鄭州大學高電壓知識點整理

1、湯遜理論的內容楓豐警工*宅岸空I町電關/吒腫的自由電子世孚垃5睡槽電離電子血佃過理)陰極表衣r正臨子SJtt(riifi)a過程(電子碰撞電離過程)電子崩：電子數(shù)按幾何級數(shù)不斷增多,像雪崩似的發(fā)展,這種急劇增大的空間電子流電子碰撞電力系數(shù)a:一個電子沿著電場方向行徑1cm的長度，平均發(fā)生的碰撞電離次數(shù)Y過程(正離子撞擊陰極表面過程)正離子表面電力系數(shù)Y：一個正離子在電場的作用下由陽極向陰極移動，撞擊陰極表面產生表面電離的電子數(shù)流注理論的內容電子崩過程+流注過程(流注理論要點：認為電子碰撞電離及空間光電離是維持自持放電的主要因素并強調了空間電荷畸變電場的作用)湯遜理論、流注理論適用范圍及區(qū)別湯遜

2、理論適用于低氣壓、短氣隙的情況(pd自持放電條件：流注形成條件=初崩頭部的空間電荷數(shù)量達到某一臨界值Y(ead1)二1或YeadU1(ead1)非自持放電：必須借助外力因素才能維持的放電。巴申定律當氣體成分和電極材料一定時，氣隙間隙擊穿電壓Ub是氣壓和極間距離乘積(pd)的函數(shù)。原子電離原子在外界因素作用下，使其一個或幾個電子脫離原子核的束縛而形成原子的激勵原子在外界因素的作用下，吸收外界能量使其內部能量增加，原子核外的電子將從離原子核較近的軌道跳到離原子核較遠的軌道上去，此過程稱原子的激勵。U二f(pd)b統(tǒng)計時延從t1開始到氣隙中出現(xiàn)第一個有效電子所需的時間（t1升壓時間）帶電粒子的消失：

3、1）在電場作用下定向運動，到達電極時，消失于電極而形成外電路電流。2）帶電粒子的擴散逸出氣體放電空間。3）帶電粒子的復合完成氣隙擊穿的三個必要條件：Q足夠大的電場強度或足夠高的電壓氣隙中存在有效電子需要有一定的時間在極不均勻電場中，正極性擊穿電壓，負極性擊穿電壓在極不均勻電場中，正極性電場更容易放電，擊穿電壓較低，負極性電場不容易放電，擊穿電壓較高。50%沖擊放電電壓在一定波形的沖擊電壓作用下，外加電壓的幅值變化,導致間隙擊穿概率為50%時的電壓。電暈放電極不均勻電場的自持放電現(xiàn)象電暈放電的利弊利：削弱輸電線上雷電沖擊電壓波的幅值及陡度弊：發(fā)光，聲熱，損失能量，使空氣化學反應，產生氣體，引起腐

4、蝕作用，脈沖現(xiàn)象，產生高頻電磁波，干擾通訊和測量電暈對線路在沖擊電壓波下的影響：1）導線波阻抗減小2）波速減小3）耦合系數(shù)增大4）引起波的衰減與變形5）減小波的陡度、降低波的幅值特性沿面放電沿著固體介質表面發(fā)展的氣體放電現(xiàn)象。（污閃：沿著污染表面發(fā)展的閃絡。）大氣條件對氣隙擊穿的影響在大氣條件下，氣隙的擊穿電壓隨6（空氣的相對密度）的增大而提高。大氣的濕度越大，氣隙的擊穿電壓增高。均勻和稍不均勻電場：濕度影響不太明顯L極不均勻電場：濕度影響明顯海拔高度增加，空氣的電氣強度降低。sf6氣體具有較高的絕緣強度（=電氣強度）的主要原因：主要是因為六氟化硫氣體具有很強電負性，容易俘獲自由電子形成負離子

5、，電子變成負離子后，其引起碰撞電離的能力就變得很弱，因而削弱了放電發(fā)展過程。*電場的不均勻程度對sf6電氣強度的影響遠比對空氣的大（盡可能使電場均勻化）提高氣體介質電氣強度的方法（=提高氣體氣隙的絕緣強度=提高氣隙的擊穿電壓）I改善電極形狀改善電場分布利用空間電荷畸變電場利用屏障提高氣體介質電氣強度的方法1r、一高氣壓的米用削弱氣體的電離過程高電氣強度氣體的采用高真空的采用*改善電極形狀：增大電極曲率半徑*利用屏蔽：屏蔽的作用取決于它所攔住的與電暈電極同號的空間電荷，僅極不均勻電場適用電介質的極化電介質在電場作用下，其束縛電荷相應于電場方向產生的彈性位移現(xiàn)象和偶極子的取向現(xiàn)象。r=CC=20，

6、稱介質的相對介電常數(shù)極化的種類000極化時間短,極化極化時間長,無損耗I電子式極化（時間最短）貝離子式極化（溫度的影響）有損耗I偶極子極化人夾層介質極化（時間最長）電介質的電導的概念與電導率在電介質內部或多或少存在數(shù)量很小的帶電粒子，他們在電場作用下會不同程度地作定向移動而形成傳導電流（即電導電流或泄露電流），這即是電介質的電導過程。描述物理量：電導率Y或電阻率P*電介質的電導隨溫度的增加按指數(shù)規(guī)律上升電介質電導不同于金屬電導的區(qū)別電介質導體是離子式導體，金屬中為自由電子電介質損耗的基本形式a.極化損耗b.電導損耗c.氣體電離損耗液體的擊穿形式電擊穿：（電子碰撞理論，與氣體放電的湯遜理論相似）

7、氣泡擊穿：（電離的氣泡在電場中形成“橋”，擊穿在通道中發(fā)生）工程液體電介質的擊穿影響液體電介質擊穿電壓的主要因素及結果雜質:呈懸浮狀態(tài)，則易形成“小橋”等而使擊穿電壓明顯下降。電場越均勻影響越大。溫度：關系復雜電壓作用時間：擊穿電壓隨加電壓時間的增加而下降電場均勻度：改善電場均勻度能提高擊穿電壓壓力：工頻擊穿電壓隨油的壓力增大而升高固體電介質的擊穿機理電擊穿理論：（固體介質碰撞電離）熱擊穿理論：介質加電場T介質損耗引起發(fā)熱T介質溫度升高度T介質電阻JT電流TT損耗發(fā)熱Tt惡性循環(huán)T介質分解、炭化T介質擊穿電化學擊穿理論：（固體在長期工作電壓下，介質內部發(fā)生局部放電等原因，使絕緣劣化，電氣強度逐

8、步下降并引起擊穿的現(xiàn)象。）影響固體電介質擊穿電壓的主要因素及結果均勻電場中，其擊穿電壓較高，而且與介質厚度的增加近似成直線關系不均勻電場中，則隨著介質厚度的增加，電場更不均勻電壓種類：固體介質在直流下的擊穿電壓常比工頻高的多。累積效應6.受潮7.機械負荷極性電介質在交流電壓作用下?lián)p耗的物理量與溫度、頻率的關系？電場作用下介質中氣隙或者氣泡影響電氣設備絕緣預防性試驗的分類及作用檢查性試驗（絕緣特性試驗）：非破壞性試驗，在較低的電壓或是用其他不會損傷絕緣的辦法來測量絕緣的各種特性，從而判斷絕緣內部有無缺陷。耐壓試驗：破壞性的特征，模仿設備絕緣在運行中可能出現(xiàn)的各種電壓，對絕緣施加與之等價或更為嚴峻

9、的電壓，從而考驗絕緣耐受這類電壓的能力。吸收比&極化指數(shù)如果令t=16s和t=60s瞬間的兩個電流值I和和R，則吸收156015I所對應的絕緣電阻值分別為R6015比K1U/厶560若絕緣良好，K遠大于1；若絕緣受潮，K接近于1。對大型電機，加壓10分鐘的絕緣電阻與加壓1分鐘的絕緣電阻的比值極化指數(shù)KR/R2101測量絕緣電阻和測量泄漏電流方法與區(qū)別測量泄漏電流的原理與測量絕緣電阻的原理相同，能檢出的缺陷也大致相同，但由于測量泄露電流時試驗電壓高，所以使絕緣本身的弱點容易暴露出來。根據(jù)泄漏電流值可以換算出絕緣電阻值。測量介質損耗角正切值最常用的儀器設備常用高壓交流平衡電橋（西林電橋），亦采用不

10、平衡電橋（介質試驗器）或低功率因數(shù)瓦特表。測量局部放電常用方法非電檢測法（噪聲/光/化學分析）；電氣檢測法（介質損耗法/脈沖電流法）。工頻耐壓試驗電路、設備和測試方法Rifi5-4工噸鮎壓試胸基本AV-IHS,PVl-低壓館電壓我*T-工髓會壓叢置ITO-WPi&-WMtW*F電ISiFV2一盲壓靜電電壓霸口一曙翎矇瞬直流耐壓試驗電路設備、電壓測量方法亠=rIL-仃Q丄洙漏電流試驗按線陽r-n耦調壓器；?。阂辉囼炞儔乎臟保護電躲A高壓陡堆;波阻抗的定義和公式波阻抗表示具有同一方向電壓波和電流波大小的比值。波阻抗的數(shù)值只和導線單位長度的L0、C0有關，而與線路長度無關。Z=u/i=/L/C00波

11、的折返射系數(shù)公式和取值范圍=auu1=PUu12ZU=2U2Z+Z112Z-Zu=U1Z+Z112式中a電壓折射系數(shù)（0a2）；uuP電壓反射系數(shù)（-1P1）；uu1+P=a。單相變壓器繞組波過程的起始、穩(wěn)態(tài)電壓分布規(guī)律并說明中間過渡過程？波在變壓器繞組間傳遞的方式靜電感應（電容傳遞）、電磁感應（磁傳遞）雷暴日Td、雷暴小時Th一年中發(fā)生雷電的天（小時）數(shù)。地面落雷密度r每平方公里地面在一個雷暴日受到的平均雷擊次數(shù)。（標準對Td=40的地區(qū)y=0.07）避雷針（線）的保護范圍，保護概率我國有關規(guī)程推薦的保護范圍對應0.1%的繞擊率（繞擊：雷電繞過避雷裝置而擊中被保護物體的現(xiàn)象）線路防雷的四道防

12、線及九類措施防直擊：裝設避雷線。防閃絡：降低桿塔的沖擊接地電阻；架設避雷線；裝設耦合地線裝設避雷器；加強絕緣。防建?。杭訌娊^緣；加消弧線圈（中性點）。防停電：采用自動重合閘；雙回路或環(huán)網供電。耐雷水平雷擊線路時，其絕緣尚不至于發(fā)生閃絡的最大雷電流幅值或能引其絕緣閃絡的最小雷電流幅值變電所直擊雷防護措施1.裝設避雷針、避雷線（直擊波）2.裝設避雷器（侵入波）并聯(lián)電容器（直配電機）微電子設備的保護避雷器殘壓沖擊電流流過避雷器時，在工作電阻上產生的電壓峰值避雷器滅弧電壓變電所進線段保護作用及原理作用：降低了波前陡度和幅值；限制流過避雷器的沖擊電流幅值IFV。作用實現(xiàn)原理：雷電過電壓因沖擊電暈衰減和變

13、形，降低陡度和幅值利用進線段本身阻抗限制沖擊電流幅值。著kv朋以上變電所的進線魅護接線（町未沿全線昶設避需線的3S-llt）kVH的變電所的進線保護接緘;（b座線仃避館線的變電所的進線保護接線被保護設備的伏秒特性圖ES4-1S避雷結與餓探護設備的快秒特性配合1戳保護設番的伏秒特性；&理護問原誠首塑毬霄奪的伏鈔特性；3-M超高壓線路中，采用并聯(lián)電抗器的目的超高壓并聯(lián)電抗器有改善電力系統(tǒng)無功功率有關運行狀況的功能輕空載或輕負荷線路上的電容效應，以降低工頻暫態(tài)過電壓;改善長輸電線路上的電壓分布。使輕負荷時線路中的無功功率盡可能就地平衡，防止無功功率不合理流動，同時也減輕了線路上的功率損失。在大機組與系統(tǒng)并列時降低高壓母線上工頻穩(wěn)態(tài)電壓，便于發(fā)電機同期并列。防止發(fā)電機帶長線路可能出現(xiàn)的自勵磁諧振現(xiàn)象。當采用電抗器中性點經小電抗接地裝置時，還可用小電抗器補償線路相間及相地電容，以加速潛供電流自動熄滅，便于采用。電抗器的接線分串聯(lián)和并聯(lián)兩種方式。串聯(lián)電抗器通常起限流作用，并聯(lián)電