高電壓技術(shù)復(fù)習(xí)資料要點(diǎn)

第一章電介質(zhì)的電氣強(qiáng)度1.1氣體放電的基本物理過(guò)程1?高壓電氣設(shè)備中的絕緣介質(zhì)有氣體、液體、固體以及其他復(fù)合介質(zhì)。2?氣體放電是對(duì)氣體中流通電流的各種形式統(tǒng)稱。3?電離：指電子脫離原子核的束縛而形成自由電子和正離子的過(guò)程。4?帶電質(zhì)點(diǎn)的方式可分熱電離、光電離、碰撞電離、分級(jí)電離。5?帶電質(zhì)點(diǎn)的能量來(lái)源可分正離子撞擊陰極表面、光電子發(fā)射、強(qiáng)場(chǎng)發(fā)射、熱電子發(fā)射。6?帶電質(zhì)點(diǎn)的消失可分帶電質(zhì)點(diǎn)受電場(chǎng)力的作用流入電極、帶電質(zhì)點(diǎn)的擴(kuò)散、帶電質(zhì)點(diǎn)的復(fù)厶合。7?附著：電子與氣體分子碰撞時(shí)，不但有可能引起碰撞電離而產(chǎn)生出正離子和新電子，也可能發(fā)生電子附著過(guò)程而形成負(fù)離子。8?復(fù)合：當(dāng)氣體中帶異號(hào)電荷的粒子相遇時(shí)，有可能發(fā)生電荷的傳遞與中和，這種現(xiàn)象稱為復(fù)合。（1） 復(fù)合可能發(fā)生在電子和正離子之間，稱為電子復(fù)合，其結(jié)果是產(chǎn)生一個(gè)中性分子;（2） 復(fù)合也可能發(fā)生在正離子和負(fù)離子之間，稱為離子復(fù)合，其結(jié)果是產(chǎn)生兩個(gè)中性分子。9.1、放電的電子崩階段（1）非自持放電和自持放電的不同特點(diǎn)宇宙射線和放射性物質(zhì)的射線會(huì)使氣體發(fā)生微弱的電離而產(chǎn)生少量帶電質(zhì)點(diǎn)；另一方面、負(fù)帶電質(zhì)點(diǎn)又在不斷復(fù)合，使氣體空間存在一定濃度的帶電質(zhì)點(diǎn)。因此，在氣隙的電極間施加電壓時(shí)，可檢測(cè)到微小的電流。J.I由圖1-3知：在I-U曲線的OA段：氣隙電流隨外施電壓的提高而增大這是因?yàn)閹щ娰|(zhì)點(diǎn)向電極運(yùn)動(dòng)的速度加快導(dǎo)致復(fù)合率減A小。當(dāng)電壓接近時(shí)，電流趨于飽和，因?yàn)榇藭r(shí)由外電離因素產(chǎn)生的帶電質(zhì)點(diǎn)全部進(jìn)入電極，所以電流值僅取決于外電離因素的強(qiáng)弱而與電壓無(wú)關(guān)。在I-U曲線的B、C點(diǎn)：電壓升高至”3時(shí)，電流又開(kāi)始增大，這是由于電子碰撞電離引起的，因?yàn)榇藭r(shí)電子在電場(chǎng)0作用下已積累起足以引起碰撞電離的動(dòng)能。電壓繼續(xù)升高至?xí)r，電流急劇上升，說(shuō)明放電過(guò)程又進(jìn)入了一個(gè)新的階段。此時(shí)氣隙轉(zhuǎn)入良好的導(dǎo)電狀態(tài)，即氣體發(fā)生了擊穿。在I-U曲線的BC段：雖然電流增長(zhǎng)很快，但電流值仍很小，-般在微安級(jí)，且此時(shí)UU氣體中的電流仍要靠外0電離因素來(lái)維持，-旦去除外電離因素0，氣隙電流將消失。因此，外施電壓小于時(shí)的放電是非自持放電。電壓達(dá)到后，電流劇增，且此時(shí)間隙中U電離過(guò)程只0靠外施電壓已能維持，不再需要外電離因素了。外施電壓達(dá)到后的放電稱為自持放電，稱為放電的起始電壓。電子崩：電子將按照幾何級(jí)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。電子碰撞電離系數(shù)：表示一個(gè)電子沿電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)1cm的行程所完成的碰撞電離次數(shù)平均值。如圖1-5為平板電極氣隙，板內(nèi)電場(chǎng)均勻，設(shè)外界電離因子每秒鐘使陰極表面發(fā)射出

來(lái)的初始電子數(shù)為n0由于碰撞電離和電子崩的結(jié)果，在它們到達(dá)x處時(shí)，電子數(shù)已增加為n,這n個(gè)電子在dx的距離中又會(huì)產(chǎn)生dn個(gè)新電子。抵達(dá)陽(yáng)極的電子數(shù)應(yīng)為：的距離中又會(huì)產(chǎn)生dn個(gè)新電子。抵達(dá)陽(yáng)極的電子數(shù)應(yīng)為：n=neada 0途中新增加的電子數(shù)或正離子數(shù)應(yīng)為：A途中新增加的電子數(shù)或正離子數(shù)應(yīng)為：An=n一n=n(eg—1)a 0 0將式n=noe1oQdx的等號(hào)兩側(cè)乘以電子的電荷，即得電流關(guān)系式:13.湯遜理論前述已知，只有電子崩過(guò)程是不會(huì)發(fā)生自持放電的。要達(dá)到自持放電的條件，必須在氣隙內(nèi)初始電子崩消失前產(chǎn)生新的電子（二次電子）來(lái)取代外電離因素產(chǎn)生的初始電子。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明，二次電子的產(chǎn)生機(jī)制與氣壓和氣隙長(zhǎng)度的乘積（pd）有關(guān)。pd值較小時(shí)自持放電的條件可用湯遜理論來(lái)說(shuō)明；pd值較大時(shí)則要用流注理論來(lái)解釋。（1）丫過(guò)程與自持放電條件由于陰極材料的表面逸出功比氣體分子的電離能小很多，因而正離子碰撞陰極較易使陰極釋放出電子。此外正負(fù)離子復(fù)合時(shí)，以及分子由激勵(lì)態(tài)躍遷回正常態(tài)時(shí)，所產(chǎn)生的光子到達(dá)陰極表面都將引起陰極表面電離，統(tǒng)稱為丫過(guò)程。丫為引入系數(shù)。設(shè)外界光電離因素在陰極表面產(chǎn)生了一個(gè)自由電子，此電子到達(dá)陽(yáng)極表面時(shí)由于g過(guò)程，電子總數(shù)增至e口個(gè)。因在對(duì)g系數(shù)進(jìn)行討論時(shí)已假設(shè)每次電離撞出一個(gè)正離子，故電極空間共有（e曲-1）個(gè)正離子。由系數(shù)的定義，此（e曲-1）個(gè)正離子在到達(dá)陰極表面時(shí)可撞出（丫ecd-1）個(gè)新電子，這些電子在電極空間的碰撞電離同樣又能產(chǎn)生更多的正離子，如此循環(huán)下去。自持放電條件為丫（eCd-1）=1丫：一個(gè)正離子撞擊到陰極表面時(shí)產(chǎn)生出來(lái)的二次電子數(shù)c：電子碰撞電離系數(shù)d：兩極板距離（2）湯遜放電理論的適用范圍湯遜理論是在低氣壓、較小的條件下在放電實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立的。因此，通常認(rèn)為，>0.26cm（pd>200cm?mmHg）時(shí)，擊穿過(guò)程將發(fā)生變化，湯遜理論的計(jì)算結(jié)果不再適用，但其碰撞電離的基本原理仍是普遍有效的。1.2氣體介質(zhì)的電氣強(qiáng)度1?空氣間隙放電電壓主要受到電場(chǎng)情況、電壓形式以及大氣條件的影響。2?電場(chǎng)電壓擊穿物體：均勻電場(chǎng)的擊穿、稍不均勻電場(chǎng)的擊穿、極不均勻場(chǎng)的擊穿。3?均勻電場(chǎng)的擊穿特性：電極布置對(duì)稱，無(wú)擊穿的極性效應(yīng)；間隙中各處電場(chǎng)強(qiáng)度相等，擊穿所需時(shí)間極短；直流擊穿電壓、工頻擊穿電壓峰值以及50%沖擊擊穿電壓相同；擊穿電壓的分散性很小。4稍不均勻電場(chǎng)的擊穿特點(diǎn)：擊穿前無(wú)電暈；無(wú)明顯的極性效應(yīng)；直流擊穿電壓、工頻擊穿電壓峰值及50%沖擊擊穿電壓幾乎一致。5?極不均勻場(chǎng)的擊穿特性：電場(chǎng)不均勻程度對(duì)擊穿電壓的影響減弱；極間距離對(duì)擊穿電壓的影響增大；在直流電壓中，直流擊穿電壓的極性效應(yīng)非常明顯；工頻電壓下，擊穿都發(fā)生在正半周峰值附近。6?負(fù)極性雷的三個(gè)階段：先導(dǎo)過(guò)程、主放電過(guò)程、余光放電過(guò)程。雷電過(guò)電壓：是一種持續(xù)時(shí)間極短的脈沖電壓，在這種電壓作用下絕緣的擊穿具有與穩(wěn)態(tài)電壓下?lián)舸┎煌奶攸c(diǎn)。8?雷電能對(duì)地面設(shè)備造成危害的主要是云地閃。9?按雷電發(fā)展的方向可分為：下行雷 在雷云中產(chǎn)生并向大地發(fā)展；上行雷 由接地物體頂部激發(fā)，并向雷云方向發(fā)展10?下行負(fù)極性雷通?？煞譃?個(gè)主要階段：先導(dǎo)過(guò)程；主放電過(guò)程；余光放電過(guò)程。氣隙擊穿三個(gè)特點(diǎn)：最低靜態(tài)擊穿電壓；在氣隙中存在能引起電子崩并導(dǎo)致流注和主放電的有效電子；需要有一定的時(shí)間，讓放電得以逐步發(fā)展并完成擊穿。操作過(guò)電壓：電力系統(tǒng)在操作或發(fā)生事故時(shí)，因狀態(tài)發(fā)生突然變化引起電感和電容回路的振蕩產(chǎn)生過(guò)電壓，稱為操作過(guò)電壓。操作沖擊電壓作用下的擊穿特點(diǎn)：U形曲線、極性效應(yīng)、飽和現(xiàn)象、分散性大、鄰近效應(yīng)。提高氣體擊穿電壓的措施：電極形狀的改進(jìn)（使空間場(chǎng)強(qiáng)分布均勻，從而提高氣體擊穿電壓。目的：以改善電場(chǎng)分布，提高間隙的擊穿電壓。）；空間電荷對(duì)原電場(chǎng)的畸變作用；極不均勻場(chǎng)中屏障的采用；提高氣體壓力的作用；高真空和高電壓強(qiáng)度氣體SF6的采用。固體絕緣表面的氣體沿面放電1?閃絡(luò)：沿整個(gè)固體絕緣表面發(fā)生的放電稱為閃絡(luò)。在放電距離相同的，沿面閃絡(luò)電壓低于純氣隙的擊穿電壓。

2?高壓絕緣子的分類：1）按結(jié)構(gòu)分絕緣子、套筒、套管。2）按材料分電工陶瓷、鋼化玻璃、硅橡膠、乙丙橡膠等有機(jī)材料。3?界面：氣體介質(zhì)與固體介質(zhì)的交界面稱為界面。4?沿面閃絡(luò)電壓的影響因素：（一） 固體絕緣材料特性（二） 介質(zhì)表面的粗糙度（三） 固體介質(zhì)與電極間的氣隙大小圖1-22均勻電場(chǎng)中不同介質(zhì)的沿面閃絡(luò)電壓（工頻峰值）的比較1-空氣隙擊穿2－石蠟3－瓷4－與電板接觸不緊密的瓷滑閃放電是具有強(qiáng)垂直分量絕緣結(jié)構(gòu)所特有的放電形式。dI口IdI口I匚7?滑閃放電現(xiàn)象可用圖所示的等效電路來(lái)解釋:7?滑閃放電現(xiàn)象可用圖所示的等效電路來(lái)解釋:圖為套管絕緣子等效電路C-表面電容 R-體積電阻r-表面電阻 A-導(dǎo)桿B-法蘭污閃：污穢層受潮變成了覆蓋在絕緣子表面的導(dǎo)電層，最終引發(fā)局部電弧并發(fā)展成沿面閃絡(luò)，這就是污閃。9?污閃的次數(shù)在幾種外絕緣閃絡(luò)中不算多，但是它造成的損失卻是最大的。10?污閃的發(fā)展過(guò)程：污穢層的形成、污穢層的受潮、干燥帶形成與局部電弧產(chǎn)生、局部電弧發(fā)展成閃絡(luò)。污穢等級(jí)的劃分及污穢度評(píng)定的方法：目前在世界范圍內(nèi)應(yīng)用的最廣泛的方法是等值鹽密法。提高沿面放電電壓的措施：屏障、屏蔽、提高表面憎水性、消除絕緣體與電極接觸面的縫隙、改變絕緣體表面的電阻率、強(qiáng)制固體介質(zhì)表面的電位分布、提高污閃電壓。第二章液體的絕緣特性與介質(zhì)的電氣強(qiáng)度1?液體電介質(zhì)又稱絕緣油，在常溫下為液態(tài)，在電氣設(shè)備中起絕緣、傳熱、浸漬及填充作用，主要用在變壓器、油斷路器、電容器和電纜等電氣設(shè)備中。在斷路器和電容器中的絕緣油還分別有滅弧和儲(chǔ)能作用。2?液體電介質(zhì)有礦物絕緣油、合成絕緣油和植物油三大類。液體電介質(zhì)的極化與損耗1?非極性液體和弱極性液體電介質(zhì)極化中起主要作用的是電子位移極化，其極化率為％極性液體介質(zhì)包括中極性和強(qiáng)極性液體介質(zhì)這類介質(zhì)在電場(chǎng)作用下，除了電子位移極化外，還有偶極子極化，對(duì)于強(qiáng)極性液體介質(zhì)，偶極子的轉(zhuǎn)向極化往往起主要作用。極性液體分子具有固有偶極矩。3?非極性和弱極性液體介質(zhì)的極化主要是電子位移極化。介質(zhì)損耗主要來(lái)源于電導(dǎo)。4?極性液體介質(zhì)的介質(zhì)損耗與粘度有關(guān)。極性分子在粘性媒質(zhì)中作熱運(yùn)動(dòng)，在交變電場(chǎng)作用下，電場(chǎng)力矩將使極性分子作趨向于外場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，在定向轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，因摩擦發(fā)熱（偶極子在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中摩擦發(fā)熱而引起的）而引起能量的損耗。液體電介質(zhì)的電導(dǎo)1?根據(jù)液體介質(zhì)中離子來(lái)源的不同，離子電導(dǎo)可分本征離子電導(dǎo)和雜質(zhì)離子電導(dǎo)兩種。華爾屯定律：與溫度無(wú)關(guān)。液體電介質(zhì)的擊穿1?液體電介質(zhì)的擊穿條件：碰撞電離和電子崩發(fā)展到一定大小。

2.氣泡擊穿理論的現(xiàn)象：氣泡在兩極間形成連續(xù)的氣橋。過(guò)程：氣泡發(fā)生電離，產(chǎn)生高能電子，與液體分子發(fā)生碰撞，電離產(chǎn)生更多的氣泡。原因：氣泡為什么電離？1）氣體擊穿場(chǎng)強(qiáng)比液體介質(zhì)的擊穿場(chǎng)強(qiáng)小。2）氣泡中場(chǎng)強(qiáng)比液體介質(zhì)大。結(jié)論：由于氣橋產(chǎn)生，形成導(dǎo)電通道，液體電介質(zhì)擊穿。水橋擊穿理論的現(xiàn)象：橢圓水球在電極間形成連續(xù)的水橋。原因：水分子介電常數(shù)大，極化成橢球狀，在電場(chǎng)作用下定向排列。結(jié)論：由于水橋形成，在比較低的電壓發(fā)生擊穿。小橋擊穿理論的現(xiàn)象：雜質(zhì)粒子在電極電場(chǎng)集中處聚集起來(lái)。原因：雜質(zhì)粒子在液體雜質(zhì)中處于懸浮狀態(tài)，雜質(zhì)粒子介電常數(shù)比液體介質(zhì)的大，在電場(chǎng)力的作用下，發(fā)生定向排列。結(jié)論：雜質(zhì)粒子存在，液體電介質(zhì)擊穿電壓降低。第三章第三章1?電介質(zhì)的電氣特性，主要表現(xiàn)為它們?cè)陔妶?chǎng)作用下的導(dǎo)電性能、介電性能和電氣強(qiáng)度，它們分別以四個(gè)主要參數(shù)，即電導(dǎo)率（或絕緣電阻率）介電常數(shù)、介質(zhì)損耗角正切和擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度（簡(jiǎn)稱擊穿場(chǎng)強(qiáng)）來(lái)表示。2?—切電介質(zhì)在電場(chǎng)作用下都會(huì)出現(xiàn)極化、電導(dǎo)和損耗等電氣物理現(xiàn)象。3.1固體電解質(zhì)的極化與損耗1?電介質(zhì)的介電常數(shù)也稱為電容率，是描述電介質(zhì)極化的宏觀參數(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，它與該介質(zhì)分子的極性強(qiáng)弱有關(guān)，還受到溫度、外加電場(chǎng)頻率等因素的影響。2?電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)為：*r=TDT式中，D、E——分別為電介質(zhì)中電通量密度、0

宏觀電場(chǎng)強(qiáng)度。介質(zhì)損耗：在電場(chǎng)作用下沒(méi)有能量損耗的理想介質(zhì)是不存在的，實(shí)際電介質(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引起的損耗，總稱為介質(zhì)損耗。4?絕緣材料的介質(zhì)損耗角正切就是損耗角6的正切值，可直接用tanS表示。絕緣材料的損耗角6是在其上的外施電壓與由此產(chǎn)生的電流之間的相位差的余角。它是由介質(zhì)電導(dǎo)以及介質(zhì)極化的滯后效應(yīng)所引起的。如圖所示:6=兀它是由介質(zhì)電導(dǎo)以及介質(zhì)極化的滯后效應(yīng)所引起的。如圖所示:6=兀25?固體無(wú)機(jī)電介質(zhì)的介質(zhì)損耗：(1)無(wú)機(jī)晶體：介質(zhì)損耗主要來(lái)源于電導(dǎo)。(2)無(wú)機(jī)玻璃:玻璃的介質(zhì)損耗可以認(rèn)為主要由三部分組成：電導(dǎo)損耗、松弛損耗和結(jié)構(gòu)損耗。(3)陶瓷可以分為含有玻璃相和幾乎不含玻璃相兩類第一類陶瓷是含有大量玻璃相和少量微晶的結(jié)構(gòu)，其介質(zhì)損耗主要由三部分組成：玻璃相中離子電導(dǎo)損耗、結(jié)構(gòu)較松的多晶點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)引起的松弛損耗以及氣隙中含水引起的界面附加損耗，tan6相當(dāng)大。固體有機(jī)電介質(zhì)的介質(zhì)損耗：(1)非極性有機(jī)介質(zhì)：介質(zhì)損耗主要是由雜質(zhì)電導(dǎo)引起的，被廣泛用作工頻和高頻絕緣材料。(2)極性有機(jī)介質(zhì)：主要決定于極性基的松弛損耗，因而在高頻下的損耗也很大，不能作為高頻介質(zhì)應(yīng)用。7?非極性固體電介質(zhì)只能發(fā)生電子位移極化，而極性固體電介質(zhì)不僅發(fā)生電子位移極化，還有極性分子的轉(zhuǎn)向極化。8?無(wú)機(jī)晶體介質(zhì)損耗主要來(lái)源于電導(dǎo)，無(wú)機(jī)玻璃包括了熱離子極化和松弛效應(yīng)，陶瓷介質(zhì)的tan6相差很大；9?非極性有機(jī)介質(zhì)損耗由雜質(zhì)電導(dǎo)引起，極性有機(jī)介質(zhì)在不同狀態(tài)下變化很大。固體電介質(zhì)的電導(dǎo)按導(dǎo)電載流子種類可分為離子電導(dǎo)和電子電導(dǎo)兩種，前者以離子為載流子，而后者以自由電子為載流子。在弱電場(chǎng)中，主要是離子電導(dǎo)。晶體介質(zhì)的離子來(lái)源有兩種：本征離子電導(dǎo)和弱束縛離子電導(dǎo)。電介質(zhì)中導(dǎo)電電子的來(lái)源包括來(lái)自電極和介質(zhì)體內(nèi)的熱電子發(fā)射，場(chǎng)致冷發(fā)射及碰撞電離，而其導(dǎo)電機(jī)制則有自由電子氣模型、能帶模型和電子跳躍模型等。13?隧道效應(yīng)：對(duì)于具有能量uvuO的微觀粒子，粒子可以由區(qū)域I穿過(guò)勢(shì)壘II到達(dá)區(qū)域III中，并且粒子穿過(guò)勢(shì)壘后，能量并沒(méi)有減少，仍然保持在區(qū)域!時(shí)的能量，這種現(xiàn)象通常形象化地稱為隧道效應(yīng)。現(xiàn)象：電子穿過(guò)勢(shì)壘，電子從I區(qū)到達(dá)III區(qū)。條件：強(qiáng)電場(chǎng)，勢(shì)壘高度不是很高、厚度很薄。原因：在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下，勢(shì)壘減少，勢(shì)壘厚度X0減少。結(jié)果：能量保持不變(能量平均值)。14?電介質(zhì)按水在介質(zhì)表面分布狀態(tài)的不同，可分為：親水電介質(zhì)和疏水電介質(zhì)。(1)親水介質(zhì)包括離子晶體、含堿金屬的玻璃以及極性分子所構(gòu)成的介質(zhì)等，它們對(duì)水分子有強(qiáng)烈的吸引作用。(2)15.固體電介質(zhì)的電導(dǎo)分為三類：離子電導(dǎo)、電子電導(dǎo)和表面電導(dǎo)。16?離子電導(dǎo)和電子電導(dǎo)是一種體積電流，而表面電導(dǎo)是一種面電流。固體電介質(zhì)的擊穿電介質(zhì)的擊穿：電介質(zhì)在強(qiáng)電場(chǎng)下的電流密度按指數(shù)規(guī)律隨電場(chǎng)強(qiáng)度增加而增加，當(dāng)電場(chǎng)

進(jìn)一步增強(qiáng)到某個(gè)臨界值時(shí)，電介質(zhì)的電導(dǎo)突然劇增，電介質(zhì)便由絕緣狀態(tài)變?yōu)閷?dǎo)電狀態(tài)，這一躍變現(xiàn)象稱為電介質(zhì)的擊穿。2?發(fā)生擊穿時(shí)的臨界電壓稱為電介質(zhì)的擊穿電壓，相應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度稱為電介質(zhì)的擊穿場(chǎng)強(qiáng)。3?固體電介質(zhì)的擊穿中，常見(jiàn)的有熱擊穿、電擊穿和不均勻介質(zhì)局部放電引起擊穿等形式。瓦格納熱擊穿理論：研究電介質(zhì)發(fā)熱和散熱的理論。作用（結(jié)論）：定義臨界溫度t和熱擊穿場(chǎng)強(qiáng)U。5?電壓作用時(shí)間很短，散熱來(lái)不及進(jìn)行的情況，稱這種情況下的擊穿為脈沖熱擊穿；電壓長(zhǎng)時(shí)間作用，介質(zhì)內(nèi)溫度變化極慢的情況，稱這種情況下的擊穿為穩(wěn)態(tài)熱擊穿。6.按擊穿發(fā)生的判定條件的不同，電擊穿理論可分為兩大類：以碰撞電離開(kāi)始作為擊穿判據(jù)。稱這類理論為碰撞電離理論，或稱本征電擊穿理論。以碰撞電離開(kāi)始后，電子數(shù)倍增到一定數(shù)值，足以破壞電介質(zhì)結(jié)構(gòu)作為擊穿判據(jù)。稱這類理論為雪崩擊穿理論。7?根據(jù)雪崩機(jī)理的不同，雪崩擊穿分為：場(chǎng)致發(fā)射擊穿和碰撞電離雪崩擊穿。8.局部放電引起電介質(zhì)劣化損傷的機(jī)理是多方面的，但主要有如下三個(gè)方面：電的作用、熱的作用、化學(xué)作用。第七章輸電線路和繞組中的波過(guò)程（主要參看PPT）7.1均勻無(wú)損單導(dǎo)線上的波過(guò)程7.1均勻無(wú)損單導(dǎo)線上的波過(guò)程1?波動(dòng)方程及解均勻無(wú)損單導(dǎo)線的單元等效電路Qu(x,t)=u(t——)+u(t+—)f v b v2?波阻抗Z表示了線路中同方向傳播的電流波與電壓波的數(shù)值關(guān)系3u(x,t)=u(t——)+u(t+—)f v b v2?波阻抗Z表示了線路中同方向傳播的電流波與電壓波的數(shù)值關(guān)系3?根據(jù)習(xí)慣規(guī)定：沿x正方向運(yùn)動(dòng)的正電荷相應(yīng)的電流波為正方向。4.分布參數(shù)線路的波阻抗與集中參數(shù)電路在物理意義上有本質(zhì)的區(qū)別如下： ）波阻抗表示向同一方向傳播的電壓波和電流波之間比值的大小；電磁被通過(guò)波阻抗為Z的無(wú)損線路時(shí)，其能量以電磁能的形式儲(chǔ)存于周圍介質(zhì)中，而不像通過(guò)電阻那樣被消耗掉。 ）為了區(qū)別不同方向的行波，Z的前面應(yīng)有正負(fù)號(hào)。3）如果導(dǎo)線上有前行波，又有反行波，兩波相遇時(shí)，總電壓和總電流的比值不再等于波阻抗，即是：）波阻抗的數(shù)值Z只與導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的電感L。和電容C。有關(guān)，與線路長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。uu+u u+u—=~f廠=Z~f b豐Zii+i u—ufb I）7.2行波的折射和反射（參看PPT）Q2I(x，S)-R2(S)I(x,S)=0將以上頻域形式解變換到時(shí)域形式：x xi(x,t)二i(t——)+i(t+—)f v b v波在多導(dǎo)線系統(tǒng)中的傳播波在傳播中的衰減與畸變?yōu)槭裁丛谶^(guò)電壓作用下導(dǎo)線上出現(xiàn)電暈將是引起行波衰減和變形的主要因素，答：原因：1）線路電阻和絕緣電導(dǎo)的影響2）沖擊電暈的影響。無(wú)變形條件：電暈外觀上是較為完整的光圈。由于負(fù)極性電暈發(fā)展較弱，而雷電大部分是負(fù)極性的，所以在過(guò)電壓計(jì)算中常以負(fù)極性電暈作為計(jì)算的依據(jù)。7.5繞組中的波過(guò)程在雷電或操作沖擊電壓作用下，變壓器繞組的主絕緣和從絕緣上可能受到很高的過(guò)電壓而損壞。這種在沖擊電壓作用下產(chǎn)生的過(guò)電壓，主要由繞組內(nèi)部的電磁振蕩過(guò)程和繞組之間的靜電感應(yīng)、電磁感應(yīng)過(guò)程所引起。這兩個(gè)過(guò)程統(tǒng)稱為變壓器繞組的波過(guò)程。第八章雷電過(guò)電壓及其防護(hù)（全）8.1雷電放電和雷電過(guò)電壓1?雷云：能產(chǎn)生雷電的帶電云層稱為雷云。雷云的形成主要是含水汽的空氣的熱對(duì)流效應(yīng)。2?雷電放電過(guò)程：先導(dǎo)放電、主放電和余輝放電三個(gè)階段。主要的雷電參數(shù)有：雷暴日及雷暴小時(shí)、地面落雷密度、主放電通道波阻抗、雷電流極性、雷電流幅值、雷電流等值波形、雷電流陡度等。雷電參數(shù)解釋：（i）雷暴日Td是指該地區(qū)平均一年內(nèi)有雷電放電的平均天數(shù)，單位蘭。（2）雷暴小時(shí)Th雷暴小時(shí)是指平均一年內(nèi)的有雷電的小時(shí)數(shù)，單位h/a（3） Td＜15，少雷區(qū)；＞40，多雷區(qū)；＞90，強(qiáng)雷區(qū)。（4） 地面落雷密度是指每一雷暴日每平方公里地面遭受雷擊的次數(shù)。（5） 當(dāng)雷云電荷為負(fù)時(shí)，所發(fā)生的雷云放電為負(fù)極性放電，雷電流極性為負(fù)；反之，雷電流極性為正。（6） 雷電流陡度是指雷電流隨時(shí)間上升的速度。（7） 雷電流的幅值隨各國(guó)自然條件的不同而差別較大，而測(cè)得的雷電流波形卻基本一致。第一次負(fù)放電電流波形的波頭較長(zhǎng)，在峰值附近有明顯的雙峰；隨后放電電流波形的波頭較短，沒(méi)有雙峰，電流陡度遠(yuǎn)大于第一次放電，而電流幅值約為第一次放電的一半。雷電沖擊試驗(yàn)和防雷設(shè)計(jì)中常用的雷電流等值波形有雙指數(shù)波、斜角波和半余弦波。5?雷電過(guò)電壓是雷云放電引起的電力系統(tǒng)過(guò)電壓，其可分為直擊雷過(guò)電壓和感應(yīng)雷過(guò)電壓。6?雷電的成因源于大氣的運(yùn)動(dòng)。8.2防雷保護(hù)設(shè)備1?目前人們主要是設(shè)法去躲避和限制雷電的破壞性，其基本措施就是加裝避雷針、避雷線、避雷器、防雷接地、電抗線圈、電容器組、消弧線圈、自動(dòng)重合閘等防雷保護(hù)裝置。避雷針的作用：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。避雷針的保護(hù)范圍：指被保護(hù)物體在此空間范圍內(nèi)不致遭受直接雷擊。我國(guó)使用避雷針的保護(hù)范圍的計(jì)算方法：根據(jù)小電流雷電沖擊模擬試驗(yàn)確定的。避雷線的作用：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)電壓保護(hù)角：指避雷線和外側(cè)導(dǎo)線的連線與避雷線的垂線之間的夾角。保護(hù)角愈小，避雷線就愈可靠地保護(hù)導(dǎo)線免遭雷擊。一般取保護(hù)角 °220-330kV雙避雷線線路，一般采用保護(hù)角20左右，500kV—般保護(hù)角不大于15，山區(qū)宜采用較小的保護(hù)角。避雷器是專門用以限制線路傳來(lái)的雷電過(guò)電壓或操作過(guò)電壓的一種防雷裝置。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，從而限制了過(guò)電壓的發(fā)展，使電氣設(shè)備免遭過(guò)電壓損壞。8?閥式避雷器普通型又有FS和FZ兩個(gè)系列，磁吹型有FCZ和FCD兩個(gè)系列。8.3電力系統(tǒng)防雷保護(hù)1?衡量輸電線路防雷性能的兩個(gè)指標(biāo)：耐雷水平、雷擊跳閘率。（1） 雷擊線路不致引起絕緣閃絡(luò)的最大雷電流幅值，稱為線路的耐雷水平。線路的耐雷水平愈高，線路絕緣發(fā)生閃絡(luò)的機(jī)會(huì)就愈小。（2） 雷擊跳閘率是指折算為統(tǒng)一的條件下，因雷擊而引起的線路跳閘的次數(shù)。此統(tǒng)一條件規(guī)定為每年40個(gè)雷電日和l00km的線路長(zhǎng)度。2.1）無(wú)避雷線時(shí)的感應(yīng)雷過(guò)電壓雷擊線路附近地面：U=25—^雷擊桿塔或線路附近避雷線：U=ahda—感應(yīng)過(guò)電壓系數(shù)，kV/m,其值等于以kA/ps為單位的雷電流平均陡度值，即a=I/2.6;hd—導(dǎo)線平均高度，m。2）有避雷線時(shí)的感應(yīng)雷過(guò)電壓U'=U-KU=(1-K)UccKc為避雷線與導(dǎo)線之間的耦合系數(shù)，其值只決定于導(dǎo)線間的相互位置與幾何尺寸。線間距離越近，則耦合系數(shù)Kc愈大，導(dǎo)線上感應(yīng)過(guò)電壓愈低。3?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：①雷擊桿塔塔頂；②雷擊避雷線檔距中央；③雷電繞過(guò)避雷線擊于導(dǎo)線。建弧率：絕緣子串和空氣間隙在沖擊閃絡(luò)之后，轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的工頻電弧的概率稱為建弧率以表示，輸電線路防雷保護(hù)的“四道防線”：防止輸電線路導(dǎo)線遭受直擊雷；防止輸電線路受雷擊后絕緣發(fā)生閃絡(luò)；防止雷擊閃絡(luò)后建立穩(wěn)定的工頻電?。环乐构ゎl電弧后引起中斷電力供應(yīng)。輸電線路防雷保護(hù)的主要措施：？？？輸電線路防雷保護(hù)的具體措施：架設(shè)避雷線：330kV及以上線路應(yīng)全線架設(shè)雙避雷線，220kV宜全線架設(shè)雙避雷線，110kV線路一般全線架設(shè)避雷線。避雷線對(duì)導(dǎo)線的保護(hù)角一般采用20-30。，500kV保護(hù)角不大于15。降低桿塔接地電阻：對(duì)于一般高度的桿塔，降低桿塔接地電阻是提高線路耐雷水平、防止反擊的有效措施。工頻接地電阻一般為10-300架設(shè)耦合地線：在某些雷擊故障頻繁的線路上，在導(dǎo)線下方架設(shè)一條耦合地線?？善鸬椒至?、增加耦合的作用。采用不平衡絕緣方式：在同塔雙回線的情況下，采用不平衡絕緣，可避免雙回線同時(shí)跳閘而完全停電。⑸裝設(shè)自動(dòng)重合閘：我國(guó)110kV以上線路自動(dòng)重合閘成功率在75%-95%以上(6)消弧線圈接地方式：對(duì)接地電阻難以降低的地區(qū)，采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地，可大大減小建弧率。該措施主要用于35kV以下線路，可減低跳閘率1/3(7)加強(qiáng)絕緣：增加絕緣子片數(shù)、大爬距絕緣子等。安裝線路避雷器：用作線路上雷過(guò)電壓特別大的或者絕緣弱點(diǎn)的保護(hù)。8?變電所中出現(xiàn)的雷電過(guò)電壓的兩個(gè)來(lái)源：雷直擊于發(fā)電廠、變電所；雷擊輸電線路后產(chǎn)生的雷電波沿導(dǎo)線侵入發(fā)電廠、變電所。9?直擊雷防護(hù)的措施主要是裝設(shè)避雷線或避雷針。侵入波過(guò)電壓的防護(hù)：變電所中限制雷電侵入波過(guò)電壓的主要措施是裝設(shè)避雷器。如果三臺(tái)避雷器分別直接連接在變壓器的三個(gè)出線套管端部，只要避雷器的沖擊放電電壓和殘壓低于變壓器的沖擊絕緣水平，變壓器就得到可靠的保護(hù)。在實(shí)際中，變電所有