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⾼电压技术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。
高电压技术高电压技术是电力工程领域的重要分支之一，主要研究和应用高电压场下的电气现象、高电压设备的设计与制造以及高电压绝缘技术等内容。
本文将详细介绍高电压技术的相关背景、应用范围和发展趋势。
一、高电压技术背景介绍在现代社会中，电力已成为人们日常生活和工业生产中不可或缺的能源。
为了满足不断增长的用电需求，电力系统必须经历长距离输电、高能效传输和安全可靠供电等一系列挑战。
高电压技术的发展为解决这些问题提供了有效的解决方案。
高电压技术是研究电气工程中电压大于1000V的电路、设备和系统的学科，涉及电力输电、变电站、电力设备制造、电气绝缘等领域。
应用高电压技术可以提高电力系统的输电距离、提高输电效率和减少能量损耗，同时确保电力系统的安全运行。
因此，高电压技术在电力工程领域具有重要的实际应用价值。
二、高电压技术的应用范围高电压技术广泛应用于以下几个领域：1. 电力输电和配电系统：在电力系统中，高电压技术用于长距离输电、高压变电站的设计和运行，以及高电压设备的制造和维护。
高电压技术的应用可以降低输电损耗，提高电能传输效率，确保电力系统的可靠运行。
2. 电力设备制造：高电压技术在电力设备制造中起着重要作用。
例如，高电压绝缘技术用于电力变压器、断路器、绝缘子等设备的制造，以确保设备在高电压环境下的安全运行和绝缘性能。
3. 工业领域：在工业生产中，一些特殊行业，如化工、冶金等，需要高电压技术进行电力供应和设备控制。
高电压技术可用于高压电源的设计和建设，并提供稳定可靠的电力供应。
4. 实验室科研：高电压技术被广泛应用于科学研究和实验室环境中。
例如，在物理、化学等实验中，需要高电压来实现材料测试、粒子加速、电场模拟等功能。
5. 新能源领域：随着可再生能源的快速发展，如风能和太阳能等，高电压技术也受到了更多的关注。
高电压技术可以在可再生能源发电系统中提供电能转换和传输方面的支持。
三、高电压技术的发展趋势随着科学技术的进步和社会需求的改变，高电压技术也在不断发展和创新。
（完整版）⾼电压技术答案1 ⽓体的绝缘特性与介质的电⽓强度1-1⽓体放电过程中产⽣带电质点最重要的⽅式是什么，为什么？1-2简要论述汤逊放电理论。
1-3为什么棒－板间隙中棒为正极性时电晕起始电压⽐负极性时略⾼？1-4雷电冲击电压的标准波形的波前和波长时间是如何确定的？1-5操作冲击放电电压的特点是什么？1-6影响套管沿⾯闪络电压的主要因素有哪些？1-7具有强垂直分量时的沿⾯放电和具有弱垂直分量时的沿⾯放电，哪个对于绝缘的危害⽐较⼤，为什么？1-8某距离4m的棒-极间隙。
在夏季某⽇⼲球温度=30℃，湿球温度=25℃，⽓压=99.8kPa的⼤⽓条件下，问其正极性50%操作冲击击穿电压为多少kV?（空⽓相对密度=0.95）1-9某母线⽀柱绝缘⼦拟⽤于海拔4500m的⾼原地区的35kV变电站，问平原地区的制造⼚在标准参考⼤⽓条件下进⾏1min ⼯频耐受电压试验时，其试验电压应为多少kV？1-1⽓体放电过程中产⽣带电质点最重要的⽅式是什么，为什么？答: 碰撞电离是⽓体放电过程中产⽣带电质点最重要的⽅式。
这是因为电⼦体积⼩，其⾃由⾏程(两次碰撞间质点经过的距离)⽐离⼦⼤得多，所以在电场中获得的动能⽐离⼦⼤得多。
其次．由于电⼦的质量远⼩于原⼦或分⼦，因此当电⼦的动能不⾜以使中性质点电离时，电⼦会遭到弹射⽽⼏乎不损失其动能；⽽离⼦因其质量与被碰撞的中性质点相近，每次碰撞都会使其速度减⼩，影响其动能的积累。
1-2简要论述汤逊放电理论。
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过程，电⼦总数增⾄个。
假设每次电离撞出⼀个正离⼦，故电极空间共有（－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．按照系数的定义，此（－1）个正离⼦在到达阴极表⾯时可撞出（－1）个新电⼦，则( -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。
高电压技术1、高电压技术研究的核心内容，包括过电压和绝缘两个方面。
2、过电压：雷电过电压（大气过电压）、内部过电压。
内部过电压：操作过电压、暂时过电压。
操作过电压：空载线路分闸过电压、空载线路合闸过电压、切除空载变压器过电压、电弧接地电压。
暂时过电压：工频过电压、谐振过电压工频过电压：空载长线路的电效应、不对称短路、发电机突然甩负荷谐振过电压：线性过电压、非线性过电压（铁芯饱和）、参数过电压。
3、过电压：由于雷击或电力系统中操作事故等原因，使某些电气设备和线路上承受的电压大大超过正常运行电压危及设备和线路的绝缘.电力系统中这种危及绝缘的电压升高，称为过电压。
4、国际交流高压：35—220KV 超高压：330KV—1000KV特高压：1000KV及以上直流高压：+/-600KV及以下特高压：+/-600KV以下我国：高压电网：110及220KV、10、35、（66）KV超高压电网：300、500、750KV +/-500KV特高压电网：1000KV交流及+/-800KV直流5、电介质极化：电子式极化（时间短，无能量损耗，弹性极化）离子式极化（时间短，无能量损耗，弹性极化）偶极式极化(时间较长，有能量损耗，非弹性极化）空间电荷极化（夹层极化)时间很长，可以达到数小时，有能量损耗，非弹性极化）6、如果左电容器的绝缘介质，希望介电常数εr大些，用作其他电气设备的绝缘介质，则希望εr小些。
7、电介质的电导是离子电导，金属的电导是电子性电导。
8、容易吸收水分的电介质称为亲水性介质，如：玻璃、陶瓷。
不容易吸收水分的介质成为憎水性介质，如：石蜡、硅有机物。
9、原子从外界获得的能量足够大，以致使原子的一个或几个电子摆脱原子核的束缚而形成自由电子和正离子，这一过程称为原子的游离。
游离过程所需的能量称为游离能。
原子游离时通常只失去一个电子。
10、汤逊理论。
条件：均匀电场、低气压、短间隙。
相对密度δ与极间距离d比较小适合汤逊理论。
1. 气体中带点质点的产生，激发与游离2. 游。
离的方式有：碰撞游离、光游离、热游离和表面游离。
3. 由碰撞银翼的游离称为碰撞游离。
气体在热状态下引起的游离过程称为热游离。
电子从金属电极表面逸出来的过程称为表面游离4。
. 导致带点质点从游离区域消失或者削弱的过程称为去游离。
去游离的方式：带点质点的扩散，带点质点的复合以及电子的附着效应5。
. 汤逊放电理论认为放电起始于有效电子通过碰撞形成电子崩，通过正离子撞击阴极，不断从阴极金属表面溢出自由电子来弥补引起电子碰撞游离所需的有效电子。
适用于低气压、短间隙均匀电场中的气体放电过程和现象6。
. 气体间隙的击穿电压 UF 是气体压力 P 和间隙距离S 乘积的函数 ,这一规律称为巴申定律7. 流注理论认为放电起始于有效电子通过碰撞形成电子崩，形成电子崩后，由于正负空间电荷对电场的畸变作用导致正负空间电荷的复合，复合过程中所释放的光能又引起光游离，光游离结果所得到的自由电子又引起新的碰撞游离，形成新的电子崩且汇合到最初电子崩中构成流注通道。
适用于大气压下，非短间隙均匀电场中的气体放电过程和现. 电子崩一个电子在电场作用下由阴极向阳极运动时，将与气体原子(或分子)碰撞，如果电场很强、电子的能量足够大时 ,会发生碰撞电离，使原子分解为正离子和电子 ,此时空间出现两个电子。
这两个电子又分别与两个原子发生碰撞电离，出 4 个自由子。
如此进行下去 ,空间中的自由电子将迅速增加类似于电子雪崩，故名，电子崩9。
. 非自持放电：当外加电压较低时，只有由外界电离因素所造成的带电粒子在电场中运动而形成气体放电电流，一旦外界电离作用停止，气体放电现象即随之中断，这种放电称为非自持放1电0. U50%就是在该冲击电压作用下，放电的概率为50%。
其可用来反应绝缘耐受冲击电压的能力11. 。
同一波形。
不同幅值的冲击电压作用下，间隙上出现的电压最大值和放电时间的关系曲线称为间隙的伏秒特性曲线。
伏秒特性有什么实用意 (如何用保护设备和被保护设备间的绝缘配 )伏秒特性设备的绝缘设计,各类绝缘间的相互配合, 以及防雷保护及过电压保护与设备绝缘间的配合进行研究的基础.12. 不均匀电场可分为稍不均匀电场和极不均匀电场。
稍不均匀电场中放电的特点与均匀电场中相似在间隙击穿前看不到有什么放电的迹象。
极不均匀电场：若电场不均匀程度比较严重，当极间电压达到足以使气体介质发生自持放电时，气体间隙并不被击穿，只是电场强度较高处的气体发生电晕放电进一步提；高电压后，气体间隙才被击穿，这样的电场称为极不均匀电场。
高压电力设备中经常遇到的是极不均匀电场，例如高压架空输电线路周围的电场，高压交流电机线棒出槽处的电场，电力变压器引线附近的电场等。
属于稍不均匀电场的电场有高压静电电压表(见静电系电表两电极间的电场，阀型避雷器放电间隙中的电场等3. 电晕放电：伴随着游离而存在的复合和反激发发出大量的光辐，射，在黑暗里可以看到在该电极周围有薄薄的淡紫色发光层，有些像日月的晕光，故称为电晕放电。
14. 大气条件对气体间隙击穿电压的影响：①相对密度不同时击穿电压的影响②湿度不同时击穿电压的影响③海拔高度的影响5. 提高气体间隙绝缘强度的方法：一是改善电场分布，使之尽量均匀。
二是利用其他方法来削弱气体间隙中的游离过程6. 改善电场分布的措施：①改变电极形状②利用空间电荷对电场的畸变作用③极不均匀电场中屏障的作用。
17. 削弱游离过程的措施：①采用高气压②应用强电负性气体③采用高真空8. 当加在绝缘子的极间电压超过一定值时常常在固体介质和空气的交界面上出现放电现象，这种沿着固体介质表面气体发生的放电称为沿面放电。
当沿面放电发展成贯穿性放电时称为沿面闪络，简称闪络。
19. 当大气湿度较高，或在毛毛雨、雾、露、雪等不利的天气条件下，绝缘子表面的污秽尘埃被润湿表面电导剧增，使绝，缘子的泄漏电流剧增，其结果使绝缘子在工频和操作冲击电压下的闪络电 (污闪压)显著降低，甚至有可能使绝缘子在工作电压发生闪络(通常称下为污闪)20. 极化是电介质在电场作用下发生物理过程的一种。
极化的基本形式：①电子式极化②偶子式计划③离子式极化④空间电荷极1 电介质功能：将不同电位的导体分隔开2.2. 导电流对带。
均压电阻的有串联间隙的避雷器施加规定的直流电压时，流过避雷器的电流。
泄漏电流对不带均压电阻的有串联间隙的避雷器施加规定的电压时，流过避雷器的电流。
23. 电介质出现功率损耗的过程称为介质损耗。
影响介质损耗角正切指数的因素主要有温度、频率和电压。
24. 何谓小桥理论：杂质、气泡在电场作用下在电极之间逐渐排列成小桥，从而导致击5. 固体电介质的击穿形式有电击穿、热击穿和电化学击穿。
26. 提高固体电介质击穿电压措施①改进制造工艺②改进绝缘设计③改善运行条件2。
7. 电介质的老化可分为三类：电老化、热老化和环境老化。
电老化是指在电场作用下的老化，并且主要是来自于介质中的局部放电，有时也称为局部放电老化。
热老化是指电介质在受热作用下所发生的劣化。
28. 绝缘的缺陷通常可分为两类：一是局部性或集中性的缺陷，二是整体性或分布性的缺陷2。
9. 电气设备的绝缘预防性试验可分为两大类：一是非破坏性实验，二是耐压试验(破坏性试验。
0. 吸收比就是加压后 60s 时的绝缘电阻R60’’对加压后 15s 的绝缘电阻R15’’的比值。
31. 什么是测量介质损耗角的正接线和反接线，①正接法。
正接时，桥体处于低压，操作安全方便，不受被试品对地寄生电容的影响，测量准确；但这种方法要求被试品两极均能对地绝缘②反接法的高、低压端与正接线相反，故称反接线。
适用于被试品一端接地的情况，反接线时桥体处于高电位，被试品高压极连同引线的对地寄生电容与被试品并联引起测量误差32. 分布参数的过渡过程实质上就是电磁波的传播过程，简称波过程。
33. 波阻抗：等同于所给定线路参数的一条无限长线路上的行波的电压与电流比值。
，波阻抗的主要指标：34. 分布参数的波阻抗的主要特点①波阻抗表示具有同一方向的电压波和电流波大小的比值。
电磁波通过波阻抗为 Z 的导线时，能量以电磁能的形式存在周围介质中，储而不是被消耗掉②如果导线上既有前行波，又有反行波时，导线上总的电压和电流的比值不再等于波阻抗③波阻 Z 的数值 x 只和导单位长度的电感和电 L0 、C0 有关，与线路长关。
④为了区别向不同方向运行行波 Z 的前面应有正，负号。
35. 彼德逊法则①把线路波阻抗 Z 用数值相等的集中参数电阻替代②把线路上的入射电压波的两倍作为等值电压源这就是计算折射波的的等值电路法则，称之为彼得逊法则36. 几种特殊条件下的折反射波①线路末端开路：当波达：到开路末端时，将发生全反射。
全反射的结果是使线路末端电压上升到入射波电压的两倍。
同时，电流波则发生负的全反射，电流波负反射的结果是线路末端的电流为零，也就是末端开路时，入射波的全部磁场能量将转变为电场能量②线路末端短路：当波达到短路路末端时后将发生负的全反射负反射，的结果是使线路末端电压下降为零。
同时，电流波则发生正的全反射，电流波正的全反射的结果是线路末端的电流上升为入射波电流的两倍。
也就是末端短路时，入射波的全部电场能量转变为磁场能量。
③线路末端接负载电阻：入射波到线路末端时不反射，和均匀导线的情况完全相同。
入射波的电磁能量全部消耗在电阻上7. 分析变压器绕组在冲击电压作用下产生震荡的根本原因，引起绕组起始电压分布和稳态分布不一致的原因震荡的主要原因就是线圈的铁磁电感饱和引起的。
其实说震荡不全面，震荡是针对系统的，感觉说成谐振比较好一般都是要一定是激发条件就。
是电流电压的副值从，正常工作状态到了谐振状态，在有就是铁芯电感是非线性的，电感量增大到一定程度铁芯饱和了8. 行波通过串联电感和并联电容时会产生哪些变化？行波通过串联电感和并联电容时，可以使波前(波头)拉平，波前陡度降低。
通过串联电感或并联电容后，将由直角波变成陡度较小的指数波，使波头的陡度减小。
电感、电容越大，波头陡度越小3。
9. 电晕对导线上波过程的影响：①使导线上耦合系数增大②使导线上的波阻抗和波速减小③使波在传播过程中幅值衰减，波形畸变4。
0. 冲击电压在变压器绕组间的传递途径有两个：一是通过静电感应的途径，二是通过电磁感应的途径。
41. 雷击放电的等值电路42. 我们把流经被击物体的波阻抗为零时的电流定义为雷电流。
43. 常用的等值波形有三种：①标准冲击波②斜角平顶波③等值余弦波44. 雷暴日是每年种有雷电的日数，雷暴小时每年中有雷电的小时数。
45. 地面落雷密度是每一雷暴日每平方公里地面遭受雷击的次数。
46. 避雷器类型：①保护间隙②排气式避雷器③阀式避雷器④金属氧化物避雷7. 阀式避雷器的工作原理：在正常电压下，非线性电阻阻值很大，而在过电压时，其阻值又很小，避雷器正是利用非线性电阻这一特性而防雷的：在雷电波侵入时，由于电压很高(即发生过电压，间隙)被击穿，而非线性电阻阻值很小，雷电流便迅速进入大地，从而防止雷电波的侵入。
当过电压消失之后，非线性电阻阻值很大，间隙又恢复为断路状态。
随时准备阻止雷电波的入侵。
对于工频续流，阀门关闭，迅速切断之4。
8. 阀片电阻的作用主要是利用它的阀式来限制雷电流的残压。
阀片电阻具有使雷电流顺利的通过而又阻止工频续流，如阀门般的特性起自动节流的作用。
阀片电阻一重要参数：通流容量，表示阀片通过电流的能力49. 避雷针(线) 的保护作用原理：能使雷云电场生突变，使雷电先发导的发展沿着避雷针 (线)的方向发展，直击于其上，雷电流通过避雷针 (线)及接地装置泄入大地而防止避雷 (线 )周围的设备遭受雷50. 避雷针与避雷线的适用场所：避雷针一般用于保护发电厂和变电所，可根据不同情况装设在配电构架上或独立架设。
避雷线主要用于保护线路，也可用于保护发、变电所。
避雷针需有足够截面的接地引下线和良好的接地装置，以便将雷电流安全的引入大地。
51. 残压指雷电流通过避雷器时在阀片电阻上产生的压降。
52. 输电线路防雷性能的优劣，主要有两个指标来衡量：一耐雷水平，二雷击跳闸率5。
3. 雷击跳闸率即每 100km 线路每年由雷击引起跳闸次数。
的54. 输电线路上出现的大气过电压一般有两种：直击雷过电压和感应雷过电压5。
5. 过电压产生机理，可能出现过电压的情况，雷击过电压危害雷击引起暂态高电压或过电压常常可以通过网络线路耦合或转移到网络设备上，造成设备的损坏。
对于中性点不接地的分级绝缘变压器，当雷电波从线路侵入变压站到达变压器中性点以及系统单相接地、非全相运行，特别是伴随产生变压器励磁电感与线路对地电容谐振时，会产生较高的雷电过电压或工频稳态过电压5。
