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考点1：电介质的电气特性及放电理论（一）气体电介质的击穿过程气体放电可以分非自持放电和自持放电两种。
20世纪Townsend在均匀电场，低气压，短间隙的条件下进行了放电试验，提出了比较系统的理论和计算公式，解释了整个间隙的放电过程和击穿条件。
1、汤逊放电理论的适用范围：汤逊理论的核心是：(1)电离的主要因素是电子的空间碰撞电离和正离子碰撞阴极产生表面电离；(2)自持放电是气体间隙击穿的必要条件。
汤逊理论是在低气压、Pd值较小的条件下进行的放电实验的基础上建立起来的，这一放电理论能较好的解释低气压短间隙中的放电现象。
因此，汤逊理论的适用范围是低气压短间隙(Pd<26 66kPa.cm)。
在高气压、长气隙中的放电现象无法用汤逊理论加以解释，两者间的主要差异表现在以下几方面：(1) 放电外形根据汤逊理论，气体放电应在整个间隙中均匀连续地发展。
低气压下气体放电发光区确实占据了整个间隙空间，如辉光放电。
但在大气压下气体击穿时出现的却是带有分支的明亮细通道。
(2) 放电时间根据汤逊理论，闻隙完成击穿，需要好几次循环：形成电子崩，正离子到达阴极产生二次电子，又形成更多的电子崩。
完成击穿需要一定的时间。
但实测到的在大气压下气体的放电时间要短得多。
(3) 击穿电压当Pd值较小时，根据汤逊自持放电条件计算的击穿电压与实测值比较一致；但当Pd值很大时，击穿电压计算值与实测值有很大出入。
(4) 阴极材料的影响根据汤逊理论，阴极材料的性质在击穿过程中应起一定作用。
实验表明，低气压下阴极材料对击穿电压有一定影响，但大气压下空气中实测到的击穿电压却与阴极材料无关。
由此可见汤逊理论只适用于一定的Pd范围，当Pd>26 66kPa. cm后，击穿过程就将发生改变，不能用汤逊理论来解释了。
2、流注理论利用流注理论可以很好地解释高气压、长间隙情况下出现的一系列放电现象。
(1) 放电外形 流注通道电流密度很大，电导很大，故其中电场强度很小。
简答题三：问答题（每题6分，共24分）1：叙述汤逊放电理论。
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 e α个。
假设每次电离撞出一个正离子，故电极空间共有（d e α－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（d e α－1）个正离子在到达阴极表面时可撞出γ（d e α－1）个新电子，则(d e α-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(d e α-1)=1或γd e α＝1。
2：叙述冲击电压发生器的原理。
答：如右图所示，冲击电压发生器整流装置向主电容C t 充电，充电完成后，控制放电间隙g 放电，出现下述充放电阶段： ① C t 通过R f 向被试品C f 放电，形成冲击电压的波前部分；② C f 上电压和C t 上电压相等时，C f 和C t 并联向R t 放电形成冲击电压波尾部分；调节R f 可调节波前时间，调节R t 可调节波长时间。
3：简述变电站防雷保护的各种措施。
答：①装设避雷针（线）进行直击雷保护，应满足：A: 变电站所有的被保护物，应处于避雷针的保护范围之内；B: 避雷针和被保护设备之间应保持应有的距离；C: 避雷针和被保护设备接地装置在土壤中也应保持应有距离，以防反击。
C t C fR t R f g② 安装避雷器，应注意避雷器到被保护物之间的电气距离，不能超过其保护范围。
③ 采用进线保护段，以限制流过避雷器的雷电流，降低雷电流陡度。
4：金属氧化物避雷器电气特性的基本指标有哪些？请对每个指标给出简要解释。
答：①额定电压：避雷器两端之间允许施加的最大工频电压有效值；② 最大持续运行电压：允许持续加在避雷器两端之间的最大工频电压有效值，其值一般等于或者大于系统运行最大工作相电压。
专升本《高电压技术及应用》一、（共75题，共150分）1. 汤逊放电理论是在（ )条件下得出的。
（2分）A.低气压B.高气压 C。
短间隙 D.长间隙标准答案：A,C2. 雷电冲击电压作用下的击穿特性用（）表示。
(2分）A.静态击穿电压B.50%冲击击穿电压C.伏秒特性 D。
波头长度。
标准答案：B,C3. 直流耐压试验的优点是（ )。
（2分)A。
与交流耐压试验效果相同 B.试验设备轻C。
可同时测量泄漏电流 D。
对绝缘损伤小标准答案：B,C，D4. 雷击输电线路有（）三种情况。
（2分）A。
雷击绝缘子 B.雷击塔顶 C。
雷击避雷线 D.绕击导线。
标准答案：B，C,D5。
解释电弧接地过电压的理论有（ ) (2分）A。
汤逊理论 B。
流注理论C。
工频熄弧理论 D.高频熄弧理论。
标准答案：C,D6. 由气体热状态引起的电离是（ ) （2分)A。
碰撞电离 B。
光电离 C。
热电离 D。
表面电离标准答案：C7。
汤逊理论未考虑（ )现象。
（2分）A。
电子的碰撞电离 B。
离子的碰撞电离C.空间电荷畸变电场 D。
表面电离标准答案：C8。
我国500kV交流线路采用( ) （2分)A.单导线 B。
双分裂导线 C。
3分裂导线 D.4分裂导线。
标准答案:D9. 伏秒特性曲线实际上是一条带状区域，因为在冲击电压作用下，间隙放电时间具有（）. （2分）A.分散性 B。
准确性 C。
统计性 D。
50％概率标准答案：A10. （）不是“改善电场分布”途径中的措施。
（2分）A.采用屏障B.采用高真空C.改进电极形状 D。
利用空间电荷。
标准答案:B11. 除（）外，一般选取介电常数较小的材料作为电气设备的绝缘介质. (2分）A.变压器B.电缆 C。
电容器 D.断路器。
标准答案：C12。
绝缘介质严重受潮时，绝缘电阻值将（ ) (2分) A。
变大 B.变小 C。
不变 D.不易确定。
标准答案：B13. 与气体的汤逊理论解释的击穿相类似的固体电介质的击穿理论是（）。
低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律 - 用电常识一、汤逊理论1.非自恃放电与自持放电OA:电压电流AB:稳定，外电离因素产里的带电质点分部落入电极，少隙和电流密度小，绝缘状态。
BC：新的电离——电子碰撞电离。
非自恃放电：外施电压小于Uo,间隙电流微小，取消外电离因素，电流消逝。
自恃放电：Uo以后的放电，Uo后气体猛烈电离，且电离过程可只靠电场作用自行维恃，不再需要光照等外电离因素。
C分界点，Uo击穿电压。
2.电子崩及电子电离系数外电离因素使明极消灭一个自由电子（光电效应），电场作用加建——碰撞电离——正离子；两自由电子，新的碰撞电离。
电子数20,21,22……2n雪崩增加。
电子崩：因碰撞电离使自由电子数不断增加的想象。
电子崩过程——a过程，a碰撞电离系数定义：一个电子沿电场方向行径1cm长度,平均发生的碰撞电离次数。
曲路电流 I=Ioe2d I1=Ioe2d1 I2=Ioe2d2 I2-I1取对图1-5单对数坐标，I-d直线，斜率每次碰撞产生一个新电子，则a为单位行程内新电高出的电子数。
非自恃放电电流变化规律用电子碰撞电离过程解释。
分析a假设：①电子动能小于气体电离能，碰撞的产生电离。
②电子动能大于气体电离能，碰撞产生电离。
③每次碰撞，不论是否造成电离，电子都失去全部动能，从0开头重新加速，两次碰撞间电子沿电场方风吹草动直线运动。
1cm内，140平均碰撞次数，行程x≥xi发生电离，碰撞电离条件≥Wi 即自由行程分布听从统计规律，关于xi概率，或记为则电离系数自由行程，空气相对密度Po.To标准参考大气条件下的气体压力和气体分子温度则A常数的单变量函数又因此：令常数得反映每次碰撞平均产生的电子数，电离概率反映电子在平均自由行程上由电场获得的能量过程——正离子引起电离3.过程与自恃放电条件过程：电极空间的碰撞电离过程：正离子及光子在阴极表面激发出电子，引起阴极表面电离阴极材料逸出功比气体分子电离能小得多，正负离子复合，分子由激励态跃迁回常态，产生光子，引起阴级表面电离：折算到每个碰撞阴极的正离子中在阴极释出的自由电子数。
