波形如下。图（2） 末端开路时的电压波形（3）当 R=0 时，根据折射和
