提高气体介质电气强度的方法

高电压技术练习题第1章气体放电的基本物理过程1、气体中带电粒子的产生和消失有那些主要方式？产生方式[：1、原子的电离2 光电离碰撞电离热电离3、金属电极的表面电离4、负离子的产生]带电粒子的消失方式：[1）带电粒子在电场作用下作定向运动，到达电极时，消失于形成的外电路的电流中。

2）带电粒子因扩散现象而逸出气体放电空间。

3）当气体中异号的带电粒子相遇时，发生电荷的传递与中和，还原为原子或分子的过程称为复合。

2、试解释气体放电过程的α、γ系数。

电子的碰撞电离系数α: 一个电子沿着电场方向行走1cm长度，平均发生的碰撞电离次数正离子表面电离系数γ: 一个正离子碰撞阴极表面平均释放的自由电子数。

3、什么叫自持放电？简述汤逊理论的自持放电条件自持放电是指仅靠自身电场的作用而不需要外界游离因素来维持的放电。

外界游离因素是指在无电场作用下使气体中产生的少量带电质点的各种游离因素，如宇宙射线。

讨论气体放电电压、击穿电压时，都指放电已达到自持放电阶段。

汤生放电理论的自持放电条件用公式表达时为Y(eαs-1)=1此公式表明：由于气体中正离子在电场作用下向阴极运动，撞击阴极，此时已起码撞出一个自由电子（即从金属电极表面逸出）。

这样，即便去掉外界游离因素，仍有引起碰撞游离所需的起始有效电子，从而使放电达到自持阶段。

.自持放电: 仅能由电场的作用而维持的放电，称为自持放电。

即eαd-1个正离子到达阴极，从阴极电离出γ（eαd-1）电子，如果：γ（eαd-1）>=1上式为自持放电条件。

1.4、均匀电场和极不均匀电场间隙放电特性有何不同？间隙有哪些放电现象？均匀电场和极不均匀电场气隙放电特性有何不同？答：在均匀电场中，气体间隙内流注一旦形成，放电达到自持的程度，气隙就被击穿。

不均匀电场分稍不均匀和极不均匀，在同样极间距离时稍不均匀电场的击穿电压比均匀电场的均匀电场气隙的要低，在极不均匀电场气隙中自持放电条件即是电晕起始条件，由发生电晕至击穿的过程还必须升高电压才能完成。

《高压电技术》课程复习要点课程名称：《高压电技术》适用专业：2016级电力系统自动化（专科业余函授）辅导教材：《高电压技术（第三版）》常美生主编中国电力出版社复习要点：第一章绪论内容：电介质的极化、电导与损耗。

要求：掌握电介质的极化；了解质的介电常数；掌握电介质的电导和损耗。

第二章气体放电的基本物理过程内容：气体中带电质点的产生和消失；气体放电过程的一般描述；均匀电场气隙的击穿；不均匀电场气隙的击穿。

要求：了解带电粒子的产生和消失及电子崩；了解自持放电条件，掌握气体放电的汤逊理论和流注理论；熟悉不均匀电场中的放电过程及电晕放电；掌握沿面放电及污闪。

第三章气体介质的电气强度内容：气隙的击穿时间；气隙的伏秒特性；气隙的击穿电压；提高气隙击穿电压的方法；的电气特性。

要求：了解气体介质的电气强度的影响因素；掌握提高气体介质电气强度的方法。

第四章液体和固体介质的电气特性内容：固体、液体电介质击穿的机理；影响固体、液体电介质击穿电压的因素；提高固体、液体电介质击穿电压的方法。

要求：了解固体与液体介质的击穿和老化；掌握提高击穿电压的方法。

第五章电气设备绝缘预防性试验内容：绝缘预防性试验；在线监测和故障诊断技术概述。

要求：掌握绝缘电阻与吸收比的测量、泄漏电流的测量及介质损耗角正切的测量。

第六章绝缘的高电压试验内容：工频高压试验；直流高压试验；冲击电压发生器基本原理。

要求：掌握工频高压试验基本内容；冲击电压发生器基本原理；直流高压试验基本内容。

第七章输电线路和绕组中的波过程内容：单导线线路中的波过程；行波的折射与反射；行波通过串联电感和并联电容；行波的多次折反射。

要求：掌握波沿均匀无损单导线的传播；掌握行波的折射和反射；掌握波作用于单绕组时引起的振SF6气体荡、三相绕组的波过程及波在变压器绕组间的传播。

第八章雷电及防雷装置内容：雷电参数；避雷针与避雷器；接地装置。

要求：了解雷电参数和雷击过电压的基本分类；掌握各种防雷装置的基本原理和防雷性能；掌握防雷接地。

《高电压技术》综合复习资料《高电压技术》综合复习资料2011年05月23日《高电压技术》综合复习资料一、填空题（占40分）1、汤逊理论主要用于说明短气隙、低气压的气体放电。

2、“棒—板”电极放电时电离总是从棒电极起先的。

3、正极性棒的电晕起始电压比负极性棒的电晕起始电压高，缘由是正极性棒的空间电荷减弱了旁边的场强，而加强了电荷的外部空间的电场，负极性棒正好相反。

4、电力系统中电压类型包括工频电压、直流电压、雷电冲击电压和操作冲击电压等4种类型。

5、在等于 0.33 时同轴圆筒的绝缘水平最高，击穿电压出现最大值。

6、沿面放电包括沿面滑闪和沿面闪络两种类型。

7、电介质的电导包括离子电导和电子电导两种类型，当出现电子电导时电介质已经被击穿。

8、弱极性液体介质包括变压器油和硅有机液体等，强极性液体介质包括水和乙醇（至少写出两种）。

9、影响液体介质击穿电压的因素有_电压形式的影响、温度、含水量、含气量的影响、杂质的影响油量的影响（至少写出四种）。

10、三次冲击法冲击高电压试验是指分别施加三次正极性和三次负极性冲击电压的试验。

11、变压器油的作用包括绝缘和冷却。

12、绝缘预防性试验包括绝缘电阻、介质损耗角正切、泄露电流的测量、局部放电测试和绝缘油的电气试验等。

高电压试验包括工频高压试验、直流高压试验和冲击高电压试验等。

13、雷电波冲击电压的三个参数分别是波前时间、半波时间和波幅值。

14、设备修理的三种方式分别为故障修理、预防修理和状态修理。

15、介质截至损耗角正切的测量方法主要包括西林电桥法和不平衡电桥法两种。

16、影响金属氧化物避雷器性能劣化的主要是阻性泄露电流。

17、发电厂和变电所的进线段爱护的作用是降低入侵波陡度和降低入侵波幅值。

18、小波分析同时具有在时域范围和频率范围内对信号进行局部分析的优点，因此被广泛用于电力系统局部放电的检测中。

电源的概念：电源是供应电压的装置，把其他形式的能转换成电能的装置叫做电源19、电力系统的接地按其功用可为工作接地、爱护接地和防雷接地三类。

高电压技术部分1流注理论考虑空间电荷对原有电场的影响和空间光电离的作用。

（流注理论和汤逊理论的差别是考察的重点）。

2 汤逊理论适用于低气压、短气隙的条件，而流注理论适用于高气压、长气隙的条件。

3巴申定律表明高气压和低气压都能使气体击穿电压增大。

4 电晕放电是不均匀电场放电，是自持放电。

5 输电线路上传播的过电压波将因电晕而衰减其幅值和降低其波前陡度，电晕放电还在静电除尘器、静电喷涂装置中获得广泛的应用。

6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碰撞游离. 7进行外绝缘的冲击高电压试验时，往往施加正极性冲击电压，因为此时的电气强度较低。

（在极不均匀电场中，正极性击穿电压比负极性击穿电压低）8钢化玻璃型绝缘子具有损坏后“自爆”的特性9以下哪个不是发生污闪最危险的气象条件？A.大雾B.毛毛雨C.凝露D.大雨10 以下哪种材料具有憎水性？A. 硅橡胶B.电瓷C. 玻璃D金属11 工程实际中，常用棒－板或棒－棒电极结构研究极不均匀电场下的击穿特性。

12 伏秒特性曲线波头击穿时取瞬时值，波尾击穿时取峰值。

冲击系数是50%放电电压与静态放电电压之比。

雷电流具有冲击波形的特点：迅速上升，平缓下降。

雷电冲击波电压波形包括视在波前时间和视在半峰值时间，标准雷击波为1.2/50us，在防雷设计中采用2.6/40us。

13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，保护了被保护设备14 SF6气体具有较高绝缘强度的主要原因之一是______。

（SF6的理化特性是考察的重点，每次招聘必考）A．无色无味性B．不燃性C．无腐蚀性D．电负性在所用的杂质中影响最大的是水。

15影响液体电介质击穿电压的因素有水分和其他杂质油温电场均匀度电压作用时间油压的影响（考试列出以上选项，从其中选出无关的，尤其注意与电压的频率无关）影响固体电介质击穿电压的因素有电压作用时间电场均匀程度温度受潮累积效应。

1、气体介质的击穿：当加在气体间隙上的电场强度达到某一临界值后，间隙中的电流会突然剧增，气体介质会失去绝缘性能而导致击穿，这种现象称为气体介质的击穿，也称气体放电。

2、气体间隙击穿后的放电形式：火花放电、电弧放电、电晕放电。

3、电晕：极不均匀电场中，局部强场区形成的自持放电现象，伴有蓝紫色晕光。

4流注理论：电子崩发展到一定程度发生光电离，引起新的强烈电离和二次电子崩，二次电子崩以更大的多的电离强度向阳极发展或混入崩尾的正离子群中。

这些电离强度和发展速度远大于初始电子崩的新放电区以及它们不断汇入初崩通道的过程称为流注。

5、激发：气体原子在外界因素的作用下，吸收外界能量使其内部能量增加，这时气体原子核外的电子将从离原子核较近的轨道跳到离原子核较远的轨道上去，此过程称为原子的激发，也称激励。

6、游离：如果中性原子由外界获得足够的能量，以致使原子中的一个或几个电子完全脱离原子核的束缚而成为自由电子和正离子（即带电质点），此过程称为原子的游离，也称电离。

7、游离的形式：碰撞游离、光游离、热游离、表面游离。

8、放电的理论：汤逊理论适用于低气压短间隙，电子的碰撞电离和正离子阴极表面电离；流注理论适用于高气压长间隙，电子的碰撞电离和空间光电离。

不同点：（1）放电外形流注放电是具有通道形式的。

汤逊理论气体放电应在整个间隙中均匀连续地发展。

（2）放电时间流注理论流注发展更迅速，击穿时间比由汤逊理论推算的小得多。

9、自持放电：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。

10、冲击电压的标准波形三个参数所取的范围：T1= (1.2±30% )us，T2=(50±20% ) us。

冲击电压除了T1 及T2 外，还应指出其极性。

标准波形通常可以用符号±1.2/50 us表示。

11、U50%就是指在该冲击电压作用下，击穿百分比为50%，用U50%来反映绝缘耐受冲击电压的能力。

12、伏秒特性曲线：同一波形、不同幅值的冲击电压作用下，间隙上出现的电压最大值和放电时间的关系曲线，称为间隙的伏秒特征曲线。

提高气体介质电气强度的方法
提高气体介质电气强度的方法
一、增加气体介质电气强度的方法
1、控制气体介质温度：由于气体介质对电磁波的传播受制于温度的影响，所以温度的增高使电气强度可以被改变，当温度达到一定值时，由于气体分子的运动会降低电磁波的传播，导致电气强度的降低。

2、增加气体浓度：由于气体介质中的电磁波传播受到气体浓度的影响，在浓度较低时，电磁波可以较为自由地传播，这使得电气强度得到提高；而在气体浓度较高时，电磁波的传播会受到限制，这使得电气强度降低。

3、增加气体介质中的灰尘：灰尘对电磁波的传播具有干扰作用，当气体介质中含有大量灰尘时，电磁波的传播受到较大的阻碍，从而使电气强度得到提高。

4、改变气体介质电导率：气体介质电导率与电气强度有关，当其电导率增大时，电气强度也会增大。

5、改变气体介质中电磁波的频率：电磁波的传播随着其频率的增加而增大，因此，电气强度也会随之增大。

二、减少气体介质电气强度的方法
1、降低气体介质温度：当气体介质的温度降低时，气体分子的运动会减缓，从而导致电磁波的传播也会受到影响，从而使得电气强度得到降低。

2、降低气体介质中的灰尘：当气体介质中的灰尘被清除时，电气强度会有所降低。

3、降低气体介质电导率：电导率的降低会使得电气强度也会降低。

4、降低气体介质中电磁波的频率：当电磁波的频率降低时，电气强度也会有所降低。

提高气体电介质电气强度的方法好嘞，今天咱们来聊聊提高气体电介质电气强度的方法。

这听上去有点高深，不过咱们就像聊家常一样，把它说得轻松点。

咱们得知道，气体电介质就像是电流的“保护罩”，它们让电流在需要的时候乖乖地流动，而在不需要的时候又让它们停下来。

想想，电流就像个调皮的小孩子，有时候真得给他点限制，不然可就闹得天翻地覆。

说到提高电气强度，首先要考虑的是气体的成分。

想象一下，如果气体里掺了点杂质，那电流可就不高兴了。

就像喝水时如果水里有脏东西，谁会想喝呢？所以，咱们得保证气体的纯净。

用纯净的气体来做电介质，这样才能提高电气强度，让电流听话。

就像厨房里做饭，调料加得刚刚好，味道才会棒。

气体的压力也是关键。

压力就像是气体的“心情”，压力高了，气体就紧张，电流也得乖乖地走。

实验室里常常通过增加气体的压力，来提升电气强度。

这就像给小朋友打气，心里有底了，自然勇敢。

再聊聊温度。

温度就像是一把双刃剑，太高了，气体会变得活泼，电流就容易失控；太低了，又可能让气体变得懒洋洋的，电流也不灵光。

所以，找到一个合适的温度，就像调戏火锅的锅底，火候到位，味道才有保证。

听起来是不是有点道理？再有，咱们得看看气体的流动性。

气体流动性强，电流的流动也会顺畅。

就像一条河，水流得顺畅，鱼儿游得开心，反之则是“滞留”，一团糟。

有时候也可以用一些添加剂，给气体加点“料”。

就像做菜时加点香料，不仅能提升味道，还能改善气体的电气特性。

比如，有些材料能降低气体的击穿电压，这样电流就能在更高的电压下安全通过，简直是一举两得。

想想，给电流加点“助力”，它们肯定乐得不行。

还有个方法就是改善电极的设计。

电极就像是气体的“出入口”，如果设计得当，电流的流动就会更流畅。

想象一下，如果电极的形状不规则，电流在通过时就像走迷宫，费劲不说，还容易走错路。

设计师们可以玩点花样，创造出更理想的电极形状，让电流顺畅无阻。

咱们还得提到一些新技术，比如气体电介质的模拟技术。

自持放电：如果外加电场足够大，初始电子崩中的正离子能在阴极上产生出来的新电子数等于或大于n.,那么即使除去外界电离因子的作用，放电也不会停止，即放电仅仅依靠已产生出来的电子和正离子就能维持下去的放电。

电负性气体：电子与某些气体分子发生碰撞时，电子与中性分子结合形成负离子，像这些易于产生负离子的气体称为电负性气体。

50%中击放电电压：气隙被击穿的概率为50%勺冲击电压峰值，也就是说如果施加10次电压有4到6次击穿，则这一电压就被认为是50%中击放电电压。

爬电比距：夕卜绝缘“相-地”之间的爬电距离与系统最高工作线电压之比。

放电时延：能引起电子崩并最终导致间隙击穿的电子称为有效电子，从电压上升到静态击穿电压开始到出现第一个有效电子所需的时间为统计时延，出现有效电子到间隙击穿所需的时间称为放电形成时延，二者之和称为放电时延。

1-2汤逊理论认为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。

所逸出的电子能否接替起始电子的作用是自持放电的判据。

流注理论认为形成流注的必要条件是电子崩发展到足够的程度后，电子崩中的空间电荷足以使原电场明显畸形，流注理论认为二次电子的主要来源是空间的光电离。

汤逊理论的适用范围是短间隙、低压气隙的放电，流注理论适用于高气压、长气隙电场气隙放电。

1-12户外绝缘子在污秽状态下发生的沿面闪络称为绝缘子的污闪。

绝缘子的污闪是一个受电、热、化学、气候等多方面因素影响的复杂过程，通常可分为积污、受潮、干区形成、局部电弧的出现和发展等四个阶段。

防止绝缘子发生污闪的措施主要有：1、调整爬距2、定期或不定期清扫3、涂料4、半导体釉绝缘子5、新型合成绝缘子1-131、大气湿度增大时，大气中的水分子增多，自由电子易于被水分子捕获形成负离子，从而使放电过程受到抑制，所以击穿电压增高；而大气湿度增大时，绝缘子表面容易形成水膜，使绝缘子表面积污层受潮，泄漏电流增大，容易造成湿闪或污闪，绝缘子表面闪络电压下降。

名词解释简答四、名词解释1、巴申定律:反映间隙电压耐受强度与气体压力之间的关系的定律。

2、绝缘的老化:因电场、温度、机械力、湿度、周围环境等因素的长期作用,使电工设备绝缘在运行过程中质量逐渐下降、结构逐渐损坏的现象4、U50%:指某气隙被击穿的概率为50%的冲击电压峰值。

5、残压:放电电流通过避雷器时，两端之间出现的电压峰值6．平均自由行程长度:单位行程中的碰撞次数Z的倒数即为该粒子的平均自由行程长度。

7．沿面放电: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。

8．感应雷过电压:感应雷过电压是雷闪击中电工设备附近地面，在放电过程中由于空间电磁场的急剧变化而使未直接遭受雷击的电工设备（包括二次设备、通信设备）上感应出的过电压。

9．累积效应10．电晕放电:在极不均匀场中，随着间隙上所加电压的升高，在大曲率电极附近很小范围的电场足以使空气发生游离，而间隙中大部分曲域电场仍然很小。

在大曲率电极附近很薄的一层空气中将具有自持放电条件，而放电仅局限在大曲率电极周围很小范围内，整个间隙沿未被击穿。

这种放电现象称为电晕放电。

11．夹层极化:是多层电解质组成的复合绝缘中产生的一种特殊的空间电荷极化12．绝缘配合:电力系统中用以确定输电线路和电工设备绝缘水平的原则、方法和规定。

13．雷暴日:雷暴日是指某地区一年中有雷电放电的天数，一天中只要听到一次以上的雷声就算一个雷暴日。

14．流注;关于气体电击穿机理的一种理论。

15. 绕击率:绕击率是计算输电线路耐雷水平的重要参数。

16.平均自由行程长度17.自恢复绝缘:气体绝缘材料击穿后，经过极短时间（分子流动、交换时间）就可以自动恢复到击穿前的绝缘水平。

18.保护角:通过地线的垂直平面与通过地线和被保护受雷击的导线的平面之间的夹角。

19.进线段保护:进线段保护就是在接近变电所1~2km的一段线路上架设避雷线20.谐振过电压: 电力系统中一些电感、电容元件在系统进行操作或发生故障时可形成各种振荡回路,在一定的能源作用下,会产生串联谐振现象,导致系统某些元件出现严重的过电压。