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院系：电力工程系
教研室：高电压与绝缘技术教研室教师：
高电压技术课程教案
2005——2006学年第二学期授课计划
授课内容及学时分配
授课内容要点
结合图7－4－1逐步的求解得到2点的不同时刻的电压，将其电压叠加得到最终的电压值的表达式。
2.分析Z1,Z2不同大小的情况下的2点的电压波形和最大的上升速率
章节7．绕组和线路中的波过程7.9单相
变压器绕组中的波过程
1．绕组等效电路的建立
2．初始电位分布
1）结合边界条件，得到末端开路和短路情况下的初始电位分布，可参看图7－9－3，注意两者的差别
2）入口电容的概念
3．绕组中的稳态电位分布和振荡过程
1）最大电位包络线的概念和求解方式
2）最大电位包络线的近似求解
4．改善绕组中电位分布的措施
1）补偿对地电容
2）增大纵向电容
授课内容要点（以2学时为单元）。
高 电 压 技 术 复 习 题 二一、 请选出下面各题中的正确答案1. a 、自持放电是指间隙依靠外界电离因素维持的放电过程。
b 、自持放电是指间隙依靠自身的电离过程，便可维持间隙放电过程，去掉外界电离因素，间隙放电仍能持续。
c 、自持放电时，间隙无需外加电压。
自持放电：间隙电离过程仅靠外加电压已能维持，不需要外电离因素2. a 、在外加电场作用下，气体中的正离子因其质量和体积都较大，极易产生碰撞电离。
b 、气体中，电子碰撞电离的强弱程度与外加电场大小无关。
c 、在外加电场作用下，自由电子容易被加速积累足够的动能，从而产生电子碰撞电离。
1、电体碰撞电离212mv eE χ=（e 为质点电荷量、E 为场程、χ为碰撞前行程）2、碰撞电离是气体放电过程中产生带电质点最重要的方式3、离子碰撞电离概率 电子碰撞电离概率 因为：电子体积小，自由行程大；电子质量远小于原子或分子3、 a 、汤逊理论认为，间隙放电过程中主要的电离因素为电子碰撞和光电离。
b 、汤逊理论认为，间隙击穿电压与阴极材料无关。
c 、汤逊理论认为，间隙放电过程中，主要电离因素为电子碰撞和阴极表面电离，击穿电压与阴极材料有关。
汤逊理论（低电气、pd 较小）1、 二次电子的来源是正离子碰撞阴极，使阴极表面发生电子逸出2、 汤逊放电与电极材料及其表面状态有关4、 a 、气体分子从外界获得能量，必定发生电离。
b 、气体分子从外界获得的能量，大于或等于其电离能时，便可发生电离。
c 、气体分子发生电离与否，和其获得能量大小无关。
5、 均匀电场下，击穿过程中是否出现电晕现象：a 、 出现b 、不一定出现c 、不出现稍不均匀电场击穿：间隙击穿前看不到放电现象极不均匀电场击穿：高场强区出现蓝色光晕——电晕放电电晕放电：在极不均匀电场中，当电压升高到一定程度后，在间隙完全击穿之前，出现在小曲率电极附近。
电晕层限于高场强电极附近的薄层内。
电晕放电是极不均匀电场所特有的一种自持放电形式，包括电子崩、流注 解决电晕放电——分裂到西安电晕的危害：引起功率损耗；形成高频电磁波对广播和信号产生干扰6、 棒-板气体间隙，保持极间距不变，改变电极上所施加的直流电压极性，棒为正极时，击穿电压为u 棒+，棒为负极时，击穿电压为u 棒-，则：a 、u 棒+ >u 棒-b 、u 棒+＜u 棒-c 、u 棒+＝u 棒-棒-板间隙中，棒为正极性时，电晕起始电压比负极性时略高 负极性下，通道的发展要困难得多，负极性的击穿电压较正极性的略高7、 a 、u 50%表示绝缘在某一冲击电压作用下，放电的概率为50%（很接近伏秒特性的最下边缘）它反映绝缘耐受冲击电压的能力。
第十一章 电力系统暂时过电压概述电力系统暂时过电压是电力系统内部过电压的一种。
在电力系统中，由于断路器操作、故障或其他原因，使系统参数发生变化，引起系统内部电磁能量的振荡转化或传递所造成的电压升高，称为电力系统内部过电压。
内部过电压的能量来源于系统本身，所以其幅值与系统标称电压成正比。
一般将内部过电压幅值与系统最高运行相电压幅值之比，称为内部过电压倍数n K ，表征过电压的高低。
n K 值与系统结构、中性点运行方式、各组成元件的性能参数、故障性质及操作过程等因素有关，并具有明显的统计性。
操作过电压电力系统内部过电压 工频过电压暂时过电压 线性谐振 谐振过电压 非线性谐振 参数谐振11.1 工频过电压电力系统在正常或故障运行时可能出现幅值超过最大工作相电压、频率为工频或接近工频的电压升高，统称工频电压升高或称工频过电压。
这种过电压对系统正常绝缘的电气设备一般没有危险，但在超高压远距离输电确定绝缘水平时，起着重要作用，主要有以下原因：（1）工频电压升高将直接影响操作过电压的幅值。
（2）工频电压升高将影响保护电器的工作条件和效果。
（3）工频电压升高持续时间长，对设备绝缘及其运行性能有重大的影响，如油纸绝缘内部游离、污秽绝缘子闪络、铁芯过热、电晕及其干扰等。
在我国超高压系统中，要求线路侧工频过电压不大于最高运行相电压的1.4倍，母线侧不大于1.3倍。
下面分析产生工频过电压的物理过程及可采取的限制措施。
由于空载线路的工频容抗C X 大于工频感抗L X ，在电源电动势E 的作用下，一、空载长线路电容效应引起的工频过电压线路中通过的电容电流在感抗上的压降L U 将使容抗上的电压C U 高于电源电动势，L C U E U +=。
即空载线路上的电压高于电源电压，这就是空载线路的电感—电容效应（简称电容效应）引起的工频过电压。
影响因素：线路长度系统电抗S X限制工频过电压的措施：（1）在超高压系统中，通常采用并联电抗器补偿线路电容电流，削弱线路的电容效应。
高电压技术考点及复习题与答案一、选择题(1)在高气压下，气隙的击穿电压和电极表面__A___有很大关系A．粗糙度B．面积C．电场分布D．形状(2)在极不均匀电场中，正极性击穿电压比负极性击穿电压___A__。
A.小B．大C．相等D．不确定(3)在放电厂和变电站中，对直击雷的保护通常采用哪几种方式？ABA．避雷线B．并联电容器C.接地装(4)在110kV～220kV系统中，为绝缘配合许可的相对地操作过电压的倍数为___C__。
A．4.0倍B．3.5倍C．3.0倍D2.75倍(5)以下哪个不是发生污闪最危险的气象条件？DA.大雾B.毛毛雨C.凝露D.大雨(6)以下属于操作过电压的是___B___。
A．工频电压升B．电弧接地过电压C．变电所侵入波过电压D．铁磁谐振过电压(7)以下对测量不确定度的要求，说法正确的是：AA对交流电压的测量，有效值的总不确定度应在±3％范围内B对直流电压的测量，一般要求测量系统测量试验电压算术平均值的测量总不确定度应不超过±4％C测量直流电压的纹波幅值时，要求其总不确定度不超过±8％的纹波幅值D测量直流电压的纹波幅值时，要求其总不确定度不超过±2％的直流电压平均值。
(8)下面的选项中，非破坏性试验包括_ADEG__，破坏性实验包括__BCFH__。
A.绝缘电阻试验B.交流耐压试验C.直流耐压试验D.局部放电试验E.绝缘油的气相色谱分析F.操作冲击耐压试验G.介质损耗角正切试验H.雷电冲击耐压试验(9)下列表述中，对波阻抗描述不正确的是__C__。
A．波阻抗是前行波电压与前行波电流之比B．对于电源来说波阻抗与电阻是等效的C．线路越长，波阻抗越大D．波阻抗的大小与线路的几何尺寸有关(10)电晕放电是一种AA．自持放电B．非自持放电C．电弧放电D．均匀场中放电(10)电容分压器的低压臂的合理结构是__ACD__。
A.低压臂电容的内电感必须很小B.应该用同轴插头，插入低压臂的屏蔽箱C.电缆输入端应尽可能靠近电容C2的两极。
《高电压工程》（专科）复习题-学生一、填空题：1、所谓“过电压”是指电力系统中出现的对绝缘有危险的电压升高和电位差升高。
2、电力系统在发生雷击或进行操作时，输电线路的都可能产生以行波的过电压波，该波过程的本质是能量沿着导线传播的过程，即在导线周围逐步建立起电场和磁场的过程，也就是在导线周围空间储存电磁能的过程。
3、波阻抗Z是电压波与电流波之间的比例常数，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一定相等的规律，所以Z是一个非常重要的参数。
4、电压波的符号取决于它的极性，而与电荷的运动方向无关。
5、过电压波在线路开路末端处的电压加倍，电流变零，这种电压加倍升高对线路的绝缘是很危险的。
6、过电压波在线路末端短路接地处的电流加倍，电压变零，该现象表明这时的全部能量都转化为磁场能量储存起来。
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，该电源内阻等于线路波阻抗Z 。
这就是应用广泛的彼得逊法则。
8、彼得逊法则只适用于入射波必须是一条分布参数线路传播过来。
其次，只适用于节点A之后的任何一条线路末端产生的反射尚未回到A点之前的情况。
9、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矛盾。
以达到任务安全，经济供电的目的。
10、变压器绕组中的波过程是以一系列振荡形式的驻波的方法来探讨的。
分析其过电压可能达到的幅值和波形是设计变压器绝缘结构的基础。
11、旋转电机绕组中的波过程与输电线路相似，该过程因大量折、反射而变得极其复杂，在工程分析中，常采用取平均值的方法的宏观处理方法分析之。
12、雷电放电是一种超长气隙的火花放电。
“云—地”间的线状雷的放电经过先导电，后放电回击等阶段完成的。
13、雷击于低接地电阻（≤30Ω）的物体时所流过雷击点的电流为雷电流，它的幅值I用来表示（即雷电的强度指标）。
14、在防雷计算中，可按不同的要求，采取双指数法、斜角法、斜角平顶法、半余弦法等不同的计算波形。
绪论 (1)第一章电介质的极化、电导和损耗 (3)§ 1 — 1 电介质的极化 (3)§１－２电介质中的电流和电导 (6)§１－3电介质中的损耗 (7)第二章电介质在强电场下的特性 (8)§２－１气体中带电质点的产生和消失 (8)§２－２气体放电过程的一般描述 (9)§２－３均匀电场气隙的击穿 (10)§２－４不均匀电场气隙的击穿 (13)第三章气隙的击穿特性 (15)§3－1气隙的击穿时间 (15)§3-2气隙的伏秒特性 (16)§3-3 气隙的击穿电压 (19)§3-4提高气隙击穿电压的方法 (21)§3-6气体电解质中的沿面放电 (22)第四章固体电介质和液体电介质的击穿特性 (22)§4－1固体电介质的击穿机理 (22)§4－2影响固体电介质击穿电压的因素 (23)§4－3提高固体介质击穿电压的方法 (23)§4－4固体电介质的老化 (24)§4－5液体电解质的击穿机理 (25)§4－6影响击穿电压的因素 (26)§4－7提高液体电解质击穿电压的方法 (27)§4－8液体电介质的老化 (27)第五章电气设备绝缘试验 (28)§5－１测定绝缘电阻 (28)§5－２测定泄漏电流 (29)§5－３测定介质损失角正切tgδ (30)§5－４局部放电的测试 (32)第六章耐压试验 (33)绪论高电压技术：电力系统中涉及过电压、耐压、绝缘等问题的技术。
如：▲雷击变电所、发电厂的过电压及防护措施▲绝缘材料的研制▲合闸分闸空载运行以及短路引起的过电压▲电气设备的耐压试验一、研究意义目前，随着科技的发展、经济的需要，输电电压等级越来越高，输电距离越来越长，电网结构也越来越复杂。
高电压技术考试一、单选题（共40题，每题1分，共40分）1、接地装置是指（）A、埋入地中直接与大地接触的金属导体B、电气装置，设施的接地端子与接地极网连接用的金属导体部分C、A与B的和D、垂直接地极正确答案：C2、当过电压被侵入电机绕组时，绕组匝间绝缘所承受的冲击电压与（）。
A、侵入波的波速成正比B、侵入波的陡度成正比C、侵入波的陡度成反比D、每匝线圈的长度成反比正确答案：B3、交流耐压试验前后均应测量被试品的（）A、直流电阻B、tanδC、绝缘电阻D、泄漏电流正确答案：C4、能够限制操作过电压的避雷器是（）避雷器。
A、普通阀型B、保护间隙C、无间隙金属氧化物D、排气式（管型）正确答案：C5、为了保护旋转电机的匝问绝缘，必领将入侵波的陡度限制在（）以下。
A、3B、2kV/μsC、5D、6正确答案：C6、对于中性点不接地的三相变压器星形绕组，当三相沖古波同时入侵时，中性点最大对地电位可达入侵波的幅值（）倍。
A、2B、2.5C、1D、1.5正确答案：A7、测量局部放电时，要求男合电容（）。
A、泄漏电流小B、在试验电压下无局部放电C、tanδD、绝缘电阻高正确答案：B8、下列哪种电介质存在杂质“小桥” 现象（）A、固体B、无法确定C、气体D、液体正确答案：D9、不均匀电场中，固体介质的厚度增加时，平均击穿场强（）。
A、降低B、升高C、不变D、变化不大正确答案：C10、交流无问隙金属氧化物避雷器在通过直流 1mA 参考电流时，测得的避雷器端子间的直流电压平均值称为该避雷器的（）。
A、直流B、参考电压C、工频参考电压D、额定电压E、持续运行电压正确答案：A11、220~330kV 架空输电线路在山区一般（）。
A、不做特殊规定B、架设双根避雷线C、不架设避雷线D、架设单根避雷线正确答案：B12、沿脏污表面的闪络不仅取决于是否能产生局部电弧，还要看流过脏污表面的泄漏电流是否足以维持一定程度的（），以保证局部电弧能继续燃烧和扩展。
高电压技术研究的对象主要是电气设备的绝缘、绝缘的测试和系统的过电压等。
在电力系统中，除了雷电过电压还有内部过电压。
第一部分系统过电压一．雷电过电压----大气过电压分类：直击雷过电压和感应雷过电压1.雷电的放电过程1）雷电放电是由雷云引起的放电现象。
2）雷电放电自上而下发展的是下行雷，自下而上发展的是上行雷。
3）放电的过程可以分为三个阶段：先导、主放电和余光放电。
先导：发展的速度慢，时间长，电流小（数十至数百安）、导电性良好。
主放电：比先导的速度要快得多，电流大（数十至数百千安）、时间短。
余光放电：时间长，电流小（数百安）2.防雷的设备1）避雷针和避雷线目的：防止直击雷的过电压分类：独立避雷针和构架避雷针。
原理：在避雷针（线）的顶端形成局部电场强度集中的空间，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向避雷针放电，再通过接地引下线和接地装置将雷电流引入大地。
应用：避雷针一般用于保护发电厂和变电站，避雷线主要用于保护线路，也可以用来保护变电站和发电厂。
保护范围：是按保护概率99.9%确定的。
当hx>=h/2Rx=(H-Hx)*p=Ha*pRx——避雷针在hx水平上的保护半径，mH——避雷针的高度，mHx——被保护物体的高度，mHa——避雷针的有效高度，mP——高度影响系数，h<=30m;p=1;30<h<=120m, p=5.5/h当hx<h/2时Rx=(1.5h-2hx)*p2).避雷器目的：防止行波过电压种类：保护间隙；排气式避雷器；阀式避雷器；氧化锌避雷器。
残压的定义：是指雷电流通过避雷器时阀片电阻上产生的电压降。
残压越低说明保护性能越好。
3）接地装置目的：减小接地电阻，以降低雷电流通过避雷针（线）或避雷器上的过电压。
分类;防雷接地、工作接地和保护接地。
工作接地：是根据电力系统正常运行的需要而进行的接地。
接地电阻一般为0.5~10欧保护接地：为了保证人身安全，而将高压电气设备的金属外壳接地。
《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。
高电压技术一、什么叫过电压，引起的原因，措施是什么？过电压是指工频下交流电压均方根值升高，超过额定值的10%，并且持续时间大与1分钟的长时间电压变动现象；过电压的出现通常是负荷投切的结果。
过电压分外过电压和内过电压两大类。
外过电压又称雷电过电压、大气过电压。
由大气中的雷云对地面放电而引起的。
分直击雷过电压和感应雷过电压两种。
内过电压电力系统内部运行方式发生改变而引起的过电压。
有暂态过电压、操作过电压和谐振过电压。
暂态过电压是由于断路器操作或发生短路故障，使电力系统经历过渡过程以后重新达到某种暂时稳定的情况下所出现的过电压，又称工频电压升高。
常见的有：①空载长线电容效应（费兰梯效应）。
在工频电源作用下，由于远距离空载线路电容效应的积累，使沿线电压分布不等，末端电压最高。
②不对称短路接地。
三相输电线路a相短路接地故障时，b、c 相上的电压会升高。
③甩负荷过电压，输电线路因发生故障而被迫突然甩掉负荷时，由于电源电动势尚未及时自动调节而引起的过电压。
操作过电压是由于进行断路器操作或发生突然短路而引起的衰减较快持续时间较短的过电压，常见的有：①空载线路合闸和重合闸过电压。
②切除空载线路过电压。
③切断空载变压器过电压。
④弧光接地过电压。
谐振过电压是电力系统中电感、电容等储能元件在某些接线方式下与电源频率发生谐振所造成的过电压。
一般按起因分为：①线性谐振过电压。
②铁磁谐振过电压。
③参量谐振过电压。
加装避雷器二、什么是污闪？污秽闪络，就是积聚在绝缘子表面上的具有导电性能的污秽物质，在潮湿天气受潮后，使绝缘子的绝缘水平大大降低，使绝缘子之间构成短路,在正常运行情况下发生的闪络事故。
绝缘子表面的污秽物质，一般分为两大类：（1）自然污秽遇雨雾结的浮冰, 空气中飘浮的微尘，海风带来的盐雾（在绝缘子表面形成盐霜）和鸟粪等。
（2）工业污秽火力发电厂、化工厂、玻璃厂、水泥厂、冶金厂和蒸汽机车等排出的烟尘和废气。
三、过电压的种类及如何防止过电压？同1题四、什么是跨步电压？它是在电线落地的时候才产生的,线落地后，人靠近它时就产生了跨步电压，跨步电压是指两条腿间的电压，越离电线近电压越大，所以当有线落地的时候不要靠近，非要靠近时要跳着靠近或把电源切断就可以了。
河南理工大学高电压技术期末考试总结名词解释1电介质：在电场中能产生极化的物质通常条件下导电性能极差、在电力系统用作绝缘的材料。
2电介质的极化种类：电子位移极化当外加一电场，电场力将使荷正电的原子核像电场方向位移，荷负电的电子云中心向电场反方向位移，但原子核对电子云的引力达到平衡时，感应电距也达到稳定。
离子位移极化在有离子结合成的介质中，外电厂的作用除了促使各个离子内部产生电子位移极化外，还产生正负离子相对位移而形成的极化。
转向极化（偶极子极化）:出现外电场后偶极子沿电场方向转动，作较有规则的排列，因而显出极性，这种极化称为偶极子极化或转向极化。
空间电荷极化(夹层极化)：空间电荷极化常常发生在不均匀介质中，在外电场的作用下，不均匀电介质中的正负间隙离子分别向负、正极移动，引起电介质内各点离子密度的变化，产生电偶极矩，这种极化称为空间电荷极化。
3电介质损耗：任何电介质在电场作用下都有能量损耗，包括由电导引起的损耗和某些极化过程引起的损耗。
电介质的能量损耗简称介质损耗。
4碰撞电离：气体介质中粒子相撞，撞击粒子传给被撞粒子能量，使其电离。
5光电离:在光照射下，将光子能量传给粒子，游离出自由电子。
由光电离而产生的自由电子称为光电子必要条件：光子的能量大于气体粒子的电离能。
6热电离:是热状态下碰撞电离和光电离的综合.7电极表面电离：气体中的电子也可从金属电极表面游离出来。
8电子崩：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，类似雪崩似地发展，这种急剧增大的空间电子流被称为电子崩。
结论：由于碰撞电离引起电子崩过程，导致气隙中电子数迅速增加。
9自持放电：撤除外界电离因素后，能仅由电场的作用而维持的放电.10非自持放电：必须依靠外界电离因素的作用提供自由电子作为电子崩的初始电子，一旦外界电离因素停止发生作用，则放电中止.11极化效应：将电介质放入电场，表面出现电荷。
