?为什么要有高电压：提高输送容量，降低线路损耗，减少工程投资，提高单位走廊输电能力，节省走廊面积，改善电网结构，降低短路电流，加强联网能力。?电介质：在其中可建立稳定电场而几乎没有电流通过的物质。
?极化：在外电场作用下，电介质内部产生宏观不为零的电偶极矩。
?电介质极化的四种基本类型：电子位移极化，离子位移极化，转向极化，空间电荷极化。
?介电常数：用来衡量绝缘体储存电能的能力，代表电介质的极化程度（对电荷的束缚能力）
?液体电介质的相对介电常数影响因素(频率)：频率较低时，偶极分子来得及跟随电场交变转向，介电常数较大，接近直流情况下的εd；频率超过临界值，偶极分子转向跟不上电场的变化，介电常数开始减小，介电常数最终接近于仅由电子位移极化引起的介电常数εz。
?电介质的电导与金属的电导有本质上的区别：金属电导是由金属中固有存在的自由电子造成的。电介质的电导是带电质点在电场作用下移动造成的。气体：由电离出来的自由电子、正离子和负离子在电场作用下移动而造成的。液体：分子发生化学分解形成的带点质点沿电场方向移动而造成的。固体：分子发生热离解形成的带电质点沿电场方向移动而造成的。
?介质损耗：在电场作用下，电介质由于电导引起的损耗和有损极化损耗，总称为介质损耗。
?电介质的等效电路：电容支路：由真空和无损极化所引起的电流为纯容性。/阻容支路：由有损极化所引起的电流分为有功和容性无功两部分。/纯阻支路：由漏导引起的电流，为纯阻性的。
?介质损耗因数tgδ的意义：若tgδ过大会引起严重发热，使材料劣化，甚至可能导致热击穿。/用于冲击测量的连接电缆，要求tgδ必须小，否则会影响到测量精度/用做绝缘材料的介质，希望tgδ。在其他场合，可利用tgδ引起的介质发热，如电瓷泥胚的阴干/在绝缘试验中，tgδ的测量是一项基本测量项目
?激励：电子从近轨道向远轨道跃迁时，需要一定能量，这个过程叫激励。
?电离：当外界给予的能量很大时，电子可以跳出原子轨道成为自由电子。原来的中性原子变成一个自由电子和一个带正电荷的离子，这个过程叫电离。
?反激励：电子从远轨道向近轨道跃迁时，原子发射单色光的过程称为反激励。?平均自由程：一个质点两次碰撞之间的平均距离，其与密度呈反比。
?电离形式：撞击电离，光电离，热电离，表面电离。
?气体带电质点的消失：中和(发生在电极处)：带电质点在电场力的作用下，宏观上沿电场做定向运动。带电质点受电场力作用而流入电极，中和电量。/扩散：扩散指质点从浓度较大的区域扩散到浓度较小的的区域，从而使带电质点在空间各处浓度趋于平均的过程。/复合(发生在内部)：带有异号电荷质点相遇，还原为中性质点的过程称为复合。
?电子崩：当外加电场强度足够大时，带电粒子两次碰撞间积聚的动能足够发生碰撞电离。电离出来的电子和离子在场强作用下又加入新的撞击电离，电离过程像雪崩一样增长起来，称为电子崩。
?自持放电：当外加场强足够强大时，电子崩不依赖外界因素，外界因素消失后，电子崩仍能够保持。
?放电形式：辉光放电，电晕放电，刷状放电，火花击穿，电弧击穿。
?汤森德气体放电理论的三个影响因素：系数α：1个自由电子在走到阳极的1cm
路程中撞击电离产生的平均自由电子。/系数β：1个正离子在走到阴极的1cm 路程中撞击电离产生的平均自由电子。/系数γ：1个正离子撞击阴极表面，逸出的平均自由电子数。
?流注:由初崩辐射出的光子，在崩头、崩尾外围空间局部强场中衍生出二次电子崩并汇合到主崩通道中来，使主崩通道不断高速向前、后延伸的过程称为流注。 ?流注的形成：电子崩头部接近阳极；崩头和崩尾处电场增强，激励和反激励放射出大量光子，崩中复合也放射出光子；一些光子射到崩尾，造成空间光电离，形成衍生电子崩；衍生电子崩头部移动速度快，与主崩汇合；新的衍生电子崩在崩尾出现，一个一个向阴极发展，形成正流注。
?电晕：在极不均匀的电场中，当外加电压及平均场强还较低时，电极曲率半径较小处，附近空间的局部场强已很大。在这局部场强处，产生强烈的电离，伴随着电离而存在复合和反激励，辐射出大量光子，使在黑暗中可以看到在该电极附近空间有蓝色的晕光，称为电晕。
?电晕的极性效应:对于电极形状不对称的极不均匀电场间隙，间隙的起晕电压和击穿电压各不相同，称为极性效应。
?电晕的效应：有声、色、热等效应，表现为发出“咝咝”的声音，蓝色的晕光以及使周围气体温度升高等。|产生人可听到的噪声，对人生理、心理产生影响。|形成“电风”导致电力设备的振动和摆动。|产生高频脉冲电流，对无线电干扰。|产生能量损耗。|产生某些化学反映，加速绝缘老化。
?雷电放电过程：先导放电，主放电(剧烈电离，剧烈中和，主放电通道向上延伸，径向放电)，余光放电。
?雷电的破坏因素:最大电流、电流增长最大陡度、余光电流热效应。
?气隙沿面放电：沿气体与固体（或液体）介质的分界面发展的放电现象。 ?闪络：沿面放电发展到贯穿两级，使整个气隙沿面击穿的现象。
?气隙的击穿时间：升压时间t 0，统计时延t s ，放电发展时间t f 。
?伏秒特性：气隙的击穿电压要用电压峰值和延续时间二者共同表示，这就是该气隙在电压波形下的伏秒特性。
?气隙的电气强度影响因素：气隙的击穿时间、气隙的伏秒特性、大气条件对气隙击穿电压的影响、电场均匀程度对气隙击穿电压的影响。
?影响统计时延的因素：电极材料、外施电压、电场情况、短波光照射。 ?影响放电发展时间的因素：外施电压、电厂情况、间隙长度。
?平均伏秒特性：同一气隙在同一电压作用下，每次击穿的时间并不完全相同，具有分散性。所以一个气隙的伏秒特性，不是一条简单的曲线，而是一组曲线族。某些场合，用击穿概率50％的曲线来表示气隙的伏秒特性，称为平均伏秒特性。 ?50％击穿电压：指气隙被击穿的概率为50％的冲击电压峰值，反映了该气隙地基本耐电强度。
?2μS 冲击击穿电压：气压击穿时，击穿前时间小于和大于2μS 的概率各为50％的冲击电压。
?标准大气参考条件：温度θ=20℃，压强=101.3，湿度=11g/。大气压下空气电气强度约30KV/cm
?大气条件对气隙击穿电压的影响因素：温度↓、压强↑：密度↑，平均自由程↓，（耐受电压）↑。湿度↑：负离子↑，（耐受电压）↑。
0P a P 0h 3M b U b U
?极不均匀电场特点：有显著的极性效应/击穿电压分散性大/击穿电压与间隙距离有关/外加电压低于击穿电压时局部有稳定的电晕放电。
?提高气隙击穿电压的方法：①改善电场分布：气隙电场分布越均匀，气隙击穿电压越高，故适当改进电极形状，增大电极曲率半径（屏蔽），改善电场分布，能提高气隙的击穿电压和预放电电压。②采用高度真空：以削弱气隙中的撞击电离过程，也能提高气隙的击穿电压。③增高气压：可以减小电子的平均自由程，阻碍撞击电离的发展，从而提高气隙的击穿电压。④采用高耐电强度气体：卤族元素气体（SF6等）。
·气体的特点：较高的耐电程度，很强的灭弧性能，无色无味无毒，非燃性的惰性化合物，对金属和其他绝缘材料没有腐蚀作用，中等压力下可以液化，容易储藏和运输。
?污闪：在化工厂、冶金厂附近或沿海地带，沉积在绝缘上的尘污，因其含有高导率的溶质，当遇到雾，毛毛雨等天气条件，有可能产生沿面闪络。
?电击穿:由电场的作用使介质中的某些带点质点积累的数量和运动的速度达到一定程度，使介质失去了绝缘性能，形成导电通道。
?热击穿：由电场作用下，介质内的损耗发出的热量多于散逸的热量，使介质温度不断上升，最终造成介质本身的破坏，形成导电通道。
?影响固体电介质击穿电压的因素：1.电压作用时间的影响：存在临界点，即热击穿和电击穿的分界点。2.电场均匀度和介质厚度的影响：均匀电场：电击穿与厚度无关，热击穿厚度愈大击穿场强俞弱。不均匀电场：厚度越大击穿场强越小。
3.电压频率的影响：电击穿：与f 无关，热击穿↓，↑。
4.温度的影响：存在临界点。θ<时：与θ无关，属于电击穿性质。θ>时：随θ的升高迅速下降，属于热击穿性质。
5.受潮度的影响：对于某些具有吸水性的固体介质来说，含水量增大时，击穿电压迅速下降。
6.机械力的影响：均匀固体在弹性限度内:击穿电压与机械力无关。固体有孔隙：机械力↑，击穿电压↑。固体有裂隙：机械力↑，击穿电压↓。
7.多层性的影响：注意各层介质电特性的适当配合。
8.累积效应的影响：在不均匀电场中，固体介质在脉冲电压作用下，存在不完全击穿的现象。不完全击穿具有累积效应，即击穿电压随不完全击穿次数的增加而降低。
?提高固体电介质击穿电压的方法：改进绝缘设计(改善电极形状及表面光洁度，使电场尽可能地均匀分布)，改进制造工艺(尽可能地清除介质中的杂质、气泡、水分等)，改善运行条件(注意防潮，防止尘污和有害气体的侵蚀)。
?老化:电气设备中的绝缘材料在运行过程中，由于受到各种因素的长期作用，会发生一系列不可逆的变化，从而导致其物理、化学、电和机械等性能的劣化。这种不可逆的变化称为老化。
?促进老化的因素：电老化，热老化，环境老化。
?固体介质的电老化：电离性老化，电导性老化，电解性老化。
?小桥理论：存在杂质：不纯、接触大气、固体脱落、液体老化。/形成小桥：在电场作用下这些杂质被拉长，被定向，沿电场方向排列成杂质的小桥。/形成气泡：如小桥贯穿两极，由于组成小桥的杂质的电导较大，使泄漏电流增大，发热6SF b U b U f
1cr θb U cr θb U
增多，促使水分汽化，形成水泡。/气泡中发生电离：气泡中的场强大，但其耐电强度小，故电离过程首先发生在气泡中。击穿：小桥中气泡的增多，将导致小桥通道被电离击穿。这种击穿属于热击穿性质。
?影响液体电介质击穿电压的因素：1.电压作用的时间，2.电场情况的影响，3.液体介质本身品质的影响，4.温度的影响，5.压强的影响。
?提高液体电介质击穿电压的方法：1.提高并保持油的品质，2.覆盖(薄)：紧贴在金属电极的固体绝缘薄层，阻止小桥与电极接触，3.绝缘层：包在较小曲率半径的电极上，改变电场，防止发生电晕，4.极间障：放在电极间油隙中的固体绝缘板，机械阻隔杂质小桥成串。
?变压器油老化的主要原因是油的氧化。影响变压器油老化的因素:温度，光照，电场，触媒（催化剂）
?延缓变压器油老化的方法：油扩张器，隔离胶囊，与强触媒物质隔离，渗入抗氧化剂。
?电气设备绝缘试验种类：耐压试验、检查性试验
?吸收比：时间为60s与15s时所测得的绝缘电阻之比。
?极化指数：绝缘在加压后10min和1min所测得的绝缘电阻之比。
?微安表电路图：放电管P：过电流时，放电管放电，短路，从而保护微安表。/开关K：一般情况下闭合，打开时微安表读数。/电阻R：与微安表串联、分压、，使微安表满值时放电管能动作。/电感L：突然短路时，放电管来不及动作时，限制微安表的冲击电流。/滤波电容C：降低微安表电流陡度，保证放电管动作。?测定介质损耗因数的方法：电桥法、瓦特表法、不平衡电桥法。电桥法准确度最高，最通用的是西林电桥。
?局部放电：常用的固体绝缘物总会不同程度的包含一些分散性的异物，这些异物的电导和介电常数不同于绝缘物，在外施电压作用下，这些异物附近将具有比周围更高的场强。当场强超过了该处物质的电力场强，该处物质就产生电力放电，称之为局部放电。
?局部放电意义：局部放电的测试，能预防绝缘的情况，也是估计绝缘电老化速度的重要依据。
?局部放电测试方法：串连法、并联法、平衡法
?绝缘油中溶解气体的色谱分析：浸绝缘油的气体设备中，如果存在局部过热、局部放电或其他内部故障时，会产生较大量的各种烃类气体和氢气、一氧化碳、二氧化碳等气体，称为故障特征气体。因此，分析油中溶解气体的成分、含量及其随时间而增长的规律，就可以鉴别故障的性质、程度及其发展情况。
实验步骤：将油中溶解的气体脱出；送入气相色谱仪；对不同气体进行分离和定量。
?工频高压试验变压器（工频高压的获得）的特点：一般为单相；额定电压安全裕度较小,工作电压一般不允许超过额定值；通常为间歇工作方式，工作时间短，不用加强的冷却系统；一二次绕组电压变比高，绝缘间距大，漏抗大；要求较好的输出电压波形；要求变压器局部放电电压足够高。
?工频高压试验变压器的常用调压方式：自耦变压器、移圈调压器、电动发电机组
?暂态的过电压现象：调压器未归零时合电源：出现频率较高的震荡过程，产生过电压；在较高电压时切断电源：严禁切空变过电压；被试品突然击穿，相当于作用于反向电压产生危险的过电压，应串保护电阻。
?保护电阻作用：降低击穿时的过电压，保护变压器/限制短路电流/阻尼振荡作用。?工频电压的直接测量：测量球隙：不同的间隙距离对应不同的击穿电压。静电电压表：应用广泛，最高量程200KV。分压器配用低压仪表。高压电容器配用整流装置;通过测电流间接测电压。
?直流高压的测量:棒隙或球隙，静电电压表，电阻分压器配合低压仪表，用高值电阻与直流电流表串联。
?波速：行波沿导线传播的过程，就是平面电磁场的传播过程，其传播速度称为波速。
?波阻抗：其值取决于线路单位长度的电感和电容，与线路长度无关。
?雷电流参数:电流峰值、波前时间、半峰值时间。
?雷暴日:一年中有雷暴的日数。雷暴小时：一年中有雷电的小时数。一个雷暴日折算三个雷暴小时
?地面落雷密度：每一雷暴日，每平方千米地面遭受雷击的次数。
?输电线路落雷次数:每100KM的输电线路每年遭受雷击的次数，
?保护角：避雷线和边相导线的连线与经过避雷线的垂直线之间的夹角。通常在15度到30度之间。
?避雷器类型：保护间隙、管型避雷器：主要用于限制大气过电压，一般用于配电系统线路和进线段保护。阈型避雷器、氧化锌避雷器：常用于变电所、发电厂的保护。
?氧化锌避雷器的特点：无间隙，无续流，保护性能优越，通流容量大。
?氧化锌避雷器的基本电气参数：最高持续运行电压，额定电压，参考电压，残压。
?评价氧化锌避雷器性能优劣的指标：1.保护水平：雷电保护水平为雷电冲击残压和陡坡冲击残压除以1.15中的较大者；操作冲击电压等于操作冲击残压。2.压比3.荷电率。
?接地装置：保护接地，工作接地，防雷接地。
?输电线路防雷性能的评价指标：1.耐雷水平：雷击线路时线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值。2.雷击跳闸率：每100KM线路每年由于雷击引起的跳闸次数。
?静电分量：由于先导通道中电荷所产生的静电场突然消失而引起的感应电压。
?电磁分量：由于先导通道中雷电流所产生的磁场变化而引起的感应电压。
?过电压影响因素：雷电流幅值，导线悬挂的平均高度，雷击点离线路的距离。雷击杆塔的耐雷水平有哪些因素：U50％：50％冲击闪络电压/K：电压耦合系数/ β：分流系数/R ch：杆塔冲击接地电阻/L gt：杆塔等值电感/h d:导线悬挂的平均高度。
?反击：雷击杆塔塔顶并在绝缘子串发生闪络时，杆塔电位比导线电位高，称为反击。
?绕击率：装设避雷线的线路，雷电仍有绕过避雷线击于导线的可能性，其概率称为绕击率。
?输电线路防雷措施：架设避雷线/装设管型避雷器/加强绝缘/降低杆塔绝缘电阻/架设耦合地线/采用消弧线圈接地方式/采用不平衡绝缘方式/装设自动重合闸?变电所的变压器和各设备距离避雷器的电气距离皆应小于最大允许电气距离1m。
?进线段保护：对35~110KV无避雷器的线路，在靠近变电所的一段进线上必须架设避雷线，这段进线称为进线保护段，其长度一般取1~3KM.对于全线有避雷线的线路，将变电所附近2KM长的一段进线列为进线保护段。
?进线段保护的作用：进线段内发生绕击、反击的机会很小；进线段外落雷时，进线段导线本身阻抗限制了流经避雷器的雷电流；进线段外落雷时，进线段导线的冲击电晕使入侵波陡度和幅值下降。变电所内设备距避雷器的最大允许电气距离就是根据进线段外落雷的情况求得的。
?直配电机的防雷保护措施：1.发电机出线母线处装设避雷器，2.发电机母线装设电容器，3.进线段保护。
?内部过电压：在电力系统中，由于断路器操作，故障或是其他原因，使系统参数发生变化，引起系统内部电磁能量的震荡转化或传送所造成的电压升高。?内部过电压倍数Kn:内部过电压幅值与系统最高运行相电压幅值之比。
?非线性谐振的产生条件：1.电感和电容的两条特性曲线有交点，2.回路中损耗电阻小于临界值。
?操作过电压：系统中操作或故障使其工作状态发生变化时，会产生电磁能量震荡的过渡过程，电感元件储存的磁场会在某一瞬间转换为电场能储存于电容元件中，产生数倍于电源电压的过渡过程过电压，称为操作过电压。
?常见的操作过电压（限制措施）:间歇电弧接地过电压(中性点直接接地，避免中性点偏移；中性点经消弧线圈接地，避免断路器频繁动作；若线路过长，可采用分网运行，减小接地电流)；空载变压器分闸过电压(采用加装氧化锌避雷器)；空载线路分闸过电压(改善断路器结构，提高介质灭弧能力，避免重燃；降低断路器触头间恢复电压，断路器触头间并联电阻，断路器线路侧接电磁式电压互感器，断路器线路侧并联电抗器)；空载线路合闸过电压(降低工频稳态电压；消除和削减线路残余电压；采用带有合闸电阻的断路器；同步合闸；采用性能良好的避雷器)；解列过电压(采用加装氧化锌避雷器)。
第一章 1.极化：电介质在电场作用下，其束缚电荷相应于电场方向产生弹性位移现象和偶极子的取向现象。类型：电子式极化、离子式极化、偶极子极化、夹层极化。 2.吸收现象：原因分界面上积聚起一批多余的空间电荷，这就是夹层极化引起的吸收电荷。电荷积聚过程所形成的电流称为吸收电流。 3.介质损耗：定义：在电场作用下电介质中总有一定的能量损耗，包括由电导引起的损耗和某些有损极化（例如偶极子、夹层极化）引起的损耗。组成：电导、有、无损极化。影响因素：漏电、电压频率、温度、材料。 第二章 1.气隙中带电质点的产生的方式：①气体分子本身发生游离②处于气体中的金属阴极表面发生游离。消失方式：①与两电极的电量中和②扩散③复合 2.击穿理论：①汤逊理论（电子的碰撞游离和正离子撞击阴极表面造成的表面游离所引起。适用范围：低气压、短气隙。）②流注理论[适用范围：高气压、短气隙。流注通道：正负离子（浓度相等）、良导体、弱电场]。 3.电场：均匀、不均匀。 4.极性效应：对于电极形状不对称的不均匀电场气隙，极性不同时，间隙的气晕电压和击穿电压各不同。极性效应是不对称的不均匀电场所具有的特性之一。 5.冲击电压标准波形击穿电压：指间隙上出现的最高电压。放电时间的组成为：tb=t1+ts+tf。 6.提高气体间隙击穿场强的方法：①改善电场分布，使其尽可能均匀②改变气体的状态和种类。 7.沿面放电：定义：在大气中用绝缘子支撑或悬挂带电体，当绝缘子两级电压超过一定值时，绝缘子与空气交界面出现放电现象。形式：干、湿、污闪。污闪：沿着污染表面发展的闪络。污闪过程：污闪层受潮→电导增大→泄漏电流增大→发热→形成干区→干区电阻大分压高场强高→放电形成→干区扩大→击穿。污闪事故的对策：①调整爬距②定期或不定期的清扫③涂料④半导体釉绝缘子⑤新型合成绝缘子。 第三章 1.液体体介质击穿现象：发热膨胀、出现气泡。固~：电击穿是有强电场引起的（特点：击穿电压高、时间短、击穿前介质发热不显著） 2.影响液体介质击穿电压的因素：杂质、温度、电场的均匀程度、电压作用时间、压力。~固体~因素：电压作用时间、温度、电场的均匀程度、电压种类、积累效应、受潮、机械负荷。累积效应：固体介质在不均匀电场中，介质内部可能出现局部损伤，并留下局部碳化、烧焦或裂缝等痕迹。多次加电压时，局部损伤会逐步发展。 3.组合绝缘原则：①必须有优异的电气性能②有良好的热性能、机械性能及其他物理-化学性能③各种介质的特性相互合理配合，优缺点进行互补。 4. 绝缘的老化定义：电气设备的绝缘在长期运行过程中会发生一系列物理变化和化学变化，致使其电气、机械及其他性能逐渐劣化现象。~形式：电、热、机械、环境老化。 第四章 1.预防性试验：①绝缘电阻和吸收比的测量②泄漏电流测量③介质损失角正切测量④局部放电测量。试验结果：①绝缘电阻和吸收比能发现绝缘中贯穿性导电通道、受潮、表面脏污等缺陷②和绝缘电阻一样③测量tgδ能发现绝缘中存在的大面积分布性缺陷④能检测出绝缘中存在的局部缺陷。 2.耐压试验：工频、感应、直流、冲击~。试验结果：①能有效地发现绝缘中危险的集中性缺陷②能对绕组的纵绝缘和相间绝缘进行试验③更易检查出其中的缺陷④能良好地检验高压电气设备对雷电冲击电压和操作冲击电压的耐受能力。 3.星三角接法：正、反接法。 4.绝缘试验有：绝缘特性试验、耐压试验。 第五章 1. 波过程含义：实质上是能量沿着导线传播的过程，即在导线周围空间储存电磁能的过程。波阻抗：作用于某个面积上的压力与单位时间内垂直通过此面积的质点流量(即面积乘质点振动速度）之比，介质密度p与波速V的乘积。波阻抗与电阻的区别：阻抗是电路中包含了电阻，电感，电容几个元件或其中的两个；而电阻只是单个电器元件的纯电阻。 2.折射系数（α）：折射电压波与入射电压波的比值。反射系数（β）：反射电压波~。 3.线路串电容作用：可降低短路电流；降低入侵波陡度。~并电感作用：可提高功率因数,降低线路损耗；改变波形。 4.绕组行波特点：初始电压分布、稳态~。过电压在绕组中的分布特点？ 5.中性点过电压保护方法：①采用避雷器或避雷棒间隙②配置零序过电压和间隙零序电流保护。中性点绝缘水平情况：全绝缘、分级绝缘（经济性好）。 第六章 1.雷电参数：雷电流的幅值、波头、波长、波陡度，波形，雷暴日与雷暴小时、地面落雷密度。 2.防雷直击雷：避雷针、避雷线避雷器：类型：保护间隙、排气式避雷器、阀式~、氧化锌~。 3.接地装置形式：工作~、保护~、防雷接地。 4.变压器绕组中的波过程影响因素：绕组的接法、中性点接地方向、进波情况。 5..防雷措施：架设避雷线、降低杆塔接地电阻、架设耦合地线、采用不平衡绝缘方式、采用消弧线圈接地方式、装设自动重合闸、加强绝缘、采用排气式避雷器。 第七章 1.输电线路雷击过压：直击雷~、感应过电压。 2.反击定义：绝缘水平不高的35kV以下的配电装置，构架避雷针容易导致绝缘逆闪络。防止反击：接地装置必须接地良好，接地装置的接地电阻必须合格，独立避雷针的接地电阻一般不大于25欧，避雷针与设备间保持一定的距离。 3.感应过电压：由雷击线路附近大地，由于电磁感应在导线产生的过电压。 4.输电线路防雷性能指标：耐雷水平、雷击跳闸率。 第八章 1.独立避雷针与构架~的区别：独立的避雷针为单独的用角钢或是22的圆钢做成的，用于35KV及以下配电装置；而构架避雷针是用建筑物的钢架或别的可导电物体做为接接闪器，用于110KV及以上的配电装置 2.进线段保护：对全线无避雷线的35～11OkV架空线路，应在变电所1～2km的线路上架设避雷线。进线段作用：①雷电过电压波在流过进线段时因冲击电晕而发生衰减和变形，降低了波前陡度和幅值②限制流过避雷器的冲击电流幅值。 第九章 1.内部过电压类型：暂时过电压（工频电压升高、谐振过电压）、操作过电压（切断空载线路~、空载线路合闸~、切断空载变压器~、断续电弧接地~）。
高电压技术-在线作业_A 用户名： 最终成绩：100.0 一 单项选择题 1. 不变 畸变 升高 减弱 本题分值： 5.0 用户得分： 5.0 用户解答： 升高 知识点： 2. 波阻抗的大小与线路的几何尺寸有关 波阻抗是前行波电压与前行波电流之比 对于电源来说波阻抗与电阻是等效的 线路越长，波阻抗越大 本题分值： 5.0 用户得分： 5.0 用户解答： 线路越长，波阻抗越大 知识点： 3. 偶极子极化 离子式极化 空间电荷极化 电子式极化 若电源漏抗增大,将使空载长线路的末端工频电压（ ） 下列表述中，对波阻抗描述不正确的是（ ） 极化时间最短的是（ ）
本题分值： 5.0 用户得分： 5.0 用户解答： 电子式极化 知识点： 4. 弹性极化 极化时间长 有损耗 温度影响大 本题分值： 5.0 用户得分： 5.0 用户解答： 弹性极化 知识点： 5. 电化学击穿 热击穿 电击穿 各类击穿都有 本题分值： 5.0 用户得分： 5.0 用户解答： 电击穿 知识点： 6. 16kA 120kA 下列不属于偶极子极化特点的是（ ） 若固体电介质被击穿的时间很短、又无明显的温升，可判断是（ ） 根据我国有关标准，220kV 线路的绕击耐雷水平是（ ）
80kA 12kA 本题分值： 5.0 用户得分： 5.0 用户解答： 12kA 知识点： 7. 不确定 降低 增高 不变 本题分值： 5.0 用户得分： 5.0 用户解答： 降低 知识点： 8. 某气体间隙的击穿电压UF 与PS 的关系曲线如图1 所示。当 时，U F 达最小值。当 时，击穿 电压为U 0，若其它条件不变，仅将间隙距离增大到4/3倍，则其击穿电压与U 0相比，将（ ）。
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： (1)1 s eα γ?≥ ⑷巴申定律的物理意义及应用 A：巴申定律的物理意义 ①p s（s一定）p增大，U f增大。 ②p s（s一定）p减小，U f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，U f增大。 P减小，密度减小，能碰撞的数量减小，能量提高，U f增大。 P s不变，U f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，U f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
高电压技术各章知识点 第一篇电介质的电气强度 第1章气体的绝缘特性与介质的电气强度 1、气体中带电质点产生的方式热电离、光电离、 碰撞电离、表面电离 2、气体中带电质点消失的方式流入电极、逸出气 体空间、复合 3、电子崩与汤逊理论电子崩的形成、汤逊理论的 基本过程及适用范围 4、巴申定律及其适用范围 击穿电压与气体相对密度和极间距离乘积之间的关系。两者乘积大于0.26cm时,不再适用 5、流注理论 考虑了空间电荷对原有电场的影响和空间光电离的作用，适用两者乘积大于0.26cm 时的情况 6、均匀电场与不均匀电场的划分以最大场强与 平均场强之比来划分。 7、极不均匀电场中的电晕放电电晕放电的过 程、起始场强、放电的极性效应 8、冲击电压作用下气隙的击穿特性雷电和操作 过电压波的波形冲击电压作用下的放电延时与 伏秒特性50%击穿电压的概念 9、电场形式对放电电压的影响均匀电场无极性 效应、各类电压形式放电电压基本相同、分散性 小极不均匀电场中极间距离为主要影响因素、极 性效应明显。 10、电压波形对放电电压的影响电压波形对均匀 和稍不均匀电场影响不大对极不均匀电场影响 相当大完全对称的极不均匀场：棒棒间隙极 大不对称的极不均匀场：棒板间隙 11、 11、气体的状态对放电电压的影响湿度、密度、海拔高度的 影响 12、气体的性质对放电电压的影响在间隙中加入高电强度气 体,可大大提高击穿电压，主要指一些含卤族元素的强电负 性气体，如SF6 13、提高气体放电电压的措施 电极形状的改进空间电荷对原 电场的畸变作用极不均匀场中 屏障的采用提高气体压力的作 用高真空高电气强度气体SF6 的采用
一、填空和概念解释 1、电介质：电气设备中作为绝缘使用的绝缘材料。 2、击穿：在电压的作用下，介质由绝缘状态变为导电状态的过程。 3、击穿电压：击穿时对应的电压。 4、绝缘强度：电介质在单位长度或厚度上承受的最小的击穿电压。 5、耐电强度：电介质在单位长度上或厚度所承受的最大安全电压。 6、游离：电介质中带电质点增加的过程。 7、去游离：电介质中带电质点减少的过程。 8、碰撞游离：在电场作用下带电质点碰撞中性分子产生的游离。 9、光游离：中性分子接收光能产生的游离。 10、表面游离：电极表面的电荷进入绝缘介质中产生的游离。 11、强场发射：电场力直接把电极中的电荷加入电介质产生的游离。 12、二次电子发射：具有足够能量的质点撞击阴极放出电子。 13、电晕放电：气体中稳定的局部放电。 14、冲击电压作用下的放电时间：击穿时间+统计时延+放电形成时延 15、统计时延：从间隙加上足以引起间隙击穿的静态击穿电压的时刻起到产生足以引起碰撞游离导致完全击穿的有效电子时刻。 16、放电形成时延：第一个有效电子在外电场作用下碰撞游离形成流注，最后产生主放电的过程时间。 17、50%冲击放电电压：冲击电压作用下绝缘放电的概率在50%时的电压值。 18、沿面放电：沿着固体表面的气体放电。 19、湿闪电压：绝缘介质在淋湿时的闪络电压。 20、污闪电压：绝缘介质由污秽引起的闪络电压。 21、爬距：绝缘子表面闪络的距离。 22、极化：电介质在电场的作用下对外呈现电极性的过程。 23、电导：电介质在电场作用下导电的过程。 24、损耗：由电导和有损极化引起的功率损耗。 25、老化：电力系统长期运行时电介质逐渐失去绝缘能力的过程。 26、吸收比：t=60s和t=15s时的绝缘电阻的比值。 27、过电压：电力系统承受的超过正常电压的。 28、冲击电晕：输电线路中由冲击电流产生的电晕。 29、雷暴日：一年中听见雷声或者看见闪电的天数。 30、雷暴小时：一年中能听到雷声的小时数。 31、地面落雷密度：每平方公里每雷暴日的落雷次数。 32、耐雷水平：雷击输电电路不引起绝缘闪络的最大的雷电流幅值。 33、雷击跳闸率：每百公里线路每年在雷暴日为40天的标准条件下由雷击引起的跳闸的次数。
绪论 1、输电电压一般分为高压，超高压，特高压。高压指35～220kv，超高压指330～1000kv，特高压指1000kv及以上。高压直流通常指±600kv及以下的直流输电电压，±600kv以上的称为特高压直流。 2、电介质的极化：通常电介质显中性，但是如果其处于电场中，则电荷质点将顺着电场方向产生位移。极化时电介质内部电荷总和为零，但会产生一个与外施电场方向相反的内部电场。 3、流过介质中的电流可以分为三部分：纯电容电流分量，吸收电流，电导电流。 4、电介质损耗：处于电场中的绝缘介质，必然会存在一定的能量损耗，而这些由极化、电导等所引起的损耗就称为介质损耗。 5、介质损耗来源①由介质电导形成的漏电流在交变电压下具有有功电流的性质，由它所引起的功率损耗称为介质电导损耗；②由介质中与时间有关的各种极化过程所引起的损耗。 第一章 1、电离方式可分为热电离，光电离，碰撞电离。 2、汤逊放电理论的适用范围：汤逊理论是在低气压、pd较小的条件下在放电实验的基础上建立的。pd过小或过大，放电机理将出现变化，汤逊理论就不在再适用了。 3、电晕放电现象：在极不均匀场中，当电压升高到一定程度后，在空气间隙完全击穿之前，小曲率电极附近会有薄薄的发光层。 4、电晕放电的危害：①引起功率损耗②形成高频电磁波对无线电广播和电视信号产生干扰③产生噪声。对策：采用分裂导线。利用：①净化工业废气的静电除尘器②净化水用的臭氧发生器③静电喷涂。 5、下行的负极性雷通常可分为三个阶段：先导放电，主放电和余光。 6、提高气体击穿电压的措施：①电极形状的改进。②空间电荷对原电场的畸变作用。③极不均匀场中屏障的作用。④提高气体压力的作用。⑤高真空和高电气强度气体SF6的采用。 7、污闪：由于绝缘子常年处于户外环境中，因此在表面很容易形成一层污物附着层。当天气潮湿时污秽层受潮变成了覆盖在绝缘子表面的导电层，最终引发局部电弧并发展成闪络。 8、污闪发展过程：①污秽层的形成②污秽层的受潮③干燥带形成与局部电弧产生 ④局部电弧发展成闪络。 9、等值盐密法：把绝缘子表面的污秽密度，按照其导电性转化为单位面积上NaCl 含量的一种表示方法。是目前世界范围内应用最广泛的方法。 10、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？ 碰撞电离，碰撞电离主要由电子的碰撞引起，因为电子体积小，其自由行程比离子大得多，所以在电场中获得的动能比离子大得多。其次，由于电子质量非常小，当电子动能不足以使中性质点电离时，会遭到弹射而不损失动能。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。
[题型]：多选题 超高压输电线路主要采用( )措施限制内部过电压。A．断路器加分、合闸电阻 B．装并联电抗器 C．并联电抗器中性点加装小电抗器，破坏谐振条件D．线路中增设开关站，将线路长度减短 E．改变系统运行接线 答案：A|B|C|D|E 试题分类：高电压技术/本科 所属知识点：高电压技术/第9章/第1节 难度：3 分数：1 电介质在电场作用下，主要有（）等物理现象。A．极化 B．电导 C．介质损耗 D．击穿 答案：A|B|C|D 试题分类：高电压技术/本科 所属知识点：高电压技术/第3章/第1节 难度：2 分数：1 关于氧化锌避雷器，下列描述正确的是（）。A．具有优异的非线性伏安特性 B．不能承受多重雷击 C．通流容量较小 D．工频续流为微安级，可认为没有工频续流 E．不太适合保护GIS等设备 答案：A|D 试题分类：高电压技术/本科 所属知识点：高电压技术/第7章/第2节 难度：3 分数：1 下面的选项中，非破坏性试验包括( )。 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 答案：A|D|E|G 试题分类：高电压技术/本科 所属知识点：高电压技术/第4章/第1节 难度：3 分数：1 用铜球间隙测量高电压，需满足哪些条件才能保证国家标准规定的测量不确定度？( ) A．铜球距离与铜球直径之比不大于0.5 B．结构和使用条件必须符合IEC 的规定 C．需进行气压和温度的校正 D．应去除灰尘和纤维的影响 答案：A|B|C|D 试题分类：高电压技术/本科 所属知识点：高电压技术/第5章/第4节 难度：3 分数：1 交流峰值电压表的类型有：( ) A．电容电流整流测量电压峰值 B．整流的充电电压测量电压峰值 C．有源数字式峰值电压表 D．无源数字式峰值电压表 答案：A|B|C 试题分类：高电压技术/本科 所属知识点：高电压技术/第5章/第4节 难度：3 分数：1 测量高电压的仪器和装置有( ) A．静电电压表 B．峰值电压表 C．球隙 D．分压器 答案：A|B|C|D 试题分类：高电压技术/本科 所属知识点：高电压技术/第5章/第4节 难度：3 分数：1 光电测量系统有哪几种调制方式( ) A．幅度－光强度调制（AM－IM）
高电压技术知识点总 结
?为什么要有高电压：提高输送容量，降低线路损耗，减少工程投资，提高单位走廊输电能力，节省走廊面积，改善电网结构，降低短路电流，加强联网能力。 ?电介质：在其中可建立稳定电场而几乎没有电流通过的物质。 ?极化：在外电场作用下，电介质内部产生宏观不为零的电偶极矩。 ?电介质极化的四种基本类型：电子位移极化，离子位移极化，转向极化，空间电荷极化。 ?介电常数：用来衡量绝缘体储存电能的能力，代表电介质的极化程度（对电荷的束缚能力） ?液体电介质的相对介电常数影响因素(频率)：频率较低时，偶极分子来得及跟随电场交变转向，介电常数较大，接近直流情况下的εd；频率超过临界值，偶极分子转向跟不上电场的变化，介电常数开始减小，介电常数最终接近于仅由电子位移极化引起的介电常数εz。 ?电介质的电导与金属的电导有本质上的区别：金属电导是由金属中固有存在的自由电子造成的。电介质的电导是带电质点在电场作用下移动造成的。气体：由电离出来的自由电子、正离子和负离子在电场作用下移动而造成的。液体：分子发生化学分解形成的带点质点沿电场方向移动而造成的。固体：分子发生热离解形成的带电质点沿电场方向移动而造成的。 ?介质损耗：在电场作用下，电介质由于电导引起的损耗和有损极化损耗，总称为介质损耗。 ?电介质的等效电路：电容支路：由真空和无损极化所引起的电流为纯容性。/阻容支路：由有损极化所引起的电流分为有功和容性无功两部分。/纯阻支路：由漏导引起的电流，为纯阻性的。 ?介质损耗因数tgδ的意义：若tgδ过大会引起严重发热，使材料劣化，甚至 可能导致热击穿。/用于冲击测量的连接电缆，要求tgδ必须小，否则会影响到测量精度/用做绝缘材料的介质，希望tgδ。在其他场合，可利用tgδ引起的介质发热，如电瓷泥胚的阴干/在绝缘试验中，tgδ的测量是一项基本测量项目 ?激励：电子从近轨道向远轨道跃迁时，需要一定能量，这个过程叫激励。?电离：当外界给予的能量很大时，电子可以跳出原子轨道成为自由电子。原来的中性原子变成一个自由电子和一个带正电荷的离子，这个过程叫电离。 ?反激励：电子从远轨道向近轨道跃迁时，原子发射单色光的过程称为反激励。 ?平均自由程：一个质点两次碰撞之间的平均距离，其与密度呈反比。
第一章 1、空气主要由氮和氧组成，其中氧分子的电离电位较低，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，它属于那种性质的射线？（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。 2、试论述气体放电过程的α、γ系数。 3、什么叫帕邢（巴申）定律？在何种情况下气体放电不遵循巴申定律？ 4、均匀电场和极不均匀电场气隙放电机理、放电过程和放电现象有何不同？ 5、长间隙放电与短间隙放电的本质区别在哪里？试解释长空气间隙的平均击 穿场强远低于短间隙的原由，形成先导过程的条件是什么？ 第二章 1、气隙的伏秒特性是怎样绘制的？研究气隙的伏秒特性有何实用意义？ 2、试说明在雷电冲击电压作用下，导线对平行平板气隙（S/D>10）和球－球气 隙（S/D<0.5）的伏秒特性形状有何不同，并解释其原因。 3、试解释50％击穿电压。 4、标准大气条件下，下列气隙的击穿场强约为多少（气隙距离不超过２m，电 压均为峰值计）？ 5、为什么压缩气体的电气强度远较常压下的气体为高？又为什么当大气的湿 度增大时，空气间隙的击穿电压增高。 6、某110kv电气设备如用于平原地区，其外绝缘应通过的工频试验电压有效值 为240kv，如用于海拔4000m地区，而试验单位位于平原地带，问该电气设备的外绝缘应通过多大的工频试验电压值？ 7、为提高棒－板间隙的击穿电压，分别采取了以下五种措施，试讨论这些措施 的有效性？为什么？（1）增大气压；（2）在适当位置设置极间障；（3）抽真空；（4）充4.5大气压的SF6气体；（5）将板极的尺寸增大。 8、一般在封闭组合电器中充SF6气体的原因是什么？与空气比较，SF6的绝缘 特性如何？ 9、为什么SF6气体绝缘大多数只在均匀电场和稍不均匀电场下应用？最经济 适宜的气压范围约为多少，采用更高气压时，应注意哪些问题？
高电压技术重要知识点-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
高电压技术各章 知识点 第一篇电介质的电气强度 第1章气体的绝缘特性与介质的电气强度 1、气体中带电质点产生的方式 热电离、光电离、碰撞电离、表面电离 2、气体中带电质点消失的方式 流入电极、逸出气体空间、复合 3、电子崩与汤逊理论 电子崩的形成、汤逊理论的基本过程及适用范围 4、巴申定律及其适用范围 击穿电压与气体相对密度和极间距离乘积之间的关系。两者乘积大于时,不再适用 5、流注理论 考虑了空间电荷对原有电场的影响和空间光电离的作用，适用两者乘积大于时的情况 6、均匀电场与不均匀电场的划分 以最大场强与平均场强之比来划分。 7、极不均匀电场中的电晕放电 电晕放电的过程、起始场强、放电的极性效应 8、冲击电压作用下气隙的击穿特性 雷电和操作过电压波的波形 冲击电压作用下的放电延时与伏秒特性 50%击穿电压的概念 9、电场形式对放电电压的影响 均匀电场无极性效应、各类电压形式放电电压基本相同、分散性小 极不均匀电场中极间距离为主要影响因素、极性效应明显。 10、电压波形对放电电压的影响 电压波形对均匀和稍不均匀电场影响不大 对极不均匀电场影响相当大 完全对称的极不均匀场：棒棒间隙 极大不对称的极不均匀场：棒板间隙 11、气体的状态对放电电压的影响 湿度、密度、海拔高度的影响 12、气体的性质对放电电压的影响 在间隙中加入高电强度气体,可大大提高击穿电压，主要指一些含卤族元素的强电负性气体，如SF6 13、提高气体放电电压的措施 电极形状的改进 空间电荷对原电场的畸变作用 极不均匀场中屏障的采用 提高气体压力的作用
高电压技术复习要点（２０１３－２０１４－１ ０９１２１２１－２ ） （王伟 屠幼萍编著 高电压技术） 第1章 气体放电的基本物理过程 1.何为原子的激励和电离。 2.气体电离的形式及基本概念。 3.气体碰撞电离与哪些因素有关。 4.气体产生放电的首要前提。 5.热电离与碰撞电离的异同。 6.影响逸出功的因素。 7.金属电极表面电离的四种形式。 8.负离子形成对气体放电的影响。 9.气体放电过程中存在哪三种带电质点。 10.带电粒子的自由行程及特性。 11.影响平均自由行程的因素。 12.带电粒子的迁移率。为何电子的迁移率和平均自由行程大于离子。 13.何为带电离子的扩散，何原因所致。 14.带电粒子消失的主要方式。 15为何电子与离子间的复合概率远小于正、负离子复合概率。 16.气体放电分为哪两类。 17.非自持放电自持放电 18.绘制并说明“气体中电流与电压的关系曲线”及对应的放电过程。 19.阐述Townsend理论。 20.电子碰撞电离系数；正离子表面电离系数。 21.自持放电条件表达式。 22.影响电子碰撞电离系数的因素。 23.Paschen定律，击穿电压为何具有最小值。 24.当pd>200(cm.133Pa)后，击穿过程与Townsend理论的差异主要有哪些。 25. Townsend理论的适用范围。 26.流注理论的特点；流注 27.正流注、负流注以及二者形成的不同之处。 28根据放电特征，电场均匀程度如何划分。 29.电晕放电；防止和减轻电晕放电的根本途径。 30.极性效应 31.雷电放电的三个主要阶段。 32.沿面放电。 33.固体介质表面电场分布的三种典型情况。 34.极不均匀电场具有强垂直分量时沿面放电过程。 35.滑闪放电以什么为特征。沿面放电与什么有关。比电容。
高电压复习重点整理 一、汤逊理论和流注理论 1、具体内容 汤逊理论：汤逊理论实质就是电子崩理论。书P8-P11第二节至第三节 2、汤逊放电的实质是： 电子碰撞电离是气体放电的主要原因，二次电子来源于正离子撞击阴极使阴极表面逸出电子，逸出电子是维持气体放电的必要条件。所逸出的电子能否接替起始电子的作用是自持放电的判据。 3、流注理论（P13）认为：在初始阶段，气体放电以碰撞电离和电子崩的形式出现，但当电子崩发展到足够的程度后，电子崩中的空间电荷足以使原电场（外施电压在气隙中产生的电场）明显畸变，大大加强电子崩崩头和崩尾处的电场。另一方面，电子崩中电荷密度很大，所以复合过程频繁，放射出的光子在这部分强场区很容易成为引发新的空间光电离的辐射源，因此流注理论认为：二次电子的主要光源是空间的光电离。这时放电转入新的流注阶段。流注的特点是电离强度很大和传播速度很快，出现流注后，放电便获得独立继续发展的能力，而不再依赖外界电离因子的作用，可见这时出现流注的条件也是自持放电的条件。 4、应用条件 汤逊理论：应用于均匀电场，低气压，短气隙 流注理论：应用于均匀电场，高气压，长气隙 5、二者的区别与联系 相同点：都有电子崩的产生 不同点：流注的形成过程中有二次崩的形成、二次电离在气体击穿过程中起了重要作用。 二、极性效应(P18-20)产生的条件 在极不均匀电场中，放电一定从曲率半径较小的那个电极表面开始，与该电极极性无关。但后来的发展过程、气隙的电气强度、击穿电压等都与该电极的极性有密切的关系。极不均匀电场中的放电存在着明显的极性效应。（书上没说具体产生条件是什么，根据这段话理解我猜条件是极不均匀的电场中的放电吧。）三、标准雷电压雷电流波形
.\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 s 自持放电条件：(e1) 1 A：巴申定律的物理意义 ①p s （s 一定） p 增大， U f增大。 ② p s （s 一定） p 减小， U f减小。 ③ p s 不变： p 增大，密度增大，无效碰撞增加，提高了电量的 强度， U f增大。 P 减小，密度减小，能碰撞的数量减小，能量提高，U f增大。 P s 不变， U f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，U f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
1、气体中带电质点产生的方式热电离、光电离、碰撞电 离、表面电离 2、气体中带电质点消失的方式流入电极、逸出气体空 间、复合 3、电子崩与汤逊理论电子崩的形成、汤逊理论的基本过 程及适用范围 4、巴申定律及其适用范围 6、均匀电场与不均匀电场的划分以最大场强与平均场 强之比来划分。 7、极不均匀电场中的电晕放电电晕放电的过程、起始 场强、放电的极性效应 8、冲击电压作用下气隙的击穿特性雷电和操作过电压 波的波形冲击电压作用下的放电延时与伏秒特性50% 击穿电压的概念 9、电场形式对放电电压的影响均匀电场无极性效应、 各类电压形式放电电压基本相同、分散性小极不均匀电 场中极间距离为主要影响因素、极性效应明显。 10、电压波形对放电电压的影响电压波形对均匀和稍不 均匀电场影响不大对极不均匀电场影响相当大完全对 称的极不均匀场：棒棒间隙极大不对称的极不均匀 场：棒板间隙 11、 11、气体的状态对放电电压的影响湿度、密度、海拔高度的影响 12、气体的性质对放电电压的影响在间隙中加入高电强度气体,可大大 提高击穿电压，主要指一些含卤族元素的强电负性气体，如SF6 13、提高气体放电电压的措施电极 形状的改进空间电荷对原电场的畸 变作用极不均匀场中屏障的采用 提高气体压力的作用高真空高电气 强度气体SF6的采用 1、电介质的极化极 化： 在电场的作用下，电荷质点会沿电场方向产生有限的位移现象，并产生电矩（偶极矩）。 介电常数：电介质极化的强弱可用介电常数的大小来表示，与电介质分子的极性强弱有关。极性电介质和非极性电介质： 极化的基本形式电子式、离子式（不产生能量损 失）转向、夹层介质界面极化（有能量损失） 2、电介质的电导泄漏电流和绝缘电阻气体的电 导: 主要来自于外界射线使分子发生电离和强电场作用下气体电子的碰撞电离液体的电导: 离子电导和电泳电导固 体的电导： 离子电导和电子电导3、 电介质的损耗
实验一．电介质绝缘特性及电击穿实验 一．实验目的： 观察气隙击穿、液体击穿以及固体沿面放电等现象及其特点，认识其发展过程及影响击穿电压的各主要因素，加深对有关放电理论的理解。 二．预习要点： 概念：绝缘；游离；电晕；电子崩；流注；先导放电；自持放电；滑闪放电；沿面放电；小桥；电击穿；热击穿。 判断：空气是绝缘介质；纯净液体的击穿是电击穿，非纯净液体的击穿是热击穿，绝缘油的击穿电压受油品、电压作用时间、电场分布情况及温度的影响较大，电弧会使油分解并产生炭粒；沿面放电是特殊的气体放电，分三个阶段，沿面闪络电压小于气隙击穿电压。 推理：变压器油怕受潮；油断路器有动作次数的限制； 相关知识点：电场、介质极化、偶极子、介电常数、Paschen定律、Townsend理论、流注理论、伏秒特性、大气过电压、内部过电压。 三．实验项目： 1．气体绝缘介质绝缘特性及电击穿实验 ⑴．电极形状对放电的影响 ①．球球间隙 ②．针板间隙 ③．针针间隙 ⑵．电场性质对放电的影响 ①．工频交流电场 ②．直流电场 ⑶．极性效应 ①．正针负板 ②．负针正板 2．液体绝缘介质绝缘特性及电击穿实验 ⑴．导电小桥的观察 ⑵．抗电强度的测试 3．固体绝缘介质绝缘特性及电击穿实验 ⑴．刷状放电的观察 ⑵．滑闪放电的观察 ⑶．沿面闪络的观察 四．实验说明： 1．气体绝缘特性： ⑴．气体在正常情况下绝缘性能良好（带电粒子很少）； ⑵．气体质点获得足够的能量（大于其游离能）后，将会产生游离，生成正离子和电子； ⑶．气体质点获得能量的途径有：粒子撞击、光子激励、分子热碰撞； ⑷．气隙中除了有气体质点游离产生的带电粒子外，还存在金属电极表面的逸出电子； ⑸．气隙加上电场，气隙中的带电粒子将顺电场方向加速运动，造成大量的粒子碰撞，但产生气体质点游离的撞源粒子是电子；
?为什么要有高电压：提高输送容量，降低线路损耗，减少工程投资，提高单位走廊输电能力，节省走廊面积，改善电网结构，降低短路电流，加强联网能力。?电介质：在其中可建立稳定电场而几乎没有电流通过的物质。 ?极化：在外电场作用下，电介质内部产生宏观不为零的电偶极矩。 ?电介质极化的四种基本类型：电子位移极化，离子位移极化，转向极化，空间电荷极化。 ?介电常数：用来衡量绝缘体储存电能的能力，代表电介质的极化程度（对电荷的束缚能力） ?液体电介质的相对介电常数影响因素(频率)：频率较低时，偶极分子来得及跟随电场交变转向，介电常数较大，接近直流情况下的εd；频率超过临界值，偶极分子转向跟不上电场的变化，介电常数开始减小，介电常数最终接近于仅由电子位移极化引起的介电常数εz。 ?电介质的电导与金属的电导有本质上的区别：金属电导是由金属中固有存在的自由电子造成的。电介质的电导是带电质点在电场作用下移动造成的。气体：由电离出来的自由电子、正离子和负离子在电场作用下移动而造成的。液体：分子发生化学分解形成的带点质点沿电场方向移动而造成的。固体：分子发生热离解 形成的带电质点沿电场方向移动而造成的。 ?介质损耗：在电场作用下，电介质由于电导引起的损耗和有损极化损耗，总称为介质损耗。 ?电介质的等效电路：电容支路：由真空和无损极化所引起的电流为纯容性。/阻容支路：由有损极化所引起的电流分为有功和容性无功两部分。/纯阻支路：由漏导引起的电流，为纯阻性的。 ?介质损耗因数tgδ的意义：若tgδ过大会引起严重发热，使材料劣化，甚至可能导致热击穿。/用于冲击测量的连接电缆，要求tgδ必须小，否则会影响到测量精度/用做绝缘材料的介质，希望tgδ。在其他场合，可利用tgδ引起的介质发热，如电瓷泥胚的阴干/在绝缘试验中，tgδ的测量是一项基本测量项目 ?激励：电子从近轨道向远轨道跃迁时，需要一定能量，这个过程叫激励。 ?电离：当外界给予的能量很大时，电子可以跳出原子轨道成为自由电子。原来的中性原子变成一个自由电子和一个带正电荷的离子，这个过程叫电离。 ?反激励：电子从远轨道向近轨道跃迁时，原子发射单色光的过程称为反激励。?平均自由程：一个质点两次碰撞之间的平均距离，其与密度呈反比。 ?电离形式：撞击电离，光电离，热电离，表面电离。 ?气体带电质点的消失：中和(发生在电极处)：带电质点在电场力的作用下，宏观上沿电场做定向运动。带电质点受电场力作用而流入电极，中和电量。/扩散：扩散指质点从浓度较大的区域扩散到浓度较小的的区域，从而使带电质点在空间各处浓度趋于平均的过程。/复合(发生在内部)：带有异号电荷质点相遇，还原为中性质点的过程称为复合。 ?电子崩：当外加电场强度足够大时，带电粒子两次碰撞间积聚的动能足够发生碰撞电离。电离出来的电子和离子在场强作用下又加入新的撞击电离，电离过程像雪崩一样增长起来，称为电子崩。 ?自持放电：当外加场强足够强大时，电子崩不依赖外界因素，外界因素消失后，电子崩仍能够保持。 ?放电形式：辉光放电，电晕放电，刷状放电，火花击穿，电弧击穿。 ?汤森德气体放电理论的三个影响因素：系数α：1个自由电子在走到阳极的1cm
第一章 电介质的电气强度 1.1气体放电的基本物理过程 1.高压电气设备中的绝缘介质有气体、液体、固体以及其他复合介质。 2.气体放电是对气体中流通电流的各种形式统称。 3.电离：指电子脱离原子核的束缚而形成自由电子和正离子的过程。 4.带电质点的方式可分热电离、光电离、碰撞电离、分级电离。 5.带电质点的能量来源可分正离子撞击阴极表面、光电子发射、强场发射、热电子发射。 6.带电质点的消失可分带电质点受电场力的作用流入电极、带电质点的扩散、带电质点的复合。 7.附着：电子与气体分子碰撞时，不但有可能引起碰撞电离而产生出正离子和新电子，也可能发生电子附着过程而形成负离子。 8.复合：当气体中带异号电荷的粒子相遇时，有可能发生电荷的传递与中和，这种现象称为复合。 （1）复合可能发生在电子和正离子之间，称为电子复合，其结果是产生一个中性分子； （2） 复合也可能发生在正离子和负离子之间，称为离子复合，其结果是产生两个中性分子。 9.1、放电的电子崩阶段 （1）非自持放电和自持放电的不同特点 宇宙射线和放射性物质的射线会使气体发生微弱的电离而产生少量带电质点；另一方面、负带电质点又在不断复合，使气体空间存在一定浓度的带电质点。因此，在气隙的电极间施加电压时，可检测到微小的电流。 由图1-3可知： （1）在I-U 曲线的OA 段： 气隙电流随外施电压的提高而增大，这是因为带电质点向电极运动的速度加快导致复合率减小。当电压接近 时，电流趋于饱和，因为此时由外电离因素产生的带电质点全部进入电极，所以电流值仅取决于外电离因素的强弱而与电压无关。 （2）在I-U 曲线的B 、C 点： 电压升高至 时，电流又开始增大，这是由于电子碰撞电离引起的，因为此时电子在电场作用下已积累起足以引起碰撞电离的动能。电压继续升高至 时，电流急剧上升，说明放电过程又进入了一个新的阶段。此时气隙转入良好的导电状态，即气体发生了击穿。 （3）在I-U 曲线的BC 段：虽然电流增长很快，但电流值仍很小，一般在微安级，且此时气体中的电流仍要靠外电离因素来维持，一旦去除外电离因素，气隙电流将消失。 因此，外施电压小于 时的放电是非自持放电。电压达到 后，电流剧增，且此时间隙中电离过程只靠外施电压已能维持，不再需要外电离因素了。外施电压达到 后的放电称为自 持放电， 称为放电的起始电压。 10. 电子崩：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。 电子崩的示意图： A U 0U B U 0U 0U 0U
实验二．介质损耗角正切值的测量 一．实验目的： 学习使用QS1型西林电桥测量介质损耗正切值的方法。 二．预习要点： 概念：介质损耗、损耗角、交流电桥 判断：介质损耗是表征介质交流损耗的参数（直流损耗用电导就可表征），包括电导损耗和电偶损耗；测量tgδ值对检测大面积分布性绝缘缺陷或贯穿性绝缘缺陷较灵敏和有效，但对局部性非贯穿性绝缘缺陷却不灵敏和不太有效。 推理：中性介质的介质损耗主要是电导损耗，极性介质的介质损耗则由电导损耗和电偶损耗两部分组成。 相关知识点：介质极化、偶极子、漏导。 三．实验项目： 1．正接线测试 2．反接线测试 四．实验说明： 绝缘介质中的介质损耗（P=ωC u2tgδ）以介质损耗角δ的正切值(tgδ)来表征,介质损耗角正切值等于介质有功电流和电容电流之比。用测量tgδ值来评价绝缘的好坏的方法是很有效的，因而被广泛采用，它能发现下述的一些绝缘缺陷： 绝缘介质的整体受潮； 绝缘介质中含有气体等杂质； 浸渍物及油等的不均匀或脏污。 测量介质损耗正切值的方法较多，主要有平衡电桥法（QS1），不平衡电桥法及瓦特表法。目前，我国多采用平衡电桥法，特别是工业现场广泛采用QS1型西林电桥。这种电桥工作电 压为10Kv，电桥面板如图2-1所示，其工作原理及操作方法简 介如下： ⑴．检流计调谐钮⑵．检流计调零钮 ⑶．C4电容箱（tgδ）⑷．R3电阻箱 ⑸．微调电阻ρ（R3桥臂）⑹．灵敏度调节钮 ⑺．检流计电源开关⑻．检流计标尺框 ⑼．+tgδ/-tgδ及接通Ⅰ/断开/接通Ⅱ切换钮 ⑽．检流计电源插座⑾．接地 ⑿．低压电容测量⒀．分流器选择钮⒁．桥体引出线 图2-1 QS1西林电桥面板图 1．工作原理： 原理接线图如图2-2所示，桥臂BC接入标准电容C N（一般 C N=50pf），桥臂BD由固定的无感电阻R4和可调电容C4并联组成， 桥臂AD接入可调电阻R3，对角线AB上接入检流计G，剩下一个桥 臂AC就接被试品C X。
第一章几何光学基本定律与成像概念 波面：某一时刻其振动位相相同的点所构成的等相位面称为波阵面, 为光波波阵面的传播，与波面对应的法线束就是 光束。 波前：某一瞬间波动所到达的位置。 光线的四个传播定律： 1）直线传播定律： 在各向冋性的均匀透明介质中，光沿直线传播，相关自然现象有： 日月食，小孔成像等。 2）独立传播定律： 从不同的光源发出的互相独立的光线以不同方向相交于空间介质中 的某点时彼此不影响，各光线独立传播。 3） 反射定律：入射光线、法线和反射光线在同一平面内，入射光线和反射光线在法线 的两侧，反射角等于入射角。 4） 折射定律：入射光线、法线和折射光线在同一平面内；入射光线和折射光线在法线 的两侧，入射角和折射角正弦之比等于折射光线所在的介质与入射光线所在的介质的折射率 （折射）光线的方向射到媒质表面，必定会逆着原来的入射方 向反射（折 射）出媒质的性质。 光程：光在介质中传播的几何路程 S 和介质折射率n 的乘积。 各向同性介质： 光学介质的光学性质不随方向而改变。 各向异性介质：单晶体（双折射现象） 马吕斯定律：光束在各向同性的均匀介质中传播时， 始终保持着与波面的正交性， 并且入射 波面与出射波面对应点之间的光程均为定值。 全反射临界角：C = arcsin 全反射条件： 1） 光线从光密介质向光疏介质入射。 2） 入射角大于临界角。 共轴光学系统： 光学系统中各个光学兀件表面曲率中心在一条直线上。 物点/像点：物/像光束的交点。 实物/实像点： 实际光线的汇聚点。 虚物/虚像点： 由光线延长线构成的成像点。 共轭：物经过光学系统后与像的对应关系。（ A , A'的对称性） 完善成像：任何一个物点发出的全部光线， 通过光学系统后，仍然聚交于同一点。每一个物 之比，即 sin I sin I n' n 简称波面。光的传播即 光路可逆：光沿着原来的反射 费马原理： 光总是沿光程为极小，极大，或常量的路径传播。 n 2 n i