高電壓技術(shù)復(fù)習(xí)提綱

1、高電壓復(fù)習(xí)提綱1) 湯遜理論、流注的具體內(nèi)容，應(yīng)用條件，兩者的區(qū)別；2) 極性效應(yīng)產(chǎn)生的條件；3) 標(biāo)準(zhǔn)雷電壓 雷電流波形；4) 污閃發(fā)展過程和預(yù)防措施5) 吸收比極化指數(shù)6) 液體介質(zhì)擊穿機(jī)理7) 高電壓測量技術(shù)？各種高電壓的產(chǎn)生原理，各種高壓測試設(shè)備能測的電壓類型（直流，交流沖擊電壓）8) 試驗(yàn)變壓器的6大特點(diǎn)9) 高壓測量中有哪些類型的分壓器？分壓器最重要的技術(shù)參數(shù)指標(biāo)是什么？10) 伏秒特性的配合11) 什么是電介質(zhì)的極化？電介質(zhì)極化的類型，介質(zhì)損耗如何計(jì)算？12) 彼得遜法則的內(nèi)容和應(yīng)用條件13) 波阻抗的定義物理意義，影響波阻抗大小的因素有哪些？與集中參數(shù)電阻有何區(qū)別？14) 折射

2、波和反射波的計(jì)算；15) 雷暴日，落雷密度 繞擊的定義；16) 雷擊感應(yīng)過電壓與相鄰導(dǎo)線感應(yīng)電壓有何不同？17) 防雷基本措施有哪些？18) 電力系統(tǒng)中有哪些類型的操作過電壓？這些過電壓產(chǎn)生原因是什么？19) 什么叫絕緣配合？一、湯遜理論、流注的具體內(nèi)容，應(yīng)用條件，兩者的區(qū)別；1.湯遜理論具體內(nèi)容：湯遜理論的實(shí)質(zhì)是電子崩理論。電子碰撞電離是氣體放電的主要原因，二次電子來源于正離子撞擊陰極使陰極表面逸出電子，逸出電子是維持氣體放電的必要條件。所逸出的電子能否接替起始電子的作用是自持放電的判據(jù)。電子崩理論：外界電離因子在陰極附近產(chǎn)生了一個(gè)初始電子，如果空間電場強(qiáng)度足夠大，該電子在向陽極運(yùn)動時(shí)就會引

3、起碰撞電離，產(chǎn)生一個(gè)新的電子，初始電子和新電子繼續(xù)向陽極運(yùn)動又會引起新的碰撞電離，產(chǎn)生更多電子 。依此，電子將按照幾何級數(shù)不斷增多，類似雪崩似地發(fā)展。這種急劇增大的空間電子流被稱為電子崩。流注理論：具體內(nèi)容：在外電離（如光源）作用下，在陰極附近產(chǎn)生起始電子。這些電子在電場作用下，在向陽極運(yùn)動的途中與中性原子發(fā)生碰撞電離，而形成初始電子崩，當(dāng)初崩發(fā)展到陽極時(shí)圖示崩頭中電子迅速跑到該極進(jìn)行中和。暫留的正離子（在電子崩頭部其密度最大）作為正空間電荷使原有的電場畸變，加強(qiáng)了的局部電場作用下，又形成新的電子崩叫二次崩。二次崩頭部的電子跑向初崩的正空間電荷區(qū)域，與之匯合成為充滿正負(fù)帶電離子的混合通道。這個(gè)

4、通道就稱為流注。2. 適用于 湯遜理論：低氣壓、短間隙、均勻電場。 流注理論：高氣壓、長氣隙情況下出現(xiàn)的放電現(xiàn)象。3. 區(qū)別 相同點(diǎn)：都有電子崩的產(chǎn)生 不同點(diǎn)：流注的形成過程中有二次崩的形成、二次電離在氣體擊穿過程中起了重 要作用 二、極性效應(yīng)產(chǎn)生的條件；極不均勻電場中的放電存在著明顯的極性效應(yīng) （即兩個(gè)極結(jié)構(gòu)相差很大時(shí)）。三、標(biāo)準(zhǔn)雷電壓、雷電流波形；雷電壓波形： T1視在波前時(shí)間； IEC和國標(biāo)的規(guī)定為： T2視在半峰值時(shí)間； T11.2 s 30 Um沖擊電壓峰值 T250 s 20 （一般寫為1.2/50 s，有國家為1.5/40 s)雷電流波形： 波前時(shí)間T1: 1-4s，平均為2.6

5、s左右 波長時(shí)間T2: 20-100s，多數(shù)為40s左右 （半峰值時(shí)間） 四、污閃發(fā)展過程和預(yù)防措施 1.發(fā)展過程：污閃是沿著污染表面發(fā)展的閃絡(luò)。 調(diào)整爬距（增大泄漏電流） 積污、 定期或不定期的清掃四個(gè)階段 受潮 2.預(yù)防措施 涂料 干區(qū)形成 半導(dǎo)體釉絕緣子 局部電弧的出現(xiàn)和發(fā)展。 新型合成絕緣子閃絡(luò)：達(dá)到“滑閃放電”這一階段后，電壓的微笑升高就會導(dǎo)致火花的急劇伸長，所以電壓 再升高一些，放電火花就將到達(dá)另一電極，完成表面氣體的完全擊穿，稱為沿面閃絡(luò)， 簡稱“閃絡(luò)”。極不均勻電場且具有強(qiáng)垂直分量時(shí)的沿邊放電： 電暈放電輝光放電滑閃放電閃絡(luò)3.新型絕緣子的優(yōu)點(diǎn)： （1）重量輕，從而可以大大節(jié)省

6、運(yùn)輸、安裝、運(yùn)行檢修等方面的工作量和費(fèi)用； （2）抗拉、抗彎、耐沖擊負(fù)荷等機(jī)械性能都很好； （3）電氣絕緣性能好，特別是在嚴(yán)重污染和大氣潮濕的情況下絕緣性能十分優(yōu)異； （4）耐電弧性能也很好。五、吸收比極化指數(shù)吸收比：由于電氣設(shè)備中大多采用組合絕緣和層式結(jié)構(gòu)，故在直流電壓下均有明顯的吸收現(xiàn)象，使外電路中有一個(gè)隨時(shí)間而言而衰減的吸收電流。如果在電流衰減過程中的兩個(gè)瞬間測得兩個(gè)電流值或兩個(gè)相應(yīng)的絕緣電阻值，則利用其比值（稱為吸收比）可檢驗(yàn)絕緣是否嚴(yán)重受潮或存在局部缺陷。原理：如果令t=15s和t=60s瞬間的兩個(gè)電流值的和所對應(yīng)的絕緣電阻值分別為R15和R60，則其比值 即為“吸收比”。且K1值越

7、大表示吸收現(xiàn)象越顯著，絕緣性能越好。極化指數(shù)：在高電壓、大容量電氣設(shè)備中，吸收現(xiàn)象延續(xù)很長時(shí)間，吸收比不能很好地反映絕緣的真實(shí)狀態(tài)，則可用極化指數(shù)再判斷。按照國際慣例，將t=10min和t=1min時(shí)的絕緣電阻比值定義為絕緣的極化指數(shù)，即六、液體介質(zhì)擊穿機(jī)理1.電擊穿理論（電子碰撞電離理論）在外電場足夠強(qiáng)時(shí)，電子在碰撞液體分子可引起電離，使電子數(shù)倍增，形成電子崩。同時(shí)正離子在陰極附近形成空間電荷層增強(qiáng)了陰極附近的電場，使陰極發(fā)射的電子數(shù)增多，導(dǎo)致液體介質(zhì)擊穿。2. 小橋理論（氣泡擊穿理論）液體中出現(xiàn)氣泡，在交流電壓下，串聯(lián)介質(zhì)中電場強(qiáng)度的分布與介質(zhì)的r 成反比。由于氣泡的r 最小，其電氣強(qiáng)度又

8、比液體介質(zhì)低很多，所以氣泡必先發(fā)生電離。氣泡電離后溫度上升、體積膨脹、密度減小，這促使電離進(jìn)一步發(fā)展。電離產(chǎn)生的帶電粒子撞擊油分子，使它又分解出氣體，導(dǎo)致氣體通道擴(kuò)大。許多電離的氣泡在電場中排列成氣體小橋，擊穿就可能在此通道中發(fā)生。七、高電壓測量技術(shù)？各種高電壓的產(chǎn)生原理？各種高壓測試設(shè)備能測的電壓類型（直流，交流沖擊電壓）高電壓測量技術(shù)： 高電壓試驗(yàn)除了要有產(chǎn)生各種試驗(yàn)電壓的高壓設(shè)備，還必須要有能測量這些高電壓的儀 器和設(shè)備。電力系統(tǒng)中，廣泛應(yīng)用電壓互感器配上低電壓表來測量高電壓；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、球隙測壓器、高壓分壓器等儀器。國標(biāo)規(guī)定

9、，高電壓的測量誤差一般應(yīng)控制在3以內(nèi)。 工頻高電壓：通常采用高壓試驗(yàn)變壓器或其串級裝置來產(chǎn)生。 對電纜、電容器等電容量較大的被試品，可采用串聯(lián)諧振回路來獲得試驗(yàn)用的 工頻高電壓。 直流高電壓：將工頻高電壓經(jīng)高壓整流器而變換成直流高電壓。 利用倍壓整流原理制成的直流高壓串級裝置（或稱串級直流高壓發(fā)生器)能產(chǎn) 生出更高的直流試驗(yàn)電壓。 沖擊高電壓：許多高壓試驗(yàn)室中都裝設(shè)了沖擊電壓發(fā)生器，用來產(chǎn)生試驗(yàn)用的雷電沖擊電 壓波和操作沖擊電壓波。 高壓靜電電壓表：能測量相當(dāng)高的交流和直流電壓，不能測量一切沖擊電壓 峰值電壓表：可直接讀出沖擊電壓的峰值，包括交流峰值電壓表和沖擊峰值電壓表 球隙測壓器：唯一能直

10、接測量高達(dá)數(shù)兆伏的各類高壓峰值的測量裝置 高壓分壓器：被測電壓很高時(shí)，采用高壓分壓器來分出一小部分電壓，然后利用靜電電壓 表、峰值電壓表、高壓脈沖示波器等來測量。 八、試驗(yàn)變壓器的6大特點(diǎn) 1.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)過程中要嚴(yán)格限制過電壓。 2.額定電壓高而容量不大 3.外觀上的特點(diǎn)：油箱本體不大而其高壓套管又長又大 4.試驗(yàn)變壓器與連續(xù)運(yùn)行時(shí)間不長，發(fā)熱較輕，因而不需要復(fù)雜的冷卻系統(tǒng) 5.漏抗大，短路電流較小，可降低機(jī)械強(qiáng)度方面的要求 6.輸出電壓波形很難完美，需要采取措施加以修正九、高壓測量中有哪些類型的分壓器？分壓器最重要的技術(shù)參數(shù)指標(biāo)是什么？ 交流高壓分壓器

11、電阻分壓器 按用途 直流 按分壓元件 電容 沖擊 阻容技術(shù)指標(biāo)：分壓比的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性（幅值誤差?。?分出的電壓與被測高電壓波形的相似性（波形畸變要小）十、伏秒特性的配合曲線表示該氣隙的沖擊擊穿電壓與放電時(shí)間的關(guān)系。 （1）保護(hù)設(shè)備要保護(hù)被保護(hù)設(shè)備，其伏秒特性曲線必須完全位于被保護(hù)設(shè)備伏秒特性曲線的 下面。 （2）具有較陡伏秒特性曲線的保護(hù)設(shè)備不容易與具有平伏秒特性的被保護(hù)設(shè)備配合所以不能用保護(hù)間隙、管型避雷器來保護(hù)變壓器。右圖：伏秒特性的正確配合1保護(hù)間隙 2被保護(hù)設(shè)備 十一、什么是電介質(zhì)的極化？電介質(zhì)極化的類型，介質(zhì)損耗如何計(jì)算？電介質(zhì)的極化：電介質(zhì)在電場作用下，其束縛電荷相應(yīng)于電場方向產(chǎn)

12、生彈性位移現(xiàn)象和偶極子的取向現(xiàn)象。 電子式極化類型 離子式極化 偶極子極化 （另外還有夾層極化、空間電荷極化）介質(zhì)損耗：在電場作用下電介質(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、夾層極化）引起的損耗，總稱介質(zhì)損耗。交流時(shí)：流過電介質(zhì)的電流 此時(shí)介質(zhì)的功率損耗： （式中：電源角頻率；功率因數(shù)角； 介質(zhì)損耗角） 注：介質(zhì)損耗角為功率因數(shù)角的余角，其正切tg又可稱為介質(zhì)損耗因數(shù)，常 用百分?jǐn)?shù)（）來表示。十二、彼得遜法則的內(nèi)容和應(yīng)用條件內(nèi)容：在計(jì)算線路中某一點(diǎn)的電壓與電流時(shí)，可將入射波和波阻抗為Z的線路用一個(gè)集中參 數(shù)來代替，其中電源電勢=電壓入射波的兩倍，該電源的內(nèi)阻

13、=線路波阻抗Z。 這就是計(jì)算節(jié)點(diǎn)電壓的等值電路法則，也稱“彼得遜法則”。應(yīng)用條件：入射波必須是沿一條分布參數(shù)線路傳輸過來； 適用于節(jié)點(diǎn)A之后的任何一條線路末端產(chǎn)生的反射波未達(dá)到A之前。十三、波阻抗的定義物理意義，影響波阻抗大小的因素有哪些？與集中參數(shù)電阻有何區(qū)別？定義：波阻抗表示向同一方向傳播的電壓波和電流波的比值的大小。影響因素：只與導(dǎo)線單位長度的電感和電容有關(guān)，而與線路長度無關(guān)。 與集中參數(shù)電阻的區(qū)別： （1）波阻抗只是一個(gè)比例常數(shù)，完全沒有長度的概念，線路長度的大小并不影響波阻抗Z的數(shù)值，而一條長線的電阻是與線路長度成正比的； （2）波阻抗從電源吸收的功率和能量是以電磁能的形式儲存在導(dǎo)線

14、周圍的媒質(zhì)中，并未消耗掉，而電阻從電源吸收的功率和能量均轉(zhuǎn)化為熱能而散失掉了。 （3）波阻抗表示同一方向的電壓波和電流波大小的比值，前行波電壓和前行波電流之比取正號，反行波電壓與反行波電流之比取負(fù)號。若線路上既有前行波又有反行波時(shí)，導(dǎo)線上的總電壓與總電流之比不再等于波阻抗。而電阻等于導(dǎo)線上的總電壓與總電流之比。（其中-前行波電壓，-反行波電壓）注：1.電壓波的符號只取決于它的極性，而與電荷的運(yùn)動方向無關(guān)，而電流波的符號不但與相應(yīng)的電荷符號有關(guān)，而且也與電荷的運(yùn)動方向有關(guān)。2.波速與導(dǎo)線周圍媒質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，而與導(dǎo)線半徑、對地高度、鉛包半徑等幾何尺寸無關(guān)。3.波速指的是電壓波和電流波使導(dǎo)線周圍空間

15、建立起相應(yīng)的電場和磁場這樣一種狀態(tài)的傳播速度，而不是在導(dǎo)線中形成電流的自由電子沿線運(yùn)動的速度。4.架空線一般處于300（分裂導(dǎo)線）500（單導(dǎo)線），電纜線路一般處于1050。5.波阻抗Z是電壓波與電流波之間的一個(gè)比例常數(shù)，電壓波與電流波之所以有這樣一種比例關(guān)系，是因?yàn)椴ㄔ趥鞑ミ^程中必須遵循儲存在單位長度線路周圍媒質(zhì)中的電場能量和磁場能量一定相等的規(guī)律。十四、折射波和反射波的計(jì)算；P125十五、雷暴日，落雷密度，繞擊的定義； 雷暴日：是一年中發(fā)生雷電的天數(shù)，以聽到雷聲為準(zhǔn)，在一天內(nèi)只要聽到過雷聲，無論次 數(shù)多少，均記為一個(gè)雷暴日。 落雷密度：表示沒平方公里地面咋一個(gè)雷暴日中受到的平均雷擊次數(shù)。

16、繞擊：雷電繞過避雷線擊與導(dǎo)線，直接在導(dǎo)線上引起過電壓，成為繞擊。十六、雷擊感應(yīng)過電壓與相鄰導(dǎo)線感應(yīng)電壓有何不同？ （1）感應(yīng)雷擊過電壓的極性一定與雷云的極性相反，而相鄰導(dǎo)線間的感應(yīng)電壓的極性一定與感應(yīng)源相同； （2）這種感應(yīng)過電壓一定要在雷云及其先導(dǎo)通道中的電荷被中和后才能出現(xiàn)，而相鄰導(dǎo)線間的感應(yīng)電壓卻與感應(yīng)源同生同滅； （3）感應(yīng)雷擊過電壓的波前平緩、波長較長； （4）感應(yīng)雷擊過電壓在三相導(dǎo)線上同時(shí)出現(xiàn)且數(shù)值基本相同，故不會出現(xiàn)相間電位差和相間閃絡(luò)，；如幅值較大，也只可能引起對地閃絡(luò)。十七、防雷基本措施有哪些？ 設(shè)置避雷針、避雷線 保護(hù)間隙和避雷器 防雷接地裝置。十八、電力系統(tǒng)中有哪些類型的操作過電壓？這些過電壓產(chǎn)生原因是什么？1切斷空載線路過電壓原因：切斷空載線路過電壓時(shí)切斷的是電容電流，在介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度沒有恢復(fù)的情況 下，電弧的重燃導(dǎo)致電壓的升高。2.空載線路合閘過電壓原因：合閘過程中電流無法突變，電路產(chǎn)生非周期分量，引起衰減性振蕩，當(dāng)時(shí)間達(dá)到 某一值時(shí)，電壓達(dá)到最高值，產(chǎn)生合閘過電壓。3.切除空載變壓器過電壓原因：流過電感的電流在到達(dá)自然零點(diǎn)前就被斷路器強(qiáng)行切斷，從而迫使存愛電感中的 磁場能量轉(zhuǎn)為電場能量而