西华大学高电压技术2016总复习(最新版)解析

作业（第一部分）简答题：第2、3、4章1.简述气体电离的4种方式。

P102.什么是电子崩及电子崩的条件P15-P173.汤逊放电理论与流柱理论的共同点和不同点，以及各自的适用范围。

P17-P19。

4.巴申定律的公式表达及巴申曲线的两个结论。

P17-P185.提高气体间隙抗电强度的方法。

P42-P446.简述防绝缘子污闪的4种方法。

P56-P57第5章1.简述电介质极化的5种基本形式。

P59+空间电荷极化、夹层极化2.介质的介电常数和相对介电常数的概念。

P58-593.什么是固体介质的热击穿。

P664.什么是固体介质的电击穿。

P655.影响固体击穿的4个主要因素。

P65-P69（电压、电场均匀程度、受潮、累积效应）6.什么是固体介质的热老化。

P73第6、7章1.简述绝缘缺陷的两种类型。

P752.简述绝缘试验中的非破坏性试验和耐压试验。

P753.简述绝缘电阻的吸收比及其测量结果对判断绝缘状态的作用。

P75-P774.简述局部放电测量的作用。

P845.简述工频交流耐压试验的作用。

P92-97(作用是：能够有效地发现导致绝缘电气强度降低的各种缺陷，尤其对局部性缺陷的发现更为有效。

)6.简述直流耐压试验与交流耐压试验比较的优点。

P1007.简述直流高压测量的两种方法。

P106-P1118.简述冲击电压试验的作用。

P1019.简述测量冲击电压的三种方法。

P111-P116论述题：第2、4章1.借助作图，阐述汤逊自持放电及条件。

P14-P182.借助作图，阐述气体放电的极性效应（以棒－板间隙为例）。

P23-P253.阐述污闪放电过程。

P53-544.借助画图，阐述介质损耗角正切测量原理。

P80-81第5、6章1.借助公式推导，阐述绝缘的吸收现象。

P75-P772.借助公式推导，阐述介质损耗角正切。

P613.借助电路图阐述局部放电的脉冲电流法测量。

P84(三种基本回路及原理)作业（第二部分）简答题：第8章1.简述单根均匀无损传输线的波阻抗与波速表达式，以及物理量意义。

1《高电压技术》习题解答第一章1—1 气体中带电质点是通过游离过程产生的。

游离是中性原子获得足够的能量气体中带电质点是通过游离过程产生的。

游离是中性原子获得足够的能量气体中带电质点是通过游离过程产生的。

游离是中性原子获得足够的能量((称游离能称游离能))后成为正、负带电粒子的过程。

根据游离能形式的不同，气体中带电质点的产生有四种不同方式：1.1.碰撞游离方式碰撞游离方式碰撞游离方式 在这种方式下，游离能为与中性原子在这种方式下，游离能为与中性原子在这种方式下，游离能为与中性原子((分子分子))碰撞瞬时带电粒子所具有的动能。

虽然正、负带电粒子都有可能与中性原子正、负带电粒子都有可能与中性原子((分子分子))发生碰撞，但引起气体发生碰撞游离而产生正、负带电质点的主要是自由电子而不是正、负离子。

2.光游离方式光游离方式 在这种方式下，游离能为光能。

由于游离能需达到一定的数值，因此引起光游离的光在这种方式下，游离能为光能。

由于游离能需达到一定的数值，因此引起光游离的光主要是各种高能射线而非可见光。

3.热游离方式热游离方式 在这种方式下，游离能为气体分子的内能。

由于内能与绝对温度成正比，因此只有温在这种方式下，游离能为气体分子的内能。

由于内能与绝对温度成正比，因此只有温度足够高时才能引起热游离。

4.金属表面游离方式金属表面游离方式 严格地讲，应称为金属电极表面逸出电子，因这种游离的结果在气体中只得到严格地讲，应称为金属电极表面逸出电子，因这种游离的结果在气体中只得到带负电的自由电子。

使电子从金属电极表面逸出的能量可以是各种形式的能。

气体中带电质点消失的方式有三种：1.扩散 带电质点从浓度大的区域向浓度小的区域运动而造成原区域中带电质点的消失，扩散是一种自然规律。

2.复合 复合是正、负带电质点相互结合后成为中性原子复合是正、负带电质点相互结合后成为中性原子((分子分子))的过程。

复合是游离的逆过程，因此在复合过程中要释放能量，一般为光能。

《高电压技术》综合复习资料一、填空题（占40分）1、汤逊理论主要用于解释短气隙、低气压的气体放电。

2、“棒—板”电极放电时电离总是从棒开始的。

3、正极性棒的电晕起始电压比负极性棒的电晕起始电压低，原因是崩头电子被正极性棒吸收, 有利于电子崩的发展。

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r/R等于 0.33 时同轴圆筒的绝缘水平最高。

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蓖麻油等，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实验是指分别施加三次正极性和三次负极性冲击电压的实验。

11、变压器油的作用包括绝缘和冷却。

12、绝缘预防性实验包括绝缘电阻、介质损耗角正切、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、设备维修的三种方式分别为故障维修、预防维修和状态维修。

15、介质截至损耗角正切的测量方法主要包括基波法和过零相位比较法两种。

16、影响金属氧化物避雷器性能劣化的主要是阻性泄漏电流。

17、发电厂和变电所的进线段保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域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。

19、电力系统的接地按其功用可为工作接地、保护接地和防雷接地三类。

20、线路末端短路时电压反射波为与入射波电压相同，电流反射波为与入射波电流相反。

21、反向行波电压和反向行波电流的关系是 u=-Zi 。

22、“云—地”雷电放电过程包括先导放电、主放电和余辉放电三个阶段。

第一章作业1-1解释下列术语（1）气体中的自持放电；（2）电负性气体；（3）放电时延；（4）50%冲击放电电压；（5）爬电比距。

答：（1）气体中的自持放电：当外加电场足够强时，即使除去外界电离因子，气体中的放电仍然能够维持的现象；（2）电负性气体：电子与某些气体分子碰撞时易于产生负离子，这样的气体分子组成的气体称为电负性气体；（3）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称为统计时延，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；（4）50%冲击放电电压：使间隙击穿概率为50%的冲击电压，也称为50%冲击击穿电压；（5）爬电比距：爬电距离指两电极间的沿面最短距离，其与所加电压的比值称为爬电比距，表示外绝缘的绝缘水平，单位cm/kV。

1-2汤逊理论与流注理论对气体放电过程和自持放电条件的观点有何不同？这两种理论各适用于何种场合？答：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，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、低气压气隙的放电；流注理论适用于高气压、长间隙电场气隙放电。

1-3在一极间距离为1cm的均匀电场电场气隙中，电子碰撞电离系数α=11cm-1。

今有一初始电子从阴极表面出发，求到达阳极的电子崩中的电子数目。

解：到达阳极的电子崩中的电子数目为n a e d e11159874答：到达阳极的电子崩中的电子数目为59874个。

1-5近似估算标准大气条件下半径分别为1cm 和1mm 的光滑导线的电晕起始场强。

解：对半径为1cm 的导线）（）（cm m c /kV 39113.011130)r δ0.3δ(130E =⨯+⨯⨯⨯=+=对半径为1mm 的导线)/(5.58)11.03.01(1130E cm kV c =⨯+⨯⨯⨯=答：半径1cm 导线起晕场强为39kV/cm ，半径1mm 导线起晕场强为cm1-10 简述绝缘污闪的发展机理和防止对策。

高电压技术考试试题及其答案精华版高电压技术》期末冲刺试卷(1)1.流注理论未考虑表面游离的现象。

2.电子式极化拥有最短的极化时间。

3.先导通道的形成以热游离的出现为特征。

4.电压的频率不会影响液体电介质击穿电压。

5.电晕放电是一种自持放电。

6.在直流电压作用下，棒-板间隙中，棒为正极的击穿电压最低。

7.不均匀的绝缘试品，如果绝缘严重受潮，则吸收比K约等于1.8.导线上的感应雷过电压与导线的悬挂高度成反比。

9.气体放电现象包括击穿和闪络两种现象。

填空题：1.固体电介质电导包括表面和体积电导。

2.屏障的作用是由于其对空间电荷的阻挡作用，造成电场分布的改变。

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、热点离和表面电离等方式。

6.工频耐压试验中，加至规定的试验电压后，一般要求持续60秒的耐压时间。

7.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。

8.在接地装置中，接地方式可分为防雷接地、保护接地、工作接地。

9.输电线路防雷性能的优劣主要用耐雷水平和雷击跳闸率来衡量。

若高度超过hx（即高度大于20m），则根据rx=(1.5h-2hx)p的公式，代入数据得到15=(1.5h-2×10)×1，解得h=23.34m，因此避雷针的高度应为23.34m。

1.电介质损耗的大小用介质损失角正切（D）表示。

2.湿度（C）与tgδ无关。

3.SF6气体具有较高绝缘强度的主要原因之一是电负性（D）。

4.电压的频率（A）不会影响液体电介质击穿电压。

5.液体（B）电介质存在杂质“小桥”现象。

6.采用移相法可以消除与试验电源同频率（B）的干扰。

7.不均匀的绝缘试品，如果绝缘严重受潮，则吸收比K将约等于1（C）。

8.导线上的感应雷过电压与导线的悬挂高度成反比（A）。

二、填空题1.高电压技术研究的对象主要是电气装置的绝缘、绝缘的测试和电力系统的过电压等。

高电压技术复习以下内容对应于老师给的24个考点，黑色粗体为重点1．汤逊理论和流注理论的内容，适用条件？电子崩的形成：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。

这种急剧增大的空间电子流被称为电子崩。

汤逊理论：在外电离（如光源）作用下，在阴极附近产生起始电子。

这些电子在电场作用下，在向阳极运动的途中与中性原子发生碰撞电离，而形成初始电子崩。

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。

汤逊理论适用于低气压、短间隙、均匀电场。

流注理论：在外电离（如光源）作用下，在阴极附近产生起始电子。

这些电子在电场作用下，在向阳极运动的途中与中性原子发生碰撞电离，而形成初始电子崩。

当初崩发展到阳极时图示崩头中电子迅速跑到该极进行中和。

暂留的正离子（在电子崩头部其密度最大）作为正空间电荷使原有的电场畸变，加强了的局部电场作用下，又形成新的电子崩叫二次崩，二次崩头部的电子跑向初崩的正空间电荷区域，与之汇合成为充满正负带电离子的混合通道。

这个通道就称为流注。

流注理论认为二次电子的主要来源是本身产生的空间光电离。

流注理论适用于高气压、长气隙情况下出现的放电现象。

2.带电粒子的产生有哪些方式？电离方式有哪些？气体中电子与正离子的产生：电离方式，分为热电离、光电离、碰撞电离和分级电离；电极表面电子的逸出；气体中负离子的形成：电子与气体分子或原子发生碰撞，并吸附在一起形成负离子。

3. 电晕放电的特点？电晕放电是极不均匀电场所特有的一种局部自持放电形式。

由于电场强度沿气隙的分布极不均匀，因而当所加电压达到某一临界值时，曲率半径较小的电极附近空间的电场强度首先达到了起始场强E0，因而在这个局部区域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。

高电压技术课后习题答案【篇一：高电压技术课后复习思考题答案】ss=txt>仅供参考第一章1.1、气体放电的汤逊理论与流注理论的主要区别在哪里？他们各自的适用范围如何？答：区别：①汤逊理论没有考虑到正离子对空间电场的畸变作用和光游离的影响②放电时间不同③阴极材料的性质在放电过程中所起的作用不同④放电形式不同范围：1.3、在不均匀电场中气体间隙放电的极性效应是什么？答：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；带电体为负极性时，与正极性的相反，正负极性的带电体不同叫极性效应。

1.4、什么是电晕放电？它有何效应？试例举工程上所采用的各种防晕措施答：（1）在极不均匀场中，随着间隙上所加电压的升高，在高场强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。

在高场强电极附近很薄的一层空气中将具有自持放电条件，而放电仅局限在高场强电极周围很小范围内，整个间隙尚未被击穿。

这种放电现象称为电晕放电。

（2）引起能量损耗电磁干扰，产生臭氧、氮氧化物对气体中的固体介质及金属电极造成损伤或腐蚀（3）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：伏秒特性：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。

制作方法：实验求得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，升高电压击穿时间较少，电压甚高可以在波头击穿，此时又可记一点，当每级电压下只有一个击穿时间时，可绘出伏秒特性的一条曲线，但击穿时间具有分散性，所以得到的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，并提出适用于何种条件？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。

一、填空题（40%）1.电介质的极化有四种基本类型，其中在电场作用下所有电介质中都存在的极化类型是电子位移极化；由离子结合成的电介质在电场作用下还存在离子位移极化；只在极性电介质中存在的极化类型称为(偶极子)转向极化；由于两层（多层）电介质而在界面上堆积带电质点形成电矩的极化现象称为夹层介质界面极化（空间电荷极化）。

2.对于具有相同极间距（在相同电介质中）的①正极性针尖—平板电极系统、②负极性针尖—平板电极系统、③平板—平板电极系统而言，按工频击穿电压从高到低的顺序排列为：③>②>①。

极性效应(1).正棒---负板,分析： a.由于捧极附近积聚起正空间电荷，削弱了电离，使电晕放电难以形成，造成电晕起始电压提高。

b.由于捧极附近积聚起正空间电荷在间隙深处产生电场加强了朝向板极的电场，有利于流注发展，故降低了击穿电压(2).负棒---正板,分析： a.捧附近正空间电荷产生附加电场加强了朝向棒端的电场强度，容易形成自持放电，所以其电晕起始电压较低。

b.在间隙深处，正空间电荷产生的附加电场与原电场方向相反，使放电的发展比较困难，因而击穿电压较高。

结论：在相同间隙下正捧-----负板负捧-----正板电晕起始高低间隙击穿压低高3.气体中带电质点的产生方式有电子或正离子与气体分子的碰撞电离、各种光辐射（光电离）、和高温下气体中的热能（热电离）。

4.一般的，电介质极化分为以下四种基本类型：电子位移极化、离子位移极化、(偶极子)转向极化、夹层介质界面极化（空间电荷极化）。

其中(偶极子)转向极化、夹层介质界面极化（空间电荷极化）伴随着能量的损耗。

5.汤逊理论认为，碰撞游离和正离子撞击阴极造成的表面电离是形成自持放电的主要因素。

6.雷电冲击50%击穿电压是指气隙被击穿的概率为50%的冲击电压峰值。

多次施加电压（波形1.2/50m s）中，其中半数导致击穿的电压，工程上以此来反映间隙的耐受冲击电压的特性。

1-1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？答: 碰撞电离是气体放电过程中产生带电质点最重要的方式。

这是因为电子体积小，其自由行程(两次碰撞间质点经过的距离)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．由于电子的质量远小于原子或分子，因此当电子的动能不足以使中性质点电离时，电子会遭到弹射而几乎不损失其动能；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。

1-2简要论述汤逊放电理论。

答: 设外界光电离因素在阴极表面产生了一个自由电子，此电子到达阳极表面时由于α过程，电子总数增至d eα个。

假设每次电离撞出一个正离子，故电极空间共有（deα－1）个正离子。

这些正离子在电场作用下向阴极运动，并撞击阴极．按照系数γ的定义，此（deαeα－1）个正离子在到达阴极表面时可撞出γ（d －1）个新电子，则(deα-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(deα＝1。

eα-1)=1或γd1-3为什么棒－板间隙中棒为正极性时电晕起始电压比负极性时略高？答:（1）当棒具有正极性时，间隙中出现的电子向棒运动，进入强电场区，开始引起电离现象而形成电子崩。

随着电压的逐渐上升，到放电达到自持、爆发电晕之前，在间隙中形成相当多的电子崩。

当电子崩达到棒极后，其中的电子就进入棒极，而正离子仍留在空间，相对来说缓慢地向板极移动。

于是在棒极附近，积聚起正空间电荷，从而减少了紧贴棒极附近的电场，而略为加强了外部空间的电场。

这样，棒极附近的电场被削弱，难以造成流柱，这就使得自持放电也即电晕放电难以形成。

（2）当棒具有负极性时，阴极表面形成的电子立即进入强电场区，造成电子崩。

当电子崩中的电子离开强电场区后，电子就不再能引起电离，而以越来越慢的速度向阳极运动。

一部份电子直接消失于阳极，其余的可为氧原子所吸附形成负离子。

复合：带正、负电荷的质点相遇，发生电荷的传递、中和而还原成中性质点的过程，称为复合。

电晕放电：在电场极不均匀时，随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，放电仅局限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。

伏秒特性：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。

保护设备的伏秒特性全面低于被保护设备的伏秒特性才能可靠保护，越平坦越好。

沿面放电：如输电线路的针式或悬式绝缘子、隔离开光的支柱绝缘子、变压器套管等，当导线电位超过一定限制时，常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。

耐压实验：是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的实验称为耐压实验。

局部放电：电气设备绝缘中发生的局部、非贯穿性放电，这种放电一般发生在导体附近高场强区域或绝缘材料中的空气穴中。

绝缘水平：电气设备的试验电压标准为电气设备的绝缘水平。

绝缘配合：绝缘配合就是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。

雷电日：是指一年中有雷电的日数，在一天内只要听到雷声就作为一个雷电日。

落雷密度：落雷密度是指每个雷电日每平方公里的地面上的平均落雷次数。

残压：但在雷电流通过阀片时将在阀片上出现电压称为残压。

灭狐电压：指避雷器在保证可靠熄灭工频续流电弧的条件下，允许加在避雷器上的最高工频电压。

保护接地：为了保护人身安全，无论在发、配电还是用电系统中都将电气设备的金属外壳接地称为保护接工作接地：工作接地是根据电力系统正常运行方式的需要而设置的接地。