江蘇師范大學(xué)高電壓技術(shù)考試復(fù)習(xí)

1、1-1 氣體放電過程中產(chǎn)生帶電質(zhì)點(diǎn)最重要的方式是什么，為什么？答 : 碰撞電離是氣體放電過程中產(chǎn)生帶電質(zhì)點(diǎn)最重要的方式。這是因?yàn)殡娮芋w積小， 其自由行程 （ 兩次碰撞間質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的距離 ） 比離子大得多， 所以在 電場(chǎng)中獲得的動(dòng)能比離子大得多。 其次 由于電子的質(zhì)量遠(yuǎn)小于原子或分子， 因此當(dāng)電子的 動(dòng)能不足以使中性質(zhì)點(diǎn)電離時(shí)， 電子會(huì)遭到彈射而幾乎不損失其動(dòng)能； 而離子因其質(zhì)量與被 碰撞的中性質(zhì)點(diǎn)相近，每次碰撞都會(huì)使其速度減小，影響其動(dòng)能的積累。1-3 為什么棒板間隙中棒為正極性時(shí)電暈起始電壓比負(fù)極性時(shí)略高？圖 答:（1）當(dāng)棒具有正極性時(shí)，間隙中出現(xiàn)的電子向棒運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)，開始引起電 離現(xiàn)

2、象而形成電子崩。隨著電壓的逐漸上升， 到放電達(dá)到自持、爆發(fā)電暈之前，在間隙中形 成相當(dāng)多的電子崩。當(dāng)電子崩達(dá)到棒極后，其中的電子就進(jìn)入棒極，而正離子仍留在空間， 相對(duì)來說緩慢地向板極移動(dòng)。 于是在棒極附近， 積聚起正空間電荷， 從而減少了緊貼棒極附 近的電場(chǎng)，而略為加強(qiáng)了外部空間的電場(chǎng)。這樣，棒極附近的電場(chǎng)被削弱，難以造成流柱， 這就使得自持放電也即電暈放電難以形成。（2）當(dāng)棒具有負(fù)極性時(shí)，陰極表面形成的電子立即進(jìn)入強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)，造成電子崩。當(dāng)電 子崩中的電子離開強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)后，電子就不再能引起電離，而以越來越慢的速度向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)。 一部份電子直接消失于陽(yáng)極， 其余的可為氧原子所吸附形成負(fù)離子。 電子崩

3、中的正離子逐漸 向棒極運(yùn)動(dòng)而消失于棒極， 但由于其運(yùn)動(dòng)速度較慢， 所以在棒極附近總是存在著正空間電荷。 結(jié)果在棒極附近出現(xiàn)了比較集中的正空間電荷， 而在其后則是非常分散的負(fù)空間電荷。 負(fù)空 間電荷由于濃度小， 對(duì)外電場(chǎng)的影響不大， 而正空間電荷將使電場(chǎng)畸變。 棒極附近的電場(chǎng)得 到增強(qiáng)，因而自持放電條件易于得到滿足、易于轉(zhuǎn)入流柱而形成電暈放電。 什么是電暈放電？電暈放電的危害有哪些？如何減小電暈放電？ 在極不均勻電場(chǎng)中， 當(dāng)電壓上升一定程度后， 在空氣間隙完全擊穿之前，小曲率電極（高場(chǎng) 強(qiáng)電極）附近會(huì)有薄薄的發(fā)光層，有點(diǎn)像“月暈” ，在黑暗中看的較為直切，因此，這種現(xiàn) 象稱為電暈放電。危害1、電

4、暈放電時(shí)發(fā)生咝咝聲和引起化學(xué)反應(yīng)，輸電線路發(fā)生電暈引起功率損耗2、電暈放電過程中由于流注的不斷消失和重新產(chǎn)生會(huì)出現(xiàn)放電脈沖形成高頻電磁波對(duì)無 線電廣播和電視信號(hào)產(chǎn)生干擾3、電暈放電發(fā)出的噪聲有可能超出環(huán)境保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)解決途徑1、限制導(dǎo)線的表面場(chǎng)強(qiáng)，以天氣好的時(shí)導(dǎo)線電暈接近于零條件來選擇架空導(dǎo)線的尺寸2、導(dǎo)線的直徑通常遠(yuǎn)大于按導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)電流密度選取的值3、采用分裂導(dǎo)線提高氣隙擊穿電壓的措施兩個(gè)途徑：1、改善電場(chǎng)分布使之盡量均勻（1）改變電極形狀（2）利用氣體放電本身的空間電荷對(duì)原電場(chǎng)的畸變作用2、利用其他方法來削弱氣體中的電離過程改善電場(chǎng)分布的措施：改變電極形狀空間電荷對(duì)原電場(chǎng)的畸變作用極不均勻電場(chǎng)

5、中屏障的使用提高氣體壓力的作用高真空和高電氣強(qiáng)度氣體 SF6的采用伏秒特性1）定義：在同一波形，不同幅值的沖擊電壓作用下，氣隙上出現(xiàn)的電壓最大值和放電時(shí)間的關(guān)系，稱為該氣隙的伏秒特性，表示該氣隙伏秒特性的曲線，稱為伏秒特性曲線。3）特性曲線在工程上有很重要的應(yīng)用，是防雷設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)保護(hù)設(shè)備和被保護(hù)設(shè)備的絕緣配合的依據(jù)。例如：在下圖中需要用保護(hù)間隙來保護(hù)變壓器免于遭受雷擊，設(shè)保護(hù)間隙和變壓器的伏秒特性曲線分別為 S2和S1，則需要S2的伏秒特性曲線一直在 S1的下方，如下圖所 示，這樣不管在什么樣的雷電波的侵襲下， 保護(hù)間隙總先于變壓器放電， 從而保護(hù)了變壓器$絕緣的伏秒特性避雷器的伏秒特性2-2

6、固體無機(jī)電介質(zhì)中，無機(jī)晶體、無機(jī)玻璃和陶瓷介質(zhì)的損耗主要由哪些損耗組成？答：(1)無機(jī)晶體介質(zhì)只有位移極化，其介質(zhì)損耗主要來源于電導(dǎo)；(2) 無機(jī)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) 陶瓷介質(zhì)可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，tan 相當(dāng)大。第二類是由大量的微晶晶粒所組成，僅含有極少量或不含玻璃相， 通常結(jié)晶相結(jié)構(gòu)緊密，tan 比第一類陶瓷小得多。2-4固體介質(zhì)的擊穿主要有哪幾種形式？它

7、們各有什么特征？答：固體電介質(zhì)的擊穿中， 常見的有熱擊穿、電擊穿和不均勻介質(zhì)局部放電引起擊穿等 形式。(1) 熱擊穿熱擊穿的主要特征是：不僅與材料的性能有關(guān)，還在很大程度上與絕緣結(jié)構(gòu)(電極的配 置與散熱條件)及電壓種類、環(huán)境溫度等有關(guān)，因此熱擊穿強(qiáng)度不能看作是電介質(zhì)材料的本 征特性參數(shù)。(2) 電擊穿電擊穿的主要特征是：擊穿場(chǎng)強(qiáng)高，實(shí)用絕緣系統(tǒng)不可能達(dá)到；在一定溫度范圍內(nèi)，擊 穿場(chǎng)強(qiáng)隨溫度升高而增大， 或變化不大。均勻電場(chǎng)中電擊穿場(chǎng)強(qiáng)反映了固體介質(zhì)耐受電場(chǎng)作 用能力的最大限度，它僅與材料的化學(xué)組成及性質(zhì)有關(guān)，是材料的特性參數(shù)之一。(3) 不均勻電介質(zhì)的擊穿擊穿從耐電強(qiáng)度低的氣體開始，表現(xiàn)為局部

8、放電，然后或快或慢地隨時(shí)間發(fā)展至固體介質(zhì)劣化損傷逐步擴(kuò)大，致使介質(zhì)擊穿。2-5局部放電引起電介質(zhì)劣化、損傷的主要原因有哪些？答：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：(1)電的作用：帶電粒子對(duì)電介質(zhì)表面的直接轟擊作用，使有機(jī)電介質(zhì)的分子主鏈斷裂;(2)熱的作用：帶電粒子的轟擊作用引起電介質(zhì)局部的溫度上升，發(fā)生熱熔解或熱降解;(3)化學(xué)作用：局部放電產(chǎn)生的受激分子或二次生成物的作用，使電介質(zhì)受到的侵蝕可能比電、熱作用的危害更大。4-1測(cè)量絕緣電阻能發(fā)現(xiàn)哪些絕緣缺陷？試比較它與測(cè)量泄漏電流試驗(yàn)項(xiàng)目的異同。答：測(cè)量絕緣電阻能有效地發(fā)現(xiàn)下列缺陷：總體絕緣質(zhì)量欠佳；絕緣受潮；

9、兩極間有貫穿性的導(dǎo)電通道；絕緣表面情況不良。相同點(diǎn)：兩者的原理和適用范圍是一樣的，不同的是：1、加在實(shí)驗(yàn)品上的直流電壓要比兆歐表的工作電壓高的多，故能發(fā)現(xiàn)兆歐 表所不能發(fā)現(xiàn)的某些缺陷。2、這時(shí)施加在被試品上的直流電壓是逐漸增大的這樣可以在升壓過程中監(jiān)視泄漏電流 的增長(zhǎng)動(dòng)向。前行波與反行波的證明：11t2已知u (x, t) =uf(t - x/v)+ub (t + x/v )電壓的第一個(gè)分量uf(t - x/v)。設(shè)任意波形的電壓波uf( t - x/v)沿著線路X傳播，如果所示，假定當(dāng) t=t1時(shí)刻線路上任意位置x1點(diǎn)的電壓值為ua,當(dāng)時(shí)間t=t2時(shí)刻是（t2>t1 ）,電壓值為ua的

10、點(diǎn)到達(dá)x2，則應(yīng)滿足t1-x1/v=t2- x2/v既：x2-x1=v（t2-t1）由于v恒大于0，且由于t2>t1，則（x2-x1）>0，由此可見uf （t-x/v ）表示前行波; 同樣的方法可以證明ub（t+x/v ）表示沿x反方向行進(jìn)的電壓波，稱為反行電壓波。計(jì)算題1.母線上接有波阻抗分別 Z1, Z2, Z3的三條出線，從Z1線路上傳來幅值為 E的無窮長(zhǎng)直角電壓波，求出在線路 Z3出現(xiàn)的折射波和在線路 Z1上的反射波?2E1 1YZ1_ J1ZzZ 32EZi+ZE/Z3-z£/z3 所以機(jī)二 2ZZlZ+ZjZs+ZiZs2EZ1+Zs+Z32ZaZ2ZiZs+

11、Z2Z+ZiZ3'反一P t_ZlZ2+Z2Z3+ZlZ3E因?yàn)槎﨑x-aE2.母線上共有波阻抗為 Z的5條出線，從其中一條出線上傳來幅值為E的無窮長(zhǎng)直角電壓波,求這條出線上的反射波和其余出線上的折射波?4L Ld)Zz U ZJ zU2E |W：2E因?yàn)樗?5= be乎 E雷電參電有：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，雷電流徒度衡量輸電線路防雷性能的優(yōu)劣指標(biāo)：耐雷水平雷擊跳閘率輸電線路的防雷主要做好以下四道防線防止輸電線路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)定的工頻電弧防止工頻電弧后引起中斷電力供應(yīng) 輸電線路的防雷措施：（1）架設(shè)避雷線（2）降低桿塔接地電阻（3）架設(shè)耦合地線（4）采用不平衡絕