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《高电压技术》课程习题及参考答案绪论1.现代电力系统的特点是什么？答：机组容量大；输电容量大，距离长；电网电压达到750KV的特高压；高压绝缘和系统过电压的问题愈显突出。
2.高电压技术研究的内容是什么？答：（1）高压绝缘及高压试验方法（2）系统过电压的产生及防护第1章高电压绝缘1.电介质的电气性能有哪些？答：电介质的电气性能包括极化，电导，损耗，击穿。
2.固体介质击穿有哪些类型？各有什么特点？答：固体介质击穿类型有：电击穿，热击穿，电化学击穿电击穿：击穿电压很高，过程快，与设备的温度无关；热击穿：击穿过程较长，击穿电压不高，与环境温度和介质自身品质有关；电化学击穿：设备运行时间很长，在电、热、化学的作用下，绝缘性能已经较差，可能在不高的电压下击穿。
3.什么是绝缘子的污闪？防止污闪的措施有哪些？答：污秽的绝缘子在毛毛雨或大雾时发生的闪络，称为污闪。
防止污闪的措施有：定期清扫绝缘子；在绝缘子表面上涂一层憎水性的防尘材料；增加绝缘子片数或使用防污绝缘子。
第2章高电压下的绝缘评估及试验方法1.表征绝缘劣化程度的特征量有哪些？答：耐电强度，机械强度，绝缘电阻，介质损失角正切，泄漏电流等2.绝缘缺陷分哪两类？答：绝缘缺陷分为：集中性和分布性两大类。
3.绝缘的预防性试验分哪两类？答：非破坏性（绝缘特性）试验和破坏性试验两类。
4.电介质的等值电路中，各个支路分别代表的物理意义是什么？答：纯电容支路代表无损极化，电容支路代表有损极化，纯电阻支路代表电导支路。
5.测量绝缘电阻的注意事项有哪些？答：1）被试品的电源及对外连接线应折除，并作好安全措施2）对被试品充分放电3）兆欧表的转速保持120转/ 分4）指针稳定后读数5）对于大电容量试品，应先取连接线，后停表。
6）测试后对被试品放电7）记录当时的温度和湿度。
6.试比较几种基本试验方法对不同设备以及不同的绝缘缺陷的有效性和灵敏性。
答：测量绝缘电阻能反映集中性和分布性的缺陷，适用任何设备；测量泄漏电流能更灵敏地反应测绝缘电阻所发现的缺陷；测量介质损失角正切能发现绝缘整体普遍劣化及大面积受潮。
第一章高电压绝缘及试验1.电介质极化类型：电子位移极化、离子位移极化、转向极化、空间电荷极化。
中性液体或中性固体介质中的极化主要是电子位移极化和离子位移极化；极性液体和极性固体介质中的损耗主要包括电导式损耗和电偶式损耗两部分。
2.电子位移极化特点：（1）电场中的多有电介质都存在电子位移极化，他是弹性的；（2）不引起能量损耗；（3）单元粒子电子位移极化电距与温度无关；3.离子位移极化特点：（1）有极微量的能量损耗；（2）离子位移极化率随温度升高儿略有增大。
4.转向极化特点：（1）有固有偶极矩；（2）转向极化的建立需要更长的时间；（3）转向极化伴有能量损耗。
5.介电常数定义：是一种反应极化强弱的物理量。
6.电介质电导与金属电导的区别：电介质电导具有离子性电导，具有正温度系数；金属电导属电子式电导，具有负温度系数。
7.介质损耗类型：（1）电导损耗（直流下全部为电导损耗）；（2）极化损耗（有损耗损，只有极性液体才有）。
、8.松香油的tanδ（介质损耗因数）与温度的关系：P(10)温度低时，松香油的黏度大，偶极子的转向较难，故tanδ较小；温度升高时，松香油的黏度减小，偶极子的转向较易，故tanδ增大；温度再高时，松香油的黏度更小，偶极子的转向更易，但偶极子回转时的摩擦损耗却减小很多，故tanδ反而减小；温度更高时，虽然由于黏度小，使偶极子回转时的摩擦损耗减小，但电导随温度的增加而迅速增加，使电导式损耗迅速增大，tanδ及总的损耗也迅速增大。
第二章气体放电的物理过程1.气体中带电质点来源途径：气体分子本身发生电离；气体中的固体或液体金属发生表面电离。
2.激励的定义：一个原子的外层电子跃迁到较远的轨道上去的现象称为激励，所需的能量称为激励能。
3.电离的定义：原来的一个中型原子变成一个自由电子和一个带正电荷的离子，这种现象称为电离，达到电离所需的最小能量称为电离能。
4.电离的类型：撞击电离、光电离、热电离、表面电离。
第一篇高电压绝缘及试验第一章电介质的极化、电导和损耗1-1电介质的极化根据电介质的物质结构，电介质极化具有以下四种基本类型：电子位移极化；离子位移极化；转向极化；空间电荷极化。
现分别加以说明。
一、电子位移极化E=0电子云负电荷中心原子核感应偶极矩E原子核（a） (b)图1-1-1 电子位移极化（a）极化前；（b）极化后一切电介质都是由分子构成的，而分子又是由原子组成的，每个原子都是由带正电荷的原子和带负电荷的电子云构成的。
当不存在外电场时，电子云的中心与原子核重合，如图1-1-1（a）所示，此时，感应电矩为零。
当外加一个电场，电场力将使荷正电的原子向电场方向位移，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又使两者倾向于重合，当这两种作用力达到平衡时，感应电矩也达到稳定，这个过程叫做电子位移极化。
二、离子位移极化在由离子结合成的介质内，外电场的作用除了促使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，称为离子位移极化。
如图1-1-2示出了氯化钠晶体的离子位移极化。
E图1-1-2 氯化钠晶体的离子位移极化三、转向极化在极性介质中，宏观上对外并不呈现合成电矩，当有外电场时，每个分子的固有偶极矩就有转向电场方向的趋势，顺电场方向做定向排列，但是由于受分子热运动的干透，这种转向定向的排列，只能达到某种程度，而不能完全，随场强和温度的不同，这种转向排列在不同的程度上达到平衡，对外呈现宏观电矩，这就是极性分子的转向极化。
四、空间电荷极化在大多数绝缘结构中，电介质往往呈现层式结构（宏观或微观的），电介质中也可能存在晶格缺陷。
在电场的作用下，带电质点在电介质中移动时，可能被晶格缺陷捕获，或在两层介质的界面上堆积，造成电荷在介质空间中新的分布，从而产生电矩，这种极化称为空间电荷极化。
表1 各种极化形式对比1-2 电介质的介电常数一、 介电常数的物理意义从物理学课程中得知，在真空中，有关系式0D E =ε（1-2-1）式中：E 为场强矢量（V/m ）；D 为电位移矢量（C/m 2）。
高电压技术教案课题：第一章高电压绝缘教学目的：使学生对气体放电有一个基本的认识、培养专业兴趣。
重点：介质的绝缘性能。
难点：对介质绝缘性能的理解。
组织课题：第一章高电压绝缘教学目的：使学生对气体放电有一个基本的认识、培养专业兴趣。
重点：介质的绝缘性能。
难点：对介质绝缘性能的理解。
组织教学：点名。
复习旧课：引入新课：基本概念§1—1 概述一、电介质的极化极化的基本形式有：电子式极化、离子式极化、偶极子极化1、电子式极化：可以存在于液体、固体、气体中。
E=0时（对称的）对外不显电性，E不等于0时（对称的）对外显电性。
特点：（1）极化过程快，10-15s且介电系数与电源无关。
（2）极化过程属于弹性，无损耗。
（3）其介电系数有负的温度系数。
2、离子式极化（1）极化过程快，10 -13s，且介电系数与频率无关。
（2）极化过程属于弹性，无损耗。
（3）其介电系数有正的温度系数。
3、偶极子极化极性电介质━由偶极子分子构成特点：（1）极化过程长，10-10～10-2s ，且介电系数与频率有关。
（2）极化过程属于非弹性，有损耗。
（3）其介电系数有关。
综述：1）、气体的介电系数很小通常实践中介电系数约等于1，2）、液体 ：a 、极性（3~6)，如：蓖麻油b 、非极性（1.8~2.5)，如变压器油c 、强极性（>10) ，如水、酒精4、夹层式极化组成：设备的绝缘由几种不同的材料组成特点：1、进行过程特别长，2、有明显的损耗。
等效图如右所示，过程分析： 在合闸瞬间：12210C C U U t =→ 到达稳态时：1221g g U U t =∞→ 若介质是均匀的，则C1/C2=g1/g2,可得∞→→=t t U U U U 21210，即合闸后两层电荷不会发生重新分配。
若介质不均匀，则合闸后C1、C2上的电荷要重新分配。
设C1>C2,g1<g2则t=0时，U2>U1，t=∞时，U1>U2，电荷要重新分配，称为吸收电荷，相当于电容增大称为夹层电介质极化。
