高电压考试必备

名词解释P4击穿：当气体中的电场强度达到一定数值后，气体中电流剧增，在气体间隙中形成一条导电性很强的通道，气体失去了绝缘能力，气体这种由绝缘状态变为良导电状态的过程，称为击穿。

P9自持放电：只依靠电场就能维持下去的放电。

非自持放电：需要依靠外界游离因素支持的放电。

P17 伏秒特性曲线：工程上用气隙上出现的电压最大值与放电时间的关系来表征气隙在冲击电压下的击穿特性，称为气隙的伏秒特性。

P18 50%击穿电压：是指在该电压下进行多次试验，气隙击穿概率为50%。

P27 沿面放电：在固体介质和空气的分界面上出现沿着固体介质表面的气体放电现象，称为沿面放电。

P57 耐压试验：模拟设备在运行过程中实际可能碰到的危险的过电压状况，对绝缘加上与之等价的高电压来进行试验，从而考核绝缘的耐电强度。

P58 极化指数： 在同一次试验中，10min 时的绝缘电阻值与1min 时的绝缘电阻绝缘吸收比：加压60s 时的绝缘电阻与15s 时的绝缘电阻的比值。

Pp67 局部放电：高压电气设备的绝缘内部总是存在一些缺陷,如气泡空隙、杂质等。

由于这些 、局部放电 异物的电导和介电常数不同于绝缘物， 故在外加电场作用下， 这些异物附近将具有比周围更 高的场强，有可能引起该处物质产生电离放电现象，称为局部放电。

P103 彼得逊法则：要计算节点 A 的电流电压，可把线路 1 等值成一个电压源，其电动势是入射电压的 2 倍 2u1q(t)，其波形不限，电源内阻抗是 Z1。

这就是计算折射波的等值电路法则，即彼德法则。

P126 雷电日： 一年中有雷电的日数P135 阀型避雷器残压： 避雷器动作后雷电流流过阀片在阀片上形成的压降。

P148 耐雷水平：雷击线路时线路绝缘不发生冲击闪络的最大电流幅值。

P148 雷击跳闸率：每100km 线路每年由雷击引起的跳闸次数。

P153 反击： 线路绝缘上电压的幅值Uj 随雷电流增大而增大，当Uj 大于绝缘子串冲击闪络电压时，绝缘子串将发生闪络，由于此时杆塔电位较导线电位为高，故此类闪络称为反击。

P154 绕击：雷电绕过避雷线而直接击中导线P154 绕击率： 发生雷电绕过避雷线而直接击中导线的概率P169 进线段保护：在临近变电所1-2km 的一段线路上加强防雷保护措施。

P212 绝缘配合：根据电气设备在系统中可能承受的各种电压，并考虑过电压的限制措施和设备的绝缘性能后来确定电气设备的绝缘水平，以便把作用于电气设备上的各种电压所引起的绝缘损坏降低到经济上和运行上所能接受的水平。

P213 绝缘水平：电气设备所能承受的实验电压值。

1.3在不均匀电场中气体间隙放电的极性效应是什么?答：在极不均匀电场中，间隙上所加电压不足以导致击穿时，在大曲率电极附近，电场最强，就可能发生游离过程，形成电晕放电。

在起晕电极附近积聚的空间电荷将对放电过程造成影响，使间隙击穿电压具有明显的极性效应。

带电体为正极性时，电晕放电形成的电场削弱了带电体附近的电场，而增强了带电体远处的电场，使击穿电压减小而电晕电压增大；带电极性为负极性时，击穿电压增大，电晕电压减小。

1.4什么是电晕放电？它有何效应？试举例工程上所采用的各种防晕措施。

答：在电场极不均匀时，随间隙上所加电压升高，在大曲率电极附近很小范围的电场足以使空气发生游离，而间隙中大部分区域电场仍然很小。

在大曲率电极附近很薄一层空气中将具备自持放电条件，放电仅限于在大曲率电极周围很小范围内，而整个间隙尚未击穿。

这种放电称为电晕放电。

电晕放电会引起能量损耗、电磁干扰，产生臭氧、氮氧化物会对气体中的固体介质及金属电极造成损伤或腐蚀。

防晕措施有：加大导线直径，使用分裂导线，光洁导线表面。

1.9什么是气隙的伏秒特性?它是如何制作的？答：工程上用气隙上出现的电压最大值与放电时间的关系来表征气隙在冲击电压下的击穿特性，称为气隙的伏秒特性。

伏秒特性是用实验方法求取，以间隙上曾经出现的电压峰值为纵坐标，以击穿时间为横坐标，得伏秒特性上一点，升高电压，击穿时间减小，电压甚高时可在波头击穿，此时以击穿时间为横坐标，击穿时电压为纵坐标得伏秒特性又一点，当每级电压下只有一个击穿时间时，可绘出伏秒特性为一条曲线，但击穿时间具有分散性，所以所得伏秒特性是以上下包络线为界的一个带状区域。

1.13试小结各种提高气隙击穿电压的方法，并指出适用于何种条件？ 答：（1）改进电极形状，增大电极曲率半径，以改善电场分布，如变压器套管端部加球型屏蔽罩等；（2）空间电荷对原电场的畸变作用，可以利用放电本身所产生的空间电荷来调整和改善空间的电场分布；（3）极不均匀场中屏障的作用，在极不均匀的气隙中放入薄片固体绝缘材料；（4）提高气体压力可以大大减小电子的自由行程长度，从而削弱和抑制游离过程；（5）采用高真空可以减弱气隙中的碰撞游离过程；（6）高电气强度气体SF6的采用。

3.1绝缘试验的目的是什么？它分为哪两类？答：目的是通过试验，掌握电气设备绝缘的情况，保证产品的质量或尽早发现绝缘缺陷，从而进行相应的维护与检修，防患于未然，以保证设备的安全运行。

它分为非破坏性试验和破坏性试验。

4.1试分析波阻抗的物理意义及其与电阻之不同点。

答：波阻抗表示分布参数线路中前行电压波与前行电流波的比值；反行电压波与反行电流波比值的相反数； 计算公式如下 Z=0C L ，L0 和 C 0 表示单位长度的电感和电容。

波阻抗与电阻的不同： （1）波阻抗仅仅是一个比例常数，没有长度概念，而电阻不是；（2）波阻抗吸收的功率以电磁能的形式存储在导线周围的媒介中，并没有消耗；而电阻吸收的功率和能量均转化为热能了。

4.2试论述彼得逊法则的使用范围。

答：彼得逊法则的使用范围：一是入射波必须沿分布参数路线来传播，二是与节点相连的线路中没有反行波或反行波尚未到达结点。

阀式避雷器的工作原理：在电力系统正常工作时，间隙将电阻阀片与工作母线隔离，以免由母线的工作电压在电阻阀片中产生电流烧坏阀片。

由于间隙放电的伏秒特性低于被保护设备的冲击耐受强度，使被保护设备得到保护。

间隙击穿后，冲击电流通过阀片流入大地，由于阀片的非线性特性，电流愈大电阻愈小，故在阀片上产生的压降将得到限制，使其低于被保护设备的冲击耐压，设备就得到了保护。

当过电压消失后，间隙中由工作电压产生的工频电弧电流（工频续流）仍将继续流过避雷器，此续流受阀片电阻的非线性特性所限制，间隙能在工频续流第一次经过零值时将电弧切断。

继电保护来不及动作系统就已恢复正常。

输电线路防雷措施：架设避雷线；降低杆塔接地电阻；架设耦合地线；采用不平衡绝缘方式；装设自动重合闸；采用消弧线圈接地方式；装设管型避雷器；加强绝缘。

7.5说明变电所进线保护段的标准接线中各元件的作用。

答：变电站进线段保护标准接线中，对1~2公里这段线路采取加强防雷措施（如减小保护角），使其具有较高的耐雷水平。

保护进线段的作用是限制避雷器动作时流过的冲击电流不超过允许值以及降低进入变电站的雷电侵入波电压的波头陡度。

对于线路在雷雨季节可能处于开路状态而线路另一侧又带电（如双端电源线路）时，应在进线段末端对地装设排气式避雷器（或阀式避雷器），目的在于防止线路上有雷电波侵入时，由于断路器打开而在线路末端发生全反射引起冲击闪络，再导致工频对地短路，造成断路器或隔离开关绝缘部件烧毁。

要注意的是，断路器或隔离开关合闸时，该排气式避雷器不应在雷电侵入波作用下动作，以免产生截波危及有绕组电气设备的纵绝缘。

7.6说明直配电机防雷保护的基本措施及原理，以及电缆段对防雷保护的作用。

直配电机是指不经变压器直接与架空线相联接的旋转电机（发电机或高压电动机）。

直配电机防护雷保护的主要措施为：1.在电机母线上装设FCD 型阀式避雷器或氧化锌避雷器以限制雷电侵入波的幅值。

2.在电机母线上对地并电容器，每相约0.250.5uF （若有电缆段，电缆对地电容包括在内）。

电容器的作用是降低雷电侵入波的陡度以保护电机纵绝缘，同时还起到降低架空线上的感应雷过电压（此过电压也降低到电机上）。

3.在直配电机进线处加装电缆段排气式避雷器（或阀式避雷器）、电抗器，联合保护作用以限制避雷器动作电流小于规定值（3KA ）。

4.发电机中性点有引出线且未直接接地（发电机常这样）时，应在中性点上加装避雷器保护中性点的绝缘，或者加大母线并联电容以进一步限制雷电侵入波陡度。

电缆段的作用不在于电缆具有较小波阻抗和较大的对地电容，而在于在等值频率很高的雷电流作用下电缆外皮的分流（由于 FE1 动作）及耦合作用。

当雷电侵入波使电缆首段排气式避雷器（为使此 避雷器由于发生副反射不能可靠动作而前移 70m ，即 FE1）动作时，电缆芯线与外皮短接，相当于 把电缆芯和外皮连在一起并具有同样的对地电压 iR1。

在此电压作用下电流沿电缆芯和电缆外皮分 两路流向电机。

由于流过电缆外皮绝缘所产生的磁通全部与电缆芯交链（由于电缆芯被电缆外皮所 包围），在芯线上感应出接近等量的反电势阻止芯线中电流流向电机使绝大部分电流如同高频集肤 效应那样从电缆外皮流，从而减小了流过避雷器（与芯线相连）的电流，也即限制了避雷器的动作 电流。

电缆芯中的反电势是建立在电缆外皮与电缆芯导线的耦合作用基础智商，为了加强这种耦合 作用（以加强反电势），常采取降 70m 段的接地引线平行架设在导线下方，并与电缆首端的金属外 皮在装设 FE2 杆塔处连接在一起后接地，工频接地电阻不应大于5欧。

在电缆首端保留 FE2 以便在 强雷时动作（即一般情况下不动作）以进一步限制避雷器动作电流（在强雷时也不超过 3KA ）。

8.1 比较内部过电压与大气过电压有何不同点？内部过电压如何划分？答：大气过电压是由于大气环境中雷电放电所引起的过电压。

内部过电压是电力系统中由于自己内部原因引起的过电压。

暂时过电压与操作过电压产生的根本性原因是完全不同的，前者由于参数特定的配合引起，因此只 要这种参数配合不发生改变，过电压可能持续。

后者为电网中发生振荡型的暂态过程引起，一旦暂 态过程结束，过电压也就消失。

8.3为什么在超高压电网中很重视工频电压升高？引起工频电压升高的主要原因有哪些？答：重视原因：（1）工频电压升高的大小将直接影响操作过电压的实际幅值，即操作过电压的高频分量是迭加在工频电压升高之上的，从而使操作过电压达到很高的幅值；（2）工频过电压升高的大小将影响保护电器的工作条件和保护效果；（3）工频电压升高持续时间长，对设备绝缘及其运行性能有重大影响。

引起工频电压升高的主要原因：影响空载线路电容效应引起工频电压升高的因素主要有 3 个。

其一是线路的长度。

线路 越长，空载线路末端比首端电压升高越大，可采用 u2=进行计算。

其二是电源容量。