高电压复习1
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1.电解质在电场作用下,其束缚电荷相就于电场方向产生弹性位移现象和偶极子取向现象称作极化
2.电解质内的带电粒子在电场作用下使某些联系较弱的载流子产生定向漂移形成的传导电流这导电性,就是电解质的电导
3.电解质在电场作用下丧失原有绝缘性的现象称作击穿.发生击穿的电压值与介质材料等因素有关.
4.沿着固体介质较干净表面而发展的放电称作延面放电,沿着污染表面而发展的闪络称作油盐污闪.
5.波阻抗Z是电压波与电流波间的比例常数,它反映了波在传播过程中遵循储存在单位长度线路周围媒质中的电场能量和磁场能量相等的规律,所以,是一个非常重要的参数.
6.过电压波在线路开路末端处的电压加倍.这种电流变为零,对线路的绝缘是转换为磁场储存起来.
7.在波过程的分析中,可将入射波和波阻抗为Z的线路,用一个集中参数的等值电路来代替,其中电源电势等于电压入射波的两倍,该电源的内阻等于线路波阻抗.这就是应用广泛的比德逊法则.
8.线路的均匀性开始遭受到破坏的点称作节点.行波投射到节点时,必然产生电压、电流、能量重新调整分配的过程,即将在节点处发生行波的折射和反射现象.
9.当导线上的冲击电压波波前大于或是等于导线的起始电晕电压时,导线上将产生冲击电晕.波阻抗减少使导线的波速减小,使导线和避雷线间耦合系数增大,将引起行波的衰减和变形.
10.放电是一种越长气隙的火花放电.“云—地”间的线状雷的放电经过先导放电,主放电,重复的箭状先导放电等阶段完成的.
11.雷暴日是一年中发生雷电的天数.在一天内只要听到过雷声,无论次数多少均计为一个雷暴日.雷暴小时数则是一年中发生雷电放电的小时数,即在一个小时内只要有一次雷电,就计一个雷电小时.
12.称雷击线路附近大地或雷击接地的线路杆塔顶部时,在绝缘的导线上引起的感应过电压为感应雷击过电压.感应雷击过电压在三相导线上同时出现,且数值基本相等,不会出现相间电位差和相间闪络.幅值过大的感应雷击过电压只会引起对地闪络.
13.雷电的危害主要表现为其产生的雷电流高达数十到几百安,产生起大磁场效应,热效应和机械效应. 14.雷电先导通导开始确定闪击目标时的高度称作雷击定向高度.雷电绕过避雷装置而击中被保护物体的现象称作绕击.
15.避雷器被雷电过电压击穿,在工作电压作用下将有工频电流继续流过已经电离化了的击穿通道,这一电流称作工频续流.
16.阀式避雷器主要由火花间歇及与之串连的工作电阻两大部分组成.因此,它的最主要保护特性参数就是火花间歇的冲击放电电压和流过避雷器的雷电流在工作电阻产生的压降,即残压.
17.避雷针的保护角α=45°.避雷线的保护角20°—25°.
18.在雷暴日Td=40时,100kM的线路每年因雷击而引起的跳闸次数称作雷击跳闸率n,其单位为次/（100km·40雷暴日）.
19.为限制进入变电所的雷电过电压波的波前陡度和阀式避雷器动作后的续流,应在接近变电所1-2km处的线路上装设避雷线作为进线保护段.进线保护段内避雷线的保护角又不宜超过20°,杆塔的接地电阻需要降低,以提高进线保护段的I.
20.电力系统绝缘配合的根本任务是正确处理过电压和绝缘这一对矛盾,以达到优质、安全、经济供电的目的.
问答
1.电介质电导与金属电导的本质区别是为何？
在正常情况下,电介质电导是离子电导,即电介质中的离子载流在电场作用下引起的定向漂移而形成的传导电流；但金属导体的电导是依靠自由电子作定向移动而形成的电导电流.
2.气体放电的汤森机理与流注机理主要区别在哪里？它们各自适用范围是什么？
气隙击穿过程,就是各种形式游离持续发展的过程.在不同情况下,各种游离所起作用的强弱不同；影响最大的因素是δd的值,其中δ为气体的相对密度,d为极间距离.当δd较小时,电子的撞击游离和正离子撞击阴极游离起主要作用,气隙的击穿电压约为δd 的函数,这就是汤森机理.对空气而言,在δd﹤0.26cm 范围时,是较符合实际情况的.当δd﹥0.26cm范围时,因空间电荷可能达到很大,使电场强度畸变,形成局部强场；同时因大量空间电荷复合而产生光子,造成空间光游离,在局部强场中,发展成衍行电子崩,且与主崩汇合发展而形成流注,这就是流注机理.空气在此情况下采用流注机理是较符合实际的.
3.试分析波阻抗的物理意义及其与电阻的不同.
Z是电压波与磁场能量相等规律所确定的.其中Z=√L0／C0,可见Z与电源的频率无关；另外,Pz=u′×i′.所以,Z类似于R.但Z与长度无关,而R与长度成正比；另外,Pz并未消耗,而Rr则变成热能消耗掉了.
4.试述冲击电晕对防雷保护的有利和不利方面.
因冲击电晕可使导线的波阻抗减小20％—30％、波速减少为0.75C,还使波衰减和变形,这对防雷保护有利.例如,设置进线保护作为变电所防雷保护,使耦合系数增大,则相线与避雷线间绝缘所受的电压愈小,这对防雷是有利的.但负极性冲击电晕对行波的衰减和变形影响小,这对防雷保护是不利的.
5.试分析在冲击电压作用下,发电机绕组内部波过程和变压哭绕组内部波过程的不同点.
发电机绕组内部波过程为行波过程,但为使问题简化,用平均波速和平均波阻抗来考量该行波过程.而变压器绕组内部的波过程为一震荡驻波过程.
6.试从物理概念上解释避雷线对降低导线上感应地电压的作用.
由于导线附近的避雷线的屏蔽作用,使导线对地电容C增大,同时还吸收了部分电力线,使导线上感应出的束缚电荷Q降低,则导线对地电压U=Q/C降低.另一方面,避雷线相当于在“导线—大地”回路的近旁增加了一个“避雷线—大地”短路环,能部分抵消导线上的电磁感应电势,使感应雷击过电压的电磁分量消弱.因此,避雷线可以降低导线上的感应过电压.
7.雷电放电可分为哪几个主要阶段？
雷电放电是一种超长气隙的火花放电.当雷云的先导放电与迎面先导相遇时,形成强烈电荷中和的主放电过程.雷云中的其它电荷中心,利用主放电通道,其箭状先导自上而下进行连续的放电过程.
8.试述建弧率的含义及其在线路防雷中的作用.
由冲击闪络转变为稳定工频电弧的概率为建弧率η.线路的n1、n2∝η,因此η↓→对防雷有重要意义.为此,一般在线路绝缘薄弱点装置管式避雷器即可使η↓→0.
9.电晕会产生哪些效应？试列举工程上各种防晕措施的实例.
当线路上产生电晕时,会在线路周围空间生成蓝色晕光,还伴有丝丝的响声,并在空气中产生臭氧,其电化效应会腐蚀金属导线,产生的高频电磁波干扰和电视干扰.为此,常常用避开电晕来选择导线的截面,提高线路的临界启晕电压,改变线路的结构参数等措施来避免电晕的产生.
10.试说明在何种情况下,保护变电所免受直击雷的避雷针可以装置在变电所的构架上？何种情况下不行,为什么？
对绝缘水平不高的35KV及以下的配电装置,因易导致绝缘逆闪络,即反击,则不允许装置构架式避雷针,必须装置独立避雷针.对110KV及以上的配电装置,一般将避雷针装在配电装置的构架上,无专用的接地装置,较经济；但对地壤的ρ＞1000Ω.m的地区,仍要装置独立避雷针,以免“反击”.对60KV的配电装置,当ρ＞500Ω.m的地区,则宜装置独立避雷针；当ρ﹤500Ω.m的地区,则可装置构架式避雷针.
11.为什么要限制入侵波的陡度？一般采用什么措施？
为使阀式避雷器有交发挥保护作用,须限制进波α′.常用设置进线保护段措施来实现.
12.试说明直配电机防雷接线耐雷水平的含义.
采用串接电缆段的措施,可使入侵的过电流波被排挤到电缆皮,而不流入电机的绕组,使绕组的耐雷水平I 得以提高.
13.切除空载线路和切除空载变压器为什么会产生过电压？断路器中电弧的重燃对这两种过电压有什么影响？
切除空载线路时,在开关的分闸初期,恢复电压的幅值较高,触头间的抗电强度耐受不住高幅值恢复电压的作用,引起电弧的重燃,使空载线路对地过电压不断升高.
切除高空载变压器时,因QF中的电感电流突然被“切断”,即产生变压器绕组中电流在过零前被强行切断的“截流现象”,使电感中储藏的能量全部转变为电能,引起过电压.显然,QF中的电弧重燃,对切除空载线路的过电压是不利的,而对切除空载变压器,其电弧的重燃将使电感中的储能越来越小,使过电压幅值变小.
14.利用避雷器限制操作过电压时,对避雷器有何特殊要求？为保普通避雷器只能用来限制切除空载变压器的过电压？
防止操作过电压用的避雷器,要求它：①有间歇的避雷器的火花间歇在操作过电压下的放电电压不同于工频放电电压,且分散性较大；②对阀式避雷器的阀片通流容量要求较高；③要求阀式避雷器在操作过电压下能多次动作,则对阀片和火花间歇的要求较苛刻.因此,普通阀式避雷器只能用于防止切除空载变压器的过电压,这是因其过电压的幅值绕组中储藏电能的减小而减小,所以避雷器将是安全的；而用于保护操作过电压,因其通流能力和热容量有限,在操作过电压下动作,将发生爆炸或损坏.。
