高电压技术第三章电气设备绝缘试验技术

高电压技术学期学习总结通过一学期对高电压技术的学习有一下重点难点总结第一章气体的绝缘强度1、气体放电的基本物理过程⑴带电粒子的产生气体分子或原子产生的三种状态原态中性激发态激励态从外界获得能量电子发生轨道跃迁。

电离态游离态当获得足够能量时电子变带电电子原来变正离子。

电离种类A 碰撞电离B光电离C热电离D表面电离⑵带电离子的消失A扩散会引起浓度差。

B复和中和正负电荷相遇中和释放能量。

C附着效应部分电负性气体分子对负电荷有较强吸附能力使之变为负离子。

⑶汤逊理论的使用条件和自持放电条件使用条件均匀电子低电压自持放电条件11se ⑷巴申定律的物理意义及应用A巴申定律的物理意义①p ss一定p增大Uf 增大。

②p ss一定p减小Uf 减小。

③p s不变p 增大密度增大无效碰撞增加提高了电量的强度Uf 增大。

P减小密度减小能碰撞的数量减小能量提高Uf 增大。

P s不变Uf 不变。

B巴申定律的应用通过增加或者减少气体的压力来提高气体的绝缘强度。

如高压直流二极管增加气体的压力减小气体的压力用真空断路器。

⑸流柱理论的使用范围及与汤逊理论的关系流柱理论的使用范围a、放电时间极短b、放电的细分数通道c、与阴极的材料无关d、当ps增大的时候Uf 值与实测值差别大。

流柱理论与汤逊理论的关系a、流柱理论是对汤逊理论的一个补充b、发生碰撞电离c、有光电离电场⑹极不均匀电场的2个放电特点电晕放电极性效应电晕放电的特点a、电晕放电是极不均匀电场所持有的一种自持放电形式是极不均匀电场的特征之一。

b、电晕放电会引起能量消耗。

c、电晕放电的脉冲现象会产生高频电磁波对无线电通讯造成干扰。

d、电晕放电还使空气发生化学反应生成臭氧、氮氧化物是强氧化剂和腐蚀剂会对气体中的固体介质及金属电极造成损伤或腐蚀。

极性效应的特点a、棒为正极为负特点电晕放电起始电压高。

间隙击穿电压低。

b、棒为负极为正特点电晕放电起始电压低间隙击穿电压高。

⑺冲击电压、伏秒特性、U50的概念及应用冲击电压持续时间极短非周期性幅值极高的电压。

重庆大学清华大学高电压技术习题高电压技术课程习题第一章气体的绝缘强度1－1空气主要由氧和氮组成，其中氧分子（O2）的电离电位较低，为12.5V。

（1）若由电子碰撞使其电离，求电子的最小速度；（2）若由光子碰撞使其电离，求光子的最大波长，它属于哪种性质的射线；（3）若由气体分子自身的平均动能产生热电离，求气体的最低温度。

1－2气体放电的汤森德机理与流注机理主要的区别在哪里？它们各自的使用范围如何？1－3长气隙火花放电与短气隙火花放电的本质区别在哪里？形成先导过程的条件是什么？为什么长气隙击穿的平均场强远小于短气隙的？1－4正先导过程与负先导过程的发展机理有何区别？1－5雷电的破坏性是由哪几种效应造成的？各种效应与雷电的哪些参数有关？雷电的后续分量与第一分量在发展机理上和参数上有哪些不同？1－6为什么SF6气体绝缘大多只在较均匀的电场下应用？最经济适宜的压强范围是多少？1－7盘形悬式绝缘子在使用中的优缺点是什么？1－8超高压输电线路绝缘子上的保护金具有哪些功用？设计保护金具时应考虑什么问题？第二章液体、固体介质的绝缘强度2－1试比较电介质中各种极化的性质和特点？2－2极性液体和极性固体电介质的相对介电常数与温度和电压频率的关系如何？为什么2－3电介质导电与金属导电的本质区别为什么？2－4正弦交变电场作用下，电介质的等效电路是什么？为什么测量高压电气设备的绝缘电阻时，需要按标准规范的时间下录取，并同时记录温度？2－5某些电容量较大的设备经直流高电压试验后，其接地放电时间要求长达5～10min，为什么？2－6试了解各国标准试油杯的结构，并比较和评价。

2－7高压电气设备在运行中发生绝缘破坏，从而引起跳闸或爆炸事故是很多的，请注意观察和分析原因。

第三章电气设备绝缘实验技术3－1总结比较各种检查性试验方法的功效（包括能检测出绝缘缺陷的种类、检测灵敏度、抗干扰能力等）。

3－2总结进行各种检查性试验时应注意的事项。

高电压技术-电气设备绝缘试验简介在电气工程中，绝缘试验是一项重要的测试方法，用于评估电气设备的绝缘性能。

绝缘试验主要通过施加高电压来检测设备的绝缘强度，以确保设备在正常运行中不会发生电气故障。

本文将介绍高电压技术和电气设备绝缘试验的基本原理、常见方法以及测试过程中的注意事项。

基本原理高电压试验是一种用于检测电气设备绝缘强度的测试方法。

在正常工作条件下，电气设备应具备足够的绝缘性能，以防止漏电、短路等故障发生。

绝缘试验的基本原理是通过施加高电压来产生电气场，检测设备绝缘系统是否能够耐受其引起的电压应力，以判断其绝缘性能是否符合要求。

常见方法直流高电压试验直流高电压试验是最常用的绝缘试验方法之一。

在这种试验中，直流电源通过绝缘试验变压器施加高电压，对设备的绝缘系统进行测试。

直流高电压试验可以根据需要进行不同的试验模式，如耐受电压试验、击穿电压试验等。

交流高电压试验交流高电压试验是另一种常见的绝缘试验方法。

与直流高电压试验不同，交流高电压试验主要考察设备的耐受能力。

在交流高电压试验中，试验变压器将电源交流电压升高到所需值，通过试验设备的绝缘系统施加高电压，以评估其绝缘性能。

脉冲高电压试验脉冲高电压试验是一种对设备绝缘性能进行更严格检测的方法。

脉冲高电压试验通过产生短暂的高电压脉冲，模拟一些特殊工作条件下的电压冲击，以评估绝缘系统对电压冲击的响应能力。

测试过程及注意事项进行电气设备绝缘试验时，需要按照一定的测试过程和注意事项进行操作，以确保测试结果的准确性和可靠性。

1.准备工作：首先需要准备所需的试验设备和试验电源，确保其正常工作状态。

同时，还需要检查试验设备的接地情况，确保试验过程的安全。

2.样品准备：将待测试的电气设备放置在试验装置中，确保设备与试验装置之间的绝缘良好，并连接试验电源。

3.设定试验参数：根据测试要求，设定试验电压、试验时间等参数。

在直流高电压试验中，还可以根据需要设定耐受时间和击穿电压等参数。

第二章液体和固体电介质的绝缘特性电子式极化:电介质中的带电质点在电场作用下沿电场方向作有限位移。

夹层式极化：由两层或多层不同材料组成的不均匀电介质，叫做夹层电介质。

电介质的电导:介质在电场作用下,使其内部联系较弱的带电粒子作有规律的运动形成电流，即泄漏电流.这种物理现象称为电导。

“吸收现象”:固体电介质在直流电压作用下，观察到电路中的电流从大到小随时间衰减,最终稳定于某一数值,称为“吸收现象”。

吸收电流:有损极化所对应的电流，即夹层极化和偶极子极化时的电流，它随时间而衰减。

泄漏电流:绝缘介质中少量离子定向移动所形成的电导电流,它不随时间而变化.绝缘电阻:介质的电阻R=U/I是随时间而变化的。

通常以到达稳定的泄漏电流的电阻作为介质的绝缘电阻。

介质损耗角正切tgδ衡量材料本身在电场损耗能量并转变为热能的一个宏观的物理参数称之为介质损耗角正切。

绝缘的老化：固体和液体介质在长期运行过程中会发生一些物理和化学变化，导致其机械和电气性能的劣化。

一、提高液体电介质击穿电压的措施（1）过滤（2）防潮（3）脱气（4）覆盖层（5）绝缘层（6）屏障二、2.固体电介质的击穿影响因素(1).电压作用时间(2).电场均匀程度及介质厚度(3).电压种类(4).电压作用的累积效应(5).受潮三、提高固体电介质击穿电压的措施(1).改进制造工艺:尽可能清除介质中的杂质,可以通过精选材料、改善工艺、真空干燥、加强浸渍等方法。

(2).改进绝缘设计:尽可能使电场均匀(3).改善运行条件:注意防潮、尘污，加强散热冷却四、电介质绝缘老化的原因(1)局部放电老化(2)热老化(3)机械力的作用(4)环境的影响五、为什么用介质损耗角的正切tgδ来表示介损答：由于:(1).P值及试验电压U的高低等因素有关;(2).t gδ是及电压、频率、绝缘尺寸无关的量，而仅取决于电介质的损耗特性。

(3)tgδ可以用高压电桥等仪器直接测量.所以表征介损用介质损失角的正切tgδ来表示，而不是用有功损耗P来表示.第三章电气设备绝缘试验耐压试验(破坏性试验):试验所加电压等价于或高于设备运行中可能受到的各种电压.一、西林电桥测量时的两种接线正接线适用：体积小，重量轻反接线适用：体积大，重量大，外壳接地二、西林电桥测量时防止外界电磁场对电桥的干扰措施有哪些？（1）加设屏蔽(消除电容的影响) （2）采用移相电源（3）倒相法三、西林电桥测量时注意事项有哪些(1)电桥本体必须加以屏蔽(2)被试品和标准无损电容器连到电桥本体的引线也要使用屏蔽导线(3)电桥本体接地良好(4)反接法时,三根引线处于高压,必须悬空(5)能分开测的试品尽量分开测(6)应保持试品表面干燥(7)试品设备有绕阻时,应首尾短接起来试验变压器得特点电压等级比电力变压器更高、容量不大，仅单相；工作在电容性负荷下；允许发生短时短路；工作时间短；漏磁通较大；温度比较低、无散热要求；绝缘裕度小工频高电压的测试方法有哪些用静电电压表测量工频电压的有效值用球隙进行测量工频电压的幅值用电容分压器配用低压仪表用电压互感器测量.直流高压的获得有：半波整流回路，倍压整流回路，串接直流发生器。

第一章气体的绝缘特性1.电介质在电气设备中作为绝缘材料使用，按其物质形态，可分为三类：气体电介质液体电介质固体电介质在电气设备中又分为：外绝缘：一般由气体介质（空气）和固体介质（绝缘子）联合构成。

内绝缘：一般由固体介质和液体介质联合构成。

2、一些基本概念：①气体介质的击穿——当加在气体间隙上的电场强度达到某一临界值后，间隙中的电流会突然剧增，气体介质会失去绝缘性能而导致击穿的现象，也称为气体放电。

②放电电压UF——在间隙距离及其它相关条件一定的条件下，加在间隙两端刚好能使其击穿的电压。

由于相关条件的变化，这个值有一定的分散性。

③击穿场强——指均匀电场中击穿电压与间隙距离之比。

这个参数反映了某种气体介质耐受电场作用的能力，也即该气体的电气强度，或称气体的绝缘强度。

④平均击穿场强——指不均匀电场中击穿电压与间隙距离之比。

3.大气击穿的基本特点固体介质中的击穿将使介质强度永久丧失；而气体和液体击穿发生击穿时，一般只引起介质强度的暂时降低，当外加电压去掉后，绝缘性能又可以恢复，故称为自恢复绝缘。

§1.1 气体介质中带电质点的产生和消失一、气体原子的激发与游离产生带电质点的物理过程称为游离，是气体放电的首要前提。

1、几个基本概念①激发—-原子在外界因素（如电场、温度等）的作用下，吸收外界能量使其内部能量增加，从而使核外电子从离原子核较近的轨道跃迁到离原子核较远的轨道上去的过程（也称为激励）。

②游离—-中性原子由外界获得足够的能量，以致使原子中的一个或几个电子完全脱离原子核的束缚而成为自由电子和正离子（即带正电的质点）的过程（也称为电离）。

2、游离的基本形式①碰撞游离a 、当带电质点具有的动能积累到一定数值后，在与气体原子（或分子）发生碰撞时，可以使后者产生游离，这种由碰撞而引起的游离称为碰撞游离。

b 、发生条件：——气体分子（或原子）的游离能c 、碰撞游离的特点碰撞游离是气体放电过程中产生带电质点的极重要的来源。

高电压技术课程教学大纲（适用电气工程与其自动化专业电气工程方向）（共 48 学时）一、课程的性质、地位、任务和教学目标（一）课程的性质和地位本课程是电气工程与其自动化专业本科生的专业选修课程。

它是探讨电气设备的绝缘与其问题的学科。

作为从事电力系统的设计、安装、调试与其运行的工程技术人员，都会遇到属于高电压的问题，因此需专修本门课程，也是从事电力系统的专业人员须要驾驭的专业学问。

本课程具有完整的理论体系，又是一门实践性很强的学科，对学生的基础理论、基本学问和实践阅历、技能都有较好的培育和熬炼。

（二）课程的主要任务本课程的主要任务是：使学生驾驭气体、液体与固体绝缘主要电气特性（特殊是击穿过程）的基本概念，了解电气设备绝缘结构的基本特性和试验方法,驾驭电力系统中雷电过电压和主要内部过电压的产朝气理、影响因素与防护措施等基本学问，正确理解电力系统绝缘协作的基本概念、理论依据和处理原则，以与使学生了解高电压试验与绝缘预防性试验中常用的高压试验装置与测试仪器的原理与用法，以与高电压试验的特点、基本程序和平安措施等。

（三）课程的教学目标通过本课程的学习，使学生了解和驾驭电气设备在高电压作用下绝缘电气性能的基本学问和高电压试验的基本技术；了解和驾驭过电压的基本理论和过电压的爱护方法；能针对各种不同的过电压实行不同的防护措施，并能依据系统电路与元器件的性质，设计爱护的类型，为今后从事高电压工程领域的探讨和技术工作打下必要的专业基础。

二、课程教学环节组成本课程的教学环节包括课堂讲授，师生探讨学生自学，习题探讨课，试验，习题，答疑，质疑，期中测验和期末考试。

三、课程教学内容纲要（一）课堂讲授第一章气体的绝缘强度【目的和要求】：重点学习和驾驭汤逊理论和流注理论、空气间隙在各种电压下的击穿特性以与提高气体介质电气强度的方法。

【重点和难点】：气体放电的汤逊理论与流注理论；不匀称电场中气体间隙放电的极性效应。

【教学内容】第一节气体放电的基本物理过程一、气体中带电质点的产生和消逝二、汤逊理论和巴申定理三、流注理论四、不匀称电场中的放电过程五、冲击电压下气体间隙的击穿特性其次节影响气体放电电压的因素一、电场形式对放电电压的影响二、电压波形对放电电压的影响三、气体的性质和状态对放电电压的影响第三节沿面放电一、沿面放电二、影响沿面放电电压的因素三、提高沿面放电电压的措施其次章液体和固体介质的绝缘强度【目的和要求】：重点驾驭电介质的极化、电导和损耗、液体介质的击穿、固体介质的击穿。