高电压技术复习材料碰撞电离处在电场中的带电粒子在电场力的作用下沿电场方向作加速运动并积累能量,当具有足够能量的带电粒子与气体分子碰撞产生的电离.
介质损耗电介质的功率损耗简称介质损耗,一种是由电导引起的损耗,另一种是由某些极化引起的损耗.
波阻抗电压波与电流波的比值称为波阻抗.
绕击雷电绕过避雷线的保护范围而击于导线. 雷击跳闸率指折算到40个雷电日和100km 的线路长度下因雷击引起的线路跳闸次数. 耐雷水平雷击线路但尚不致引起绝缘闪络的最大雷击电流峰值.
汤森理论和流注理论的基本观点适用范围汤森理论的基本观点：电子的碰撞电离是气体放电时电流倍增的主要原因,而阴极表面的电子发射是自持放电的重要条件.缺陷：有局限性,特别对δd较大时气隙放电的许多特点无法解释.
流注理论的基本观点: (1)以汤森理论的碰撞电离为基础,强调空间电荷对电场的畸变作用,着重于用气体空间的光电离来解释气体放电通道的发展过程.(2)放电从起始到击穿并非碰撞电力连续量变的过程,当初始电子崩中离子数达到108以上时,要引起空间光电离这样一个质的变化,此时由光子造成的二次崩向主崩汇合而成流注.(3)流注一旦形成,放电就转入自持.
汤森理论只适用于pd值较小的范围,流注理论只适用于pd值较大的范围,两者的过度值为pd=26.66kpacm. 附:巴申定律:据自持放电条件可以退得均匀电场中间隙的自持放电起始电压或击穿电压与有关影响因素的关系:V0=f(Pd) P:气压d:极间电压
液体电介质的击穿特性: 两种击穿形式:电击穿(在电场作用下,阴极上由于强电场发射或热发射出来的电子产生碰撞电离形成电子崩,最后导致击穿)和由气泡或其他悬浮杂质导致的热击穿(气泡击穿理论:1)用”小桥”理论论述.工程用液体电解质中含有杂质,水分和气体,实质是液体中的气体被击穿2)静态电压作用下杂质”小桥”的形成,泄露电流增大,局部放电等产生气体和发热使水分汽化形成气泡3)气泡“小桥”形成,气体的耐压强度比液体的低得多,击穿就容易发生在气泡小桥中) 影响因素: 电场的均匀程度,电场越不均匀,击穿场强越低.击穿过程受水分等杂质影响大. 措施：提高油间隙击穿强度,在实际绝缘结构中采用油与固体介质组合绝缘.
提高油的品质,变压器油在使用一段时间后进行净化处理.
固体介质的击穿机理：(1)热击穿：当达到某一临界电压时,在所有温度下,发热量总量大于散热量.介质温度将持续上升(电流增大),直到产生热破坏(烧成导电通道),并永远丧失绝缘性能.(2)电击穿：在强电场下电介质内部带电粒子剧烈运动,发生碰撞电离,破坏了固体介质的晶格结构,使电导增大而导致击穿. 影响因素：电压,电场均匀程度,受潮,累积效应. 措施：改进绝缘设计(采用合理的绝缘结构,改善电极形状及表面光洁度,尽量使电场均匀,消除接触气隙,确保可靠密封)改进制作工艺(消除残留的杂质,气泡,水分等)改善影响环境(防潮防尘和防止有害气体的侵蚀,加强散热冷却)
交流耐压实验和直流耐压实验的比较 1.直流下没有电容电流,要求电源容量很小,加上可以用串极的方法产生高压直流,试验设备可以做得比较轻巧,适用于现场预防性试验.2.直流耐压试验时,可以同时测量泄漏电流. 直流耐压实验比交流耐压试验更能发现电机端部的绝缘缺陷.但是由于交,直流下绝缘内部的电影分布不同,直流耐压试验不如交流下接近实际情况,因此不能用直流完全代替交流耐压试验,两者应配合使用. 冲击电压试验就是用来检验各种高压电气设备在雷电过电压和操作过电压作用下的绝缘性能或保护性能.冲击电压发生器是产生冲击电压波的装置.
冲击电压测量方法：测量球隙(测量电压峰值)；分压器—峰值电压表；分压器-示波器(记录波形)设备：从试品接到分压器高压端的高压引线；分压器；把分压器与示波器连接起来的同轴电缆；示波器. 反击：接地的杆塔及避雷线电位升高导致线路绝缘闪络. 雷直击三种
情况：雷击杆塔；雷击避雷线；雷绕击于导线. 防雷措施：1)架设避雷线(防止雷直击导线,有分流作用以减小流经杆塔的雷电流,降低塔顶电位)2)降低杆塔接地电阻(可以减小雷击杆塔时的电位升高)3)架设耦合地线(加强避雷线与导线间的耦合使线路绝缘上的过电压降低,增加对雷电流的分流作用) 4)采用中性点非有效接地方式(增加分流和对未闪络相的耦合作用,使未闪络相绝缘上的电压下降,而提高线路的耐雷水平)5)加强线路绝缘(加大大跨越档导,地线间的距离,以加强线路绝缘)6)装设自动重合闸(大多数雷击事故在线路跳闸后能自行消除,安装后可降低线路的雷击事故率)
填空题 1.固体电介质电导包括表面电导和体积电导
2.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，造成电场分布改变
3.电介质的极化形式包括电子式极化、离子式极化、偶极子极化和夹层极化。
4气体放电现象包括击穿和闪络两种现象。
5.带电离子的产生主要有碰撞电离、光电离、热电离、表面电离等方式。
6.按绝缘缺陷存在的形态而言,绝缘缺陷可分为集中性缺陷和分散性缺陷两大类。
7.在接地装置中，接地方式可分为防雷接地、工作接地、保护接地。
8高电压技术研究的对象主要是电气装置的绝缘,绝缘的测试,电力系统的过电压等
9.输电线路防雷性能的优劣主要用耐压水平和雷击跳闸率来衡量。
10.相对介电常数是表征电介质在电场作用下极化程度的物理量。
11. tgδ测量过程中可能受到两种干扰，一种是电场干扰、磁场干扰。
12.在末端开路的情况下，波发生反射后，导线上的电压会提高一倍。13.每一雷暴日、每平方公里地面遭受雷击的次极化数称为地面落雷密度
14.先导放电与其它放电的典型不同点是出现了梯级先导
15．波阻抗为Z的线路末端接负载电阻R，且R=Z，当入射波U0入侵到末端时，折射系数α= 1
16．Z1、Z2两不同波阻抗的长线相连于A点，行波在A点将发生反射，反射系数β的取值范围为1≤β≤1
17. 当导线受到雷击出现冲击电晕以后，它与其它导线间的耦合系数将增大电源容量越小，空载长线的电容效应越大
18．根据巴申定律，在某一PS值下，击穿电压存在极小(最低)值沿面放电发展到整个表面空气层击穿的现象叫闪络
19.避雷器其类型分为保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器
20.传输线路的波阻抗与单位长度电感L0和电容有关，与线路长度无关。
21.变压器内部固体绝缘的老化形式有：电老化和热老化
22.根据内部过电压产生的原因可分为操作过电压和暂时过电压。
23.避雷针(线)的保护范围是指具有0.1% 左右雷击概率的空间范围。
24.降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平和防止反击的有效措施。
25.电源容量越小，空载长线的电容效应越大
26.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热游离（热电离）]]
27.在极不均匀电场中，正极性击穿电压比负极性击穿电压低
28.减少绝缘介质的介电常数可以提高电缆中电磁波的传播速度。\
29.沿面放电就是沿着固体表面气体中发生的放电。
30.埋入地中的金属接地体称为接地极（工作接地、保护接地、防雷接地、静电接地）电流迅速注入大地装置，其作用是减小（降低）接地电阻. 31.电磁波沿架空线路的传播速度为3×108 M/S
汤生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游离形成电子崩,但对之后放电发展到自持放电阶段过程的解释是不同的。汤生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游离所需的有效电子。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游离，光游离结果所得到的自由电子又引起新的碰撞游离，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，放电就可自己维持。因此汤生放电理论与流注放电理论最根本的区别在于对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。
汤生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气压下，非短间隙均匀电场中的气体放电过程和现象。
电晕放电是在不均匀电场中，电场强度大的局部区域中发生的放电，此时整个气体间隙仍未击穿，但在局部区域中气体已击穿。
在同一波形、不同幅值的冲击电压作用下，气体间隙(或固体绝缘)上出现的电压最大值与放电时间(或击穿时间)的关系，称为气体间隙(或固体绝缘)的伏秒特性。
对已投入运行电气设备的绝缘按规定的试验条件、试验项目、试验周期进行的定期检查或试验，称为预防性试验。通过试验及早和及时发现设备绝缘的各种缺陷(制造过程中潜伏的、运输过程中形成的、或运行过程中发展的)，并通过检修将这些绝缘缺陷排除，从而起到预防发生事故或预防设备损坏的目的，所谓预防性的含义就在于此。电气设备绝缘的预防性试验可分为两大类：
1.绝缘特性试验。也称非破坏性试验，它是指在较低电压(低于或接近额定电压)下通过测量绝缘的各种特性(如绝缘电阻、介质损失角正切tgδ等)的各种试验。由于试验电压低，所以在试验过程中不会损伤电气设备的绝缘。
2.耐压试验。耐压试验时，在设备绝缘上施加各种耐压试验电压以考验绝缘对这些电压的耐受能力。耐压试验电压则模拟电气设备绝缘在运行过程可能遇到的各种电压(包括过电压)的大小和波形。由于耐压试验电压大大高于额定工作电压，所以在试验过程中有可能(但不一定)对绝缘造成一定的损伤(即破坏)，并有可能使原本有缺陷但可修复的绝缘发生击穿。因此，尽管耐压试验较绝缘特性试验更为直接和严格，但须在绝缘特性试验合格后才能进行。影响气体间隙击穿电压的因素主要有二个：
1.间隙中电场的均匀程度间隙距离相同时，电场越均匀，击穿电压越高。
2.大气条件气压、温度、湿度
提高气体间隙击穿电压主要从两个方面考虑：
1.改善电场分布具体措施有改变电极形状和采用极间屏障。要注意的是：负棒-正板气体间隙极间加屏障后不一定都能提高击穿电压，这要看屏障的位置。
2.削弱游离过程气体击穿的根本原因是发生了游离，若采取措施削弱这种游离过程，当然击穿电压就提高了。具体措施是采用三“高”：高气压，高真空，高绝缘强度的气体(如SF6气体)。
绝缘配合就是要协调配合好电力系统中的过电压、限压措施与电气设备绝缘水平三者之间的关系，使之在经济上、技术上、运行上都能接受。电气设备的绝缘水平是设备绝缘应能耐受(不发生闪络、击穿或其它损坏)的电压，也即耐压试验时的试验电压。电气设备对于工频交流、雷电冲击和操作冲击电压的绝缘水平或耐压试验电压是不同的。
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?????????????????????间隙电弧接地过电压切除空载变压器过电压空载线路分闸过电压空载线路合闸过电压操作过电压铁磁谐振过电压线性谐振过电压谐振过电压工频过电压暂时过电压内过电压
● 交流耐压试验（高压试验）中所用的设备要求： 调压器：调压平稳，波形不畸变， 分为自耦式（调压平稳，波形好，容量小）和移圈式（波形好，容量大） 试验变压器：升压，变比大，容量小 球间隙：保护用，防止误操作。
● 提高气隙击穿电压的措施有哪些？
答：（1）改变电极形状，尽量使电场均匀（2）采用高气压（3）采用高真空（4）在电极表面加一层固体绝缘（5）采用高强度气体（6）在电极之间加屏障（极间障）
● 为什么研究高电压技术？）电力系统电压等级的不断提高，系统的规模在不断扩大。）
高压大容量电气设备的制造
● 沿面放电：当极间电压超过一定值时常常在固体介质和空气的交界面上产生放电。沿两种介质交界面的放电现象
提高沿面放电电压的措施：1）增加绝缘子的沿面距离2曲面起动阻碍电子运动，屏障作用；）对表面进行处理涂防污油、有机硅油、憎水，适量发热干燥；）改变绝缘子形状，防污型绝缘子；
沿面的闪络电压比纯空气击穿电压低。为了提高均匀电场气隙的沿面闪络电压，应使固体介质表面光滑，保持干燥。实际绝缘结构中常会遇到介质处于稍不均匀电场中的情况，它的放电特性与均匀电场很相似。
SF6（六氟化硫）气体的特点：无毒，无味，不燃烧化学性质稳定；分子半径大，灭弧能力强，抗电能力强具有很强的电负性；4）液化温度低 注意事项：1）高温下分解出低氟化合物，有害毒；
2)比重比空气大，泄漏后停留在地面
● 阀型避雷器特点：全封闭，不受环境影响，有限流装置，不再产生截波，可用于任何设备。安装容易。由火花间隙和非线性电阻组成。
● 优点：伏秒特性曲线较平，放电分散性较小，能与被保护设备很好的配合；熄弧能力强。 伏秒特性： 对某一冲击电压波形，间隙的击穿电压和击穿时间的关系称为伏秒特性。 对非持续作用的电压来说，一个气隙的耐电压性能就不能单一地用“击穿电压”值来表达了，而必须用电压峰值和击穿时间这两者来共同表达才行，这就是该气隙在该电压波形下的伏秒特性。
提高液体介质击穿电压的措施有哪些?
(1)减小杂质，包括过滤、防潮、脱气。(2)改进绝缘设计，包括采用覆盖层、改进电极形状、使用绝缘层、加屏障。
分布参数的波阻抗与集中参数电路中的电阻有何不同？
波阻抗表示向同一方向传播的电压波和电流波之间比值的大小；电磁被通过波阻抗为Z的无损线路时，其能量以电磁能的形式储存于周围介质中，而不像通过电阻那样被消耗掉。
为了区别不同方向的行波，Z的前面应有正负号。如果导线上有前行波，又有反行波，两波相遇时，总电压和总电流的比值不再等于波阻抗波阻抗的数值Z只与导线单位长度的电感L0和电容C0有关，与线路长度无关
防雷措施：架设避雷线架设耦合地线降低杆塔的冲击接地电阻采用不平衡绝缘方式采用中性点非直接接地系统加强线路绝缘装设自动重合闸装设管型避雷器
操作过电压由系统操作或故障引起的过渡性质的过电压。过电压时间短，衰减快，过电压辐值一般不超过电气设备额定电压的3.5倍。这种过电压一般不会对电气设备的绝缘造成危害，但对绝缘较弱的电气设备及直配电机的绝缘威胁较大，必须予以重视。
极性效应对棒一板电极，在棒为不同极性时，由于空间电荷对气隙的电场影响不同，从而将导致其击穿电压和电晕起始电压不同，这种现象称为棒一板电极的极性效应。棒正板负时的击穿电压低于同间隙棒负板正时的击穿电压，而电晕起始电压则相反。
户外绝缘子，会受到工业污秽或自然界盐碱、飞尘等污染，在干燥时，由于污秽尘埃电阻很大，绝缘子表面泄漏电流很小，对绝缘子安全运行无危险；在大气湿度较高，或在毛毛雨、雾等气候下，污秽尘埃被润湿，表面电导剧增，使绝缘子的泄漏电流剧增，降低闪络电压。
防止绝缘子污闪需采取的措施对污秽绝缘子定期或不定期进行清洗。
绝缘子表面涂一层憎水性防尘材料。加强绝缘和采用防污绝缘子。采用半导体釉绝缘子。
工频耐压试验接线及各设备的作用
T1——调压器T2——高压工频实验变压器
R ——保护电阻CX ——被试品
M ——测压系统
球隙
静电电压表
电容分压器
高精度电压互感器配低压仪表
电容器与整流装置串联
工频高压试验电压的测量原理接线
T2—试验变压器；R —保护电阻；S.V.—静电电压表；G —球隙； Rg —球隙电阻
（1）被试品为有机绝缘材料时，试验后应立即触摸，如出现普遍或局部发热，则认为绝缘不良，应即时处理，然后再作试验。
（2）对夹层绝缘或有机绝缘材料的设备，如果耐压试验后的绝缘电阻比耐压试验前下降30％，则检查该试品是否合格。
（3）在试验过程中，若由于空气湿度、温度、表面脏污等影响，引起被试品表面滑闪放电或空气放电，不应认为被试品内绝缘不合格，需要经过清洁、干燥处理之后，再进行试验。
（4）升压必须从零开始，不可冲击合闸。升压速度在40％试验电压以内可不受限制，其后应均匀升压，速度约为每秒3％试验电压。
（5）耐压试验前后均应测量被试品的绝缘电阻。
雷暴日：指某地区一年四季中有雷电放电的天数，一天中只要听到一次及以上雷声就是一个 T T R Cx M 12T T R Cx 12被试品A G R g S.V.C 1C 2
一、填空和概念解释 1、电介质：电气设备中作为绝缘使用的绝缘材料。 2、击穿：在电压的作用下，介质由绝缘状态变为导电状态的过程。 3、击穿电压：击穿时对应的电压。 4、绝缘强度：电介质在单位长度或厚度上承受的最小的击穿电压。 5、耐电强度：电介质在单位长度上或厚度所承受的最大安全电压。 6、游离：电介质中带电质点增加的过程。 7、去游离：电介质中带电质点减少的过程。 8、碰撞游离：在电场作用下带电质点碰撞中性分子产生的游离。 9、光游离：中性分子接收光能产生的游离。 10、表面游离：电极表面的电荷进入绝缘介质中产生的游离。 11、强场发射：电场力直接把电极中的电荷加入电介质产生的游离。 12、二次电子发射：具有足够能量的质点撞击阴极放出电子。 13、电晕放电：气体中稳定的局部放电。 14、冲击电压作用下的放电时间：击穿时间+统计时延+放电形成时延 15、统计时延：从间隙加上足以引起间隙击穿的静态击穿电压的时刻起到产生足以引起碰撞游离导致完全击穿的有效电子时刻。 16、放电形成时延：第一个有效电子在外电场作用下碰撞游离形成流注，最后产生主放电的过程时间。 17、50%冲击放电电压：冲击电压作用下绝缘放电的概率在50%时的电压值。 18、沿面放电：沿着固体表面的气体放电。 19、湿闪电压：绝缘介质在淋湿时的闪络电压。 20、污闪电压：绝缘介质由污秽引起的闪络电压。 21、爬距：绝缘子表面闪络的距离。 22、极化：电介质在电场的作用下对外呈现电极性的过程。 23、电导：电介质在电场作用下导电的过程。 24、损耗：由电导和有损极化引起的功率损耗。 25、老化：电力系统长期运行时电介质逐渐失去绝缘能力的过程。 26、吸收比：t=60s和t=15s时的绝缘电阻的比值。 27、过电压：电力系统承受的超过正常电压的。 28、冲击电晕：输电线路中由冲击电流产生的电晕。 29、雷暴日：一年中听见雷声或者看见闪电的天数。 30、雷暴小时：一年中能听到雷声的小时数。 31、地面落雷密度：每平方公里每雷暴日的落雷次数。 32、耐雷水平：雷击输电电路不引起绝缘闪络的最大的雷电流幅值。 33、雷击跳闸率：每百公里线路每年在雷暴日为40天的标准条件下由雷击引起的跳闸的次数。
高电压技术复习资料 选择题：2*20=40，真空题：1*10，名词解释：4*3=12，简答题：8*2=16，计算题：10+12 一、选择题 1、防雷接地电阻值应该（）。 A、越小越好 B、越大越好 C、为无穷大 D、可大可小答案：A 2、沿着固体介质表面发生的气体放电称为（）。 A、电晕放电 B、沿面放电 C、火花放电 D、余光放电答案：B 3、能够维持稳定电晕放电的电场结构属于（）。 A、均匀电场 B、稍不均匀电场 C、极不均匀电场 D、同轴圆筒答案：C 4、固体介质因受潮发热而产生的击穿过程属于（）。 A、电击穿 B、热击穿 C、电化学击穿 D、闪络答案：B 5、以下试验项目属于破坏性试验的是（）。 A、耐压试验 B、绝缘电阻测量 C、介质损耗测量 D、泄漏测量答案：A 6、海拔高度越大，设备的耐压能力（）。 A、越高 B、越低 C、不变 D、不确定答案：B 7、超高压输电线路防雷措施最普遍使用的是（）。 A、避雷针 B、避雷线 C、避雷器 D、放电间隙答案：B 8、变电站直击雷防护的主要装置是（）。 A、避雷针 B、避雷线 C、避雷器 D、放电间隙答案：A 9、对固体电介质，施加下列电压，其中击穿电压最低的是（）。 A、直流电压 B、工频交流电压 C、高频交流电压 D、雷电冲击电压答案：C 10、以下四种表述中，对波阻抗描述正确的是（）。 A、波阻抗是导线上电压和电流的比值 B、波阻抗是储能元件，电阻是耗能元件，因此对电源来说，两者不等效 C、波阻抗的数值与导线的电感、电容有关，因此波阻抗与线路长度有关 D、波阻抗的数值与线路的几何尺寸有关答案：B 11、波阻抗为Z的线路末端接负载电阻R，且R＝Z。入射电压U0到达末端时，波的折反射系数为（）。 A、折射系数α＝1，反射系数β＝0 B、折射系数α＝－1，反射系数β＝1 C、折射系数α＝0，反射系数β＝1 D、折射系数α＝1，反射系数β＝－1 答案：A 12、由于光辐射而产生游离的形式称为（）。 A、碰撞游离 B、光游离 C、热游离 D、表面游离答案：B 13、测量绝缘电阻不能有效发现的缺陷是（）。 A、绝缘整体受潮 B、存在贯穿性的导电通道 C、绝缘局部严重受潮 D、绝缘中的局部缺陷答案：D 14、表示某地区雷电活动强度的主要指标是指雷暴小时与（）。 A、耐雷水平 B、雷暴日 C、跳闸率 D、大气压强答案：B 15、极不均匀电场中的极性效应表明（）。 A、负极性的击穿电压和起晕电压都高 B、正极性的击穿电压和起晕电压都高 C、负极性的击穿电压低和起晕电压高
第一篇绝缘的基本理论 第一章气体的绝缘特性 1、气体中带电质点产生的方式: 热电离、光电离、碰撞电离、表面电离 2、气体中带电质点消失的方式: 流入电极、逸出气体空间、复合 3、电子崩与汤逊理论:电子崩的形成、汤逊理论的基本过程及适用范围 4、巴申定律及其适用范围:击穿电压与气体相对密度和极间距离乘积之间的关系。两者乘积大于0.26cm时,不再适用 5、流注理论: 考虑了空间电荷对原有电场的影响和空间光电离的作用，适用两者乘积大于0.26cm时的情况 6、均匀电场与不均匀电场的划分:以最大场强与平均场强之比来划分。 7、极不均匀电场中的电晕放电:电晕放电的概念、起始场强、放电的极性效应 8、冲击电压作用下气隙的击穿特性:a.雷电和操作过电压波的波形 b. 冲击电压作用下的放电延时与伏秒特性 c.50%击穿电压的概念 9、电场形式对放电电压的影响:均匀电场无极性效应、各类电压形式放电电压基本相同、分散性小 极不均匀电场中极间距离为主要影响因素、极性效应明显。 10、电压波形对放电电压的影响: a.电压波形对均匀和稍不均匀电场影响不大b.对极不均匀电场影响相当大 c.完全对称的极不均匀场：棒棒间隙 d.极大不对称的极不均匀场：棒板间隙 11、气体的状态对放电电压的影响:湿度、密度、海拔高度的影响 12、气体的性质对放电电压的影响： 在间隙中加入高电强度气体,可大大提高击穿电压，主要指一些含卤族元素的强电负性气体，如SF6 13、提高气体放电电压的措施：a.电极形状的改进b.空间电荷对原电场的畸变作用 c.极不均匀场中屏障的采用 d.提高气体压力的作用 e.高真空 f.高电气强度气体SF6的采用 14、沿面放电的概念：沿着固体介质表面发展的气体放电现象。多发生在绝缘子、套管与空气的分界面上。 15 提高沿面放电电压的措施：a.屏障b.屏蔽c.表面处理d.应用半导体材料e.阻抗调节 习题 1.1 1.3 1.4 1.9 1.13 1.14 1.16 第2章液体和固体介质的绝缘特性 1、电介质的极化 极化：在电场的作用下，电荷质点会沿电场方向产生有限的位移现象，并产生电矩（偶极矩）。 介电常数：电介质极化的强弱可用介电常数的大小来表示，与电介质分子的极性强弱有关。 极性电介质和非极性电介质：具有极性分子的电介质称为极性电介质。 由中性分子构成的电介质。 极化的基本形式:电子式、离子式（不产生能量损失） 转向、夹层介质界面极化（有能量损失） 2、电介质的电导泄漏电流和绝缘电阻 气体的电导:主要来自于外界射线使分子发生电离和强电场作用下气体电子的碰撞电离 液体的电导:离子电导和电泳电导 固体的电导离子电导和电子电导 3、电介质的损耗a.介质损耗针对的是交流电压作用下介质的有功功率损耗b.介质损耗一般用介损角的正切值来表示 4、提高液体电介质击穿电压的措施:提高油品质，采用覆盖、绝缘层、极屏障等措施 5、固体电介质的击穿:电击穿、热击穿、电化学击穿的击穿机理及特点 6、影响固体电介质击穿电压的主要因素: 电压作用时间温度电场均匀程度受潮累积效应机械负荷 第二篇电气设备试验 第3章电气设备的绝缘试验 电气绝缘非破坏性试验 1、绝缘电阻与吸收比的测量：a.用兆欧表来测量电气设备的绝缘电阻 b.吸收比K定义为加压60s时的绝缘电阻与15s时的绝缘电阻比值。 c.K恒大于1，且越大表示绝缘性能越好。 d.大容量电气设备中，吸收现象延续很长时间，吸收比不能很好地反映绝缘的真实状态，可用极化指数再判断。 e.测量绝缘电阻能有效地发现总体绝缘质量欠佳；绝缘受潮；两极间有贯穿性的导电通道；绝缘表面情况不良。 2、泄漏电流的测量：测量泄漏电流从原理上来说，与测量绝缘电阻是相似的，能发现一些尚未完全贯通的集中性缺陷，原因在于:a.在试品上的直流电压要比兆欧表的工作电压高得多，故能发现兆欧表所不能发现的某些缺陷.b.加在试品上的直流电压是逐渐增大的，可以在升压过程中监视泄漏电流的增长动向。 3、介质损耗角正切的测量：a.tanδ能反映绝缘的整体性缺陷(例如全面老化)和小电容试品中的严重局部性缺陷。根据tan δ随电压而变化的曲线，可判断绝缘是否受潮、含有气泡及老化的程度。b.西林电桥法测量的基本原理
高电压技术复习要点（2013-2014-1 0912121-2） （王伟屠幼萍编著高电压技术）第1章气体放电的基本物理过程 1.何为原子的激励和电离。 2.气体电离的形式及基本概念。 3.气体碰撞电离与哪些因素有关。 4.气体产生放电的首要前提。 5.热电离与碰撞电离的异同。 6.影响逸出功的因素。 7.金属电极表面电离的四种形式。 8.负离子形成对气体放电的影响。 9.气体放电过程中存在哪三种带电质点。 10.带电粒子的自由行程及特性。 11.影响平均自由行程的因素。 12.带电粒子的迁移率。为何电子的迁移率和平均自由行程大于离子。 13.何为带电离子的扩散，何原因所致。 14.带电粒子消失的主要方式。 15为何电子与离子间的复合概率远小于正、负离子复合概率。 16.气体放电分为哪两类。 17.非自持放电自持放电 18.绘制并说明“气体中电流与电压的关系曲线”及对应的放电过程。 19.阐述Townsend理论。 20.电子碰撞电离系数；正离子表面电离系数。 21.自持放电条件表达式。 22.影响电子碰撞电离系数的因素。 23.Paschen定律，击穿电压为何具有最小值。 24.当pd>200(cm.133Pa)后，击穿过程与Townsend理论的差异主要有哪些。 25. Townsend理论的适用范围。 26.流注理论的特点；流注 27.正流注、负流注以及二者形成的不同之处。 28根据放电特征，电场均匀程度如何划分。 29.电晕放电；防止和减轻电晕放电的根本途径。 30.极性效应 31.雷电放电的三个主要阶段。 32.沿面放电。 33.固体介质表面电场分布的三种典型情况。 34.极不均匀电场具有强垂直分量时沿面放电过程。 35.滑闪放电以什么为特征。沿面放电与什么有关。比电容。
汤逊理论 三个过程: α过程:起始电子形成电子崩的过程。 β过程：造成离子崩的过程。 γ过程：离子崩到达阴极后，引起阴极发射二次电子的过程。 总结： 1.将电子崩和阴极上的γ过程作为气体自持放电的决定因素是汤逊理论的基础。 2.汤逊理论的实质是电子碰撞电离是气体放电的主要原因，二次电子来源于正离子撞 击阴极表面使阴极表面逸出电子，逸出电子是维持气体放电的必要条件。 3.阴极逸出电子能否接替起始电子的作用是自持放电的判据。 汤逊理论的适用范围 ?汤逊理论是在低气压pd较小条件下建立起来的，pd过大，汤逊理论就不再适用。 ?pd过大时（气压高、距离大）汤逊理论无法解释： ?放电时间：很短； ?放电外形：具有分支的细通道； ?击穿电压：与理论计算不一致； ?阴极材料：无关； ?汤逊理论适用于pd<26.66kPa ·cm。 巴申定律： 当气体成份和电极材料一定时，气体间隙击穿电压(ub)是气压(p)和极间距离(d)乘积的函数。 气体放电流注理论： 它考虑了高气压、长气隙情况下不容忽视的若干因素对气体放电的影响，主要有以下两方面 ?空间电荷对原有电场的影响； ?空间光电离的作用。 四个过程： a)起始电子发生碰撞电离形成初始电子崩；初崩发展到阳极，正离子作为空间电荷畸 变原电场，加强正离子与阴极间电场，放射出大量光子； b)光电离产生二次电子，在加强的局部电场下形成二次崩； c)二次崩电子与正空间电荷汇合成流注通道，其端部有二次崩留下的正电荷，加强局 部电场产生新电子崩使其发展； 流注头部电离迅速发展，放射出大量光子，引起空间光电离，流注前方出现新的二次崩，延长流注通道； d)流注通道贯通，气隙击穿。 注：流注速度为108～109cm/s，而电子崩速度为107cm/s。
绪论 1、输电电压一般分为高压，超高压，特高压。高压指35～220kv，超高压指330～1000kv，特高压指1000kv及以上。高压直流通常指±600kv及以下的直流输电电压，±600kv以上的称为特高压直流。 2、电介质的极化：通常电介质显中性，但是如果其处于电场中，则电荷质点将顺着电场方向产生位移。极化时电介质内部电荷总和为零，但会产生一个与外施电场方向相反的内部电场。 3、流过介质中的电流可以分为三部分：纯电容电流分量，吸收电流，电导电流。 4、电介质损耗：处于电场中的绝缘介质，必然会存在一定的能量损耗，而这些由极化、电导等所引起的损耗就称为介质损耗。 5、介质损耗来源①由介质电导形成的漏电流在交变电压下具有有功电流的性质，由它所引起的功率损耗称为介质电导损耗；②由介质中与时间有关的各种极化过程所引起的损耗。 第一章 1、电离方式可分为热电离，光电离，碰撞电离。 2、汤逊放电理论的适用范围：汤逊理论是在低气压、pd较小的条件下在放电实验的基础上建立的。pd过小或过大，放电机理将出现变化，汤逊理论就不在再适用了。 3、电晕放电现象：在极不均匀场中，当电压升高到一定程度后，在空气间隙完全击穿之前，小曲率电极附近会有薄薄的发光层。 4、电晕放电的危害：①引起功率损耗②形成高频电磁波对无线电广播和电视信号产生干扰③产生噪声。对策：采用分裂导线。利用：①净化工业废气的静电除尘器②净化水用的臭氧发生器③静电喷涂。 5、下行的负极性雷通常可分为三个阶段：先导放电，主放电和余光。 6、提高气体击穿电压的措施：①电极形状的改进。②空间电荷对原电场的畸变作用。③极不均匀场中屏障的作用。④提高气体压力的作用。⑤高真空和高电气强度气体SF6的采用。 7、污闪：由于绝缘子常年处于户外环境中，因此在表面很容易形成一层污物附着层。当天气潮湿时污秽层受潮变成了覆盖在绝缘子表面的导电层，最终引发局部电弧并发展成闪络。 8、污闪发展过程：①污秽层的形成②污秽层的受潮③干燥带形成与局部电弧产生 ④局部电弧发展成闪络。 9、等值盐密法：把绝缘子表面的污秽密度，按照其导电性转化为单位面积上NaCl 含量的一种表示方法。是目前世界范围内应用最广泛的方法。 10、气体放电过程中产生带电质点最重要的方式是什么，为什么？ 碰撞电离，碰撞电离主要由电子的碰撞引起，因为电子体积小，其自由行程比离子大得多，所以在电场中获得的动能比离子大得多。其次，由于电子质量非常小，当电子动能不足以使中性质点电离时，会遭到弹射而不损失动能。而离子因其质量与被碰撞的中性质点相近，每次碰撞都会使其速度减小，影响其动能的积累。
高电压技术 电介质(dielectric): ----在电场中能产生极化的物质, 指一般条件下导电性能极差、在电力系统用作绝缘的材料。 ----极化是指物质中电荷分离形成偶极子的过程 电介质的极化、电导和损耗 1 极化: 在外加电场的作用下, 电介质中的正、负电荷沿电场方向作有限位移或转向, 形成偶极矩子 2. 电介质的极化种类 Electronic polarization电子位移极化 特点: 存在于一切电介质, 极化所需时间短, 不随频率变化; 极化具有弹性, 不损耗能量。 Ionic polarization. 离子位移极化 特点: 存在于离子结构电介质中, 极化所需时间也很短; 极化具有弹性, 有极微量能量损耗; 随温度升高而增大。 Orientation polarization 转向极化( 偶极子极化) 出现外电场后偶极子沿电场方向转动, 作较有规则的排列, 因而显出极性, 这种极化称为偶极子极化或转向极化。 特点: 存在于极性电介质中, 极化所需时间较长, 与电源频率有很大关系; 极化消耗能量, 温度过高或过低, 都会减小. 空间电荷极化(夹层极化 Interface polarization) 特点: 存在于复合介质、不均匀介质中; 极化过程很缓慢 , 只在直流和低频交流下表现出来; 极化伴随着能量损耗
2.电介质电导与金属电导的区别 带电质点: 电介质中为 ionic conduction( 固有及杂质离子) ; 金属中为electronic conduction 数量级: 电介质的γ小, 泄漏电流小; 金属的电导电流很大 电导电流影响因素: 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 3电介质的电阻率具有负的温度系数; 金属的电阻率具有正的温度系数。 4电介质的损耗(dielectric loss):任何电介质在电场作用下都有能量损耗, 包括由电导引起的损耗和由某些极化过程引起的损耗。电介质的能量损耗简称介质损耗。 5介质损耗角δ 为功率因数角φ 的余角, 其正切tgδ 又可称为介质损耗因数, 常见百分数( %) 来表示。 tgδ的增大, 意味着介质绝缘性能变差, 实践中常经过测量tgδ来判断设备绝缘的好坏。 ▲一切电介质的电气强度都是有限的, 超过某种限度, 电介质就会丧失其原有的绝缘性能, 甚至演变成导体。 6在电场的作用下, 电介质中出现的电气现象: 1在弱电场下, 主要有极化、电导、介质损耗等2. 在强电场下, 主要有放电、闪络、击穿等 气体放电的物理过程 1.电离—原子在外界因素作用下, 使其一个或几个电子脱离原子核的束缚而形成自由电子和正离子的过程 2电离能—电离过程所需要的能量称为电离能 , 也可用电离电位反映。 3气体中带电粒子的产生与消失 带电粒子的产生(电离过程)
高电压技术复习题及答案 一、选择题 (1) 流注理论未考虑 B 的现象。 A．碰撞游离B．表面游离C．光游离D．电荷畸变电场 (2) 先导通道的形成是以 C 的出现为特征。 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 气体具有较高绝缘强度的主要原因之一是__ D _。 (6) SF 6 A．无色无味性B．不燃性C．无腐蚀性D．电负性 (7) 冲击系数是____B__放电电压与静态放电电压之比。 A．25% B．50% C．75% D．100% (8) 在高气压下，气隙的击穿电压和电极表面__ A___有很大关系 A．粗糙度 B．面积C．电场分布D．形状 (9) 雷电流具有冲击波形的特点：___C__。 A．缓慢上升，平缓下降 B．缓慢上升，快速下降 C．迅速上升，平缓下降D．迅速上升，快速下降 (10) 在极不均匀电场中，正极性击穿电压比负极性击穿电压___A__。 A. 小 B．大 C．相等 D．不确定 (11)下面的选项中，非破坏性试验包括_ ADEG__，破坏性实验包括__BCFH__。 A. 绝缘电阻试验 B.交流耐压试验 C.直流耐压试验 D.局部放电试验 E.绝缘油的气相色谱分析 F.操作冲击耐压试验 G.介质损耗角正切试验 H.雷电冲击耐压试验 (12) 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？ ABCD 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
高电压在其他领域中的应用： 1脉冲功率技术: 研究高电压、强电流、大功率脉冲的产生、传输和应用的技术 2电磁兼容: 3静电技术:静电除尘、静电喷涂、静电植绒等都是静电应用的例子 4气体放电应用:污水处理和烟气的脱硫脱硝臭氧产生灭菌液电效应用于油井解堵及岩石粉碎 5脉冲电场的应用: 用于牛奶和饮料的灭菌 电子崩过程： 外界电离因子在阴极附近产生了一个初始电子，如果空间电场强度足够大，该电子在向阳极运动时就会引起碰撞电离，产生一个新的电子，初始电子和新电子继续向阳极运动，又会引起新的碰撞电离，产生更多电子。依此，电子将按照几何级数不断增多，类似雪崩似地发展，这种急剧增大的空间电子流被称为电子崩。 在高气压和高真空下，气隙不易发生放电现象，具有较高的电气强度（p 大λ小，p 小n 小） 由于电极空间的带电粒子向电极运动加速而导致复合数的减少所致。 如电场比较均匀，则间隙被击穿后，根据气压、外回路阻抗等条件形成辉光放电、火花放电或
第三章：气体间隙的击穿强度 气体电气强度取决于： 1、所加电压的类型：操作过电压雷电过电压工频交流电压直流电压 2、电场形式：均匀或稍不均匀电场中，气体击穿场强为30kV/cm 极不均匀电场，先出现电晕50%放电电压，即多次施加电压时有半数会导致击穿的电压值Ub50Ubo＝Ub50－3ζ 操作过电压：电力系统在操作或发生事故时，因状态发生突然变化引起电感和电容回路的振荡产生过电压，称为操作过电压操作过电压下的击穿只对长间隙才有意义。 常采用与雷电冲击波相似的非周期性指数衰减波来模拟频率为数千M赫兹的操作过电压。 长空气间隙的操作冲击击穿通常发生在波前部分，因而其击穿电压与波前时间有关 操作冲击电压的推荐波形：冲击电压标准波形250/2500us，允许偏差+20％，半峰值+60％ 工程实践中常采用振荡操作波代替非周期性的指数衰减的标准波形。
河南理工大学高电压技术期末考试总结 名词解释 1电介质：在电场中能产生极化的物质通常条件下导电性能极差、在电力系统 用作绝缘的材料。 2电介质的极化种类： 电子位移极化：当外加一电场，电场力将使荷正电的原子核像电场方向位移，荷负电的电子云中心向电场反方向位移，但原子核对电子云的引力达到平衡时，感应电距也达到稳定。离子位移极化在有离子结合成的介质中，外电厂的作用除了促使各个离子内部产生电子位移极化外，还产生正负离子相对位移而形成的极化。转向极化（偶极子极化）: 出现外电场后偶极子沿电场方向转动，作较有规则的排列，因而显出极性，这种极化称为偶极子极化或转向极化。 空间电荷极化(夹层极化)：空间电荷极化常常发生在不均匀介质中，在外电场的作用下，不均匀电介质中的正负间隙离子分别向负、正极移动，引起电介质内各点离子密度的变化，产生电偶极矩，这种极化称为空间电荷极化。 3电介质损耗：任何电介质在电场作用下都有能量损耗，包括由电导引起的损耗和某些极化过程引起的损耗。电介质的能量损耗简称介质损耗。 4碰撞电离：气体介质中粒子相撞，撞击粒子传给被撞粒子能量，使其电离。 5光电离:在光照射下，将光子能量传给粒子，游离出自由电子。由光电离而产生的自由电子称为光电子必要条件：光子的能量大于气体粒子的电离能。 6热电离:是热状态下碰撞电离和光电离的综合. 7电极表面电离：气体中的电子也可从金属电极表面游离出来。 8电子崩：外界电离因子在阴极附近产生了一个初始电子，如果空间电场强度足够大，该电子在向阳极运动时就会引起碰撞电离，产生一个新的电子，初始电子和新电子继续向阳极运动，又会引起新的碰撞电离，产生更多电子。依此，电子将按照几何级数不断增多，类似雪崩似地发展，这种急剧增大的空间电子流被称为电子崩。 结论：由于碰撞电离引起电子崩过程，导致气隙中电子数迅速增加。 9自持放电：撤除外界电离因素后，能仅由电场的作用而维持的放电. 10非自持放电：必须依靠外界电离因素的作用提供自由电子作为电子崩的初始 电子，一旦外界电离因素停止发生作用，则放电中止. 11极化效应：将电介质放入电场，表面出现电荷。这种在外电场作用下电介质 表面出现电荷的现象叫做电介质的极化 12电晕放电：极不均匀电场中，在外加电压下，小曲率半径电极附近的电场强 度首先达到起始场强E0，在此局部区域先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的局部放电称为电晕放电，在外观上表现为环绕电极表面出现蓝紫色晕光。
高电压技术复习要点（２０１３－２０１４－１ ０９１２１２１－２ ） （王伟 屠幼萍编著 高电压技术） 第1章 气体放电的基本物理过程 1.何为原子的激励和电离。 2.气体电离的形式及基本概念。 3.气体碰撞电离与哪些因素有关。 4.气体产生放电的首要前提。 5.热电离与碰撞电离的异同。 6.影响逸出功的因素。 7.金属电极表面电离的四种形式。 8.负离子形成对气体放电的影响。 9.气体放电过程中存在哪三种带电质点。 10.带电粒子的自由行程及特性。 11.影响平均自由行程的因素。 12.带电粒子的迁移率。为何电子的迁移率和平均自由行程大于离子。 13.何为带电离子的扩散，何原因所致。 14.带电粒子消失的主要方式。 15为何电子与离子间的复合概率远小于正、负离子复合概率。 16.气体放电分为哪两类。 17.非自持放电自持放电 18.绘制并说明“气体中电流与电压的关系曲线”及对应的放电过程。 19.阐述Townsend理论。 20.电子碰撞电离系数；正离子表面电离系数。 21.自持放电条件表达式。 22.影响电子碰撞电离系数的因素。 23.Paschen定律，击穿电压为何具有最小值。 24.当pd>200(cm.133Pa)后，击穿过程与Townsend理论的差异主要有哪些。 25. Townsend理论的适用范围。 26.流注理论的特点；流注 27.正流注、负流注以及二者形成的不同之处。 28根据放电特征，电场均匀程度如何划分。 29.电晕放电；防止和减轻电晕放电的根本途径。 30.极性效应 31.雷电放电的三个主要阶段。 32.沿面放电。 33.固体介质表面电场分布的三种典型情况。 34.极不均匀电场具有强垂直分量时沿面放电过程。 35.滑闪放电以什么为特征。沿面放电与什么有关。比电容。
）气体放点的基本物理过程（这章比较重要，要记得知识点很多，要认真看第2章（··”······在第二章标题下面有一句话“与固体和液体相比·电离是需要能量的，所需电离是指电子脱离原子的束缚而形成自由电子、正离子的过程．1.) 表示eV表示，也可用电离电位Ui=Wi/e能量称为电离能Wi(用电子伏电离方式可分为热电离、光电离、碰撞电离根据外界给予原子或分子的能量形式的不同，2.（最重要）和分级电离。阴极表面的电子溢出：3. 倍金属表面逸出功。：正离子位能大于2（1）正离子撞击阴极：用能量
大于金属逸出功的光照射阴极板。光子的能量大于金属逸出功。）光电子发射（26（高真空中决定性）V/cm）强场发射：阴极表面场强达到10（3 ：阴极高温）热电子发射（4 4.气体中负离子的形成：（电也有可能发生电子附着过程而形成负离子，并释放出能量电子与气体分子或原子碰撞时，。电子亲合能的大小可用来衡量原子捕获一个电子的难易，越大则越易形成负离子亲合能）子。，其分子俘获气体含F负离子的形成使自由电子数减少，因而对放电发展起抑制作用。SF6电子的能力很强，属强电负性气体，因而具有很高的电气强度。5.带点质点的消失：：带电质点从浓度较大的区域向浓度较小的区域的移动，使带电质点）带电质点的扩散（1 浓度变得均匀。电子的热运动速度高、自由行程大，所以其扩散比离子的扩散快得多。：带异号电荷的质点相遇，发生电荷的传递和中和而还原为中性质点）带电质点的复合2（这种带电质点复合时会以光辐射的形式将电离时获得的能量释放出来，的过程，称为复合。光辐射在一定条件下能导致间隙中其他中性原子或分子的电离。气体间隙中电流与外施电压的关系：6.因为带电流随外施电压的提高而增大，第一阶段： 电质点向电极运动的速度加快复合率减小 ：电流饱和，带电质点全部进入电极，电第二阶段流仅取决于外电离因素的强弱（良好的绝缘状态） 电流开始增大，由于电子碰撞电离引起第三阶段：电子崩的电流急剧上升放电过程进入了第四阶段自持放电：一个新的阶段（击穿）时的放电是非自持放电。外施电压小于U0后，电流剧增，间隙中电离过程只靠外施电压已能维持，不再需要外电离因素。U电压到达0自持放电次数。α：代表一个电子沿电力线方向行经1cm时平均发生的碰撞电离电子碰撞电离系数7.来取代8.自持放电的条件：必须在气隙内初始电子崩消失之前产生新的电子（二次电子）:有关pd外电离因素产生的初始电子；实验表明：二次电子的产生与气压气隙长度的乘积（）较大，;) (自持放电可由Pd较小，汤逊理论和巴申定律解释Pd自持放电可由流注理论解释。ad ≈ln 汤逊理论认为二次电子的来源是正离子碰撞阴极表面发生的电子逸 出。．
你答案说明（仅供参考）： 第一个数字为相应书名（1：高电压绝缘技术；2：高电压试验技术；3：高电压工程基础）；后面的为页码。 一、单项选择题 1.对固体电介质，施加下列电压，其中击穿电压最低的是（C(1:200~201)） A.直流电压B.工频交流电压C.高频交流电压 D.雷电冲击电压 2.下列的仪器及测量系统中，不能用来测量直流高电压的是（B（2:84））A.球隙B.电容分压器配用低压仪表C.静电电压表 D.高阻值电阻串联微安表 3.以下四种表述中，对波阻抗描述正确的是（D（3:121-122）） A.波阻抗是导线上电压和电流的比值 B.波阻抗是储能元件，电阻是耗能元件，因此对电源来说，两者不等效 C.波阻抗的数值与导线的电感、电容有关，因此波阻抗与线路长度有关 D.波阻抗的数值与线路的几何尺寸有关 4.波阻抗为Z的线路末端接负载电阻R，且R＝Z.入射电压U0到达末端时，波的折反射系数为（A （3:125）） A.折射系数α＝1，反射系数β＝0 B.折射系数α＝－1，反射系数β＝1 C.折射系数α＝0，反射系数β＝1 D.折射系数α＝1，反射系数β＝－1 5.氧化锌避雷器具有的明显特点是（C（3:159）） A.能大量吸收工频续流能量 B.能在较高的冲击电压下泄放电流 C.陡波响应能得到大大改善 D.在相同电压作用下可减少阀片数 6.避雷器距变压器有一定的电气距离时，变压器上的电压为振荡电压，其振荡轴为（D（3:177-178）） A.变压器工作电压 B.变压器冲击耐受电压 C.避雷器冲击放电电压 D.避雷器残压 ?7.在架空进线与电缆段之间插入电抗器后，可以使该点的电压反射系数（B（3:125）） A.β<－1 B.－1<β<0 C.0<β<1 D.β>1 8.如下电压等级线路中，要求限制的内过电压倍数最低的是（D） A.60kV及以下 B.110kV C.220kV D.500kV 9.开头触头间电弧重燃，可抑制下列过电压中的（C（3:208） A.电弧接地过电压 B.切除空载变压器过电压 C.空载线路合闸过电压 D.空载线路分闸过电压 10.纯直流电压作用下，能有效提高套管绝缘性能的措施是（C） A.减小套管体电容 B.减小套管表面电阻 C.增加沿面距离 D.增加套管壁厚 11．按国家标准规定，进行工频耐压试验时，在绝缘上施加工频试验电压后，要求持续( A（2:2）) A．1 min B．3 min C．5 min D．10 min 12．根据设备的绝缘水平和造价，以下几种电压等级中，允许内过电压倍数最高的是( A ) A．35kV及以下B．110kV C．220kV D．500kV 13．液体绝缘结构中，电极表面加覆盖层的主要作用是( D（1:233）) A．分担电压B．改善电场 C．防潮D．阻止小桥形成 14．雷电流通过避雷器阀片电阻时，产生的压降称为( C ) A．额定电压B．冲击放电电压 C．残压D．灭弧电压（允许作用在避雷器上的最高工频电压）15．GIS变电所的特点之一是( D ) A．绝缘的伏秒特性陡峭B．波阻抗较高
第一章 电介质的电气强度 第一节 平均自由行程长度：单位行程中的碰撞次数Z 的倒数 λ。 影响因素：气体分子的半径、温度、气压。 迁移率：E v k =，表示带电粒子在单位场强（m /1V ）下沿电场方向的漂移速度。 电离：产生带电粒子的物理过程，气体放电的首要前提。 使基态原子或分子中结合最松弛的那个电子电离出来所需的最小能量称为电离能，外界能量必须大于电离能才能使电离发生。 四种电离方式：光电离、热电离、碰撞电离、电极表面的电离 其中引起碰撞电离的条件为i e W Ex q ≥。 电极表面的电离的四种方式：正离子撞击阴极表面、光电子发射、热电子发射、强场发射。 负离子的形成：当电子与气体分子碰撞时，有可能引起碰撞电离而产生出正离子和新电子，也可能会发生电子和中性分子结合形成负离子（称为附着）。 对放电的形成起什么作用及其原因：负离子的形成并没有使气体中的带电粒子数改变，但却能使自由电子数减少，因而对气体放电的发展起抑制作用。 带电粒子的消失三种形式：1.在电场驱动下作定向运动，到达电极时消失于电极上而形成外电路中的电流 2.因扩散现象而逸出气体放电空间 3.带电粒子的复合 第二节 发生电子崩后抵达阳极的电子数：d a e n n α0= 电子碰撞电离系数E BP Ape -=α，表明该系数与场强和气压有关。场强很大时，α急剧增大，气压过大或过 小时α都较小。（电子碰撞电离系数越大击穿电压越低） 第三节 汤逊放电的γ过程及汤逊放电全过程：（1）正离子撞击到阴极表面发生表面电离，使阴极释放出二次自由电子的过程称为γ过程（2）在电极的气隙中，因外界电离因子产生出自由电子，这些自由电子在电极两端电压的作用下向阳极移动，当空间的电场强度足够大，这些电子将引起碰撞电离，产生出新的电子，新的电子又将引发碰撞电离，如此持续就会产生电子崩。在碰撞电离过程中产生的正离子在电场的作用下撞击阴极，当场强足够大时，初始电子崩的正离子能在阴极上产生的新电子数大于或等于由外界电离因子产生的电子，那么即使除去外界电离因子的作用，放电也能够自持。 自持放电的条件：1)1(=-d e αγ 汤逊放电适用场合：低气压、短气隙 第四节 巴申定律表明：如果在改变极间距离d 的同时，也相应地改变气压p ，而使pd 的乘积保持不变，则极间距离不等的气隙的击穿电压却彼此相等。 第五节 为什么气隙较长时会发生流注理论：在初始电子崩中，电子崩的头部集中着大部分正离子和几乎全部电子，这些空间电荷将使均匀电场畸变，产生了一个电场强度很小但电子和正离子浓度最大，十分利于完成复合的区域，该区域产生强烈复合并辐射出许多光子，使气隙空间各处产生光电离，这些光电离造成的二次电子崩将以大得多的电离强度向阳极发展或汇入崩尾的正离子群中。（在高气压、长气隙时，放电本身所引发的空间光电离现象在击穿过程中起重要作用） 第六节
?为什么要有高电压：提高输送容量，降低线路损耗，减少工程投资，提高单位走廊输电能力，节省走廊面积，改善电网结构，降低短路电流，加强联网能力。?电介质：在其中可建立稳定电场而几乎没有电流通过的物质。 ?极化：在外电场作用下，电介质内部产生宏观不为零的电偶极矩。 ?电介质极化的四种基本类型：电子位移极化，离子位移极化，转向极化，空间电荷极化。 ?介电常数：用来衡量绝缘体储存电能的能力，代表电介质的极化程度（对电荷的束缚能力） ?液体电介质的相对介电常数影响因素(频率)：频率较低时，偶极分子来得及跟随电场交变转向，介电常数较大，接近直流情况下的εd；频率超过临界值，偶极分子转向跟不上电场的变化，介电常数开始减小，介电常数最终接近于仅由电子位移极化引起的介电常数εz。 ?电介质的电导与金属的电导有本质上的区别：金属电导是由金属中固有存在的自由电子造成的。电介质的电导是带电质点在电场作用下移动造成的。气体：由电离出来的自由电子、正离子和负离子在电场作用下移动而造成的。液体：分子发生化学分解形成的带点质点沿电场方向移动而造成的。固体：分子发生热离解形成的带电质点沿电场方向移动而造成的。 ?介质损耗：在电场作用下，电介质由于电导引起的损耗和有损极化损耗，总称为介质损耗。 ?电介质的等效电路：电容支路：由真空和无损极化所引起的电流为纯容性。/阻容支路：由有损极化所引起的电流分为有功和容性无功两部分。/纯阻支路：由漏导引起的电流，为纯阻性的。 ?介质损耗因数tgδ的意义：若tgδ过大会引起严重发热，使材料劣化，甚至可能导致热击穿。/用于冲击测量的连接电缆，要求tgδ必须小，否则会影响到测量精度/用做绝缘材料的介质，希望tgδ。在其他场合，可利用tgδ引起的介质发热，如电瓷泥胚的阴干/在绝缘试验中，tgδ的测量是一项基本测量项目 ?激励：电子从近轨道向远轨道跃迁时，需要一定能量，这个过程叫激励。 ?电离：当外界给予的能量很大时，电子可以跳出原子轨道成为自由电子。原来的中性原子变成一个自由电子和一个带正电荷的离子，这个过程叫电离。 ?反激励：电子从远轨道向近轨道跃迁时，原子发射单色光的过程称为反激励。?平均自由程：一个质点两次碰撞之间的平均距离，其与密度呈反比。 ?电离形式：撞击电离，光电离，热电离，表面电离。 ?气体带电质点的消失：中和(发生在电极处)：带电质点在电场力的作用下，宏观上沿电场做定向运动。带电质点受电场力作用而流入电极，中和电量。/扩散：扩散指质点从浓度较大的区域扩散到浓度较小的的区域，从而使带电质点在空间各处浓度趋于平均的过程。/复合(发生在内部)：带有异号电荷质点相遇，还原为中性质点的过程称为复合。 ?电子崩：当外加电场强度足够大时，带电粒子两次碰撞间积聚的动能足够发生碰撞电离。电离出来的电子和离子在场强作用下又加入新的撞击电离，电离过程像雪崩一样增长起来，称为电子崩。 ?自持放电：当外加场强足够强大时，电子崩不依赖外界因素，外界因素消失后，电子崩仍能够保持。 ?放电形式：辉光放电，电晕放电，刷状放电，火花击穿，电弧击穿。 ?汤森德气体放电理论的三个影响因素：系数α：1个自由电子在走到阳极的1cm
1.气体中带电质点的产生有哪几种方式？ 碰撞电离（游离），光电离（游离），热电离（游离），表面电离（游离）。 2.气体中带电粒子的消失有哪几种形式? （1）带电粒子向电极定向运动并进入电极形成回路电流，从而减少了气体中的带电离子；(2)带电粒子的扩散；(3)带电粒子的复合；(4)吸附效应。 3.为什么碰撞电离主要由电子碰撞引起？ 因为电子的体积小，其自由行程比离子大得多,在电场中获得的动能多;电子质量远小于原子或分子，当电子动能不足以使中性质点电离时，电子遭到弹射而几乎不损失其动能。 4.电子从电极表面逸出需要什么条件？可分为哪几种形式？ 逸出需要一定的能量，称为逸出功。获得能量的途径有：a正离子碰撞阴极；b光电子发射；c强场发射；d热电子发射。 5.气体中负离子的产生对放电的发展起什么作用，为什么？ 对放电的发展起抑制作用，因为负离子的形成使自由电子数减少。 6.带电粒子的消失有哪几种方式？ 带电质点的扩散和复合。 7.什么是自持放电和非自持放电？ 自持放电是指仅依靠自身电场的作用而不需要外界游离因素来维持的放电。必须借助外力因素才能维持的放电称为非自持放电 8.什么是电子碰撞电离系数？ 若电子的平均自由行程为λ，则在1cm长度内一个电子的平均碰撞次数为1/λ，如果能算出碰撞引起电离的概率，即可求得碰撞电离系数。 9.自持放电的条件是什么？ （—1）=1或 1 10.简述汤逊理论和流注理论的主要内容和适用范围。 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。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。流注理论主要解释高气压、长气隙的气体放电现象 11.什么是电场不均匀系数？ 间隙中最大场强与平均场强的比值。通常f=1 为均匀电场，f<2时为稍不均匀电场，f>4时为极不均匀电场。 12.什么是电晕放电?为什么电晕是一种局部放电现象?电晕会产生哪些效应? (1)极不均匀电场中放电，间隙击穿前在高场强区（曲率半径极小的电极表面附近）会出现蓝紫色的晕光，称为电晕放电。（2）在极不均匀电场中，由于电晕放电时的起始电压小于气隙击穿电压，气隙总的来说仍保持着绝缘状态，所以电晕放电是一种局部放电现象。（3）a具有声、光、热等效应。b形成所谓的电风，引起电极或导线的振动。c产生的高频脉冲电流造成对无线电的干扰。d促使有机绝缘老化。 13.什么是极性效应?比较棒—板气隙极性不同时电晕起始电压和击穿电压的高低并简述其理由。 极性不同时，同间隙起晕电压和击穿电压各不同称为极性效应；正极性棒-板间隙电晕起始电压比负极性的略高；负极性棒-板间隙的击穿电压比正极性的高得多。 14.比较空气间隙下“棒-棒电极”、“正棒-负板电极”、“负棒-正板电极”、“板-板电极”击穿电压。 击穿电压：“负棒-正板电极”>“棒-棒电极”>“正棒-负板电极” 15.雷电冲击电压和操作冲击电压的标准波形是什么？（p30） 16.什么是50%击穿电压？什么是冲击系数，一般取值范围在多少？ （1）在气隙上加N次同一波形及峰值的冲击电压，可能只有几次发生击穿，这时的击穿概率P=n/N，如果增大或减小外施电压的峰值，则击穿电压也随之增加或减小，当击穿概率等于50%时电压即称为气隙的50%击穿电压。（2）同一间隙的50%冲击击穿电压与稳态击穿 电压之比，称为冲击系数β。（3）均匀电场和稍不 均匀电场间隙的放电时延短，击穿的分散性小，冲击击穿通常发生在波峰附近，所以这种情况下冲击系数接近于1,。极不均匀电场间隙的放电时延长，冲击击穿常发生在波尾部分，这种情况下冲击系数大于1。 17.什么叫伏秒特性，如何求取伏秒特性曲线。 工程上用气隙击穿期间出现的冲击电压的最大值和
汤逊理论 三个过程: α过程:起始电子形成电子崩的过程。 β过程：造成离子崩的过程。 γ过程：离子崩到达阴极后，引起阴极发射二次电子的过程。 自持放电条件： 总结： 1. 将电子崩和阴极上的γ过程作为气体自持放电的决定因素是汤逊理论的基础。 2. 汤逊理论的实质是电子碰撞电离是气体放电的主要原因，二次电子来源于正离子撞 击阴极表面使阴极表面逸出电子，逸出电子是维持气体放电的必要条件。 3. 阴极逸出电子能否接替起始电子的作用是自持放电的判据。 汤逊理论的适用范围 汤逊理论是在低气压pd 较小条件下建立起来的， pd 过大，汤逊理论就不再适用。 pd 过大时（气压高、距离大）汤逊理论无法解释： 放电时间：很短； 放电外形：具有分支的细通道； 击穿电压：与理论计算不一致； 阴极材料：无关； 汤逊理论适用于pd<26.66kPa ·cm 。 巴申定律： 当气体成份和电极材料一定时，气体间隙击穿电压(ub )是气压(p )和极间距离(d )乘积的函数。 气体放电流注理论： 它考虑了高气压、长气隙情况下不容忽视的若干因素对气体放电的影响，主要有以下两方面 空间电荷对原有电场的影响； 空间光电离的作用。 四个过程： a) 起始电子发生碰撞电离形成初始电子崩；初崩发展到阳极，正离子作为空间电荷畸 变原电场，加强正离子与阴极间电场，放射出大量光子； b) 光电离产生二次电子，在加强的局部电场下形成二次崩； c) 二次崩电子与正空间电荷汇合成流注通道，其端部有二次崩留下的正电荷，加强局 部电场产生新电子崩使其发展； 流注头部电离迅速发展，放射出大量光子，引起空间光电离，流注前方出现新的二 次崩，延长流注通道； d)流注通道贯通，气隙击穿。 注：流注速度为108～109cm/s ，而电子崩速度为107cm/s 。 流注条件： 必要条件是电子崩发展到足够的程度，电子崩中的空间电荷足以使原电场明显畸变，加强电子崩崩头和崩尾处的电场；另一方面电子崩中电荷密度很大，所以复合频繁，放射出的光子在这部分很强，电场区很容易成为引发新的空间光电离的辐射源，二次电子主要 来源于空间光电离；气隙中一旦形成流注，放电就可由空间光电离自行维持。 流注自持放电条件： 初崩头部电子数要达到10的8次方时，放电才能转为自持，出现流注。 8 10≈d e α