高電壓復(fù)習(xí)要點(diǎn)

高電壓工程基礎(chǔ)復(fù)習(xí)要點(diǎn)

根據(jù)外界給予原子或分子的能量形式的不同，電離方式課分為熱電離、光電離、碰撞電離和分級(jí)電離。SF6氣體含F(xiàn)，其分子捕獲電子的能力很強(qiáng)，屬?gòu)?qiáng)電負(fù)性氣體。空氣中的O2與H2O也有一定的電負(fù)性。

間隙中電離過(guò)程只靠外施電壓已能維持，不再需要外電力因素了，此時(shí)的放電稱(chēng)為自持放電。自持放電的條件為：

放電由非自持向自持轉(zhuǎn)化的機(jī)制與氣體的壓強(qiáng)和長(zhǎng)度的乘積有關(guān)，乘積較小時(shí)可以用湯遜理論來(lái)解釋?zhuān)朔e較大時(shí)（pd>>26.66kPa）要用流注理論來(lái)解釋。

電子崩形成過(guò)程及其示意圖2.氣體放電的基本物理過(guò)程

湯遜理論認(rèn)為二次電子的來(lái)源是正離子撞擊陰極使陰極表面發(fā)生電子逸出。

均勻電場(chǎng)中自持放電的條件。

氣隙擊穿電壓是氣壓和間隙乘積的函數(shù)，這一規(guī)律稱(chēng)為巴申定律。根據(jù)巴申定律，隨著氣壓和間隙乘積的變化，擊穿電壓出現(xiàn)極小值。

流注理論認(rèn)為，二次電子的主要來(lái)源是空間的光電離。

什么是不均勻電場(chǎng)中放電的極性效應(yīng)。

畫(huà)圖說(shuō)明不均勻電場(chǎng)（正極性）中放電的極性效應(yīng)。3.氣體間隙的擊穿強(qiáng)度均勻電場(chǎng)中空氣間隙的擊穿強(qiáng)度約為30kV/cm。標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊波的波形參數(shù)1.2/50us；操作沖擊波的波形參數(shù)

250/2500us。50％放電電壓和伏秒特性的定義。同一間隙的50％沖擊擊穿電壓與穩(wěn)態(tài)擊穿電壓之比，稱(chēng)為沖擊系數(shù)。均勻電場(chǎng)和稍不均勻電場(chǎng)的沖擊系數(shù)接近1，極不均勻場(chǎng)的沖擊系數(shù)大于1。大氣中間隙的放電電壓隨空氣密度的增大而提高。在極不均勻電場(chǎng)中，空氣中的水分（濕度增大）能使間隙的擊穿電壓有所提高。隨著海拔高度增加，外絕緣的放電電壓將下降。SF6氣體絕緣設(shè)備中經(jīng)常遇到的是稍不均勻電場(chǎng)間隙。SF6氣體在極不均勻電場(chǎng)中擊穿的異?，F(xiàn)象：一是擊穿電壓隨氣壓的變化出現(xiàn)駝峰現(xiàn)象；二是在駝峰氣壓范圍內(nèi)，雷擊沖擊擊穿電壓明顯低于穩(wěn)態(tài)擊穿電壓。4.氣體中沿固體絕緣表面的放電在均勻電場(chǎng)中固體介質(zhì)的引入并不影響電極間的電場(chǎng)分布，但放電總是發(fā)生在界面，且閃絡(luò)電壓比空氣間隙的擊穿電壓要低得多。理解套管沿面放電發(fā)展過(guò)程。理解套管沿面放電的等值電路圖。要提高套管的電暈起始電壓和滑閃放電電壓可以采?。阂粶p小比電容：增大固體介質(zhì)厚度，加大法蘭處外套管的外徑，采用瓷-油絕緣代替純瓷介質(zhì)；二減小絕緣表面電阻：套管附近靠近法蘭處涂半導(dǎo)體釉。330kV絕緣子柱采用均壓環(huán)來(lái)改善電壓分布。330kV及以上的懸式絕緣子串一般也裝有均壓環(huán)，以改善沿絕緣子串的電壓分布。長(zhǎng)絕緣子串的電壓分布為何不均勻（由于絕緣子的金屬部分與接地的鐵塔和高壓導(dǎo)線間有雜散電容引起的）理解用電容鏈分析絕緣子串中各絕緣子承受電壓的不均勻分布情況。絕緣子串中靠近導(dǎo)線的絕緣子的電壓降最大。在介質(zhì)表面未發(fā)生凝露的情況下，空氣中絕對(duì)濕度增大，絕緣子沿面閃絡(luò)電壓會(huì)略有提高。但介質(zhì)表面發(fā)生凝露時(shí)，則沿面閃絡(luò)電壓將明顯下降。污閃的定義。理解污閃的發(fā)展過(guò)程。等值鹽密的定義。爬電比距的定義。防止污閃的措施。5.液體與固體介質(zhì)的擊穿。影響液體介質(zhì)擊穿的4個(gè)因素。氣體小橋理論。固體介質(zhì)擊穿的三種形式。擊穿理論和影響因素。理解介質(zhì)中局部放電過(guò)程及其等值電路圖和發(fā)生局部放電時(shí)氣隙上的電壓變化圖。介質(zhì)中氣隙兩端的電壓變化與氣隙電容的乘積為氣隙局部放電的真實(shí)放電量；氣隙放電時(shí)試品上的電壓變化與試品電容的乘積為局部放電的視在放電量。進(jìn)行局部放電測(cè)量的是視在放電量。老化的定義。老化的原因。6.電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗(yàn)

絕緣缺陷分類(lèi)：集中性缺陷和分布性缺陷。

預(yù)防性試驗(yàn)分類(lèi)：破壞性試驗(yàn)和非破壞性試驗(yàn)。

什么是介質(zhì)的介電常數(shù)。

固體介質(zhì)極化的5種形式。哪種極化不消耗能量，。

什么是介質(zhì)損耗。

理解為什么不用介質(zhì)損耗而用介質(zhì)損耗角正切表示介質(zhì)品質(zhì)好壞。吸收現(xiàn)象和吸收比的定義。對(duì)于不均勻的試品，如果絕緣狀況良好，吸收比遠(yuǎn)大于1，如果絕緣嚴(yán)重受潮，吸收比接近1。絕緣電阻和吸收比是反映絕緣性能的最基本的指標(biāo)之一，通常用兆歐表（俗稱(chēng)搖表）進(jìn)行。規(guī)定所加電壓60s后測(cè)得的數(shù)值為試品的絕緣電阻。介質(zhì)損耗角的正切的含義：是在交流電壓作用下，電介質(zhì)中的電流有功分量與無(wú)功分量的比值，是一個(gè)無(wú)量綱的數(shù)。在一定的電壓和頻率下，它反映電介質(zhì)內(nèi)單位體積中能量消耗的大小，它與電介質(zhì)的體積尺寸大小無(wú)關(guān)。。測(cè)量tg值，最常用的方法是采用西林電橋。理解西林電橋的基本原理，畫(huà)出西林電橋原理接線圖。反接法：被試品的一端C接地，D點(diǎn)和屏蔽網(wǎng)接高壓，調(diào)節(jié)臂、檢流計(jì)和屏蔽網(wǎng)處于高電位，注意測(cè)試人員的安全。局部放電的檢測(cè)參數(shù)有那些。局放的檢測(cè)方法有哪些。目前采用電脈沖法測(cè)量局部放電。畫(huà)出電脈沖法測(cè)量局部放電的三種基本回路。變壓器內(nèi)部存在裸金屬部分局部過(guò)熱，變壓器油色譜分析的主要特征是總烴含量較高，甲烷、乙烯較多；如果固體絕緣過(guò)熱，氣體中CO和CO2含量加大；存在局部放電時(shí)，乙炔和H2含量較大。7.電氣設(shè)備絕緣的高電壓試驗(yàn)產(chǎn)生工頻高電壓的設(shè)備主要是高壓試驗(yàn)變壓器，在選擇試驗(yàn)變壓器的額定容量時(shí)按P=CU2×10-9kVA。工頻高壓試驗(yàn)的基本接線圖。按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和IEC規(guī)定，工頻電壓的測(cè)量無(wú)論是有效值或峰值，都要求誤差不超過(guò)3％。高壓實(shí)驗(yàn)室中常用的測(cè)量工頻高電壓的方法有：用測(cè)量球隙或峰值電壓表測(cè)量峰值；用靜電電壓表測(cè)量有效值；也可用電容分壓器+示波器測(cè)量。通常測(cè)量工頻電壓采用的分壓器是電容分壓器。用電阻分壓器只適用于被測(cè)電壓低于100kV的情況。應(yīng)用最廣泛的產(chǎn)生直流高壓的方法是將交流電壓通過(guò)整流原件整流獲得的。理解半波整流回路，倍壓電路，串級(jí)直流高壓發(fā)生器原理圖。直流高壓試驗(yàn)設(shè)備的性能參數(shù)有算術(shù)平均值（定義式？），額定電流，脈動(dòng)系數(shù)（定義式？）在測(cè)量直流電壓的算術(shù)平均值，有效值和最大值時(shí)，其測(cè)量誤差不大于3％，測(cè)量脈動(dòng)幅值時(shí)不大于10％。測(cè)量直流電壓的常用方法：用球隙測(cè)量最大值；用靜電電壓表測(cè)有效值（平均值）；用電阻分壓器或電阻串微安表測(cè)平均值。沖擊電壓發(fā)生器的工作原理：并聯(lián)充電，串聯(lián)放電?；净芈穲D，放電時(shí)的等值回路圖。波前時(shí)間的近似計(jì)算公式；波尾時(shí)間的近似計(jì)算公式。理解截?cái)嗖ㄊ窃趺从脹_擊電壓發(fā)生器產(chǎn)生的理解操作沖擊波的獲得方法。目前常用的測(cè)量沖擊電壓的方法：測(cè)量球隙；分壓器+峰值電壓表；分壓器+示波器。測(cè)量沖擊電壓的分壓器有電容和電阻兩種。用電阻分壓器測(cè)量沖擊電壓的回路圖，電纜兩端的匹配要求R2+R3=Z=R4，以及分壓比的計(jì)算。用電容分壓器測(cè)量沖擊電壓回路圖，電纜首端匹配條件R1=Z和分壓比k=(C1+C2)/C1計(jì)算，首末端匹配條件R1＝R2=Z，C1＋C2＝C3+Cc和分壓比的計(jì)算K＝2(C1+C2)/C1。8.線路和繞組中的波過(guò)程波阻抗的定義：略。波阻抗的定義公式：波速：波速與導(dǎo)線周?chē)劫|(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，而與導(dǎo)線半徑、對(duì)地高度、鉛包半徑等幾何尺寸無(wú)關(guān)。波阻抗與電阻的物理含義有何不同。架空線路的波阻抗與波速數(shù)值大小。電纜的波阻抗與波速數(shù)值大小。電壓波反射系數(shù)、電壓波折射系數(shù)，及其計(jì)算公式。

理解彼德遜等值電路。

理解網(wǎng)格法計(jì)算行波的多次折反射。

波沿導(dǎo)線傳播過(guò)程中發(fā)生衰減和變形的決定因素是電暈。電暈對(duì)線路波過(guò)程的影響（4個(gè)）。無(wú)論中性點(diǎn)接地方式如何，變壓器初始最大電位梯度均出現(xiàn)在繞組首端，其值為:

變壓器的入口電容：變壓器繞組末端接地，最大電壓出現(xiàn)在繞組首端附近，其值可達(dá)1.4U0；末端不接地，最大電壓出現(xiàn)在中性點(diǎn)附近,其值可達(dá)1.9U0。

變壓器繞組間波的傳遞中，靜電耦合分量的大小決定與高低壓繞組間的電容C12、低壓繞組及入射波的陡度對(duì)地電容C20。

若在低壓繞組開(kāi)路后還接有一段電纜，相當(dāng)于增大了C20則對(duì)低壓繞組沒(méi)有危險(xiǎn)，可以不加避雷器保護(hù)）。旋轉(zhuǎn)電機(jī)繞組可忽略縱向電容K0的作用，其波過(guò)程與輸電線路相似。

9.雷電及防雷裝置雷電參數(shù):雷暴日及雷暴小時(shí)、落雷密度、雷電通道波阻抗、雷電流的極性、雷電流幅值、雷電流的波頭、陡度及波長(zhǎng)、雷電流的波形等。在線路防雷計(jì)算時(shí)，我國(guó)規(guī)程規(guī)定雷電流波頭時(shí)間為

2.6us。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊波形的波頭、波長(zhǎng)分別為1.2/50us。避雷針（線）的保護(hù)范圍仍有0.1％的雷擊概率。避雷針的聯(lián)合保護(hù)范圍。避雷線比避雷針的保護(hù)范圍要小。工頻續(xù)流的定義。避雷器的類(lèi)型。氧化鋅避雷器的優(yōu)點(diǎn)。避雷器滅弧電壓的定義。避雷器殘壓的定義。殘壓與滅弧電壓的比值越小越好。接地電阻的定義。接地裝置的定義，它與接地電阻有什么關(guān)系。10.輸電線路的防雷雷擊架空輸電線路有四種可能。耐雷水平的定義。雷擊跳閘率的定義。線路的耐雷水平較高，就能承受較高幅值的雷電流，線路絕緣發(fā)生閃絡(luò)的機(jī)會(huì)就較小，雷擊跳閘率就較小。感應(yīng)過(guò)電壓的兩個(gè)主要組成部分。

對(duì)一般高度的線路，感應(yīng)過(guò)電壓最大值:

有避雷線時(shí)的感應(yīng)過(guò)電壓:=(Ihd/2.6)(1-Kc)無(wú)無(wú)避雷線時(shí),雷擊導(dǎo)線的過(guò)電壓及耐雷水平:無(wú)避雷線時(shí)雷擊塔頂時(shí)的過(guò)電壓及耐雷水平：塔頂電位：

導(dǎo)線感應(yīng)過(guò)電壓：絕緣子串上的電壓：線路耐雷水平：有避雷線時(shí)雷擊塔頂線路的過(guò)電壓及耐雷水平：

流經(jīng)被擊桿塔的入地電流為：I

桿塔電位為：I+I/2.6

避雷線電位與桿塔電位相同，避雷線與導(dǎo)線間存在耦合，極性與雷電流相同，作用在絕緣子串的這部分電壓為：(I+I/2.6)(1-Kc)雷擊塔頂時(shí)的感應(yīng)過(guò)電壓為：hd＝Ihd/2.6，避雷線的存在，感應(yīng)過(guò)電壓為Ihd/2.6(1-Kc)此時(shí)，絕緣子串上的過(guò)電壓為：耐雷水平為：雷擊桿塔次數(shù)與雷擊線路總數(shù)的比例稱(chēng)為擊桿率.線路因雷擊而跳閘，有可能是由反擊引起的，也可能是由繞擊造成的，這兩部分之和即是線路總的雷擊跳閘率.輸電線路的防雷保護(hù)措施。11.發(fā)電廠和變電所的防雷保護(hù)發(fā)電廠、變電所的雷電過(guò)電壓的兩個(gè)來(lái)源.

直擊雷的防護(hù)。入侵波的防護(hù)。發(fā)電廠、變電所防止直擊雷的措施。變電所的進(jìn)線保護(hù)作用（以限制流過(guò)閥式避雷器的雷電流和降低侵入波的陡度）。進(jìn)線段的定義。自耦變壓器的保護(hù)。配電變壓器的保護(hù)。理解GIS的定義和特點(diǎn)。直配電機(jī)的防雷保護(hù)。12.暫時(shí)過(guò)電壓內(nèi)部過(guò)電壓包括操作過(guò)電壓和暫時(shí)過(guò)電壓。工頻電壓升高的三個(gè)原因。理解空載長(zhǎng)線開(kāi)路時(shí)電壓傳遞系數(shù)：理解線路末端接電抗器時(shí)的電壓傳遞系數(shù)：110％避雷器，100％避雷器，80％避雷器鐵磁諧振過(guò)電壓的特點(diǎn)（3個(gè)）。鐵磁元件的非線性是產(chǎn)生鐵磁諧振的根本原因。13.操作過(guò)電壓限制操作過(guò)電壓的方法。中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)電弧接地過(guò)電壓的原因：間歇性電弧。若A相發(fā)生單相接地，電弧熄滅后不再重燃，則健全相上的過(guò)電壓不會(huì)超過(guò)2.5倍電壓最大值。限制中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)電弧接地過(guò)電壓的措施：中性點(diǎn)直接接地和經(jīng)消弧線圈接地。理解消弧線圈的消弧原理和作用。合閘空載線路過(guò)電壓的原因。合閘2倍；重合閘3倍電壓最大值。合閘空載線路過(guò)電壓的限制措施。切除空載線路過(guò)