重庆大学高电压技术液体、固体介质的绝缘强度

在气体间隙中形成一条导电性很高的通道，气体失去了绝缘能力，气体这种由绝缘状态突变为良好导电状态的过程，称为击穿。

反之，就可以取得绝缘的效果。

2、液体介质的击穿对液体的击穿可分为两种情况。

对于纯净的介质，其击穿强度很高。

在高电场下发生击穿的机理有各种理论，主要分为电击穿理论和气泡击穿理论，前者以液体分子由电子碰撞而发生游离为前提条件，后者则认为液体分子由电子碰撞而发生气泡，或在电场作用下因其他原因发生气泡，由气泡内气体放电而引起液体介质的热击穿。

3、固体介质的击穿固体介质的击穿电压与外施电压作用长短有密切关系，其击穿电压随电压作用时间的缩短而迅速上升到其上限——固有击穿电压。

固体介质一旦击穿后，便丧失了绝缘性能，有了固有导电通道，即使去掉外施电压，也不像气体、液体介质那样能自己恢复绝缘性能，固体介质这类绝缘称为非自恢复绝缘。

固体介质的击穿可分为电击穿、热击穿、电化学击穿。

（1）电击穿在强电场作用下，介质内的少量自由电子得到加速，产生游离碰撞，使介质中带电质点数目增多，导致击穿，这种击穿称为电击穿。

其特点是：击穿过程极短，为10-6~10-8s；击穿电压高，介质温度不高；击穿场强与电场均匀程度关系密切，与周围环境温度无关。

（2）热击穿当固体介质受到电压作用时，由于介质中发生损耗引起发热。

当单位时间内介质发出的热量大于发散的热量时，介质的温度升高。

而介质具有负的温度系数，这就使电流进一步增大，损耗发热也随之增大，最后温度过高导致绝缘性能完全丧失，介质即被击穿。

这种与热过程相关的击穿称为热击穿当绝缘原来存在局部缺陷时，则该出损耗增大，温度升高，击穿就易发生在这种绝缘局部弱点出。

热击穿的特点是：击穿与环境有关，与电压作用时间有关，与电源频率有关，还与周围媒介的热导、散热条件及介质本身导热系数、损耗、厚度等有关。

击穿需要较长时间，击穿电压较低。

（3）电化学击穿电气设备在运行了很长时间后（数十小时甚至数年），运行中绝缘受到电、热、化学、机械力作用，绝缘性能逐渐变坏，这一过程是不可逆的，称此过程为老化。

重庆大学高电压技术课程试题（参考答案）一、填空（35分，每空1分，请选填35空）（1）带电质点可由碰撞、光、热和表面形式的游离形成。

（2）与均匀电场的放电过程相比，极不均匀电场的放电具有电晕放电和极性效应的特点。

（3）影响气体间隙击穿电压的主要因素有电场形式、电压波形和气体的性质和状态。

（4）大型高电压试验设备通常包括工频高电压试验设备，直流高电压发生器，冲击电压发生器。

（5）我国现行标准雷电亚冲击波头时间为 1.2μs，操作冲击电压波尾时间为2500μs。

（6）测量冲击电压分压器通常有电阻和电容两类。

（7）分布参数导线波过程中，导线上的电压为前行电压波和反行的叠加。

（8）导线1上有电压波u传播时，与导线1平行的导线2上会产生感应电压波，两根导线之间距离越近导线2上的电压波越大。

（9）雷电冲击波作用下，变压器绕组起始电位大部分压降降落在绕组首端附近，雷电冲击波越大陡度越大，变压器绕组纵绝缘上承受的电压越高，变压器绕组稳态电位分布与变压器的中性点接地方式有关。

接地的三相变压器在三相同时进波的暂态过程中绕组中部处的电压幅值最高。

（10）阀型避雷器主要由火花间隙和阀片构成，残压为避雷器动作后雷电流通过避雷器在避雷器产生的压降。

（11）输电线路保护角越小，绕击率越小。

（12）在直配电机防雷接线中，为限制保护10kV直配电机的FCD型避雷器流过的雷电冲击电流不超过3kA，所以需在直配进线处加装电缆和管型避雷器进行分流。

（13）雷电侵入波侵入变电站后，站内电气设备上过电压大小与避雷器的残压、侵入波的陡度以及设备与避雷器的距离有关。

变电站进线段的作用时限制流过避雷器的雷电流幅值和降低侵入波陡度。

（14）限制内部过电压的措施主要有线路上装设并联电抗器、带并联电阻的断路器和避雷器。

二、简述题（共30分，每题6分）（1）叙述汤逊理论的基本观点和流注理论的基本观点以及它们的适用范围。

答：汤逊理论只适用于pd值较小的范围，流注理论只适用于pd值较大的范围，两者的过渡值为pd≈26.66kPacm。

重庆大学 2023 年 8 月《高电压技术》作业考核试题及答案〔参考〕1.承受均压环可使绝缘子串电压分布不均匀程度得到改善。

( )A.正确B.错误参考答案：A2.以下因素中，不会影响液体电介质击穿电压的是( )。

A.电压的频率B.温度C.电场的均匀程度D.杂质参考答案：A3.含卤族元素的气体化合物具有较高的电气强度。

( )A.对B.错参考答案：A4.工频高压试验常用的调压供电装置有( )。

A.自耦变压器B.感应调压器C.移卷调压器D.电动-发电机组参考答案：ABCD5.绝缘电阻的测量可以觉察( )。

A.介质内含气泡B.介质局部磨损C.介质分布不均匀D.介质已经受潮参考答案：D6.对于均匀或稍不均匀电场，因平均场强高，放电进展较快，放电时延较短，故伏秒特性比较平坦，且分散性较小。

( )A.正确B.错误参考答案：A7.110kV 进线保护段应有的耐雷水平是( )A.30kAB.60kAC.75kAD.110kA参考答案：C8.对于电气设备内绝缘的雷电冲击耐压试验一般承受( )。

A.二次冲击法B.三次冲击法C.四次冲击法D.五次冲击法参考答案：B9.放电形成时延：从形成第一个有效电子的瞬时起到间隙完全被击穿为止的时间。

( )A.正确B.错误参考答案：A10.陶瓷的极化类型主要包括电子式极化和离子式极化。

( )A.正确B.错误参考答案：A11.流注理论的特点在于考虑了空间电荷畸变电场和光电离的作用。

( )A.正确B.错误参考答案：A12.在大气条件下，流注理论认为放电进展的维持是靠( )。

A.碰撞游离的电子B.光游离的光子C.热游离的离子 D.外表游离的电子参考答案：B13.对于极不均匀电场，其平均场强较低，伏秒特性在击穿时间较大时便随击穿时间的减小而上翘，即伏秒特性较陡，且分散性较大。

( )14.在进展工频高压试验时，要求承受串接试验变压器的电压等级为( )。

A.110kV 以上B.220kV 以上C.330kV 以上D.500kV 以上参考答案：D15.冲击电压作用下气隙的放电时间由统计时延和放电时延组成。