鄭州大學(xué)高電壓知識(shí)點(diǎn)整理

1、湯遜理論的內(nèi)容牌根表廈二次 發(fā)麻仔過(guò)粗J汁界電高國(guó)r7 、氣律皂回電離a過(guò)程(電子碰撞電離過(guò)程)電子崩：電子數(shù)按幾何級(jí)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(gè)電子沿著電場(chǎng)方向行徑1cm的長(zhǎng)度，平均發(fā)生的碰撞電離次數(shù)Y過(guò)程(正離子撞擊陰極表面過(guò)程)正離子表面電力系數(shù)Y:一個(gè)正離子在電場(chǎng)的作用下由陽(yáng)極向陰極移動(dòng)，撞擊陰極表面產(chǎn)生表面電離的電子數(shù)流注理論的內(nèi)容電子崩過(guò)程+流注過(guò)程(流注理論要點(diǎn)：認(rèn)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(qiáng)調(diào)了空間電荷畸變電場(chǎng)的作用)湯遜理論、流注理論適用范圍及區(qū)別湯遜理論適用于低氣壓、短氣隙的情況(pd 自持放

2、電條件：流注形成條件=初崩頭部的空間電荷數(shù)量達(dá)到某一臨界值Y (ead 1) = 1 或yead 歸 1( ead 1)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(dāng)氣體成分和電極材料一定時(shí)，氣隙間隙擊穿電壓Ub是氣壓和極間距離乘積(pd)的函數(shù)。氣=f 氣=f (pd)原子電離原子在外界因素作用下，使其一個(gè)或幾個(gè)電子脫離原子核的束縛而形成原子的激勵(lì)原子在外界因素的作用下，吸收外界能量使其內(nèi)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(yuǎn)的軌道上去，此過(guò)程稱原子的激勵(lì)。統(tǒng)計(jì)時(shí)延從t1開(kāi)始到氣隙中出現(xiàn)第一個(gè)有效電子所需的時(shí)間（t1升壓時(shí)間）帶電粒子的消失：1）在電場(chǎng)作用下

3、定向運(yùn)動(dòng)，到達(dá)電極時(shí)，消失于電極而形成外電路電流。2）帶電粒子的擴(kuò)散逸出氣體放電空間。3）帶電粒子的復(fù)合完成氣隙擊穿的三個(gè)必要條件：Q足夠大的電場(chǎng)強(qiáng)度或足夠高的電壓氣隙中存在有效電子需要有一定的時(shí)間在極不均勻電場(chǎng)中，正極性擊穿電壓，負(fù)極性擊穿電壓在極不均勻電場(chǎng)中，正極性電場(chǎng)更容易放電，擊穿電壓較低，負(fù)極性電場(chǎng)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(dǎo)致間隙擊穿概率為50%時(shí)的電壓。電暈放電極不均勻電場(chǎng)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(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生氣體，引起腐蝕作用，脈沖現(xiàn)象

4、，產(chǎn)生高頻電磁波，干擾通訊和測(cè)量電暈對(duì)線路在沖擊電壓波下的影響：1）導(dǎo)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(zhì)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(luò)。）大氣條件對(duì)氣隙擊穿的影響在大氣條件下，氣隙的擊穿電壓隨0 （空氣的相對(duì)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(chǎng)：濕度影響不太明顯-極不均勻電場(chǎng)：濕度影響明顯海拔高度增加，空氣的電氣強(qiáng)度降低。sf6氣體具有較高的絕緣強(qiáng)度（=電氣強(qiáng)度）的主要原因：主要是因?yàn)榱驓怏w具有很強(qiáng)電負(fù)性，容易俘獲自由電子形成負(fù)離子，電子變

5、成 負(fù)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(guò)程。*電場(chǎng)的不均勻程度對(duì)SF6電氣強(qiáng)度的影響遠(yuǎn)比對(duì)空氣的大（盡可能使電場(chǎng)均勻化）提高氣體介質(zhì)電氣強(qiáng)度的方法（=提高氣體氣隙的絕緣強(qiáng)度=提高氣隙的擊穿電壓）改善電極形狀改善電場(chǎng)分布利用空間電荷畸變電場(chǎng)提高氣體介質(zhì)電氣強(qiáng)度的方法提高氣體介質(zhì)電氣強(qiáng)度的方法、利用屏障高氣壓的采用削弱氣體的電離過(guò)程高電氣強(qiáng)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(hào)的空間電荷，僅極不均勻電場(chǎng)適用電介質(zhì)的極化電介質(zhì)在電場(chǎng)作用下，其束縛電荷相應(yīng)于電場(chǎng)方向產(chǎn)生的彈性位移現(xiàn)象和偶極子的取 向現(xiàn)象。

6、極化的種類=.C=與，稱介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù) 000極化時(shí)間短，極化極化時(shí)間長(zhǎng)，極化時(shí)間短，極化極化時(shí)間長(zhǎng)，有損耗U禺極子極化1夾層介質(zhì)極化（時(shí)間最長(zhǎng)）電介質(zhì)的電導(dǎo)的概念與電導(dǎo)率在電介質(zhì)內(nèi)部或多或少存在數(shù)量很小的帶電粒子，他們?cè)陔妶?chǎng)作用下會(huì)不同程度地作定向移動(dòng)而形成傳導(dǎo)電流（即電導(dǎo)電流或泄露電流），這即是電介質(zhì)的電導(dǎo)過(guò)程。描述物理量：電導(dǎo)率Y或電阻率P*電介質(zhì)的電導(dǎo)隨溫度的增加按指數(shù)規(guī)律上升電介質(zhì)電導(dǎo)不同于金屬電導(dǎo)的區(qū)別電介質(zhì)導(dǎo)體是離子式導(dǎo)體，金屬中為自由電子電介質(zhì)損耗的基本形式a.極化損耗 b.電導(dǎo)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）氣泡擊穿：

7、（電離的氣泡在電場(chǎng)中形成“橋”，擊穿在通道中發(fā)生）工程液體電介質(zhì)的擊穿影響液體電介質(zhì)擊穿電壓的主要因素及結(jié)果雜質(zhì)：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(chǎng)越均勻影響越大。溫度：關(guān)系復(fù)雜電壓作用時(shí)間：擊穿電壓隨加電壓時(shí)間的增加而下降電場(chǎng)均勻度：改善電場(chǎng)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(zhì)的擊穿機(jī)理電擊穿理論：（固體介質(zhì)碰撞電離）熱擊穿理論：介質(zhì)加電場(chǎng)r介質(zhì)損耗引起發(fā)熱T介質(zhì)溫度升高的溫度介質(zhì)電阻J r電流個(gè)r損耗發(fā)熱Tt惡性循環(huán)r介質(zhì)分解、炭化r介質(zhì)擊穿電化學(xué)擊穿理論：（固體在長(zhǎng)期工作電壓下，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

8、并引起擊穿的現(xiàn)象。）影響固體電介質(zhì)擊穿電壓的主要因素及結(jié)果均勻電場(chǎng)中，其擊穿電壓較高，而且與介質(zhì)厚度的增加近似成直線關(guān)系;不均勻電場(chǎng)中，則隨著介質(zhì)厚度的增加，電場(chǎng)更不均勻電壓種類：固體介質(zhì)在直流下的擊穿電壓常比工頻高的多。 累積效應(yīng)6.受潮7.機(jī)械負(fù)荷極性電介質(zhì)在交流電壓作用下?lián)p耗的物理量與溫度、頻率的關(guān)系?電場(chǎng)作用下介質(zhì)中氣隙或者氣泡影響電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)的分類及作用檢查性試驗(yàn)（絕緣特性試驗(yàn)）：非破壞性試驗(yàn)，在較低的電壓或是用其他不會(huì)損傷絕 緣的辦法來(lái)測(cè)量絕緣的各種特性，從而判斷絕緣內(nèi)部有無(wú)缺陷。耐壓試驗(yàn)：破壞性的特征，模仿設(shè)備絕緣在運(yùn)行中可能出現(xiàn)的各種電壓，對(duì)絕緣施加 與之等價(jià)或更為嚴(yán)

9、峻的電壓，從而考驗(yàn)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(gè)電流值I和和r60，則吸收15K = &60 So若絕緣良好，K遠(yuǎn)大于1；15I所對(duì)應(yīng)的絕緣電阻值分別為R6015比K1UIL 七。若絕緣受潮，K接近于1。對(duì)大型電機(jī)，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)K2/I，測(cè)量絕緣電阻和測(cè)量泄漏電流方法與區(qū)別測(cè)量泄漏電流的原理與測(cè)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(cè)量泄露電流時(shí)試驗(yàn)電壓高，所以使絕緣本身的弱點(diǎn)容易暴露出來(lái)。根據(jù)泄漏電流值可以換算出絕緣電阻值。測(cè)量介質(zhì)損耗角正切值最常用的儀器設(shè)備常用高壓交流平衡電橋（西

10、林電橋），亦采用不平衡電橋（介質(zhì)試驗(yàn)器）或低功率因 數(shù)瓦特表。測(cè)量局部放電常用方法非電檢測(cè)法（噪聲/光/化學(xué)分析）；電氣檢測(cè)法（介質(zhì)損耗法/脈沖電流法）。工頻耐壓試驗(yàn)電路、設(shè)備和測(cè)試方法gFggFg國(guó)5-4國(guó)5-4工推高壓試的基本換燧圖AVT壓PV1-低壓偷胞壓毒.T-工旅高壓饕置.知一委壓驀保護(hù)胞魁 TO-WP氏一爆護(hù)咆阻FVh育壓停電胞壓新fH量球Bli以一A 帶瞄糠露直流耐壓試驗(yàn)電路設(shè)備、電壓測(cè)量方法r;r;JL-事一 1一 r IL洲漏電流試我接璃圖 r-n隅調(diào)壓器；T-試驗(yàn)變壓黔 配一保護(hù)電阻；）一高壓徒堆：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)

11、值只和導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的L0、C0有關(guān)，而與線路長(zhǎng)度無(wú) z = u/i = , L07C0波的折返射系數(shù)公式和取值范圍2ZU =2U=以 U2 Z + Z 1 U12u1U = Z2 - Z1 U u11 Z + Z 112式中 氣一電壓折射系數(shù)（0 2）；P：一電壓反射系數(shù)（-1 山 1）；1 + P =以。單相變壓器繞組波過(guò)程的起始、穩(wěn)態(tài)電壓分布規(guī)律并說(shuō)明中間過(guò)渡過(guò)程?波在變壓器繞組間傳遞的方式靜電感應(yīng)（電容傳遞）、電磁感應(yīng)（磁傳遞）雷暴日Td、雷暴小時(shí)Th一年中發(fā)生雷電的天（小時(shí)）數(shù)。地面落雷密度Y每平方公里地面在一個(gè)雷暴日受到的平均雷擊次數(shù)。（標(biāo)準(zhǔn)對(duì)Td =40的地區(qū)y=0.07）避雷針（

12、線）的保護(hù)范圍，保護(hù)概率我國(guó)有關(guān)規(guī)程推薦的保護(hù)范圍對(duì)應(yīng)0.1%的繞擊率（繞擊：雷電繞過(guò)避雷裝置而擊中被保護(hù)物體的現(xiàn)象）線路防雷的四道防線及九類措施防直擊：裝設(shè)避雷線。防閃絡(luò)：降低桿塔的沖擊接地電阻；架設(shè)避雷線；裝設(shè)耦合地線;裝設(shè)避雷器；加強(qiáng)絕緣。防建孤：加強(qiáng)絕緣；加消弧線圈（中性點(diǎn)）。防停電：采用自動(dòng)重合閘；雙回路或環(huán)網(wǎng)供電。耐雷水平雷擊線路時(shí)，其絕緣尚不至于發(fā)生閃絡(luò)的最大雷電流幅值或能引其絕緣閃絡(luò)的最小雷 電流幅值變電所直擊雷防護(hù)措施裝設(shè)避雷針、避雷線（直擊波）裝設(shè)避雷器（侵入波）并聯(lián)電容器（直配電機(jī)）微電子設(shè)備的保護(hù)避雷器殘壓沖擊電流流過(guò)避雷器時(shí)，在工作電阻上產(chǎn)生的電壓峰值避雷器滅弧電壓變

13、電所進(jìn)線段保護(hù)作用及原理作用：降低了波前陡度和幅值；限制流過(guò)避雷器的沖擊電流幅值IFV。 作用實(shí)現(xiàn)原理：雷電過(guò)電壓因沖擊電暈衰減和變形，降低陡度和幅值;利用進(jìn)線段本身阻抗限制沖擊電流幅值。5)及以I.變電所的進(jìn)線悚護(hù)接線3）未沿全歿架設(shè)避缶線的35-11。W線路的變電所的進(jìn)技保護(hù)接線* 徑級(jí)仃避宙線的變電所的進(jìn)線保護(hù)接線被保護(hù)設(shè)備的伏秒特性圖伏秒特性配合1被保IP設(shè)蕾的伏群特性；8保護(hù)間隙 或管型哦倍螺的伏秒特姓；3閥型 嗣帶器的伏釧件超高壓線路中，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(wú)功功率有關(guān)運(yùn)行狀況的功能輕空載或輕負(fù)荷線路上的電容效應(yīng)，以降低工頻暫態(tài)過(guò)電壓；改善長(zhǎng)輸電線路上的電壓分布。使輕負(fù)荷時(shí)線路中的無(wú)功功率盡可能就地平衡，防止無(wú)功功率不合理流動(dòng)，同時(shí)也減輕了線路 上的功率損失。在大機(jī)組與系統(tǒng)并列時(shí)降低高壓母線上工頻穩(wěn)態(tài)電壓，便于發(fā)電機(jī)同期并列。防止發(fā)電機(jī)帶長(zhǎng)線路可能出現(xiàn)的自勵(lì)磁諧振現(xiàn)象。當(dāng)采用電抗器中性點(diǎn)經(jīng)小電抗接地裝置時(shí)，還可用小電抗器補(bǔ)償線路相間及相地電容，以加速 潛供電流自動(dòng)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