西華大學(xué)高電壓

1、1. 氣體中帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生方式：碰撞游離（其動(dòng)能大于氣體質(zhì)點(diǎn)的游離能，在和氣體質(zhì)點(diǎn)發(fā)生碰撞時(shí)，就可使氣體質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生游離分裂成正離子和電子）熱游離（氣體分子熱運(yùn)動(dòng)狀態(tài)引起的游離）光游離（光子來(lái)源分為倫琴射線、射線等高能射線，和氣體放電本身產(chǎn)生的光子）表面游離（能量來(lái)源于正離子碰撞陰極、光電效應(yīng)、強(qiáng)場(chǎng)發(fā)射、熱電子發(fā)射）2. 氣體中帶電質(zhì)點(diǎn)的消失方式：流入電極、逸出氣體空間、復(fù)合3. 擊穿：氣體中電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到一定數(shù)值后，氣體中電流劇增，在氣體間隙中形成一條導(dǎo)電性很高的通道，氣體失去了絕緣能力，氣體這種有絕緣狀態(tài)突變?yōu)榱紝?dǎo)電狀態(tài)的過(guò)程稱為擊穿4. oa段，電流隨電壓升高而增大呈線性關(guān)系，間隙中帶電質(zhì)點(diǎn)運(yùn)

2、動(dòng)速度加大，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)所觀察面的電子書(shū)增多；電壓升到一定值Ua后，電流趨于飽和，取決于外界游離因素（紫外線光照射），而和電壓無(wú)關(guān)，氣隙仍能良好絕緣；電壓升到Ub時(shí)電流隨電壓升高迅速增大，產(chǎn)生碰撞游離，形成電子崩。5. 電子崩的形成過(guò)程：B點(diǎn)后，外界游離因子在陰極附近產(chǎn)生了一個(gè)初始電子，該電子向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)時(shí)引起碰撞游離，產(chǎn)生一個(gè)新的電子，初始電子和新電子繼續(xù)向樣機(jī)運(yùn)動(dòng)，又會(huì)引起新的碰撞游離，產(chǎn)生更多電子。6. 非自持放電：依靠外界游離因素支持的放電自持放電：只依靠電場(chǎng)就能維持下去的放電。只要*e*s-11，即陰極表面至少逸出一個(gè)電子。7. a)S一定時(shí)，若P增大，增大，碰撞次數(shù)增多，但電子兩次

3、碰撞之間走過(guò)的路徑變小，能量不足以引起游離，擊穿電壓升高；若P減小，隨之減小，電子積蓄的能量夠大，但碰撞次數(shù)減小，擊穿電壓也升高b)P一定時(shí)，若s增大，必然要升高電壓才能維持足夠的電場(chǎng)強(qiáng)度，使間隙擊穿；若s減小，s太短時(shí)，電子由陰極運(yùn)動(dòng)到陽(yáng)極時(shí)，碰撞次數(shù)太少，擊穿電壓也會(huì)升高。8. 氣體放電的湯遜理論與流注理論的主要區(qū)別在哪里？他們各自的適用范圍如何？答：區(qū)別：湯遜理論沒(méi)有考慮到正離子對(duì)空間電場(chǎng)的畸變作用和光游離的影響放電時(shí)間不同陰極材料的性質(zhì)在放電過(guò)程中所起的作用不同放電形式不同范圍：湯遜理論:適用于低氣壓下小間隙的放電現(xiàn)象；流注理論：適用于一定范圍（ps200(cm.133pa)），大氣壓

4、下的氣隙擊穿9.巴申定律及其適用范圍：擊穿電壓與氣體相對(duì)密度和極間距離乘積之間的關(guān)系。兩者乘積大于0.26cm時(shí),不再適用10.流注理論認(rèn)為電子的碰撞游離和空間光游離是形成自持放電的主要因素。電子崩的游離過(guò)程集中于崩頭，空間電荷的分布也是極不均勻的。11.不均勻電場(chǎng)中的放電：ke=Emax/Eav;電場(chǎng)的不均勻系數(shù)是最大場(chǎng)強(qiáng)與平均場(chǎng)強(qiáng)的比值；Eav=U/s，U-電極間電壓，s-電極距離；Ke<2時(shí)，是稍不均勻場(chǎng)；ke>4后，是極不均勻場(chǎng)12. 什么是電暈放電？它有何效應(yīng)？試?yán)e工程上所采用的各種防暈措施 在電場(chǎng)極不均勻時(shí)，隨間隙上所加電壓的升高，在大曲率電極附近很薄一層空

5、氣中將具備自持放電條件，放電僅局限在大曲率電極周?chē)苄》秶鷥?nèi)，而整個(gè)間隙尚未擊穿；引起能量損耗電磁干擾，產(chǎn)生臭氧、氮氧化物對(duì)氣體中的固體介質(zhì)及金屬電極造成損傷或腐蝕；加大導(dǎo)線直徑、使用分裂導(dǎo)線、光潔導(dǎo)線表面；限制電暈的方法：改進(jìn)電極的形狀，增大電極的曲率半徑（均壓環(huán)、屏蔽環(huán)），超高壓輸電線路采用分裂導(dǎo)線。是極不均勻電場(chǎng)的特征之一，電暈的產(chǎn)生主要取決于電極的場(chǎng)強(qiáng)。13.在不均勻電場(chǎng)中氣體間隙放電的極性效應(yīng)是什么？ 答：帶電體為正極性時(shí)，電暈放電形成的電場(chǎng)削弱了帶電體附近的電場(chǎng)，而增強(qiáng)了帶電體遠(yuǎn)處的電場(chǎng)電極，穿越電壓減小而電暈電壓增大；帶電體為負(fù)極性時(shí)，與正極性的相反，正負(fù)極性的帶電體不

6、同叫極性效應(yīng)14.負(fù)極性下的電暈起始放電電壓較低； 負(fù)極性下的擊穿電壓較正極性時(shí)為高15.沖擊電壓包括雷電放電造成的雷電過(guò)電壓波和操作過(guò)電壓波；雷電過(guò)電壓波參數(shù)：T1=1.2±30%s，T2=50±20%s，峰值容許誤差±3%，不同極性的標(biāo)準(zhǔn)雷電波形可表示為±1.2/50s；操作沖擊波形特征參數(shù)：波前時(shí)間Tcr=250s，允許誤差為±20%；半峰值時(shí)間T2=2500s，允許誤差為±60%；峰值允許誤差±3%；90%峰值以上持續(xù)時(shí)間Td未作規(guī)定。16. 試小結(jié)各種提高氣隙擊穿電壓的方法，并提出適用于何種條件？改進(jìn)電極形狀，增大

7、電極曲率半徑，以改善電場(chǎng)分布，如變壓器套管端部加球型屏蔽罩等；空間電荷對(duì)原電場(chǎng)的畸變作用，可以利用放電本身所產(chǎn)生的空間電荷來(lái)調(diào)整和改善空間的電場(chǎng)分布；極不均勻場(chǎng)中屏障的作用，在極不均勻的氣隙中放入薄片固體絕緣材料；提高氣體壓力可以大大減小電子的自由行程長(zhǎng)度，從而削弱和抑制游離過(guò)程；采用高真空可以減弱氣隙中的碰撞游離過(guò)程；高電氣強(qiáng)度氣體SF6的采用。17. 伏秒特性：工程上用氣隙上出現(xiàn)的電壓最大值與放電時(shí)間的關(guān)系來(lái)表征氣隙在沖擊電壓下的擊穿特性，稱為氣隙的伏秒特性 1，2-波尾擊穿3-波頭擊穿18. 總放電時(shí)間：tb=t0+ts+tf放電時(shí)延：tl=ts+tf升壓時(shí)間t0:電壓從零上升

8、到靜態(tài)擊穿電壓U0所需的時(shí)間；統(tǒng)計(jì)時(shí)延ts:從t0開(kāi)始到氣隙中出現(xiàn)第一個(gè)有效電子所需的時(shí)間； 放電發(fā)展時(shí)間tf：從出現(xiàn)有效電子到最后完成氣隙擊穿的時(shí)間，具有統(tǒng)計(jì)性19.50%擊穿電壓U50%是指在該電壓下進(jìn)行多次試驗(yàn)，氣隙擊穿概率為50%20.電場(chǎng)形式對(duì)放電電壓的影響： 均勻電場(chǎng)無(wú)極性效應(yīng)，各類電壓放電形式基本相同，分散性??； 稍不均勻電場(chǎng)無(wú)明顯極性效應(yīng)； 極不均勻電場(chǎng)放電分散性較大，且極性效應(yīng)顯著，主要影響因素是極間距離；21.電壓波形對(duì)放電電壓的影響： 對(duì)均勻和稍不均勻電場(chǎng)影響不大，對(duì)極不均勻電場(chǎng)影響相當(dāng)大； 完全對(duì)稱的極不均勻場(chǎng)：棒棒間隙（） 極大不均勻的極不均勻場(chǎng)：棒板間隙22.氣體狀

9、態(tài)對(duì)放電電壓的影響： 大氣的濕度越大，氣隙的擊穿電壓也會(huì)增高；但在均勻和稍不均勻場(chǎng)中，濕度影響可忽略，如球隙測(cè)量高電壓； 海拔高度越高，空氣的電氣強(qiáng)度也將降低，擊穿電壓越低； 外絕緣的放電電壓隨空氣密度增大而提高； 提高氣體壓力時(shí)，可以提高氣隙的擊穿電壓；壓縮空氣中濕度增加時(shí)，擊穿電壓明顯下降，電場(chǎng)不均勻，下降更顯著。23.氣體的性質(zhì)對(duì)放電電壓的影響： 在間隙中加入高電強(qiáng)度氣體，可大大提高擊穿電壓，主要指一些含鹵族元素的強(qiáng)電負(fù)性氣體，如SF624.沿面放電：在固體介質(zhì)和空氣的分界面上出現(xiàn)沿著固體介質(zhì)表面的氣體放電現(xiàn)象。多發(fā)生在絕緣子、套管與空氣的分界面上。25.提高沿面放電電壓的措施：屏障、屏

10、蔽、表面處理、應(yīng)用半導(dǎo)體材料、阻抗調(diào)節(jié)26.電介質(zhì)的極化 極化：在電場(chǎng)的作用下，電荷質(zhì)點(diǎn)會(huì)沿電場(chǎng)方向產(chǎn)生有限的位移現(xiàn)象，并產(chǎn)生電矩（偶極矩）；介電常數(shù)：電介質(zhì)極化的強(qiáng)弱可用介電常數(shù)的大小來(lái)表示，與電介質(zhì)分子的極性強(qiáng)弱有關(guān)；極性電介質(zhì)：具有極性分子的電介質(zhì)，即使沒(méi)有外電場(chǎng)的作用也具有力矩；非極性電介質(zhì)：中性分子構(gòu)成的電介質(zhì)；極化的基本形式：電子式位移極化、離子式位移極化（不產(chǎn)生能量損失，無(wú)損極化）偶極子極化、夾層極化（有能量損失，有損極化）27.各種極化形式的特點(diǎn)電子式位移極化：時(shí)間很短，故r與外加頻率無(wú)關(guān)；彈性碰撞，無(wú)能量損耗；溫度影響??；離子式位移極化：時(shí)間稍長(zhǎng)，r與外加頻率無(wú)關(guān)；無(wú)能量損耗

11、；r一般具有正溫度系數(shù)；偶極子極化：極化所需時(shí)間長(zhǎng)；非彈性，有能量損失；r最初隨溫度升高而增加，當(dāng)熱運(yùn)動(dòng)變得較強(qiáng)烈時(shí)，r又隨溫度升高而減??；夾層極化：特別緩慢，且有能量損耗。28.泄漏電流：是由介質(zhì)中自由或互相聯(lián)系的弱帶電質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)造成的。 絕緣電阻：與泄漏電流相對(duì)應(yīng)的電阻。一般指體積絕緣電阻。 介質(zhì)的絕緣電阻決定了介質(zhì)中的泄漏電流，服從歐姆定律29.氣體的電導(dǎo)：外界射線使分子發(fā)生電離，和強(qiáng)電場(chǎng)作用下氣體電子的碰撞電離； 液體的電導(dǎo)：離子電導(dǎo)和電泳電導(dǎo)； 固體的電導(dǎo)：離子電導(dǎo)和電子電導(dǎo)。30.介質(zhì)損耗：在電場(chǎng)作用下電介質(zhì)中總有一定的能量損耗，包括由電導(dǎo)引起的損耗和某些有損極化（例如偶極子、夾層極

12、化）引起的損耗，總稱介質(zhì)損耗。定義：交流電壓下介質(zhì)的有功功率損耗。Tan31.提高液體電介質(zhì)擊穿電壓的措施：提高油品質(zhì)，采用覆蓋、絕緣層、極屏障等絕緣結(jié)構(gòu)32.固體電介質(zhì)的擊穿（非自恢復(fù)絕緣） 電擊穿：碰撞游離形成的電子崩，如雷電過(guò)電壓； 特點(diǎn)：擊穿過(guò)程極短；擊穿電壓高，介質(zhì)溫度不高；擊穿場(chǎng)強(qiáng)與電場(chǎng)均勻程度關(guān)系密切，與環(huán)境溫度無(wú)關(guān) 熱擊穿：固體介質(zhì)會(huì)因介質(zhì)損耗而發(fā)熱，介質(zhì)溫度不斷上升而導(dǎo)致絕緣的破壞，如介質(zhì)分解、熔化、碳化、燒焦； 特點(diǎn)：擊穿時(shí)間較長(zhǎng)，擊穿電壓較低；擊穿電壓不隨環(huán)境溫度升高而減小，不隨介質(zhì)厚度成正比增加；擊穿與周?chē)劫|(zhì)的熱島、散熱條件及介質(zhì)本身導(dǎo)熱系數(shù)有關(guān) 電化學(xué)擊穿：固體介質(zhì)

13、在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，由于介質(zhì)內(nèi)部發(fā)生局部放電等原因，使絕緣劣化，電氣強(qiáng)度逐步下降并引起擊穿；33.影響固體電介質(zhì)擊穿電壓的主要因素：電壓作用時(shí)間、溫度、電場(chǎng)均勻程度、受潮、累積效應(yīng)、機(jī)械負(fù)荷34.電氣設(shè)備的絕緣缺陷分為：集中性缺陷（制造過(guò)程中）、分布性缺陷（整體絕緣性能下降） 高壓絕緣的試驗(yàn)：非破壞性實(shí)驗(yàn)（較低電壓下）、破壞性試驗(yàn)或稱耐壓試驗(yàn)（模擬過(guò)電壓）35.吸收比K是加壓60s時(shí)的絕緣電阻與15s時(shí)的絕緣電阻的比值，K=R60''/R15''，有利于反應(yīng)絕緣狀態(tài)；K恒大于1，且越大表示絕緣性能越好。 大容量電氣設(shè)備中，吸收現(xiàn)象延續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，吸收比不能很好地反映

14、絕緣的真實(shí)狀態(tài)，可用極化指數(shù)再判斷，R10/R1。36.絕緣電阻用兆歐表來(lái)測(cè)量。測(cè)量絕緣電阻能有效地發(fā)現(xiàn)總體絕緣質(zhì)量欠佳；絕緣受潮；兩極間有貫穿性的導(dǎo)電通道；絕緣表面情況不良。37泄漏電流的測(cè)量，原理與測(cè)量絕緣電阻相似，能發(fā)現(xiàn)一些尚未完全貫通的集中性缺陷。在試品上的直流電壓要比兆歐表高得多；加在試品上的直流電壓是逐漸增大的，可在升壓過(guò)程中監(jiān)視泄漏電流的增長(zhǎng)動(dòng)向。38. 介損正切角tan能反映絕緣的整體性缺陷（例如全面老化）和小電容試品中的嚴(yán)重局部性缺陷。根據(jù)tan隨電壓而變化的曲線，可判斷絕緣是否受潮、含有氣泡及老化的程度。西林電橋測(cè)量法：交流電壓作用下,調(diào)節(jié)R3和C4,使電橋達(dá)到平衡。此時(shí),

15、通過(guò)檢流計(jì)的電流為零,說(shuō)明A,B兩點(diǎn)無(wú)電位差，ZXZ3=ZNZ4，最后得tan=C439.局部放電：高壓電氣設(shè)備絕緣內(nèi)部存在一些缺陷，如氣泡空隙、雜質(zhì)等，在外電場(chǎng)作用下，這些異物附近將具有比周?chē)叩膱?chǎng)強(qiáng)，有可能引起該處物質(zhì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象。40.三比較法：若個(gè)別試驗(yàn)項(xiàng)目不合格，達(dá)不到規(guī)程的要求，可使用三比較方法。與同類型設(shè)備作比較 同類型設(shè)備在同樣條件下所得的試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)該大致相同,若差別很大就可能存在問(wèn)題在同一設(shè)備的三相試驗(yàn)結(jié)果之間進(jìn)行比較 若有一相結(jié)果相差達(dá)50%以上,該相很可能存在缺陷與該設(shè)備技術(shù)檔案中的歷年試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較 若性能指標(biāo)有明顯下降情況,即可能出現(xiàn)新的缺陷 41.絕緣的高電壓實(shí)

16、驗(yàn)：工頻交流高壓、直流高壓、雷電沖擊高壓、操作沖擊高壓等模擬電氣設(shè)備的絕緣在運(yùn)行中收到的工作電壓，用以考驗(yàn)各種絕緣耐受這些高電壓作用的能力。 特點(diǎn)：具有破壞性試驗(yàn)的性質(zhì)；一般在非破壞性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目合格通過(guò)后進(jìn)行。42.工頻高電壓的產(chǎn)生：高壓試驗(yàn)變壓器或其串級(jí)裝置；對(duì)電纜、電容器等電容量較大的被試品，可用串聯(lián)諧振回路來(lái)獲得；工頻高壓裝置是高壓試驗(yàn)室中最基本的設(shè)備，也是產(chǎn)生其他類型高電壓的設(shè)備的基礎(chǔ)部件。43高壓試驗(yàn)變壓器的特點(diǎn)l 試驗(yàn)變壓器本身應(yīng)有很好的絕緣，但絕緣裕度小，試驗(yàn)過(guò)程中要嚴(yán)格限制過(guò)電壓。 l 試驗(yàn)變壓器容量一般不大l 外觀上的特點(diǎn)：油箱本體不大而其高壓套管又長(zhǎng)又大。l 試驗(yàn)變壓器與連續(xù)

17、運(yùn)行時(shí)間不長(zhǎng)，發(fā)熱較輕，因而不需要復(fù)雜的冷卻系統(tǒng)。 l 漏抗大，短路電流較小，可降低機(jī)械強(qiáng)度方面的要求,節(jié)省制造費(fèi)用。 44.絕緣的工頻耐壓試驗(yàn)l 工頻交流耐壓試驗(yàn)是檢驗(yàn)電氣設(shè)備絕緣強(qiáng)度的最有效和最直接的方法。l 工頻耐壓試驗(yàn)可用來(lái)確定電氣設(shè)備絕緣耐受電壓的水平，判斷電氣設(shè)備能否繼續(xù)運(yùn)行，是避免其在運(yùn)行中發(fā)生絕緣事故的重要手段。l 工頻耐壓試驗(yàn)時(shí)，對(duì)電氣設(shè)備絕緣施加比工作電壓高得多的試驗(yàn)電壓，這些試驗(yàn)電壓反映了電氣設(shè)備的絕緣水平。45. 工頻高壓試驗(yàn)的基本接線圖以試驗(yàn)變壓器或其串級(jí)裝置作為主設(shè)備的工頻高壓試驗(yàn)（包括耐壓試驗(yàn)）的基本接線如下圖所示。試驗(yàn)變壓器的輸出電壓必須能在很大的范圍內(nèi)均勻地加

18、以調(diào)節(jié)，所以它的低壓繞組應(yīng)由一調(diào)壓器來(lái)供電。46.工頻高壓試驗(yàn)的實(shí)施方法l 按規(guī)定的升壓速度提升作用在被測(cè)試品TO上的電壓，直到等于所需的試驗(yàn)電壓U為止，這時(shí)開(kāi)始計(jì)算時(shí)間。l 為了讓有缺陷的試品絕緣來(lái)得及發(fā)展局部放電或完全擊穿，達(dá)到U后還要保持一段時(shí)間，一般取一分鐘。l 如果在此期間沒(méi)有發(fā)現(xiàn)絕緣擊穿或局部損傷（可通過(guò)聲響、分解出氣體、冒煙、電壓表指針劇烈擺動(dòng)、電流表指示急劇增大等異?，F(xiàn)象作出判斷）的情況，即可認(rèn)為該試品的工頻耐壓試驗(yàn)合格通過(guò)。47.直流高電壓的產(chǎn)生l 將工頻高電壓經(jīng)高壓整流器而變換成直流高電壓。 l 利用倍壓整流原理制成的直流高壓串級(jí)裝置（或稱串級(jí)直流高壓發(fā)生器)能產(chǎn)生出更高的

19、直流試驗(yàn)電壓48.直流高壓試驗(yàn)的特點(diǎn) 最常見(jiàn)的直流高壓試驗(yàn)為某些交流電氣設(shè)備（油紙絕緣高壓電纜、電力電容器、旋轉(zhuǎn)電機(jī)等）的絕緣預(yù)防性試驗(yàn)。 和交流耐壓試驗(yàn)相比主要有以下一些特點(diǎn)：l 只有微安級(jí)泄漏電流，試驗(yàn)設(shè)備不需要供給試品的電容電流，試驗(yàn)設(shè)備的容量較小，可以做的很輕巧，便于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。 l 試驗(yàn)時(shí)可同時(shí)測(cè)量泄漏電流，由所得得“電壓電流”曲線能有效地顯示絕緣內(nèi)部的集中性缺陷或受潮。l 在直流高壓下，局部放電較弱，不會(huì)加快有采購(gòu)絕緣材料的分解或老化變質(zhì)，一定程度具有非破壞性試驗(yàn)的性質(zhì)。 l 直流電壓下，絕緣內(nèi)的電壓分布由電導(dǎo)決定，因而與交流運(yùn)行電壓下的電壓分布不同，所以交流電氣設(shè)備的絕緣考驗(yàn)不如交

20、流耐壓試驗(yàn)?zāi)菢咏咏鼘?shí)際。49. 直流高壓試驗(yàn)的基本接線:若高壓靜電電壓表PV2量程不夠,可改為球隙、高值電阻串接微安表或高阻值直接分壓器來(lái)測(cè)量高壓50.沖擊高電壓試驗(yàn)l 研究電氣設(shè)備在運(yùn)行中遭受雷電過(guò)電壓和操作過(guò)電壓的作用時(shí)的絕緣性能。 l 許多高壓試驗(yàn)室中都裝設(shè)了沖擊電壓發(fā)生器，用來(lái)產(chǎn)生試驗(yàn)用的雷電沖擊電壓波和操作沖擊電壓波。 l 高壓電氣設(shè)備在出廠試驗(yàn)、型式試驗(yàn)時(shí)或大修后都必須進(jìn)行沖擊高壓試驗(yàn)。 51.沖擊高電壓的產(chǎn)生52.多級(jí)沖擊電壓發(fā)生器單級(jí)沖擊電壓發(fā)生器能產(chǎn)生的最高電壓一般不超過(guò)200300kV;因而采用多級(jí)疊加的方法來(lái)產(chǎn)生波形和幅值都能滿足需要的沖擊高電壓波。53內(nèi)絕緣沖擊耐壓試驗(yàn)

21、 l 電氣設(shè)備內(nèi)絕緣的雷電沖擊耐壓試驗(yàn)采用三次沖擊法，即對(duì)被試品施加三次正極性和三次負(fù)極性雷電沖擊試驗(yàn)電壓。（1.2/50us全波）。 l 對(duì)變壓器和電抗器類設(shè)備的內(nèi)絕緣，還要進(jìn)行雷電沖擊截波（1.2/2/2-5us)耐壓試驗(yàn),其對(duì)繞組絕緣(特別是縱絕緣)的考驗(yàn)往往更加嚴(yán)格。54.外絕緣沖擊耐壓試驗(yàn) l 可采用15次沖擊法，即對(duì)被測(cè)試品施加正、負(fù)極性沖擊全波試驗(yàn)電壓各16次，相鄰兩次沖擊的時(shí)間間隔應(yīng)不小于1min。在每組15次沖擊的試驗(yàn)中，如果擊穿或閃絡(luò)的閃數(shù)不超過(guò)2次，即可認(rèn)為該外絕緣試驗(yàn)合格。l 內(nèi)、外絕緣的操作沖擊高壓試驗(yàn)的方法與雷電沖擊全波試驗(yàn)完全相同。55.高電壓的測(cè)量技術(shù)l 高電壓

22、試驗(yàn)除了要有產(chǎn)生各種試驗(yàn)電壓的高壓設(shè)備，還必須要有能測(cè)量這些高電壓的儀器和設(shè)備。 l 電力系統(tǒng)中，廣泛應(yīng)用電壓互感器配上低電壓表來(lái)測(cè)量高電壓；但此法在試驗(yàn)室中用得很少。試驗(yàn)室條件下廣泛應(yīng)用高壓靜電電壓表、峰值電壓表、球隙測(cè)壓器、高壓分壓器等儀器測(cè)量高電壓。 l 國(guó)標(biāo)規(guī)定，高電壓的測(cè)量誤差一般應(yīng)控制在±3以內(nèi)。 56.靜電電壓表l 靜電電壓表測(cè)交流時(shí)為其電壓有效值,測(cè)帶脈動(dòng)的直流時(shí)近似為其平均值。l 靜電電壓表不能用于測(cè)量沖擊電壓。l 靜電電壓表的內(nèi)阻很高，在測(cè)量時(shí)幾乎不會(huì)改變被測(cè)試樣上的電壓l 大氣中工作的高壓靜電電壓表量程上限在50-250kV;SF6氣體中可達(dá)500-600kV。

23、更高的電壓需配合分壓器使用57.峰值電壓表 峰值電壓表的制成原理通常有兩種，一種是利用整流電容電流測(cè)量，另一種是利用整流充電電壓測(cè)量。峰值電壓表可分為交流峰值電壓表和沖擊峰值電壓表。58.球隙測(cè)壓器l 測(cè)量球隙由一對(duì)相同直徑的金屬球構(gòu)成，測(cè)量誤差2%-3%,滿足大多數(shù)工程測(cè)試的要求。l 當(dāng)球隙距離d與直徑D之比不大時(shí)，球隙間的電場(chǎng)為稍不均勻電場(chǎng)，其擊穿電壓決定于球隙間的距離。l 能直接測(cè)量高達(dá)數(shù)兆伏的各類高電壓峰值。優(yōu)點(diǎn)：l 擊穿時(shí)延小，放電電壓分散性小，具有比較穩(wěn)定的放電電壓值和較高的測(cè)量精度 l 50%沖擊放電電壓與靜態(tài)（交流或直流）放電電壓的幅值幾乎相等。 l 由于濕度對(duì)稍不均勻場(chǎng)的影響

24、較小，可不必對(duì)濕度進(jìn)行校正。59.高壓分壓器 被測(cè)電壓很高時(shí)，采用高壓分壓器來(lái)分出一小部分電壓，然后利用靜電電壓表、峰值電壓表、高壓示波器等來(lái)測(cè)量。60.各類測(cè)量方式的應(yīng)用場(chǎng)合Ø 靜電電壓表可測(cè)交流和直流,但不能測(cè)沖擊電壓。Ø 峰值電壓表可用來(lái)測(cè)交流電壓和沖擊電壓峰值。Ø 球隙可用來(lái)測(cè)高達(dá)數(shù)兆伏的交流、沖擊峰值和直流電壓。Ø 電壓特別高時(shí)，需配合分壓器使用。直流高壓測(cè)量只能使用電阻分壓器。交流和沖擊高壓可使用電阻、電容和阻容分壓器。61.過(guò)電壓：電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的對(duì)絕緣有危險(xiǎn)的電壓升高和電位差升高；62.波速和波阻抗的計(jì)算公式：v=1L0C0，Z=L0C0

25、;架空線路上波速與光速相同，電纜中波速為（1213）光速；63.前行波（反行波）電壓、電流間的關(guān)系沿X軸正方向運(yùn)動(dòng)的正電荷形成的電流波為正電流波，反之為負(fù)。電壓波符號(hào)僅決定于導(dǎo)線與大地電容上相應(yīng)電荷符號(hào)，與運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)。所以前行波uq ，iq總是同號(hào)，反行波uf，if總是反號(hào)。64.線路中任意一點(diǎn)電壓（電流）等于前行波電壓（電流）和反行波電壓（電流）之和。65.波阻抗與電阻的區(qū)別 電阻要消耗能量，而波阻抗不消耗能量，只是決定導(dǎo)線從外部吸收或傳送的能量的大??；電阻要隨線路長(zhǎng)度的增加而增大，而波阻抗與線路長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。66.行波的折射和反射，=1+，折射系數(shù)0<2永遠(yuǎn)是正值，說(shuō)明入射波電壓與折射

26、波電壓同極性；反射系數(shù)-11可正可負(fù)，由邊界點(diǎn)兩側(cè)線路或電氣元件參數(shù)確定。67.線路末端的折射、反射末端開(kāi)路反射，在反射波所到之處電壓提高1倍，電流降為0。磁場(chǎng)能量全轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能量末端短路反射在反射波所到之處電流提高1倍，而電壓降為0。全部能量反射成為磁場(chǎng)能量末端接集中負(fù)載時(shí)的折反射當(dāng)R和z1不相等時(shí)，來(lái)波將在集中負(fù)載上發(fā)生折反射。68.彼德遜法則 A點(diǎn)邊界條件：u1qt+u1ft=uAt;i1qt+i1ft=iAt;可得：2u1qt=uAt+Z1iAt69.行波通過(guò)串聯(lián)電感和并聯(lián)電容l 波通過(guò)電感（電容)時(shí)的最大陡度公式：du2qdtmax=2u1qZ2L(串聯(lián)電感); du2qdtmax=

27、2u1qZ1C(并聯(lián)電感)l 波穿過(guò)電感初瞬，在電感前發(fā)生電壓正的全反射，使電感前電壓提高1倍l 波旁過(guò)電容初瞬，則在電容前發(fā)生電壓負(fù)的全反射，使電容前的電壓下降為0l 由于反射波會(huì)使電感前電壓提高，可能危及絕緣，所以常用并聯(lián)電容降低波陡度70.波在多導(dǎo)線系統(tǒng)中的傳播 自波阻抗：Zkk=kkv=1200ln2hkrk=60ln2hkrk; 互波阻抗：Zkn=knv=1200lndkndkn=60lndkndkn;71.耦合系數(shù)（k=Z12Z11）：在實(shí)際波過(guò)程中，常需考慮波在一根導(dǎo)線上傳播時(shí)，在其他平行導(dǎo)線上感應(yīng)產(chǎn)生的耦合波。k越大越有利于絕緣子串的安全運(yùn)行。72.繞組中的波過(guò)程l 變壓器在雷

28、電沖擊波作用瞬間，可等值為一個(gè)電容，稱為入口電容l 在末端接地的單相繞組中，最大電壓將出現(xiàn)在繞組首端附近，其值可達(dá)1.4U0l 在末端不接地的單相繞組中，最大電壓將出現(xiàn)在中性點(diǎn)附近，其值可達(dá)1.9U0l 通過(guò)在繞組首端部位加一些電容環(huán)和電容匝以及增大縱向電容可降低電位梯度l 三相變壓器多相進(jìn)波時(shí)的最大電位（星形接線、三角形接線）l 變壓器繞組之間的波過(guò)程通過(guò)靜電耦合和電磁耦合傳遞l 旋轉(zhuǎn)電機(jī)匝間絕緣上的電壓與入侵波陡度成正比73.雷電的放電過(guò)程:先導(dǎo)放電階段、主放電階段、余暉放電階段；雷電日Td:該地區(qū)一年內(nèi)有雷電放電的平均天數(shù)；雷電小時(shí)Th：平均一年內(nèi)的有雷電的小時(shí)數(shù)；地面落雷密度:每一雷電

29、日每平方公里地面遭受雷擊的次數(shù)；=0.023Td0.3;雷電流幅值:一般我國(guó)雷電日超過(guò)20的地區(qū)雷電流的概率分布為logP=-I88;雷電流等值波形:雷電流的波頭在15us的范圍內(nèi)，多為2.52.6us；波尾多在20100us的范圍內(nèi)，平均約為50us；一般取為2.6/50.雷電過(guò)電壓分為：直擊雷過(guò)電壓、感應(yīng)雷過(guò)電壓74.避雷針作用是吸引雷電擊于自身，并將雷電流迅速泄入大地，從而使被保護(hù)物體免遭直接雷擊。避雷針需有足夠截面的接地引下線和良好的接地裝置，以便將雷電流安全可靠地引入大地。避雷針的保護(hù)范圍是指被保護(hù)物體在此空間范圍內(nèi)不致遭受直接雷擊,是按照保護(hù)概率99.9%確定的空間范圍75.避雷線

30、（地線）防雷原理及保護(hù)范圍避雷線的防雷原理與避雷針相同，主要用于輸電線路的保護(hù)可用來(lái)保護(hù)發(fā)電廠和變電所，近年來(lái)許多國(guó)家采用避雷線保護(hù)500kV大型超高壓變電所。用于輸電線路時(shí)，避雷線除了防止雷電直擊導(dǎo)線外，同時(shí)還有分流作用，以減少流經(jīng)桿塔入地的雷電流從而降低塔頂電位避雷線對(duì)導(dǎo)線的耦合作用還可以降低導(dǎo)線上的感應(yīng)雷過(guò)電壓。 單根及雙根避雷線的保護(hù)原理76.避雷器工作原理及常用種類避雷針(線)不能完全避免設(shè)備不受雷擊;從輸電線路上也可能有危及設(shè)備絕緣的過(guò)電壓波傳入發(fā)電廠和變電所。避雷器實(shí)質(zhì)上是一種過(guò)電壓限制器，與被保護(hù)的電氣設(shè)備并聯(lián)連接，當(dāng)過(guò)電壓出現(xiàn)并超過(guò)避雷器的放電電壓時(shí)，避雷器先放電，從而限制了

31、過(guò)電壓的發(fā)展，使電氣設(shè)備免遭過(guò)電壓損壞。避雷器的常用類型有：保護(hù)間隙、管型避雷器、閥式避雷器和金屬氧化物避雷器。77.對(duì)避雷器的基本要求絕緣強(qiáng)度的合理配合：避雷器與被保護(hù)設(shè)備的伏秒特性應(yīng)有合理的配合。在絕緣強(qiáng)度的配合中，要求避雷器的伏秒特性比較平直、分散性小。絕緣強(qiáng)度的自恢復(fù)能力:避雷器一旦在沖擊電壓作用下放電，就造成對(duì)地短路。隨之工頻短路電流（工頻續(xù)流）要流過(guò)此間隙，避雷器應(yīng)當(dāng)具有自行截?cái)喙ゎl續(xù)流，恢復(fù)絕緣強(qiáng)度的能力，使電力系統(tǒng)得以繼續(xù)正常工作78.閥型避雷器的保護(hù)原理及閥片的作用 系統(tǒng)正常工作時(shí)，間隙將電阻閥片與工作母線隔離，以免由工作電壓在閥片電阻中產(chǎn)生電流使閥片燒壞；當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)過(guò)電壓

32、且其幅值超過(guò)間隙放電電壓時(shí)，間隙擊穿，由于間隙放電的伏秒特性低于被保護(hù)設(shè)備的沖擊耐壓，設(shè)備得到保護(hù)。沖擊電流通過(guò)閥片流入大地，由于閥片的非線性特性，其電阻在流過(guò)大的沖擊電；流時(shí)變得很小，故閥片上產(chǎn)生的殘壓將得到限制，使其低于被保護(hù)設(shè)備的沖擊耐壓，設(shè)備得到保護(hù)；當(dāng)過(guò)電壓消失后，工頻續(xù)流受閥片的非線性特性限制而很小，從而可在第一次過(guò)零時(shí)就將電弧切斷，而使繼電保護(hù)來(lái)不及動(dòng)作。閥片的作用：制工頻續(xù)流,保證火花間隙可靠熄??；雷電過(guò)電壓擊穿時(shí)，不至于突然下降而形成截?cái)嗖?9.輸電線路落雷次數(shù)：每100km線路每年的雷擊次數(shù)； 耐雷水平：雷擊線路絕緣不發(fā)生閃絡(luò)的最大雷電流幅值，以KA為單位； 雷擊跳閘率：每

33、100km線路每年由雷擊引起跳閘次數(shù)。是衡量線路防雷性能的綜合指標(biāo)80.我國(guó)110kV及以上線路一般全線都裝設(shè)避雷線，而35kV及以下線路一般不裝設(shè)避雷線，中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)有避雷線的線路遭受直擊雷一般有三種情況：雷擊桿塔塔頂；雷擊避雷線檔距中央；雷電繞過(guò)避雷線擊于導(dǎo)線81.線路跳閘需滿足的條件：線路落雷雷電流超過(guò)線路耐雷水平，線路絕緣發(fā)生沖擊閃絡(luò)，雷電流沿閃絡(luò)通道流入大地，但作用時(shí)間很短，線路開(kāi)關(guān)來(lái)不及動(dòng)作當(dāng)閃絡(luò)通道流過(guò)的工頻短路電流的電弧持續(xù)燃燒時(shí)，才會(huì)跳閘停電82.雷擊跳閘率計(jì)算雷擊桿塔時(shí)的跳閘率：n1=NgP1繞擊跳閘率：n2=NPP2輸電線路雷擊跳閘率：n=n1+n2= N(gP1+

34、 PP2)83.輸電線路的防雷保護(hù)措施 架設(shè)避雷線、降低桿塔接地電阻、架設(shè)耦合地線、采用不平衡絕緣、裝設(shè)自動(dòng)重合閘、采用消弧線圈、裝設(shè)避雷器、加強(qiáng)絕緣是主要的防雷方式。確定輸電線路防雷方式時(shí)，還應(yīng)全面考慮線路綜合因素，因地制宜地采取合理的保護(hù)措施。 84.發(fā)電廠、變電所遭受雷害的兩個(gè)方面：雷電入侵波：裝設(shè)避雷器，同時(shí)限制流過(guò)避雷器的雷電流幅值和陡度。直擊雷：采用避雷針或避雷線防護(hù)；110kV及以上的配電裝置,一般將避雷針裝在構(gòu)架上.但在土壤電阻率 的地區(qū),仍宜裝設(shè)獨(dú)立避雷針,以免發(fā)生反擊35kV及以下的配電裝置仍宜采用獨(dú)立避雷針60kV的配電裝置,在>500.m地區(qū)宜采用獨(dú)立避雷針,&l

35、t;500.m的地區(qū)采用構(gòu)架避雷針85.變電所的進(jìn)線段保護(hù)為使變電所內(nèi)避雷器能可靠地保護(hù)電氣設(shè)備，必須限制流經(jīng)避雷器的電流幅值不超過(guò)5kA（330kV-500kV為10kA)、限制侵入波陡度不超過(guò)一定的允許值。35-110kV無(wú)避雷線線路,雷擊變電所附近導(dǎo)線時(shí),兩者都有可能超過(guò)。進(jìn)線段保護(hù)是指在臨近變電所1-2km的一段線路上加強(qiáng)防雷保護(hù)措施，從而使避雷器雷電流的幅值和陡度都降低到合理范圍內(nèi)。86.變壓器的防雷保護(hù)（1) 三繞組變壓器的防雷保護(hù)（2）自耦變壓器的防雷保護(hù)（3）變壓器中性點(diǎn)的防雷保護(hù) 全絕緣、分級(jí)絕緣的概念87.旋轉(zhuǎn)電機(jī)的防雷保護(hù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)主絕緣的沖擊耐壓值遠(yuǎn)低于同級(jí)變壓器的沖擊耐

36、壓值運(yùn)行中的旋轉(zhuǎn)電機(jī)主絕緣低于出廠時(shí)的核定值保護(hù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)用的磁吹避雷器的保護(hù)性能與電機(jī)絕緣水平的配合裕度很?。ㄖ鹘^緣)由于電機(jī)繞組匝間電容較小，匝間承受電壓正比于陡度，要求來(lái)波陡度較小(匝間絕緣)電機(jī)繞組中性點(diǎn)一般不接地，三相進(jìn)波時(shí)，中性點(diǎn)電壓可達(dá)進(jìn)波電壓的兩倍(中性點(diǎn)絕緣）88直配電機(jī)的防雷措施：避雷器保護(hù)、電容器保護(hù)、電纜段保護(hù)、電抗器保護(hù)89.內(nèi)部過(guò)電壓:電力系統(tǒng)中,除了雷電過(guò)電壓外,還存在由于自己內(nèi)部原因而引起的過(guò)電壓,包括穩(wěn)態(tài)過(guò)電壓和操作過(guò)電壓。內(nèi)部過(guò)電壓的能量來(lái)自電網(wǎng)本身,一般用最大運(yùn)行相電壓的倍數(shù)表示Um=k23UN操作過(guò)電壓:當(dāng)開(kāi)關(guān)操作或事故狀態(tài)時(shí)引起系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生改變時(shí),各

37、儲(chǔ)能元件的能量重新分配時(shí)發(fā)生振蕩,從而出現(xiàn)的電壓升高的現(xiàn)象，持續(xù)時(shí)間0.1s以內(nèi)穩(wěn)態(tài)過(guò)電壓：由工頻電壓升高和諧振現(xiàn)象引起，持續(xù)時(shí)間比操作過(guò)電壓長(zhǎng)得多，有些甚至長(zhǎng)期存在90.工頻過(guò)電壓的特點(diǎn)（1)工頻電壓升高的大小會(huì)直接影響操作過(guò)電壓的實(shí)際幅值。 操作過(guò)電壓是疊加在工頻電壓升高之上的，從而達(dá)到很高的幅值。（2）它的大小會(huì)影響保護(hù)電器的工作條件和保護(hù)效果 避雷器的最大允許工作電壓是由避雷器安裝處工頻過(guò)電壓值來(lái)決定的。如工頻電壓過(guò)高，避雷器的最大允許工作電壓也越高，避雷器的沖擊放電電壓和殘壓也將提高，相應(yīng)被保護(hù)設(shè)備的絕緣水平要隨之提高 (3）持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)設(shè)備絕緣及其運(yùn)行性能有重大影響 例如引起油紙

38、絕緣內(nèi)部電離,污穢絕緣子閃絡(luò),鐵心過(guò)熱,電暈等91.不對(duì)稱短路引起的工頻電壓升高不對(duì)稱短路是電力系統(tǒng)中最常見(jiàn)的故障形式，當(dāng)發(fā)生單相或兩相對(duì)地短路時(shí)，健全相上的電壓都會(huì)升高，其中單相接地引起的電壓升高更大一些。閥式避雷器的滅弧電壓通常也就是根據(jù)單相接地時(shí)的工頻電壓升高來(lái)選定的。單相接地時(shí)，故障點(diǎn)各相的電壓、電流是不對(duì)稱的，為了計(jì)算健全相上的電壓升高，通常采用對(duì)稱分量法和復(fù)合序網(wǎng)進(jìn)行分析。92. 對(duì)于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，當(dāng)單相接地時(shí)，健全相的工頻電壓升高約為線電壓的1.1倍。 在選擇避雷器時(shí)，滅弧電壓取110%的線電壓，稱為110%避雷器對(duì)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)在過(guò)補(bǔ)償時(shí)，單相接地時(shí)健全相上電壓接

39、近線電壓。 在選擇避雷器滅弧電壓時(shí)，取100%的線電壓，稱為100%避雷器對(duì)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)單相故障接地時(shí)，健全相電壓約為0.8倍線電壓 避雷器的最大滅弧電壓取為最大線電壓的80%，稱為80%避雷器93.工頻電壓升高的限制措施：在考慮線路的工頻電壓升高時(shí)，如果同時(shí)計(jì)及空載線路的電容效應(yīng)、單相接地及突然甩負(fù)荷等三種情況，那么工頻電壓升高可達(dá)到相當(dāng)大的數(shù)值。 在一般情況下，220kV及以下的電網(wǎng)中不需要采取特殊措施來(lái)限制工頻電壓升高； 在330500kV超高壓電網(wǎng)中，應(yīng)采用并聯(lián)電抗器或靜止補(bǔ)償裝置等措施，將工頻電壓升高限制到1.31.4倍相電壓以下。94.諧振過(guò)電壓的分類(1) 線性諧振:電感參

40、數(shù)L與電容C、電阻R一樣，都是線性參數(shù)，不隨電流、電壓而變化,設(shè)計(jì)和運(yùn)行時(shí)應(yīng)設(shè)法避開(kāi)諧振條件(2) 參數(shù)諧振:電感參數(shù)周期性變化,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)避開(kāi)諧振點(diǎn)(3) 鐵磁諧振:帶鐵心電感的飽和現(xiàn)象95.切斷空載線路過(guò)電壓切除空載線路是電網(wǎng)中常見(jiàn)操作之一；在切空載線路的過(guò)程中，雖然斷路器切斷的是幾十安到幾百安的電容電流，比短路電流小的多；如果使用的斷路器滅弧能力不強(qiáng)，在切斷這種電容電流時(shí)就可能出現(xiàn)電弧的重燃，從而引起電磁振蕩，造成過(guò)電壓。限制措施：限制切除空載線路過(guò)電壓的最根本措施是設(shè)法消除斷路器的重燃現(xiàn)象 采用滅弧性能強(qiáng)的快速動(dòng)作斷路器 利用避雷器保護(hù) 斷路器線路側(cè)接電磁式電壓互感器 線路側(cè)接并聯(lián)電抗

41、器:并聯(lián)電抗器與線路電容構(gòu)成振蕩回路,使線路上的殘余電壓轉(zhuǎn)化為交流電壓 使用帶并聯(lián)電阻的斷路器96.空載線路合閘過(guò)電壓電力系統(tǒng)中，空載線路合閘過(guò)電壓也是一種常見(jiàn)的操作過(guò)電壓。通常分為兩種情況，即正常操作和自動(dòng)重合閘。由于初始條件的差別，重合閘過(guò)電壓的情況更為嚴(yán)重。近年來(lái)由于采用了種種措施（如采用不重燃斷路器、改進(jìn)變壓器鐵芯材料等）限制或降低了其他幅值更高的操作過(guò)電壓，空載線路合閘過(guò)電壓的問(wèn)題就顯得更加突出。計(jì)劃性合閘：過(guò)電壓幅值=穩(wěn)態(tài)值+（穩(wěn)態(tài)值-起始量）=U+U=2U；自動(dòng)重合閘：最大值為=-U+-U-0.910.98U=(-2.912.98)U限制措施：裝設(shè)并聯(lián)合閘電阻、同步合閘、利用避雷器來(lái)保護(hù)、單相重合閘97.切除空載變壓器過(guò)電壓正常運(yùn)行時(shí),空載變壓器表現(xiàn)為一勵(lì)磁電感。切除空載變壓器就是開(kāi)斷一個(gè)小容量電感負(fù)荷，會(huì)在變壓器和斷路器上出現(xiàn)很高的過(guò)電壓。開(kāi)斷并聯(lián)電抗器、電動(dòng)機(jī)等，也屬于切斷感性小電流的情況。研究表明：切斷100A以上的交流電流時(shí)，開(kāi)關(guān)觸頭間的電弧通常是在工頻電流自然過(guò)零時(shí)熄滅的，等值電感中儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量為零；當(dāng)所切除的電流很小時(shí)（變壓器的空載電流非常小，只有幾安到幾十安），開(kāi)關(guān)中的去游離作用又很強(qiáng)，電弧往往提前熄滅，亦即電流會(huì)在過(guò)零之前就被強(qiáng)行切斷，即所謂的截流現(xiàn)象。出現(xiàn)截流時(shí)，等值電感中儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量全部轉(zhuǎn)化