2014年高电压绝缘总复习课
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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。
高电压技术复习资料
高电压技术是电力工程中的一个重要组成部分,具有广泛应用领域。
因此,对于高电压技术的学习和掌握是非常重要的。
本文将从几个方面对高电压技术的相关知识进行复习。
一、高电压的定义
高电压是指大于常见电压的电压等级,一般情况下指高于1000伏的电压。
高电压技术是指针对高电压的控制和运用所采用的一系列技术和方法。
二、高电压的产生和测量
高电压的产生可以采用变压器和电容器等方式,其中变压器的应用最为广泛。
在高电压测量中,主要采用的是电压表、电位差计和介质损耗测试仪等设备。
三、高电压的应用
高电压技术在电力工程中有许多应用,例如高压输电、变电站的建设以及工业生产中的电源、除尘器等方面。
此外,高电压在科学研究中也有很多用途,如核聚变实验、高温等离子体研究等领域。
四、高电压的危害和防护
高电压如不加控制和保护,可能会带来很大的危害。
高电压会导致电击和火灾等危险,需要采取相应的防护措施。
防护方法包括使用绝缘材料和可靠的接地装置等。
五、高电压技术的发展趋势
随着科技的不断发展和电力工程的不断改进,高电压技术也在不断发展。
未来,高电压技术将更加注重环保和节能,同时也会注重智能化和自动化的应用。
综上所述,高电压技术是电力工程中不可或缺的一部分,具有广泛的应用前景。
通过对高电压技术的复习,可以更好地理解和掌握该项技术,并在实际应用中起到更好的作用。
高电压复习第一章1、气体不是理想的绝缘体正常情况下,气体是绝缘体,但其中仍有少量的带电质点,这是在空中高能射线(如紫外线、宇宙射线及地球内部辐射)作用下产生的。
在电场作用下,这些带电质点作定向运动而形成电导电流。
因为,气体不是理想的绝缘体,不过,当电场较弱时,带电质点数极少,电流极小,气体仍是良好的绝缘体。
2、什么是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能高的通道,气体失去绝缘能力,气体这种由绝缘状态突变为良导电状态的过程,称为击穿。
3、什么是气体放电气体中流过电流的各种形式,统称为气体放电。
气体放电的形式:◆在气压低、电源功率较小时,为充满间隙的辉光放电;◆在大气压下,表现为火花放电或电弧放电;◆在极不均匀电场中,会在局部电场最强处产生电晕放电。
4、气体中带电质点的产生气体本身发生游离气体中的金属电极发生表面游离5、激励、能级任何电介质都是由原子组成的,原子则由一带正电的原子核和围绕着原子核旋转的外层电子组成。
由于原子所带正、负电荷相等,故正常情况呈中性。
电子的能量不同,其所处的轨道也不同。
通常电子能量越小,其轨道半径越小,离原子核越近。
稳定的原子的外层电子都在各自的能级轨道上运转,此时原子的位能最小。
当外界给予原子一定的能量使内层电子获得能量不能脱离原子核的束缚,只能跃迁到标志着能量更高的、离原子核较远的轨道上去时,该原子就处于激励状态,原子的位能也增加,这一过程叫激励。
根据原子中电子的能量状态,原子有一系列可取的确定的能量状态,称为能级。
6、激励能、反激励原子激励所需能量等于较远轨道与正常轨道的能级之差,称为激励能。
处于激励状态的原子的寿命极短,之后会自动地返回到原始状态,以光子的形式释放出所吸收的能量,这一过程称为反激励。
7、游离过程、游离能、分级游离若原子吸收的外界能量足够大,使得原子中一个或几个电子脱离原子核的束缚而形成自由电子,中性原子失去电子成为正离子,该原子就被游离了。
高电压技术期末复习资料高电压技术期末复习资料高电压技术是电力系统中的一个重要领域,涉及到电力传输、配电、绝缘等方面。
本文将为大家提供一些高电压技术的期末复习资料,希望对大家的学习有所帮助。
一、高电压技术的基础知识1. 电压和电流的基本概念:电压是电力系统中的一种基本物理量,表示电荷在电场中的势能差;电流是电荷在单位时间内通过导体横截面的数量。
2. 电力系统的基本组成:电力系统由发电厂、输电线路、变电站和配电网等组成,其中输电线路是高电压技术的重要组成部分。
3. 高电压技术的应用领域:高电压技术广泛应用于电力传输、电力配电、电力设备绝缘等方面。
二、高电压设备的绝缘技术1. 绝缘材料的分类:绝缘材料可以分为固体绝缘材料和液体绝缘材料两大类,固体绝缘材料包括绝缘纸、绝缘胶带等;液体绝缘材料包括绝缘油等。
2. 绝缘材料的性能指标:绝缘材料的性能指标包括介电强度、介电损耗、体积电阻率等。
3. 绝缘材料的应用:绝缘材料广泛应用于高压电缆、变压器、绝缘子等高电压设备中,起到隔离电流、防止电弧放电等作用。
三、高电压输电线路的设计与运行1. 输电线路的类型:输电线路可以分为架空线路和地下电缆线路两大类,架空线路包括铁塔线路和电缆线路。
2. 输电线路的设计:输电线路的设计需要考虑电流负荷、电压损耗、绝缘距离等因素,以确保电力传输的安全和稳定。
3. 输电线路的运行与维护:输电线路的运行需要定期检查和维护,包括检查绝缘子、检修设备、清理线路等。
四、高电压技术的安全问题1. 高电压事故的危害:高电压事故可能导致人身伤害、设备损坏甚至火灾等严重后果,因此安全问题是高电压技术中需要重视的方面。
2. 高电压事故的防范措施:高电压事故的防范措施包括设备绝缘、操作规程、安全培训等,以确保高电压设备的安全运行。
五、高电压技术的发展趋势1. 现代高电压技术的发展:随着电力系统的发展和电力需求的增加,高电压技术也在不断发展,如超高压输电技术、新型绝缘材料的研发等。
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。
第2章气体介质的电气强度1.空气间隙击穿的充要条件。
2.放电时间及三个组成部分和特性。
3.升压时间;统计时延;放电发展时间。
4.雷电冲击电压标准波形及符号表示。
5.雷电冲击截波电压波形及符号表示。
《高电压技术》部分知识点复习第一部分 高电压绝缘及其试验(1-6章)重点:高压绝缘中电介质的电气特性及高压设备的绝缘预防性试验。
气体的绝缘特性1、汤逊理论:(气体伏安特性)基本理论,带电粒子产生的条件,:外界加入的能量大于或等于电离能。
产生的方式:碰撞电离,光电离、热电离、表面电离、负离子的形成。
去游离条件,:去游离的方式:带电质点受电场力的作用流入电极中和电量;带电质点的扩散、带电质点的复合。
’电子崩的发展规律:气体发生撞击电离,电离出来的电子和离子在场强的驱引下又加入到撞击电离过程,于是,电离过程就像雪崩一样增长起来。
及自持放电条件,:汤逊理论的局限性:δS>0.26cm,气隙击穿电压与按汤森德理论计算出来的数值差异较大。
对δS 较大时的很多气隙放电现象无法解释。
比如放电形式、阴极材料、放点时间。
汤逊理论适用范围。
:低气压、短间隙的情况和较均匀场中。
2、不均匀场放电特性:流注理论,:由初崩中辐射出的光子,在崩头、崩尾外围空间的局部强场中衍生出二次电子崩并汇合到主崩通道中来,使主崩通道不断向前、后延伸的过程。
电子崩的发展规律:有效电子(经撞击电离)→电子崩(畸变电场)→发射光子(在强电场作用下)→产生新的电子崩(二次崩) →形成混质通道(流注)→由阳极向阴极(阳极流注)或由阴极向阳极(阴极流注)击穿.及自持放电条件:δS>0.26cm,即产生流注的条件,适用范围:δS>0.26cm 的均匀电场和不均匀电场各种电压作用的放电特性:放电时延的定义:从电压达到U0的瞬时起,到气隙完全被击穿为止的时间,u 50%在何处:气隙被击穿的概率为50%的冲击电压峰值,接近伏秒特性带的最下边缘。
3.、提高抗电强度的措施:改善电场分布、采用高度真空、增大气压、采用耐电强度高的气体。
4、沿面放电的三个阶段及提高沿面放电电压的措施:电晕放电、刷形放电、滑闪放电措施:屏障、屏蔽、加电容极板、消除窄气隙、绝缘表面处理、改善局部绝缘体的表面电阻率、强制固定绝缘沿面各点的电位、附加金具、阻抗调节。
高电压技术(复习)一.气体的绝缘强度了解气体放电的一般现象和概念;理解持续电压作用下均匀电场气体放电理论、不均匀电场中的气体放电特性;理解冲击电压下的气体放电特性;了解大气条件对气隙击穿电压的影响,掌握提高气隙击穿电压的具体措施。
1.基本概念自持放电:不需其它任何外加电离因素而仅由电场的作用就能维持的放电称为自持放电。
非自持放电:必须借助外加电离因素才能维持的放电则称之为非自持放电。
电晕放电:当所加电压达到某一临界值时,在靠近两个球极的表面出现蓝紫色的晕头,并发出“咝咝”的响声,这种局部放电现象称为电晕放电。
极性效应:在极不均匀电场中,高场强电极的不同,空间电荷的极性也不同,对放电发展的影响也不同,这就造成了不同极性的高场强电极的电晕起始电压的不同,以及间隙击穿电压的不同,称为极性效应。
50%冲击击穿电压(U50%):用间隙击穿概率为50%的电压值来反映间隙的耐受冲击电压的特性。
汤逊放电理论和流柱理论的异同以及各自的适用范围:汤逊放电理论:当外施电压足够高时,一个电子从阴极出发向阳极运动,由于碰撞游离形成电子崩,则到达阳极并进入阳极的电子数为e as个(α为一个电子在电场作用下移动单位行程所发生的碰撞游离数;s为间隙距离)。
因碰撞游离而产生的新的电子数或正离子数为(e as-1)个。
这些正离子在电场作用下向阴极运动,并撞击阴极.若1个正离子撞击阴极能从阴极表面释放r个(r为正离子的表面游离系数)有效电子,则(e as-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 as-1)=1。
它的适用范围: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,汤逊理论就不再适用了。
通常认为,Pd>200cm·mmHg时,击穿过程将发生变化,汤逊理论的计算结果不再适用,但其碰撞电离的基本原理仍是普遍有效的。
第一章气体放电的基本物理过程㈠带电粒子的产生和消失①带电粒子在空气中运动的表征•自由行程长度P4•带电离子的迁移率P4•扩散P4②带电粒子产生的物理过程•光电离P5•热电离P6•碰撞电离P6•分级电离P6•电极表面的电离P6•负离子的形成P7㈡电子崩①电子崩产生机理•所有气体放电都有一个电子碰撞电离导致电子崩的阶段;P8•电子崩将产生急剧增大的空间电子流;P8•在高气压和高真空的条件下,气隙都不易发生放电现象。
P9㈢自持放电条件①汤逊理论•当除去外界电离因子的作用,放电不会停止,此时即为自持放电;P10•自持放电是由初始电子崩中的正离子撞击阴极表面产生多余电子形成的。
P10㈣巴申定律及其适应范围•同温时均匀电场下气体起始放电电压是pd乘积的函数;P12•提高气压或降低气压至真空,都可以提高气隙的击穿电压。
P12•表明击穿电压有极小值。
P12㈤流注理论考虑了以下因素:•空间电荷对原有电场的影响;P13•空间光电离的作用;P13•流注理论适用于高气压、长气隙下的放电。
P12㈥不均匀电场中的气体放电•用不均匀系数来描述电场的不均匀程度;P14•电晕放电是发生在小曲率半径电极附近的放电,是一种自持放电;P15•电场极不均匀的“棒-板”气隙,负极性击穿电压高于正极性击穿电压(极性效应)P19 ㈦放点时间和冲击电压下的气隙击穿①冲击电压波形的标准化•标准雷电冲击电压波;P21•标准雷电截波;P21•标准操作冲击电压波。
P21②冲击电压下气隙的击穿特性•采用击穿百分比为50%时的电压来表征气隙的冲击击穿特性;P22•采用伏秒特性表征气隙的冲击击穿电压与放电时间的关系。
P23㈧沿面放电•沿面放电指沿着固体介质表面发展的气体放电现象;P24•污闪指沿着污染表面发展的闪络;P28•沿面放电电压的影响因素、提高方法P26以及污闪事故的对策。
P30第二章气体介质的电气强度㈠均匀和稍不均匀电场气隙的击穿特性;P33-P34㈡极不均匀电场气隙的击穿特性;P35-P39㈢大气条件对气隙击穿特性的影响及其校正;P40-P41㈣提高气体介质电气强度的方法;P41-P44①球形屏蔽极可显著改善电场分布,提高气隙的击穿电压;P42②在气隙中放置形状和位置合适、能阻挡带电粒子运动和调整空间;P42③电荷分布的屏蔽,可明显提高气隙击穿电压;P42④高气压和高强度气体相结合是一种有效的气体绝缘形式;P43㈤六氟化硫和气体绝缘电气设备;P45第三章液体介质的电气强度㈠电介质的极化、电导与损耗用来将不同电位的导体分隔开,使之在电气上不相连接,没有电流通过的材料称为绝缘材料或电介质。
第三章:沿面放电及绝缘子
重点:沿面放电机理、滑闪机理、污闪机理
设备:线路绝缘子、纯瓷套管、支柱绝缘子
练习题:
1.简述表示绝缘子电气性能的三种闪络电压的定义。
2、输电线路上,悬式瓷质绝缘子串的电压分布(既每片绝缘子上承担的电压随绝缘子位置的变化)为什么显两端高、中间低的马鞍形?110kV线路上一串绝缘子通常有7片绝缘子,500kV线路上一串绝缘子通常有30片以上绝缘子,则哪个等级的绝缘子上的电压分布比较均匀?
3、500kV输电线路上,在绝缘子悬挂高压导线的部位一般要安装巨大的椭圆形金属环,为什么?交流输电线路绝缘子串上,在什么部位设计了什么特别形状的电极?该电极形状是如何提高绝缘子串的耐压水平的?
4、为什么套管结构中放电容易从法兰处开始发展?针对纯瓷套管外绝缘闪络电压,为什么增加爬电距离不能有效提高闪络电压?
5、纯瓷套管提高闪络电压的措施有哪些?其各自提高闪络电压的原理是什么?在纯瓷穿墙套管绝缘结构中,什么部位用到了半导体层?该半导体层是如何提高套管沿面工频闪络电压的?
6、阐述为何同一支柱绝缘子的工频污闪电压远低于其工频干闪电压,工程上采取何种措施提高支柱绝缘子的工频污闪电压?为什么绝缘子表面污秽的等值附盐密度越大,其污闪电压越低?
7、在我国一些地区,硅橡胶复合绝缘子的市场份额逐年增加,而悬式瓷质绝缘子的市场份额逐年减少,简述其中原因和深层次的机理问题。
8、穿墙套管在室内部分的伞和棱的数量、半径一般小于室外部分,为什么?
第五章:SF6绝缘及GIS
重点:SF6气体绝缘的特点、GIS中提高气体间隙击穿电压的措施、GIS中提高沿面闪络电压的措施
设备:GIS
练习题:
1、试述GIS设备的绝缘结构。
2、GIS设备绝缘结构中,比较全面地采用的提高气体间隙工频击穿电压的措施,请说明:1)第一种措施的内容(2分)和机理(8分)
2)第二种措施的内容(2分)和机理(8分)
3)第三种措施的内容(2分)和机理(8分)
3、在GIS设备的绝缘结构中,比较全面地采用的提高工频沿面闪络电压的措施,请说明:1)第一种措施的内容(2分)和机理(8分)
2)第二种措施的内容(2分)和机理(8分)
3)第三种措施的内容(2分)和机理(8分)
3、为何以SF6为绝缘气体的GIS中电极多采用圆柱或圆筒形、并且需要较高气压、要求电极和绝缘子表面十分光滑、要求十分干燥?GIS设备在现场安装的过程中,对盆式绝缘子表面的清洁程度要求非常严格,为什么?
4、在GIS设备的绝缘结构中,将绝缘子设计成盆式形状是基于何种考虑的,所体现出的优异电气性能是基于何种原理或理论的?
第七章:电容器及电缆
重点:组合绝缘的特点、电缆绝缘结构(本体、接头)
设备:电容器、电缆
练习题:
1、电力电容器中,常常采用聚丙烯薄膜等固体材料和苯甲荃硅油等液体浸渍剂作为绝缘介质。
问其中的固体材料主要作用是什么(5分)?液体材料的主要作用是什么(5分)?
2、简述交联聚乙烯电缆本体的绝缘结构。
3、高压电气设备,往往采用半导体材料提高设备的耐压水平。
交联聚乙烯电力电缆本体绝缘结构中,什么部位用到了半导体层?该半导体层是如何提高电缆的耐压水平的?
4、高压电气设备,往往采用改善电极形状的方法提高设备的耐压水平。
交联聚乙烯电力电缆中间接头绝缘结构中,在什么部位设计了什么特别形状的电极?该电极形状是如何提高电缆的耐压水平的?
第八章:高压套管及互感器
重点:电容式高压套管绝缘结构
设备:电容式高压套管
练习题:
1、简述电容式高压套管的绝缘结构。
2、电容式高压套管的绝缘结构中,存在众多的“极板”。
问:“极板”导电吗?,是什么形状?其作用是什么?为何内层的极板比外层的极板长?
3、纯陶瓷穿墙套管一般使用电压等级较低,而电容式高压套管的使用电压较高,请说明:1)相对而言,详细阐述纯瓷穿墙套管的结构缺点及由此引发的问题(5分)
2)相对而言,详细阐述电容式高压套管结构上如何克服上述缺点(5分)
第九章:变压器及发电机绝缘
重点:变压器主绝缘结构、变压器纵绝缘结构、发电机定子线棒槽部绝缘结构、发电机定子线棒端部绝缘结构
设备:变压器、发电机
练习题:
1、变压器绕组对铁心主绝缘中采用了哪些提高绝缘间隙击穿电压的措施,其原理分别是什么?
2、在油浸式电力电压器中,比较全面地采用了提高液体间隙工频击穿电压的措施,请说明:1)第一种措施的内容(2分)和机理(8分)
2)第二种措施的内容(2分)和机理(8分)
3)第三种措施的内容(2分)和机理(8分)
3、变压器绕组纵绝缘结构中采用了哪些提高绝缘间隙击穿电压的措施,其原理分别是什么?
4、在油浸式电力电压器中,比较全面地采用了提高液体间隙工频击穿电压的措施,请说明:1)第一种措施的内容(2分)和机理(8分)
2)第二种措施的内容(2分)和机理(8分)
3)第三种措施的内容(2分)和机理(8分)
5、高压电气设备,往往采用改善电极结构的方法提高设备的耐压水平,在变压器绕组结构中:在什么部位设计了什么特别形状的电极?该电极形状是如何提高电缆的冲击耐压水平的?
6、变压器中用到了绝缘纸带和纸板,问:纸带用在什么地方,什么机理?纸板用在什么地方,什么机理?
7、变压器中静电板是什么结构?导电吗?有什么作用;围屏是什么结构?导电吗?有何作用?
8、简述发电机定子绝缘结构。
9、高压电气设备,往往采用半导体材料提高设备的耐压水平。
在发电机定子绝缘结构中,什么部位用到了半导体层?该半导体层是如何提高发电机定子绝缘工频耐压水平的?。