《高電壓工程》學(xué)習(xí)包

實(shí)用文檔《高電壓工程》學(xué)習(xí)包氣體放電的基本物理過程一、物質(zhì)的結(jié)構(gòu)二、原子的激勵(lì)（激發(fā)）和電離：1、原子的激勵(lì)原子由外界獲得能量，電子從低能級(jí)躍至高能級(jí)軌道的過程。2、原子的電離（游離）：當(dāng)原子由外界獲得能量足夠大時(shí)，被束的電子變?yōu)樽杂呻娮樱◣щ娰|(zhì)點(diǎn)），即產(chǎn)生帶電質(zhì)點(diǎn)。3、碰撞游離：在電場作用下，電子得到加速與空氣的分子碰撞，又產(chǎn)生新的帶電質(zhì)點(diǎn)，碰撞游離不斷進(jìn)行，產(chǎn)生大量的電子，形成電子崩，最后氣體間隙擊穿（放電）。所以，氣體放電就是氣體分子電離產(chǎn)生帶電質(zhì)點(diǎn)，在電場作用下定向運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。三、湯遜放電理論由天然輻射作用產(chǎn)生電離生成正離子和電子，在高電場作用下，電子加速碰撞氣體分子，產(chǎn)生新的電子和離子。電離過程象雪崩一樣發(fā)展，稱為電子崩。正離子撞擊陰極又會(huì)產(chǎn)生新的電子崩。即使外界不傳給起始電子，放電過程能持續(xù)下去，這種放電現(xiàn)象稱為自持放電。四、巴森定律1、氣體絕緣擊穿電壓與氣壓 P和電極間隙d的乘積的函數(shù)關(guān)系：U=f(p*d)2、圖1—3，曲線有一極小值點(diǎn)，其擊穿電壓最低，（1）當(dāng)p*d由大變小時(shí)，擊穿電壓變低，（2）當(dāng)p*d太小時(shí)，擊穿電壓高，五、流注理論1、當(dāng)p*d大于一定值時(shí)，湯遜理論不能說明在大氣壓下，間隙的放電現(xiàn)象。可用流注理論解釋。2、流注的形成（流注是一種現(xiàn)象）正離子的運(yùn)動(dòng)速度太小，正離子在陽極的運(yùn)動(dòng)速度很大，p*d越大，濃度越大，使二次電子崩與初始電子崩回合，電子和正離子混合，形成等離子通道，生成流注。六、局部放電（電暈放電）1、在極不均勻電場中電極曲率半徑小的附近空間的局部場強(qiáng)很大，造成局部放電。2、電暈放電的現(xiàn)象七、氣體放電的幾種形式：1、輝光放電（低氣壓，小功率）2、火花或電弧放電（高氣壓）3、電暈放電（極不均勻電場中的局部放電）4、沿面放電：沿固體介質(zhì)表面的氣體放電。八、影響氣體間隙擊穿的主要因素1、電極的幾何形狀（均勻、極不均勻電場）2、電壓的類型（直流、工頻交流、沖擊電壓）3、極間距離4、持續(xù)時(shí)間第1章 習(xí)題及答案一、選擇題1) 流注理論未考慮 的現(xiàn)象。實(shí)用文檔2)A．碰撞游離B．表面游離C．光游離D．電荷畸變電場先導(dǎo)通道的形成是以的出現(xiàn)為特征。A．碰撞游離B．表面游離C．熱游離D．光游離3)電暈放電是一種。A．自持放電B．非自持放電C．電弧放電D．均勻場中放電4)氣體內(nèi)的各種粒子因高溫而動(dòng)能增加，發(fā)生相互碰撞而產(chǎn)生游離的形式稱為。A.碰撞游離B.光游離C.熱游離D.表面游離______型絕緣子具有損壞后“自爆”的特性。A.電工陶瓷B.鋼化玻璃C.硅橡膠D.乙丙橡膠以下哪個(gè)不是發(fā)生污閃最危險(xiǎn)的氣象條件？污穢等級(jí)II的污濕特征：大氣中等污染地區(qū)，輕鹽堿和爐煙污穢地區(qū)，離海岸鹽場3km~10km地區(qū)，在污閃季節(jié)中潮濕多霧但雨量較少，其線路鹽密為mg/cm2。A.≤0.03B.>0.03~0.06C.>0.06~0.10D.>0.10~0.25以下哪種材料具有憎水性？A.硅橡膠B.電瓷C.玻璃D金屬二、填空題9)氣體放電的主要形式：、、、、10)根據(jù)巴申定律，在某一PS值下，擊穿電壓存在值。11)在極不均勻電場中，空氣濕度增加，空氣間隙擊穿電壓。12)流注理論認(rèn)為，碰撞游離和是形成自持放電的主要因素。13)工程實(shí)際中，常用棒－板或電極結(jié)構(gòu)研究極不均勻電場下的擊穿特性。14)氣體中帶電質(zhì)子的消失有、復(fù)合、附著效應(yīng)等幾種形式15)對(duì)支持絕緣子，加均壓環(huán)能提高閃絡(luò)電壓的原因是。16)沿面放電就是沿著表面氣體中發(fā)生的放電。317)標(biāo)準(zhǔn)參考大氣條件為：溫度t020C，壓力b00kPa，絕對(duì)濕度h11g/m越易吸濕的固體，沿面閃絡(luò)電壓就越______19) 等值鹽密法是把絕緣子表面的污穢密度按照其導(dǎo)電性轉(zhuǎn)化為單位面積上 __________含量的一種方法20) 常規(guī)的防污閃措施有： 爬距，加強(qiáng)清掃，采用硅油、地蠟等涂料三、計(jì)算問答題簡要論述湯遜放電理論。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？影響套管沿面閃絡(luò)電壓的主要因素有哪些？24) 某距離 4m的棒-極間隙。在夏季某日干球溫度 t干30C，濕球溫度t濕25C，氣壓99.8kPa的大氣條件下，問其正極性50%操作沖擊擊穿電壓U50夏為多少kV?（空氣相對(duì)密度0.95）某母線支柱絕緣子擬用于海拔4500m的高原地區(qū)的35kV變電站，問平原地區(qū)的制造廠在標(biāo)準(zhǔn)參考大氣條件下進(jìn)行1min工頻耐受電壓試驗(yàn)時(shí)，其試驗(yàn)電壓應(yīng)為多少kV？一、選擇題1、B2、C3、A4、C5、B6、D7、C8、A實(shí)用文檔二、填空題9、答案：輝光放電、電暈放電、刷狀放電、火花放電、電弧放電10、極?。ㄗ畹停?1、提高12、光電離13、棒－棒14、擴(kuò)散15、改善(電極附近)電場分布16、固體介質(zhì)17、101.318、低19、NaCl20、增加三、計(jì)算問答題21、當(dāng)外施電壓足夠高時(shí)，一個(gè)電子從陰極出發(fā)向陽極運(yùn)動(dòng)，由于碰撞游離形成電子崩，則到達(dá)陽極并進(jìn)入陽極的電子數(shù)為 eas個(gè)(α為一個(gè)電子在電場作用下移動(dòng)單位行程所發(fā)生的碰as離子在電場作用下向陰極運(yùn)動(dòng)，并撞擊陰極．若 1個(gè)正離子撞擊陰極能從陰極表面釋放 r個(gè)(r為正離子的表面游離系數(shù))有效電子，則(eas-1)個(gè)正離子撞擊陰極表面時(shí)，至少能從陰極表面釋放出一個(gè)有效電子，以彌補(bǔ)原來那個(gè)產(chǎn)生電子崩并進(jìn)入陽極的電子，則放電達(dá)到自持放電。即湯遜理論的自持放電條件可表達(dá)為 r(eas-1)=1。22、（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)電場區(qū)，開始引起電離現(xiàn)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，而略為加強(qiáng)了外部空間的電場。這樣，棒極附近的電場被削弱，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)電場區(qū)，造成電子崩。當(dāng)電子崩中的電子離開強(qiáng)電場區(qū)后，電子就不再能引起電離，而以越來越慢的速度向陽極運(yùn)動(dòng)。一部份電子直接消失于陽極，其余的可為氧原子所吸附形成負(fù)離子。電子崩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)外電場的影響不大，而正空間電荷將使電場畸變。棒極附近的電場得到增強(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。23、（1）電場分布情況和作用電壓波形的影響（2）電介質(zhì)材料的影響（3）氣體條件的影響（4）雨水的影響24、查《高電壓工程》52頁圖2-24曲線4可知，距離為 4m的棒-極間隙，其標(biāo)準(zhǔn)參考大氣條件下的正極性50%操作沖擊擊穿電壓U50標(biāo)準(zhǔn)=1300kV查《高電壓工程》65頁圖3-2可得空氣絕對(duì)濕度h20g/m3。從而h/21,再由圖3-1求得實(shí)用文檔gUb1參數(shù)K1.1。求得參數(shù)500LK=1300/（500×4×0.95×1.1）=0.62，于是由圖3-3得指數(shù)mW0.34?？諝饷芏刃Ｕ驍?shù)K1m0.950.340.9827濕度校正因數(shù)K2KW1.10.341.033所以在這種大氣條件下，距離為4m的棒-極間隙的正極性50%操作沖擊擊穿電壓為U50夏U50標(biāo)準(zhǔn)K1K213000.98271.0331320kV25、查《高電壓工程》附錄A中的表A-2，亦即GB311.1-1997的規(guī)定可知，35kV母線支柱絕緣子的1min干工頻耐受電壓應(yīng)為100kV，則可算出制造廠在平原地區(qū)進(jìn)行出廠1min干工頻耐受電壓試驗(yàn)時(shí)，其耐受電壓U應(yīng)為UKaU0U0100104154kV1.1H1041.14500氣體間隙的擊穿強(qiáng)度.不均勻電場中氣隙的放電特性1.電暈放電一定電壓作用下,在曲率半徑小的電極附近發(fā)生局部游離,并發(fā)出大量光輻射,有些像日月的暈光,稱為電暈放電.電暈起始場強(qiáng)開始出現(xiàn)電暈時(shí)電極表面的場強(qiáng)電暈起始場強(qiáng)開始出現(xiàn)電暈時(shí)電極表面的場強(qiáng)電暈起始場強(qiáng)開始出現(xiàn)電暈時(shí)電極表面的場強(qiáng)2.極性效應(yīng)(1).正棒---負(fù)板分析：由于捧極附近積聚起正空間電荷，削弱了電離，使電暈放電難以形成，造成電暈起始電壓提高。由于捧極附近積聚起正空間電荷在間隙深處產(chǎn)生電場加強(qiáng)了朝向板極的電場，有利于流注發(fā)展，故降低了擊穿電壓(2).負(fù)棒---正板分析：捧附近正空間電荷產(chǎn)生附加電場加強(qiáng)了朝向棒端的電場強(qiáng)度，容易形成自持放電，所以其電暈起始電壓較低。在間隙深處，正空間電荷產(chǎn)生的附加電場與原電場方向相反，使放電的發(fā)展比較困難，因而擊穿電壓較高。結(jié)論：在相同間隙下正捧-----負(fù)板負(fù)捧-----正板電暈起始高低間隙擊穿壓低高.雷電沖擊電壓下氣隙的擊穿特性1.標(biāo)準(zhǔn)波形實(shí)用文檔幾個(gè)參數(shù)波頭時(shí)間T1：T1=(1.230%)μs波長時(shí)間T2:T2=(5020%)μs標(biāo)準(zhǔn)波形符表示2.放電時(shí)延1.2/50s(1).間隙擊穿要滿足二個(gè)條件一定的電壓幅值一定的電壓作用時(shí)間(2).統(tǒng)計(jì)時(shí)延ts通常把電壓達(dá)間隙的靜態(tài)擊穿電壓開始到間隙中出現(xiàn)第一個(gè)有效電子為止所需的時(shí)間(3).放電形成時(shí)延tf從第一個(gè)有效電子到間隙完成擊穿所需的時(shí)間(4).放電時(shí)延tLtL=ts+tf氣體間隙在沖擊電壓作用下?lián)舸┧枞繒r(shí)間：t=t1+ts+tf其中：ts+tf 就是放電時(shí)延tL50%沖擊放電電壓U50%放電概率為50%時(shí)的沖擊放電電壓50%沖擊放電電壓與靜態(tài)放電壓的比值稱為絕緣的沖擊系數(shù)β伏秒特性定義同一波形、不同幅值的沖擊電壓下U，間隙上出現(xiàn)的電壓最大值和放電時(shí)間的關(guān)系曲線50%(2)曲線求取方法U0電場均勻程度對(duì)曲線的影響不均勻電場由于平均擊穿電場強(qiáng)度較低,而且流注總是從強(qiáng)場區(qū)向弱場區(qū)發(fā)展,放電速度受到電場分布的影響,所以放電時(shí)延長,分散性大,其伏秒特性曲線在放電時(shí)間還相當(dāng)大時(shí),便隨時(shí)間之減小而明顯地上翹,曲線比較陡.均勻或稍不均勻電場則相反,由于擊穿時(shí)平均場強(qiáng)較高,流注發(fā)展較快,放電時(shí)延較短,其伏秒特性曲線較平坦.S1被保護(hù)設(shè)備的伏秒特性曲線，S2保護(hù)設(shè)備的伏秒特性曲線為了使被保護(hù)設(shè)備得到可靠的保護(hù),被保護(hù)設(shè)備絕緣的伏秒特性曲線的下包線必須始終高于保護(hù)設(shè)備的伏秒特性曲線的上包線.實(shí)用文檔.大氣條件對(duì)氣體間隙擊穿電壓的影響大氣條件大氣壓力P0=101.3kpa溫度 200C濕度 f0=11g/m3相對(duì)密度的影響相對(duì)密度=0.289----當(dāng)在0.95到1.05之間時(shí),空氣間隙的擊穿電壓U與成正比U= U0濕度的影響(1). 均勻或稍不均勻電場濕度的增加而略有增加,但程度極微,可以不校正(2). 極不均勻電場由于平均場強(qiáng)較低,濕度增加后,水分子易吸附電子而形成質(zhì)量較大的負(fù)離子,運(yùn)動(dòng)速度,減慢游離能力大大降低,使擊穿電壓增大.因此需要校正.高度的影響隨著高度增加 ,空氣逐漸稀薄 ,大氣壓力及空氣相對(duì)密度下降 ,間隙的擊穿電壓也隨之下降.U=kaU0四. 提高氣體間隙絕緣強(qiáng)度的方法k

11.1

H1000.提高氣體間隙絕緣強(qiáng)度的方法有兩個(gè)途徑:一個(gè)是改善電場分布,使之盡量均勻;另一個(gè)是削弱氣體間隙中的游離因素改善電場分布的措施(1).改變電極形狀(2).利用空間電荷對(duì)電場的畸變作用(3).極不均勻電場中采用屏障當(dāng)屏障與棒極之間的距離約等于間隙的距離的15%-----20%時(shí)，間隙的擊穿電壓提高得最多，可達(dá)到無屏障時(shí)的2---3倍削弱游離因素的措施(1). 采用高氣壓氣體壓力提高后，氣體的密度加大，減少了電子的平均自由行程，從而削弱了碰撞游離的過程。如高壓空氣斷路器和高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器等(2). 采用高真空氣體間隙中壓力很低時(shí)，電子的平均自由行程已增大到極間空間很難產(chǎn)生碰撞游離的程度。如真空電容器、真空斷路器等。實(shí)用文檔(3). 采用高強(qiáng)度氣體SF6氣體屬強(qiáng)電負(fù)性氣體,容易吸附電子成為負(fù)離子,從而削弱了游離過程.提高壓力后可相當(dāng)于一般液體或固體絕緣的絕緣強(qiáng)度.它是一種無色、無味、無臭、無毒、不燃的不活潑氣體，化學(xué)性能非常穩(wěn)定，無腐蝕作用。它具有優(yōu)良的滅弧性能，其滅弧能力是空氣的100倍，故極適用于高壓斷路器中。六. 氣體中的沿面放電什么叫沿面放電沿著固體介質(zhì)表面的氣體發(fā)生的放電沿面放電電壓通常比純空氣間隙的擊穿電壓要低界面電場分布的三種典型情況氣體介質(zhì)與固體介質(zhì)的交界稱為界面(1).固體介質(zhì)處于均勻電場中,且界面與電力線平行;(2).固體介質(zhì)處于極不均勻電場中,且電力線垂直于界面的分量比平行于界面的分量大得多;類似套管(3).固體介質(zhì)處于極不均勻電場中,且電力線平行于界面的分量以垂直于界面的分量大得多.均勻電場中的沿面放電其放電特點(diǎn):(1).放電發(fā)生在沿著固體介質(zhì)表面,且放電電壓比純空氣間隙的放電電壓要低.其原因固體介質(zhì)與電極表面沒有完全密合而存在微小氣隙,或者介面有裂紋.介質(zhì)表面不可能絕對(duì)光滑,使表面電場不均勻.介質(zhì)表面電阻不均勻使電場分布不均勻介質(zhì)表面易吸收水分,形成一層很薄的膜,水膜中的離子在電場作用下向兩極移動(dòng),易在電極附近積聚電荷,使電場不均勻極不均勻電場具有強(qiáng)法線分量時(shí)的沿面放電放電發(fā)展特點(diǎn)電暈放電線狀火花放電滑閃放電閃絡(luò)放電影響沿面放電因素分析固體介質(zhì)厚度越小，則體積電容越大，沿介質(zhì)表面電壓分布越不均勻，其沿面閃絡(luò)電壓越低；同理，固體介質(zhì)的體積電阻越小，沿面閃絡(luò)電壓越低固體介質(zhì)表面電阻減少，可降低沿面的最大電場強(qiáng)度，從而提高沿面閃絡(luò)電壓(3).提高沿面閃絡(luò)電壓措施減少套管的體積電容。如增大固體介質(zhì)厚度，加大法蘭處套管的外經(jīng)減少絕緣的表面電阻。如在套管近法蘭處涂半導(dǎo)體漆或半導(dǎo)體釉極不均勻電場具有強(qiáng)切線分量時(shí)的沿面放電(支柱絕緣子型)由于電極本身的形狀和布置己使電場很不均勻，故介質(zhì)表面積聚電荷使電壓重新分布不會(huì)顯著降低沿面閃絡(luò)電壓，為了提高沿面閃絡(luò)電壓，一般從改進(jìn)電極形狀，如采用屏蔽罩和均壓環(huán)實(shí)用文檔絕緣子串的電壓分布000分析結(jié)果絕緣子片數(shù)越多，電壓分布越不均勻靠近導(dǎo)線端第一個(gè)絕緣子電壓降最高，易產(chǎn)生電暈放電。在工作電壓下不允許產(chǎn)生電暈，故對(duì)330kv及以上電壓等級(jí)考慮使用均壓環(huán)絕緣子表面污穢時(shí)的沿面放電戶外絕緣子，會(huì)受到工業(yè)污穢或自然界鹽堿、飛塵等污染，在干燥時(shí)，由于污穢塵埃電阻很大，絕緣子表面泄漏電流很小，對(duì)絕緣子安全運(yùn)行無危險(xiǎn)；但下雨時(shí)，絕緣子表面容易沖掉，而大氣濕度較高，或在毛毛雨、霧等氣候下，污穢塵埃被潤濕，表面電導(dǎo)劇增，使絕緣子的泄漏電流劇增，降低閃絡(luò)電壓防止絕緣子的污閃，應(yīng)采取措施(1).對(duì)污穢絕緣子定期或不定期進(jìn)行清洗(2). 絕緣子表面涂一層憎水性防塵材料(3).加強(qiáng)絕緣和采用防污絕緣子(4).采用半導(dǎo)體釉絕緣子實(shí)用文檔第2章 習(xí)題及答案一、選擇題SF6氣體具有較高絕緣強(qiáng)度的主要原因之一是______。A．無色無味性 B．不燃性 C．無腐蝕性 D．電負(fù)性沖擊系數(shù)是______放電電壓與靜態(tài)放電電壓之比。A．25% B．50% C．75% D．100%在高氣壓下，氣隙的擊穿電壓和電極表面______有很大關(guān)系A(chǔ)．粗糙度 B．面積 C．電場分布 D．形狀雷電流具有沖擊波形的特點(diǎn)：______。A．緩慢上升，平緩下降 B．緩慢上升，快速下降C．迅速上升，平緩下降 D．迅速上升，快速下降5) 在極不均勻電場中，正極性擊穿電壓比負(fù)極性擊穿電壓 ______。A.．小 B．大 C．相等 D．不確定二、填空題我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)操作沖擊波形成______s。極不均勻電場中，屏障的作用是由于其對(duì)______的阻擋作用，造成電場分布的改變。8) 下行的負(fù)極性雷通常可分為 3個(gè)主要階段： 、 、 。調(diào)整電場的方法：______電極曲率半徑、改善電極邊緣、使電極具有最佳外形三、計(jì)算問答題保護(hù)設(shè)備與被保護(hù)設(shè)備的伏秒特性應(yīng)如何配合？為什么？11) 某1000kV工頻試驗(yàn)變壓器，套管頂部為球形電極，球心距離四周墻壁均約5m，問球電極直徑至少要多大才能保證在標(biāo)準(zhǔn)參考大氣條件下，當(dāng)變壓器升壓到1000kV額定電壓時(shí)，球電極不發(fā)生電暈放電？一些鹵族元素化合物（如SF6）具有高電氣強(qiáng)度的原因是什么？一、選擇題1、D2、B3、A4、C5、A二、填空題6、250/2500 7 、空間電荷 8 、先導(dǎo)、主放電、余光 9 、增大三、計(jì)算問答題10、保護(hù)設(shè)備的伏秒特性應(yīng)始終低于被保護(hù)設(shè)備的伏秒特性。這樣，當(dāng)有一過電壓作用于兩設(shè)備時(shí)，總是保護(hù)設(shè)備先擊穿，進(jìn)而限制了過電壓幅值，保護(hù)了被保護(hù)設(shè)備11、此球形電極與四周墻壁大致等距離，可按照上述的同心球電極結(jié)構(gòu)來考慮。變壓器的球電極為同心球的內(nèi)電極，四周墻壁為同心球的外電極。按題意須保證點(diǎn)要求升壓到1000kV（有效值）時(shí)，球電極表面最大場強(qiáng)Emax小于球電極的電暈起始場強(qiáng)E0，即保證RU24(1 1/ r )r(R r)將U=1414V峰值，R=500cm， 1代入此不等式，算得 r=60cm時(shí)球電極表面最大場強(qiáng)實(shí)用文檔Emax=26.7kV/cm，小于同心球內(nèi)電極的電暈起始場強(qiáng) E0=27.1kV/cm。球電極的起始電暈電壓Uc=1012kV＞1000kV。因此，在這種距離四周墻壁僅5m的空間尺寸下，球電極的直徑應(yīng)達(dá)120cm才能保證當(dāng)變壓器升壓到1000kV額定電壓時(shí)球電極不發(fā)生電暈放電。12、（1）由于含有鹵族元素，這些氣體具有很強(qiáng)的電負(fù)性，氣體分子容易和電子結(jié)合成為負(fù)離子，從而削弱了電子的碰撞電離能力，同時(shí)又加強(qiáng)了復(fù)合過程。（2）這些氣體的分子量都比較大，分子直徑較大，使得電子在其中的自由行程縮短，不易積聚能量，從而減少了碰撞電離的能力。（3）電子在和這些氣體的分子相遇時(shí)，還易引起分子發(fā)生極化等過程，增加能量損失，從而減弱碰撞電離的能力。氣體中沿固體絕緣表面的放電一、雙層介質(zhì)的電場分布兩層介質(zhì)，其厚度、相對(duì)介電常數(shù)、電導(dǎo)率分別為，真施加沖擊電壓時(shí)，場強(qiáng)與介電常數(shù)成反比，即介電常數(shù)小的介質(zhì)，場強(qiáng)大，故易擊穿。固體表面電荷的影響，固體表面帶有電荷時(shí)，加直流電壓，所加電壓幾乎全加在固體上，氣體、液體所加電壓小，固體先行擊穿的情況多。加交流電壓，固體表面所帶電荷極性和外加電壓的極性相反，氣體或液體上所加電壓將很大。二、局部放電類型：沿面放電、氣隙放電、氣泡放電三、沿面放電1、不同絕緣結(jié)構(gòu)的沿面放電特性2、懸式絕緣子的電壓分布及閃絡(luò)特性（1）絕緣子串的機(jī)械強(qiáng)度與單個(gè)絕緣子相同（2）沿面閃絡(luò)電壓與絕緣子片數(shù)成正比（3）線路的絕緣水平由絕緣子片數(shù)決定（4）懸式絕緣子的電壓分布1）等值電路圖圖中C—絕緣子本身電容CE—絕緣子金屬部分的對(duì)地電容CL—絕緣子金屬部分對(duì)導(dǎo)線的電容一般C大，CE小，CL最小2）當(dāng)絕緣子串的總電容 C>>CE及CL時(shí)，電壓分布均勻。3）實(shí)際上C與CE、CL為同一數(shù)量級(jí)，當(dāng)絕緣子串很長時(shí)，電壓分布不均勻。4）由于CE>CL，絕緣子串中靠近導(dǎo)線端的絕緣子電壓降最大，從而產(chǎn)生電暈5）改善電壓分布均勻的措施：在絕緣子串導(dǎo)線端安裝均壓環(huán)（ 330KV及以上使用）（5）舉重的電氣性能常用閃絡(luò)電壓來衡量，分為干閃（戶內(nèi)絕緣子）和濕閃（戶外絕緣子）3、絕緣子表面污穢時(shí)的沿面放電——污閃（1）污閃產(chǎn)生的條件以及造成的后果（2）防止污閃的措施實(shí)用文檔液體與固體介質(zhì)的擊穿一、液體介質(zhì)的擊穿液體絕緣的擊穿有：電擊穿、氣泡擊穿、懸浮粒子擊穿1、電擊穿液體絕緣在電場作用下，陰極上由于強(qiáng)電場發(fā)射或熱電子發(fā)射出來的電子被加速后，引起電子崩，當(dāng)電子密度達(dá)到一定值時(shí)就發(fā)生擊穿。液體分子振動(dòng)擊穿理論2、氣泡擊穿介質(zhì)擊穿場強(qiáng)按固體、液體、氣體順次降低。所以當(dāng)液體中含有氣泡時(shí)，因氣體的介電常數(shù)很小，承受較大的場強(qiáng)，從而使氣泡放電，分解產(chǎn)生更多氣泡，導(dǎo)致液體介質(zhì)擊穿。氣泡產(chǎn)生的原因：1、電極表面的微小突起使電流集中而引起液體加熱2、液體中的雜質(zhì)使電流增大而將液體加熱3、電極和流入電荷之間的或同電極注入電荷之間的排斥力抵消了液體表面張力4、電子崩引起的液體分子離解5、電極表面吸附的氣泡脫離出來3、懸浮粒子產(chǎn)生的擊穿液體中懸浮著雜質(zhì)粒子，使電場畸變，在電極間搭成導(dǎo)電小橋，使液體介質(zhì)的抗電場度下降，導(dǎo)致?lián)舸?。以變壓器油為例?dāng)變壓器油中含有雜質(zhì)時(shí)（水分和纖維），水被纖維吸收后，在電場作用下，沿電場分析排列形成導(dǎo)電的雜質(zhì)小橋，當(dāng)小橋連通電極時(shí)，泄漏電流增加，最后造成介質(zhì)擊穿。4、影響液體介質(zhì)擊穿電壓的因素1、水分：造成擊穿電壓 UB下降2、纖維和其它雜質(zhì)：造成 UB下降3、電壓作用的時(shí)間：時(shí)間越長， UB下降4、電場的均勻程度：電場越均勻， UB越高。5、提高液體介質(zhì)擊穿電壓的措施對(duì)液體介質(zhì)進(jìn)行過濾、干燥、脫氣等。二、固體介質(zhì)的擊穿1、電擊穿固體介質(zhì)中的電子在外電場作用下，發(fā)生碰撞電離，使傳導(dǎo)電子增多，最后導(dǎo)致?lián)舸?主要特性：電壓作用時(shí)間短，擊穿電壓高，擊穿電壓和電場分布形式有關(guān)。2、熱擊穿介質(zhì)長時(shí)間受電壓的作用，由于泄漏電流的存在，產(chǎn)生損耗，引起介質(zhì)發(fā)熱，溫度升高，絕緣劣化，最后造成擊穿。特征：擊穿時(shí)間長，負(fù)的溫度依存性，散熱條件越差，絕緣熱擊穿電壓則越低，擊穿過程與電壓作用的時(shí)間；環(huán)境溫度；電源的頻率以及介質(zhì)本身情況有關(guān)。3、電化學(xué)擊穿運(yùn)行中的絕緣長期受到電、熱、化學(xué)、機(jī)械力等的作用，使其絕緣性能逐漸劣化，導(dǎo)致絕緣性能變壞，引起擊穿。絕緣劣化的主要原因：絕緣內(nèi)部的局部放電。實(shí)用文檔4、影響固體介質(zhì)擊穿的因素1、電壓作用的時(shí)間 2 、溫度3、電場的均勻程度 4 、電壓的類型5、積累效應(yīng) 6 、受潮7、機(jī)械負(fù)荷第4章 習(xí)題及答案一、選擇題電介質(zhì)按極性強(qiáng)弱分類，在下面的介質(zhì)中，弱極性電介質(zhì)有______，中性電介質(zhì)有______，強(qiáng)極性電介質(zhì)有______。A.HB.NC.O2D.COE.CH4F.空氣222G.水H.酒精I(xiàn).變壓器油J.蓖麻油按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB11021-1989“電氣絕緣的耐熱性評(píng)定和分級(jí)”將各種電工絕緣材料耐熱程度劃分等級(jí)，以確定各級(jí)絕緣材料的最高持續(xù)工作溫度。其中A級(jí)絕緣材料的最高持續(xù)溫度是______，F(xiàn)級(jí)絕緣材料的最高持續(xù)溫度是______。A.90 B.105 C.120 D.130 E.155 F.180二、填空題影響液體電介質(zhì)擊穿電壓的因素有______、______、______、______、______。固體介質(zhì)的擊穿形勢(shì)有______、______、______。電介質(zhì)是指______，根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)可以將其分成______、______、______。電介質(zhì)極化的基本形式有______、______、______、______、______。介質(zhì)損失角正切的計(jì)算公式是_______，tan表示______。一般來說，標(biāo)準(zhǔn)電容器采用______絕緣，電力電容器采用______絕緣，為什么？兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)油杯，一個(gè)是含雜質(zhì)較多的油；另一個(gè)是含雜質(zhì)較少的油，試問：（1）當(dāng)施加工頻電壓時(shí)，兩杯油擊穿電壓______。（2）當(dāng)施加雷電沖擊電壓時(shí)，兩杯油擊穿電壓______，是因?yàn)開_____。10) 纖維等雜質(zhì)對(duì)極不均勻電場下變壓器的擊穿電壓影響較小，這是因?yàn)?______。介質(zhì)熱老化的程度主要是由______和_______來決定的。轉(zhuǎn)向極化程度與電源頻率和溫度有關(guān)，隨著頻率的增加，極化率______，隨著溫度的增加，極化程度______。純凈液體介質(zhì)的擊穿理論分為______和_______。影響固體介質(zhì)擊穿電壓的主要因素有______、______、______、______、______。三、計(jì)算問答題測(cè)量絕緣材料的泄漏電流為什么用直流電壓而不用交流電壓？答案一、選擇題1、A,B,C,D,E,FIH,G2、BE二、填空題3、能在其中建立靜電場的物質(zhì)

非極性（弱極性）電介質(zhì)

偶極性電介質(zhì)

離子性電介質(zhì)實(shí)用文檔4、電子位移極化 離子位移極化 轉(zhuǎn)向極化 介質(zhì)界面極化 空間電荷極化5、tanIR/IC交流下的介質(zhì)損耗6、雜質(zhì)溫度電壓作用時(shí)間電場均勻程度壓力7、電擊穿熱擊穿電化學(xué)擊穿8、氣體油紙氣體電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)接近1，極化率極小，氣體電介質(zhì)的損耗就是電導(dǎo)損耗，當(dāng)電場強(qiáng)度小于使氣體分子電離所需要值時(shí)，氣體介質(zhì)損耗很小，所以標(biāo)準(zhǔn)電容器采用氣體絕緣。而電力電容器采用油紙絕緣是因?yàn)橛图埥^緣具有優(yōu)良的電氣性能，干紙和純油組合后，油填充了紙中薄弱點(diǎn)的空氣隙，紙?jiān)谟椭杏制鹆似琳献饔茫箍傮w的耐電強(qiáng)度提高很多。9、差別很大 差別很小 沖擊擊穿電壓作用時(shí)間太短，雜質(zhì)來不及形成橋10、不均勻場強(qiáng)處擾動(dòng)大，雜質(zhì)不易形成橋11、1溫度 介質(zhì)經(jīng)受熱作用時(shí)間12、減小 先增加后減小13、電子碰撞電離理論

氣泡擊穿理論14、電壓作用時(shí)間

電場均勻程度 溫度

累積效應(yīng)

受潮程度三、計(jì)算問答題15、答：因?yàn)橹绷麟妷鹤饔孟碌慕橘|(zhì)損失僅有漏導(dǎo)損失，而交流作用下的介質(zhì)損失不僅有漏導(dǎo)損失還有極化損失。所以在直流電壓下，更容易測(cè)量出泄漏電流。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗(yàn)一、電氣設(shè)備試驗(yàn)的種類1、出廠試驗(yàn)2、安裝后的交接試驗(yàn)3、使用過程中的絕緣預(yù)防性試驗(yàn)二、絕緣預(yù)防性試驗(yàn)方法的分類1、非破壞性試驗(yàn)：試驗(yàn)項(xiàng)目有：絕緣電阻的測(cè)量；直流泄漏電流的測(cè)量；介質(zhì)損耗 tgδ的測(cè)量。2、破壞性試驗(yàn)：直流耐壓試驗(yàn)；工頻耐壓試驗(yàn)。試驗(yàn)順序：先進(jìn)行非破壞性試驗(yàn)，并且試驗(yàn)合格后，再進(jìn)行破壞性試驗(yàn)。三、絕緣電阻和吸收比的測(cè)量1、電介質(zhì)在直流作用下的等值電路（1）電介質(zhì)中的電流1）純電容電流分量i1：2）吸收電流i2：3）電導(dǎo)電流（泄漏電流）i：34）介質(zhì)中的總電流i=i1+i2+i3當(dāng)t趨于無窮大時(shí)，i=i3（2）等值電路：2、.測(cè)量絕緣電阻的目的：檢查絕緣是否存在貫穿性的集中缺陷或整體受潮。3、測(cè)量絕緣電阻的原理4、用兆歐表測(cè)量絕緣電阻（1）兆歐表（搖表）的結(jié)構(gòu)和工作原理實(shí)用文檔結(jié)構(gòu)：由磁電式比率表和手搖發(fā)電機(jī)組成，工作原理：（2）兆歐表的類型：有手動(dòng)和電動(dòng)兩種電壓等級(jí)有：500V、1000V、2500V、5000V幾種。（3）測(cè)量絕緣電阻的步驟5、測(cè)吸收比吸收比K：用兆歐表測(cè)量15s和60s時(shí)的絕緣電阻值，即 R15和R60。吸收比K=R60/R15，要求K≥1、36、測(cè)量結(jié)果分析：采用縱向、橫向比較的方法（1）與規(guī)程規(guī)定的值比較（2）同一設(shè)備的三相比較與歷年的的試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較四、泄漏電流測(cè)量1、測(cè)量泄漏電流的目的更靈敏地反應(yīng)絕緣的集中性缺陷2、直流高壓的獲得（1）由交流高壓半波整流電路（2）直流高壓發(fā)生器3、泄漏電流的測(cè)量（1）試驗(yàn)接線圖1） 微安表接在低壓端——圖 2—5優(yōu)點(diǎn)：讀數(shù)安全，但測(cè)量誤差較大2） 微安表接在高壓端——圖 2—6（被試品一端已接地）參考高壓實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書實(shí)驗(yàn)二，圖 7（2）試驗(yàn)步驟和方法4、試驗(yàn)結(jié)果分析五、介質(zhì)損失角正切值 tgδ的測(cè)量1、測(cè)量tgδ的作用：反應(yīng)絕緣的分布性缺陷，對(duì)檢查變壓器、互感器、套管、電容的絕緣狀況有效2、測(cè)量tgδ的方法一般采用專門的儀器，如西林電橋 QS1或介質(zhì)損耗測(cè)量儀等。西林電橋的結(jié)構(gòu)和工作原理：電橋的四個(gè)臂：CN—標(biāo)準(zhǔn)電容器ZC

X—被試品4—可調(diào)電容R3—可調(diào)電阻電橋平衡時(shí)：tgδ=C4 （f=50HZ）3、試驗(yàn)接線（1）正接法：圖2—8(a），被試品兩端對(duì)地絕緣，實(shí)驗(yàn)室采用，安全2、反接法：圖2—8(b)被試品一端固定接地，一般現(xiàn)場試驗(yàn)采用，為了保證安全，使用絕緣桿操作4、測(cè)量過程實(shí)用文檔西林電橋的使用：第5章 習(xí)題及答案一、選擇題下面的選項(xiàng)中，非破壞性試驗(yàn)包括______，破壞性實(shí)驗(yàn)包括______。A.絕緣電阻試驗(yàn) B. 交流耐壓試驗(yàn) C. 直流耐壓試驗(yàn) D. 局部放電試驗(yàn)絕緣油的氣相色譜分析 F. 操作沖擊耐壓試驗(yàn) G. 介質(zhì)損耗角正切試驗(yàn)擊耐壓試驗(yàn)

E.H. 雷電沖二、填空題根據(jù)絕緣特征的診斷規(guī)則的不同，可將診斷方法可以分為______、______、______。當(dāng)絕緣良好時(shí)，穩(wěn)定的絕緣值______，吸收過程相對(duì)_______；絕緣不良或受潮時(shí)，穩(wěn)定的絕緣電阻值______，吸收過程相對(duì)______。測(cè)量泄漏電流的方法有______和_______。其中______測(cè)量泄漏電流更好，因?yàn)開_____。目前實(shí)用的局部放電測(cè)量的方法，使用得最多的測(cè)量方法是______、______、______。6)在局部放電測(cè)量中，q稱為______，是指______。7)用阻抗法進(jìn)行局部放電測(cè)量，阻抗Z的位置很重要，根據(jù)Z位置不同，可以分為______和______。如果試樣電容很大的話，這里應(yīng)該使用______，因?yàn)開_____。在對(duì)電力設(shè)備絕緣進(jìn)行高電壓耐壓試驗(yàn)時(shí)，所采用的電壓波形有______、______、______、______。三、計(jì)算問答題9)正接法和反接法西林電橋各應(yīng)用在什么條件下？10)如圖所示，介質(zhì)的三電容模型，試推導(dǎo)說明視在放電電荷量q與介質(zhì)中真實(shí)放電電荷qr之間的關(guān)系,要求寫出推導(dǎo)過程。一、選擇題1、ADEG

BCFH二、填空題2、邏輯診斷 模糊診斷 統(tǒng)計(jì)診斷3、較高 較慢 較低 較快4、微安表直讀法 光電法 光電法 安全，可靠，準(zhǔn)確度高5、絕緣油的氣相色譜分析 超聲波探測(cè)法 脈沖電流法6、視在放電量 三電容模型里總電容上的放電量7、串聯(lián)法 并聯(lián)法 并聯(lián)法 防止試樣上很大的放電電流通過阻抗8、 直流 交流 雷電過電壓 操作沖擊波

Z實(shí)用文檔三、計(jì)算問答題9、答：正接法一般應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的測(cè)試材料及小設(shè)備，實(shí)現(xiàn)樣品的對(duì)地絕緣。實(shí)際上，絕大多數(shù)電氣設(shè)備的金屬外殼是直接放在接地底座上的，換句話說，就是試品的一極是固定接地的，這時(shí)就要用反接法。10、（過程略）qqrCb/(CgCb)電氣設(shè)備絕緣的高電壓試驗(yàn)一、工頻耐壓試驗(yàn)1、工頻耐壓試驗(yàn)的目的：（1）有效地發(fā)現(xiàn)設(shè)備較危險(xiǎn)的集中性缺陷，（2）確定設(shè)備的絕緣水平。2、試驗(yàn)電壓大小的確定3、試驗(yàn)的接線（圖 2—9）（1）試驗(yàn)設(shè)備1）試驗(yàn)變壓器；2）.調(diào)壓設(shè)備，3）測(cè)量設(shè)備，4）.保護(hù)裝置等組成。（2）試驗(yàn)變壓器特點(diǎn)：1）單相，2、）絕緣裕度低（不需要考慮過電壓），3、）不需要長期工作，無散熱裝置4、）容量?。⊿=5~750KVA），變比大試驗(yàn)變壓器的型號(hào)如：YDJ—5/50表示：5KVA，50/0.23KV（3）試驗(yàn)變壓器容量的選擇4、試驗(yàn)電壓的測(cè)量（1）在高壓側(cè)直接測(cè)量1）靜電電壓表2）球隙測(cè)壓器3）分壓器（電阻分壓器主要測(cè)直流高壓；電容分壓器主要測(cè)交流高壓）（2）在低壓側(cè)間接測(cè)量5、試驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)二、直流耐壓試驗(yàn)1、試驗(yàn)的特點(diǎn)2、試驗(yàn)電壓的確定3、直流電壓的測(cè)量第6章 習(xí)題及答案一、選擇題用銅球間隙測(cè)量高電壓，需滿足那些條件才能保證國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測(cè)量不確定度？A銅球距離與銅球直徑之比不大于0.5B結(jié)構(gòu)和使用條件必須符合IEC的規(guī)定C需進(jìn)行氣壓和溫度的校正D應(yīng)去除灰塵和纖維的影響交流峰值電壓表的類型有：實(shí)用文檔電容電流整流測(cè)量電壓峰值整流的充電電壓測(cè)量電壓峰值有源數(shù)字式峰值電壓表無源數(shù)字式峰值電壓表關(guān)于以下對(duì)測(cè)量不確定度的要求，說法正確的是：對(duì)交流電壓的測(cè)量，有效值的總不確定度應(yīng)在±3％范圍內(nèi)對(duì)直流電壓的測(cè)量，一般要求測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量試驗(yàn)電壓算術(shù)平均值的測(cè)量總不確定度應(yīng)不超過±4％測(cè)量直流電壓的紋波幅值時(shí)，要求其總不確定度不超過±8％的紋波幅值測(cè)量直流電壓的紋波幅值時(shí)，要求其總不確定度不超過±2％的直流電壓平均值。構(gòu)成沖擊電壓發(fā)生器基本回路的元件有沖擊電容C1，負(fù)荷電容C2，波頭電阻R1和波尾電阻R2，為了獲得一很快由零上升到峰值然后較慢下降的沖擊電壓，應(yīng)使 ______。A．C1＞＞C2、R1＞＞R2 B．C1＞＞C2、R1＜＜R2C．C1＜＜C2、R1＞＞R2 D．C1＜＜C2、R1＜＜R2用球隙測(cè)量交直流電壓時(shí)，關(guān)于串接保護(hù)電阻的說法，下面哪些是對(duì)的？A球隙必須串有很大阻值的保護(hù)電阻串接電阻越大越好一般規(guī)定串聯(lián)的電阻不超過500Ω沖擊放電時(shí)間很短，不需要保護(hù)球面。電容分壓器的低壓臂的合理結(jié)構(gòu)是______。低壓臂電容的內(nèi)電感必須很小應(yīng)該用同軸插頭，插入低壓臂的屏蔽箱電纜輸入端應(yīng)盡可能靠近電容C2的兩極。abc環(huán)路線應(yīng)該比較長標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的認(rèn)可的沖擊電壓測(cè)量系統(tǒng)的要求是：測(cè)量沖擊全波峰值的總不確定度為±5％范圍內(nèi)B當(dāng)截?cái)鄷r(shí)間0.5s Tc2s時(shí)，測(cè)量沖擊截波的總不確定度在±5％范圍內(nèi)C當(dāng)截?cái)鄷r(shí)間Tc2s時(shí)，測(cè)量沖擊電壓截波的總不確定度在±4％范圍內(nèi)D測(cè)量沖擊波形時(shí)間參數(shù)的總不確定度在±15％范圍內(nèi)8) 光電測(cè)量系統(tǒng)有哪幾種調(diào)制方式：A幅度－光強(qiáng)度調(diào)制（AM－IM）B調(diào)頻－光強(qiáng)度調(diào)制（FM－IM）C數(shù)字脈沖調(diào)制D利用光電效應(yīng)二、填空題交流高電壓試驗(yàn)設(shè)備主要是指______。試驗(yàn)變壓器的體積和重量都隨其額定電壓值的增加而急劇增加，試驗(yàn)變壓器的額定容量Pn應(yīng)按______來選擇。在電壓很高時(shí)，常采用幾個(gè)變壓器串聯(lián)的方法，幾臺(tái)試驗(yàn)變壓器串聯(lián)的意思是______。如果串級(jí)數(shù)為n，串級(jí)變壓器整套設(shè)備的裝置總?cè)萘縒裝為______，隨著串級(jí)數(shù)的增加，裝置的利用率明顯下降，一般串級(jí)數(shù)n______。13)串級(jí)數(shù)為4級(jí)試的串級(jí)試驗(yàn)變壓器的利用率為______。14)試驗(yàn)變壓器容性試品上的電壓的電壓升高，分為______和______。實(shí)用文檔利用高壓實(shí)驗(yàn)變壓器產(chǎn)生操作沖擊波，而不用沖擊電壓發(fā)生器來產(chǎn)生沖擊波，是因?yàn)開_____。16) 電力系統(tǒng)外絕緣的沖擊高壓試驗(yàn)通?？梢圆蓸?15次沖擊法，即是______。用高壓靜電電壓表測(cè)量穩(wěn)態(tài)高電壓的優(yōu)點(diǎn)是______；缺點(diǎn)是______。沖擊電壓發(fā)生器的原理是______。在沖擊電壓發(fā)生器的等效電路中，若考慮回路電感效應(yīng)，為獲得非振蕩沖擊波的條件是_________沖擊電流的試驗(yàn)設(shè)備的功用是______。測(cè)量沖擊大電流的儀器有______和______。實(shí)驗(yàn)室測(cè)量沖擊高電壓的方法有______。影響球隙測(cè)量電壓的可靠性的因素有______和______。常用的沖擊電壓分壓器有______。為了補(bǔ)償分壓器的對(duì)地電容，在分壓器的高壓端安裝一個(gè)圓傘形______。三、計(jì)算問答題一臺(tái)測(cè)工頻高電壓的電阻分壓器，額定電壓為100kV（有效值），阻值為4MΩ，對(duì)地雜散電容為1000pF，求由雜散電容引起的峰值和相位測(cè)量誤差，以及在額定測(cè)量電壓下熱耗的功率值。壓充電標(biāo)準(zhǔn)電容器有什么功用？高壓直流分壓器的選擇原則是什么？29)35kV電力變壓P器，5Pa在大氣條t27件1.0510為，℃時(shí)做工頻耐壓試驗(yàn)，應(yīng)選用球隙的球極直徑為多大？球隙距離為多少？30)怎樣選擇試驗(yàn)變壓器的額定電壓和額定容量？設(shè)一被試品的電容量為4000pF，所加的試驗(yàn)電壓有效值為400kV，試求進(jìn)行這一工頻耐壓試驗(yàn)時(shí)流過試品的電流和該試驗(yàn)變壓器的輸出功率。高壓實(shí)驗(yàn)室中被用來測(cè)量交流高電壓的方法常用的有幾種？在說明多極沖擊電壓發(fā)生器動(dòng)作原理時(shí)，為什么必須強(qiáng)調(diào)裝置對(duì)地雜散電容所起的作用？某沖擊電壓發(fā)生器的等效電路如圖8-13所示。已知C1為20nF，C2為2nF，阻尼電阻Rd為100Ω,若要獲得標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊波形，設(shè)暫不計(jì)L的影響，請(qǐng)用近似公式計(jì)算R,Rt。f沖擊電流波形有哪兩類？對(duì)兩類沖擊波，中國和IEC標(biāo)準(zhǔn)怎么規(guī)定的？簡述沖擊電流發(fā)生器的基本原理。名詞解釋：50％放電電壓簡述對(duì)沖擊電壓測(cè)量系統(tǒng)響應(yīng)特性的要求。實(shí)用文檔測(cè)量高電壓的弱電儀器常受一些電磁干擾，干擾來源主要有哪些？簡述高電壓試驗(yàn)時(shí)的抗干擾措施。利用試驗(yàn)變壓器產(chǎn)生操作沖擊電壓波以及電力變壓器進(jìn)行感應(yīng)操作沖擊電壓波試驗(yàn)時(shí)，為什么波長時(shí)間TZ與鐵心中的起始磁通量 0和鐵心的飽和磁通量 s相關(guān)？串級(jí)倍壓直流高壓裝置的串級(jí)數(shù)受到什么因素的制約？一、選擇題1、ABCD 2 、ABC 3 、A4、B 5 、B 6 、ACD 7、ABC8、ABCD二、填空題9、高電壓試驗(yàn)變壓器10、PnIsUn11、使幾臺(tái)變壓器高壓繞組的電壓相疊加Wn(n1)3～412、2W試＝22W裝n（n1)0.110%13、2014、穩(wěn)態(tài)性的電壓升高瞬態(tài)性的電壓升高15、沖擊電壓發(fā)生器產(chǎn)生長波前操作波時(shí)效率低，而且火花間隙中容易出現(xiàn)熄弧現(xiàn)象16、被試品施加正、負(fù)極性沖擊全波試驗(yàn)電壓各 15次，相鄰兩次沖擊時(shí)間間隔應(yīng)不小于 1min17、吸收功率極小；外界電場對(duì)表的影響嚴(yán)重，不宜用于有風(fēng)的環(huán)境。28、電容器并聯(lián)充電，串聯(lián)放電29、R 2L/[C1C2/(C1C2]20、研究雷閃電流對(duì)絕緣材料和結(jié)構(gòu)以及防雷裝置的熱能或電動(dòng)力的破壞作用。21、分流器和羅戈夫斯基線圈22、球隙法，分壓器－峰值電壓表法，分壓器－示波器法，光電測(cè)量法。23、球面的塵污和球隙間空氣游離不充分。24、電阻分壓器、電容分壓器、串聯(lián)阻容分壓器、微分積分系統(tǒng)25、屏蔽環(huán)三、計(jì)算問答題26、解：幅值誤差A(yù)1[(R1Ce)2/1801[(23.1450410610001012)2/180]0.9912相角誤差arctan(R1Ce/6)11.82熱耗的功率值PU2/R(100103)2/41062500W27、由于氣體介質(zhì)基本上無損耗，接近于理想介質(zhì)，所以由它構(gòu)成的電容器的電容量不受作用電壓的影響，準(zhǔn)確而穩(wěn)定。這種電容器有良好的屏蔽，有無暈的電極，電容值不受周圍環(huán)境的影響。28、國際電工委員會(huì)規(guī)定 I1不低于0.5mA。一般I1選擇在0.5mA～2mA之間。29、根據(jù)《規(guī)程》，35kV電力變壓器的試驗(yàn)電壓為 Us 85 85% 72(kV)因?yàn)殡娏ψ儔浩鞯慕^緣性能基本上不受周圍大氣條件的影響，所以保護(hù)球隙的實(shí)際放電電壓U0 (1.05~1.15)Us實(shí)用文檔應(yīng)為若取 U0 1.05Us 1.05 72 2 106.9(kV,最大值）也就是說，球隙的實(shí)際放電電壓等于106.9kV(最大值）。因?yàn)榍蛳兜姆烹婋妷号c球極直徑和球隙距離之間關(guān)系是在標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)下得到的，所以應(yīng)當(dāng)把實(shí)際放電電壓換算到標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)下的放電電壓U0即U027327106.9105.7(kV,最大值）0.2891050查球隙的工頻放電電壓表，若選取球極直徑為10cm，則球隙距離為4cm時(shí)，在標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)下的放電電壓為105kV(最大值）。而在試驗(yàn)大氣狀態(tài)下的放電電壓為' 0.2891050U0 105 106.2(kV，最大值）30、試驗(yàn)變壓器高壓側(cè)電流和額定容量都主要取決于被試品的電容。I2fCU1031012P2fCU21032504000400200.96(kVA)5.024104(A)31、利用氣體放電測(cè)量交流高電壓，例如靜電電壓表；利用靜電力測(cè)量交流高電壓，例如靜電電壓表；利用整流電容電流測(cè)量交流高電壓，例如峰值電壓表；利用整流充電電壓測(cè)量交流高電壓，例如峰值電壓表。32、因?yàn)閷?duì)地雜散電容引起容易高頻振蕩，產(chǎn)生沖擊過電壓。33、解：Tf3.24(RdRf)C1C2/(C1C2)1.2sTt0.693(RdRt)(C1C2)50sC120nFC22nF解得Rf＝103ΩRt=3179.5Ω34、第一類：電流從零值以較短的時(shí)間上升到峰值，然后以近似指數(shù)規(guī)律或強(qiáng)阻尼正弦波形下降到零。第二類沖擊電流波形近似為方波。35、第一類波形，中國和IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了4種該類沖擊波，即1μs/20μs，4μs/10μs,8μs/20μs和30μs/80μs沖擊電流波。第二類規(guī)定的沖擊電流波形峰值持續(xù)時(shí)間規(guī)定為 500s，1000μs，2000μs，或者2000μs與3200μs之間。36、由一組高壓大電容量的電容器，先通過直流高壓并聯(lián)充電，充電時(shí)間為幾十秒到幾分；然后通過觸發(fā)球隙的擊穿，并聯(lián)地對(duì)試品放電，從而在試品上流過沖擊大電流。37、球隙的沖擊放電電壓是有分散性的，球隙的50％放電電壓是指在此電壓作用下，相應(yīng)的球間隙距離的放電概率為50％38、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：對(duì)于認(rèn)可的沖擊電壓測(cè)量系統(tǒng)，在測(cè)量波前時(shí)間為Tf的雷電標(biāo)準(zhǔn)沖擊電壓時(shí)，它的過沖β和部分階躍響應(yīng)時(shí)間Tα與Tf的比值，應(yīng)處在圖9-13中的剖面線所劃的范圍以內(nèi)。測(cè)量波前截?cái)嗖〞r(shí)，除了要滿足這一要求外，還規(guī)定了實(shí)驗(yàn)階躍響應(yīng)時(shí)間NT和部分響應(yīng)時(shí)間Tα應(yīng)滿足另一附加要求。即 T 0.03TcTN0.03Tc。當(dāng)考慮測(cè)量雷電沖擊電壓時(shí)，要求它的部分響應(yīng)時(shí)間T30ns，而且實(shí)驗(yàn)響應(yīng)時(shí)間TN15ns。當(dāng)考慮測(cè)量雷電沖擊電壓波前截波時(shí)，要求T20ns，而TN10ns。39、測(cè)量用的射頻同軸電纜外皮中通過的瞬態(tài)電流引起的干擾，間隙放電時(shí)產(chǎn)生的空間電磁實(shí)用文檔輻射，儀器電源線引入的干擾40、改善接地回線；實(shí)驗(yàn)室采用全屏蔽；專為應(yīng)用于高壓測(cè)試中的通用數(shù)字示波器及其附屬設(shè)備建一小屏蔽室或屏蔽盒；分壓器應(yīng)置于緊靠集中接地極的地點(diǎn)，并以最短的連線相接；由分壓器到測(cè)量儀器敷設(shè)寬度較大的金屬板或金屬帶作為接地連線；測(cè)量電纜采取兩端匹配的接線方式；測(cè)量電纜長度應(yīng)盡可能短；采用雙屏蔽同軸電纜，或在單屏蔽同軸電纜外再套一金屬管，甚至在雙屏蔽同軸電纜外再套金屬管；在測(cè)量電纜上加設(shè)共模抑制器；提高傳遞信號(hào)環(huán)節(jié)的信噪比。41、答：第一個(gè)半波持續(xù)的時(shí)間取決于鐵心飽和出現(xiàn)的時(shí)刻，也就是取決于飽和磁通量和初始磁通量的差值。理論上說，做了第一次操作波試驗(yàn)后，鐵心上會(huì)留下同向剩磁，在做第二次同極性操作波試驗(yàn)時(shí)，波長會(huì)有所縮短。42、答：電路的 U隨級(jí)數(shù)n的平方倍關(guān)系上升，U隨n的立方倍關(guān)系上升。當(dāng)級(jí)數(shù)n超過一定值時(shí)，再增加 n也無助于輸出電壓的增加，而元件數(shù)量和整個(gè)結(jié)構(gòu)高度去會(huì)隨 n而正比上升。線路和繞組中的波過程過電壓的概念超過額定的最高運(yùn)行電壓稱為過電壓過電壓（1）大氣過電壓a直擊雷過電壓b 感應(yīng)雷過電壓（2）內(nèi)部過電壓a操作過電壓操作過電壓.波過程的一些物理概念什么是波過程波是怎樣沿著導(dǎo)線傳布的波阻抗Z u L0C0.波動(dòng)方程線路上點(diǎn)在時(shí)間的電壓和電流的波動(dòng)方程2u2ux2L0Cot22i2ix2L0C0t2波動(dòng)方程的通解u(x,t) uq(x t) uf(x t) u ui(x,t) iq(x t) if(x t) i i波動(dòng)方程通解的物理意義(1).電壓和電流均有兩個(gè)部分組成：前行波和反行波(2).電壓與電流的方向的規(guī)定實(shí)用文檔(3).關(guān)于波阻抗的特點(diǎn)表示同一方向電壓波與電流波大小的比值，電磁波通過Z時(shí)，以電磁波的形式儲(chǔ)存在周圍介質(zhì)中；導(dǎo)線上既有前行波又有反行波時(shí)，Z≠U/Ic.Z的數(shù)值與線路長度無關(guān).行波的折射與反射1.折射與反射(1).折射波與反射波電壓波折射系數(shù)2Z2Z1 Z2 0 2電壓波反射系數(shù)Z2 Z1Z1 Z2 1 1與 之間的關(guān)系1(2). 幾種特殊條件下的折、反射波線路末端開路線路末端短路線路末端接負(fù)截電阻R彼德遜法則實(shí)用文檔要計(jì)算分布參數(shù)線路上節(jié)點(diǎn)的電壓可用集中參數(shù)等值電路計(jì)算：線路波阻抗用數(shù)值相等的集中參數(shù)等值電阻代替把線路上的入射電壓波的兩倍作為等值電壓源.行波通過串聯(lián)電感和并聯(lián)電容1.通過串聯(lián)電感回路方程：2U1qi2q(Z1di2qZ2)Ldt解得：2Uti2q1q(1eT)Z1Z2LTZ1 Z2于是： tu2q i2qZ2 U1q(1 eT)它有二個(gè)部分組成：一部分是與時(shí)間無關(guān)的強(qiáng)制分量；另一部分為隨時(shí)間而衰減的自由分量當(dāng)t=0時(shí)u2q0,i2q0t時(shí)2Zu2q2U1qU1qZ1Z2i2q2U1qZ1Z2通過電感后折射波的陡度：du2q最大陡度出現(xiàn)在 t=0時(shí)：dtdu2qdl折射波電壓、電流隨時(shí)間變化在A點(diǎn)反射波電壓和電流因?yàn)閐i2qu2qLdtuAu1qu1f

實(shí)用文檔t2U1qZ2eTLdu2qdt2Z2U1qmaxmaxLdtdl可得Z1U1qtu1fZ22Z1U1qeTZ1Z2Z1Z2當(dāng)t=0u1fU1q此時(shí)uAu1qu1f2U1f波到達(dá)電感瞬間，在線圈首端的電壓將上升到入射波電壓兩倍當(dāng)t→∞u1fZ2Z1U1qU1qZ1Z2此時(shí)uAu1qu1f2Z1U1quBZ1Z2時(shí)間很長以后，達(dá)到穩(wěn)定值反射波電流u1fZ2Z1U1q2U1qti1feTZ1Z1Z2Z1Z1Z2t=0i1f0t→∞i1fZ2Z1U1qZ1Z2Z1實(shí)用文檔反射波電壓、電流隨時(shí)間變化通過并聯(lián)電容回路方程2U1q

i1Z1

i2qZ2i1

i2q

C

du2qdt

i2q

CZ2

di2qdt解得：ti2q 2U1q (1 eT)Z1 Z2tu2q

i2qZ2

U1q(1

eT)Z2Z1Z1Z22Z2Z1Z2當(dāng)t=0時(shí)：u2q 0,i2q 0t時(shí)實(shí)用文檔2Z2u2q u1q U1qZ1 Z2i2q2U1qZ1Z2經(jīng)過并聯(lián)電容時(shí)，折射波的陡度：tdu2q2U1qeTdtZ1Cdu2q2U1q最大陡度出現(xiàn)在t=0時(shí)：dtmaxZ1C最大空間陡度：

du2q

max

2U1qdl

Z1C折射波電壓、電流隨時(shí)間變化反射波電壓、電流Z2Z1U1q2Z2tu1fU1qeTZ1Z2Z1Z2(Z2Z1)U1q2Z2U1qti1feT(Z1Z2)Z1Z1Z2Z1當(dāng)t=0時(shí)u1fu2qi1fi1qiAi1qi1f2i1q當(dāng)t→∞時(shí)u1fZ2Z1U1qU1qZ1Z2i1fZ2Z1U1qZ1Z2Z1uAU1q實(shí)用文檔反射波電壓、電流隨時(shí)間變化五.行波的多次折、反射用網(wǎng)格法計(jì)算波的折、反射0tl0u2q0l0t3l0u2q12U03l0t5l05l07l0tu2qu21q2U22012U102112U2012U10212U0tu2q U0串聯(lián)三導(dǎo)線典型參數(shù)配合時(shí)波過程的特點(diǎn)(1).Z1ZlZ2(2).(3). Z1ZlZ2 ZlZ1 Zl Z2實(shí)用文檔(4). Z1 ZlZ2 Zl.行波在平行多導(dǎo)線系統(tǒng)中的傳播1.多導(dǎo)線系統(tǒng)的電壓、電流方程自電位系數(shù)ukkk q1q2 qk1 qk1 qn 0qk1ln2hk20rrk互電位系數(shù)ukkn qn q1q2 qk qn101dkn'knln20rdkn自波阻抗Zkk2hk60lnrk互波阻抗Zkn60lndkn'dkn耦合系數(shù)k兩導(dǎo)線系統(tǒng)k12

Z21Z11實(shí)用文檔多導(dǎo)線系統(tǒng).線路上行波的衰減和變形1.沖擊電暈的形成和特點(diǎn)2.電暈對(duì)導(dǎo)線上波過程的影響(1).使導(dǎo)線的耦合系數(shù)增大(2).使導(dǎo)線的波阻抗和波速減小(3).使波在傳播過程中幅值衰減，波形畸變l(0.50.008u)h.變壓器繞組中的波過程1.簡化等值電路繞組中初始電壓分布(1).繞組末端接地sh(l x)u U0shl實(shí)用文檔(2).繞組末端開路繞組首端處：u=U0繞組末端處：k0duxl0dx(3).變壓器的入口電容CTQx01k0duU0U0dxx0k0C0lk0CKl繞組中的穩(wěn)態(tài)電壓分布(1).繞組末端接地uU0x1(2).繞組末端開路luU0

k0U0U0xlxuU0eU0eldux0U0Uoldxl三相繞組中的波過程(1).中性點(diǎn)接地的星形接線(2).性點(diǎn)不接地的星形接線實(shí)用文檔(3).三角形接線三相同時(shí)進(jìn)波沖擊電壓在繞組間的傳遞第7章 習(xí)題及答案一、選擇題1) 波在線路上傳播，當(dāng)末端短路時(shí)，以下關(guān)于反射描述正確的是 ______。A． 電流為0，電壓增大一倍B． 電壓為0，電流增大一倍C． 電流不變，電壓增大一倍D． 電壓不變，電流增大一倍實(shí)用文檔下列表述中，對(duì)波阻抗描述不正確的是______。A．波阻抗是前行波電壓與前行波電流之比B．對(duì)于電源來說波阻抗與電阻是等效的C．線路越長，波阻抗越大D．波阻抗的大小與線路的幾何尺寸有關(guān)減少絕緣介質(zhì)的介電常數(shù)可以______電纜中電磁波的傳播速度。A．降低 B ．提高 C ．不改變 D．不一定二、填空題電磁波沿架空線路的傳播速度為______。傳輸線路的波阻抗與______和______有關(guān)，與線路長度無關(guān)。在末端開路的情況下，波發(fā)生反射后，導(dǎo)線上的電壓會(huì)______。波傳輸時(shí)，發(fā)生衰減的主要原因是______、______、______。Z1、Z2兩不同波阻抗的長線相連于A點(diǎn)，行波在A點(diǎn)將發(fā)生折射與反射，反射系數(shù)的β取值范圍為______。三、計(jì)算問答題簡述波傳播過程的反射和折射。波阻抗與集中參數(shù)電阻本質(zhì)上有什么不同？彼得遜法則的內(nèi)容、應(yīng)用和需注意的地方。一、選擇題1、A2、C3、B二、填空題4、3×108m/s5、單位長度電感L0和電容C06、提高一倍7、導(dǎo)線電阻和線路對(duì)地電導(dǎo)大地電阻和地中電流等值深度的影響沖擊電暈的影響8、－1≤β≤1三、計(jì)算問答題9、當(dāng)波沿傳輸線路傳播，遇到線路參數(shù)發(fā)生突變，即有波阻抗發(fā)生突變的節(jié)點(diǎn)時(shí)，會(huì)在波阻抗發(fā)生突變的節(jié)點(diǎn)上產(chǎn)生折射與反射。10、（1）波阻抗表示同一方向的電壓波與電流波的比值，電磁波通過波阻抗為 Z的導(dǎo)線時(shí)，能量以電能、磁能的方式儲(chǔ)存在周圍介質(zhì)中，而不是被消耗掉。 （2）若導(dǎo)線上前行波與反行波同時(shí)存在時(shí)，則導(dǎo)線上總電壓與總電流的比值不再等于波阻抗（ 3）波阻抗Z的數(shù)值只取決于導(dǎo)線單位長度的電感和電容，與線路長度無關(guān)。（4）為了區(qū)別不同方向的流動(dòng)波，波阻抗有正、負(fù)號(hào)。11、在計(jì)算線路中一點(diǎn)的電壓時(shí)，可以將分布電路等值為集中參數(shù)電路：線路的波阻抗用數(shù)值相等的電阻來代替，把入射波的2倍作為等值電壓源。這就是計(jì)算節(jié)點(diǎn)電壓的等值電路法則，也稱彼得遜法則。利用這一法則，可以把分布參數(shù)電路中波過程的許多問題簡化成一些集中參數(shù)電路的暫態(tài)計(jì)算。但必須注意，如果Z1,Z2是有限長度線路的波阻抗，則上述等值電路只適用于在Z1，Z2端部的反射波尚未回到節(jié)點(diǎn)以前的時(shí)間內(nèi)。實(shí)用文檔雷電及防雷裝置一、氣體間隙二、避雷器1、避雷器的作用：它是一種保護(hù)電器。用于防止侵人波過電壓。2、對(duì)避雷器的要求（1）當(dāng)電壓超過一定值時(shí)，避雷器動(dòng)作（放電）（2）過電壓消失后，避雷器迅速切斷工頻電弧。三、避雷器的類型：1、管型避雷器2、閥型避雷器3、磁吹避雷器4、氧化鋅避雷器四、閥型避雷器：1、結(jié)構(gòu)：主要由火花間隙和閥片組成。1） 火花間隙用于切斷工頻續(xù)流。2）閥片：是一種非線性電阻。雷電流作用下，閥片呈低阻值，限制殘壓；對(duì)工頻續(xù)流，閥片工作在高阻值區(qū)，限制工頻續(xù)流，有利于滅電弧。2、工作原理：（1）正常時(shí)，由于火花間隙的作用，導(dǎo)線對(duì)地絕緣；（2）當(dāng)過電壓作用時(shí)，間隙被擊穿，將電流引人大地。過電壓消失后，間隙絕緣強(qiáng)度恢復(fù)，避雷器恢復(fù)正常狀態(tài)。3、閥型避雷器的閥式特性：避雷器象一只閥門一樣，正常時(shí)閥門關(guān)閉，導(dǎo)線對(duì)地絕緣；過電壓作用時(shí)，閥門打開，讓雷電流人地。4、避雷器的主要電氣參數(shù)：（1）額定電壓：我國指正常工作時(shí)加在避雷器上的工作電壓，即避雷器安裝處的電網(wǎng)標(biāo)稱電壓。（2）滅弧電壓：在保證避雷器動(dòng)作時(shí)工頻續(xù)流第一次過零就滅弧的條件下，允許加在避雷器上的最大工頻電壓。它應(yīng)高于安裝處工作母線上可能出現(xiàn)的最高工頻電壓。否則就不能保證電弧熄滅。1）對(duì)于中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)，避雷器的滅弧電壓規(guī)定為系統(tǒng)最大工作線電壓的110%，稱110%避雷器。10KV避雷器的滅弧電壓為：10×（1+15%）×110%=12、7KV2）35—60KV中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)，避雷器的滅弧電壓規(guī)定為系統(tǒng)最大工作線電壓的100%，稱100%避雷器。35KV避雷器的滅弧電壓為：35×（1+15%）×100%=41KV3）110KV及以上中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)，發(fā)生單相接地時(shí)，非故障相電壓可達(dá)最大工作線電壓的80%，避雷器的滅弧電壓取該值，稱80%避雷器。（3）工頻放電電壓（4）沖擊放電電壓（5）殘壓五、氧化鋅避雷器實(shí)用文檔1、結(jié)構(gòu)：此避雷器無間隙，只有閥片。其閥片是以氧化鋅為主要材料的非線性特性的壓敏電阻。2、工作原理：在正常工作電壓作用下，流過氧化鋅閥片的電流很小，為10-5A，此時(shí)閥片相當(dāng)于一個(gè)絕緣體，所以無需間隙。當(dāng)過電壓作用時(shí)，閥片呈現(xiàn)出很小的電阻，相當(dāng)于閥片“導(dǎo)通”，其殘壓與電流幾乎無關(guān)。3、主要電氣參數(shù)（1）額定電壓 （2）最大長期工作電壓（3）壓比 （4）殘壓4、特點(diǎn)：無間隙，結(jié)構(gòu)簡單，體積輕??；無續(xù)流，不存在滅弧問題。輸電線路的防雷保護(hù)一、輸電線路的運(yùn)行特點(diǎn)二、輸電線路上的感應(yīng)過電壓1、雷擊線路附近地面時(shí)導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓主要說明避雷線對(duì)感應(yīng)過電壓的影響，結(jié)論是：由于避雷線的存在，可使感應(yīng)過電壓下降。2、雷擊塔頂時(shí)線路上的感應(yīng)過電壓（1）無避雷線時(shí)（2）有避雷線時(shí)三、輸電線路的直擊雷過電壓1、雷直擊導(dǎo)線時(shí)的過電壓繞擊的概念2、雷擊桿塔頂時(shí)的過電壓（1）作用在線路絕緣子串上的電壓（即塔頂與導(dǎo)線之間的電壓）由下列桿塔對(duì)地電位Utd；避雷線和導(dǎo)線間的耦合作用在導(dǎo)線上具有的電位；感應(yīng)電位。1）塔頂電位：U=βI(R +L /2、6)td ch gt

3個(gè)分量組成：2）導(dǎo)線電位：

Ud=KUtd

-ah

d(1

–

K)(

包含耦合以及感應(yīng)

)3）絕緣子串上的電壓

Uj：Uj=Utd

-U

d=I(

βRch

+

βLgt

/2

、6+hd/2、6)(1

–

K)（2）絕緣子串的閃絡(luò)：當(dāng)Uj大于絕緣子串的沖擊閃絡(luò)電壓時(shí)，絕緣子串將發(fā)生閃絡(luò)，稱為“反擊”。（3）反擊耐雷水平四、雷擊跳閘1、輸電線路雷擊跳閘率的定義2、雷擊時(shí)引起線路絕緣子閃絡(luò)跳閘的原因3、線路雷擊跳閘率的計(jì)算：包括雷擊桿塔頂時(shí)的跳閘率和線路繞擊跳閘率。四、衡量輸電線路防雷性能的主要指標(biāo)：1、耐雷水平2、雷擊跳閘率。五、線路防雷的措施實(shí)用文檔1、架設(shè)避雷線2、降低桿塔接地電阻3、加強(qiáng)線路絕緣4、采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式5、裝設(shè)自動(dòng)重合閘6、線路交叉部分的防雷保六、各級(jí)線路防雷的具體措施1、3~10KV線路2、35~66KV線路3、110~500KV線路發(fā)電廠和變電所的防雷保護(hù)一、發(fā)電廠、變電所的雷害事故主要來自兩方面：一是直擊雷，二是雷電入侵波。二、發(fā)電廠、變電站的防雷保護(hù)的特點(diǎn)：1、設(shè)備設(shè)施集中布置，防直擊雷主要采用避雷針。2、防侵人波過電壓，采用避雷器。3、發(fā)電廠、變電所布置的設(shè)備貴重，防雷措施需要更加周密。4、發(fā)電廠、變電所的接地系統(tǒng)包括防雷、工作和保護(hù)接地，必須保證良好的接地。三、避雷針安放的原則：1、被保護(hù)設(shè)備應(yīng)在避雷針的保護(hù)范圍內(nèi)；2、應(yīng)防止反擊。避雷針與被保護(hù)設(shè)備的空氣距離 Sk不小于5米，地中距離Sd不小于3米。根據(jù)防止反擊的要求和配電裝置的布置，決定針的安裝位置，即決定了避雷針與被保護(hù)設(shè)備的水平距離。由避雷針與被保護(hù)設(shè)備的水平距離和被保護(hù)設(shè)備的高度 hx確定避雷針針高h(yuǎn)。3、35KV及以下配電裝置架構(gòu)上不宜裝避雷針，應(yīng)設(shè)獨(dú)立避雷針及獨(dú)立的接地裝置；4、110KV及以上配電裝置，在電阻率不高地區(qū)，允許將避雷針裝在出線架構(gòu)上，但應(yīng)防止反擊，并設(shè)集中接地裝置，其與變電所接地網(wǎng)的連接點(diǎn)離主變與接地網(wǎng)的接地點(diǎn)之間的電氣距離應(yīng)不小于15米；5、變壓器門型架上不允許裝避雷針；6、土壤電阻率大于 1000地區(qū)，架構(gòu)上不宜裝避雷針7、照明燈塔作為避雷針的支架時(shí)，照明燈塔的電源線必須用鉛皮電纜或?qū)㈦娫淳€穿入鐵管埋入地中；8、發(fā)、變電所的主控室和 35KV及以下的配電裝置室一般不設(shè)避雷針，只須將其金屬結(jié)構(gòu)接地即可；9、獨(dú)立避雷針不應(yīng)設(shè)在經(jīng)常通行的地方，距道路不應(yīng)小于

3米。四、變電所侵人波過電壓防護(hù)1、侵入波過電壓的危害2、避雷器的保護(hù)作用3、被保護(hù)設(shè)備上的過電壓—距離效應(yīng)距離效應(yīng)的存在被保護(hù)設(shè)備上的電壓大于避雷器上的殘壓五、變電所的進(jìn)線段保護(hù)1、進(jìn)線段保護(hù)的概念實(shí)用文檔2、35KV及以上變電所的進(jìn)線段保護(hù)接線六、變壓器的防雷保護(hù)1、三繞組變壓器的防雷保護(hù)2、自耦變壓器的防雷保護(hù)3、變壓器中性點(diǎn)的防雷保護(hù)第8、9、10章 習(xí)題及答案一、選擇題根據(jù)我國有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，220kV線路的繞擊耐雷水平是______。避雷器到變壓器的最大允許距離______。A． 隨變壓器多次截波耐壓值與避雷器殘壓的差值增大而增大B． 隨變壓器沖擊全波耐壓值與避雷器沖擊放電電壓的差值增大而增大C． 隨來波陡度增大而增大D． 隨來波幅值增大而增大對(duì)于500kV線路，一半懸掛的瓷絕緣子片數(shù)為______。A．24 B ．26 C ．28 D.30接地裝置按工作特點(diǎn)可分為工作接地、保護(hù)接地和防雷接地。保護(hù)接地的電阻值對(duì)高壓設(shè)備約為______A．0.5～5 B ．1～10 C ．10～100 D 小于1在放電廠和變電站中，對(duì)直擊雷的保護(hù)通常采用哪幾種方式？A．避雷針B．避雷線C．并聯(lián)電容器D．接地裝置二、填空題落雷密度是指______。雷電波的波頭范圍一般在______到______范圍內(nèi)，在我國防雷設(shè)計(jì)中，通常建議采用______長度的雷電流波頭長度。埋入地中的金屬接地體稱為接地裝置，其作用是______。中等雷電活動(dòng)地區(qū)是指該地區(qū)一年中聽到雷閃放電的天數(shù)Td范圍為______。10)對(duì)于500kV的高壓輸電線路，避雷線的保護(hù)角 一般不大于______。輸電線路防雷性能的優(yōu)劣，工程上主要用______和______兩個(gè)指標(biāo)來衡量。GIS的絕緣水平主要取決于______。降低桿塔接地電阻是提高線路耐雷水平防止______的有效措施。避雷針加設(shè)在配電裝置構(gòu)架上時(shí)，避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)到變壓器接地線與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)之間的距離不得小于______m。我國35~220kV電網(wǎng)的電氣設(shè)備絕緣水平是以避雷器______kA下的殘壓作為絕緣配合的設(shè)計(jì)依據(jù)。三、計(jì)算問答題防雷的基本措施有哪些？請(qǐng)簡要說明。實(shí)用文檔電容器在直配電機(jī)防雷保護(hù)中的主要作用是什么?感應(yīng)過電壓是怎么產(chǎn)生的？請(qǐng)介紹簡單的計(jì)算公式。簡述避雷針的保護(hù)原理和單根保護(hù)范圍的計(jì)算。一、選擇題1、A2、A3、C4、B5、AB二、填空題6、每雷暴日中每平方公里地面內(nèi)落雷的次數(shù)7、1s~5s2.6s8、降低接地電阻9、15～4010、15°11、耐雷水平和雷擊跳閘率12、雷電沖擊水平13、反擊14、3m15、5三、計(jì)算問答題16、基本措施是設(shè)置避雷針、避雷線、避雷器和接地裝置。避雷針（線）可以防止雷電直接擊中被保護(hù)物體，稱為直擊雷保護(hù)；避雷器可以防止沿輸電線侵入變電所的雷電沖擊波，稱為侵入波保護(hù)；接地裝置的作用是減少避雷針（線）或避雷器與大地之間的電阻值，達(dá)到降低雷電沖擊電壓幅值的目的。17、用是限制侵入波陡度，和降低感應(yīng)雷過電壓。18、對(duì)地放電過程中，放電通道周圍的空間電磁場將發(fā)生急劇變化。因而當(dāng)雷擊輸電線附近的地面時(shí)，雖未直擊導(dǎo)線，由于雷電過程引起周圍電磁場的突變，也會(huì)在導(dǎo)線上感應(yīng)出一個(gè)高電壓來，這就是感應(yīng)過電壓，它包含靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)兩個(gè)分量，一般以靜電感應(yīng)分量為主。設(shè)地面雷擊點(diǎn)距輸電線路正下方的水平距離為S，一般當(dāng)S超過65m時(shí)，規(guī)程規(guī)定，導(dǎo)線上感應(yīng)過電壓的幅值可按下式計(jì)算：U25Ih/SkV，其中，I為雷電流幅值，單位為kA；S為地面雷擊點(diǎn)距線路的水平距離，單位為m；h為導(dǎo)線平均對(duì)地高度，單位為m。19、避雷針的保護(hù)原理是當(dāng)雷云放電時(shí)使地面電場畸變，在避雷針的頂端形成局部場強(qiáng)集中的空間，以影響雷閃先導(dǎo)放電的發(fā)展方向，使雷閃對(duì)避雷針放電，再經(jīng)過接地裝置將雷電流引入大地，從而使被保護(hù)物體免遭雷擊。避雷針的保護(hù)范圍使指被保護(hù)物體再此空間范圍內(nèi)不致遭受直接雷擊。對(duì)于單根避雷針的保護(hù)范圍，有計(jì)算公式：rx(hhx)phap,hxh/2rx(1.5h2h)p,hxh/2式中，h,hx,ha,rx,p的單位均為m。p是避雷針的高度影響系數(shù)，h30m時(shí)，p＝1；30mh120m時(shí)，p5.5/h；h120m時(shí)按照120m計(jì)算。暫時(shí)過電壓一、工頻過電壓的產(chǎn)生系統(tǒng)正常運(yùn)行或故障時(shí)產(chǎn)生。如：1、空載長線路末端電壓的升高2、發(fā)生單相接地故障時(shí)，非故障相電壓的升高。甩負(fù)荷引起的工頻電壓升高二、特點(diǎn)：1、過電壓倍數(shù)不大，對(duì)正常絕緣的電氣設(shè)備一般沒有危險(xiǎn)2、在超高壓輸電中成為確定系統(tǒng)絕緣水平的重要因素。（1）工頻電壓升高將直接影響操作過電壓的幅值。實(shí)用文檔（2）工頻電壓升高是決定保護(hù)電器（避雷器）工作條件的重要因素。（3）工頻電壓升高持續(xù)時(shí)間長，對(duì)設(shè)備的絕緣不利。三、形式：1、空載長線路末端電壓升高2、不對(duì)稱短路引起的工頻電壓升高3、甩負(fù)荷引起的工頻電壓升高四、空載長線路電容效應(yīng)引起的電壓升高1、輸電線路的等值電路：2、首端與末端電壓之比為：對(duì)于無窮大容量的系統(tǒng)，可以證明：式中：α—相位常數(shù)， α=0.06°/KM—線路長度說明線路末端電壓高于首端電壓，線路越長，末端電壓越高，這種現(xiàn)象是由于電容性充電電流造成的，稱為電容效應(yīng)。3、系統(tǒng)電源容量對(duì)電容效應(yīng)的影響沿線路的工頻電壓按余弦規(guī)律分布K20=U2/E=COS φ/COS（αl+ φ）Φ=arctgXs/Z式中：Xs—系統(tǒng)電源的等值阻抗—導(dǎo)線的波阻抗可見，電源容量越小，電抗越大，工頻電壓升高越嚴(yán)重，即電源電抗的存在相當(dāng)于使線路變長了。五、不對(duì)稱短路引起的工頻電壓升高1、系統(tǒng)發(fā)生單相或兩相接地故障時(shí)，非故障相（健全相）上工頻電壓將升高（閥式避雷器的滅弧電壓是以此升高值決定）2、分析單相接地（ 以A相接地為例）：利用對(duì)稱分量法可以求出：（推導(dǎo)從略）零序電抗X0的大小與系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式有關(guān)（1）對(duì)于3～10KV系統(tǒng)（中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)）：X0由線路容抗決定，為負(fù)值。則X0/X1的值比 稍大。即：健全相上電壓為 1、1倍線電壓選110%避雷器：如10KV避雷器的滅弧電壓為（220KV及以下系統(tǒng)的最高工作電壓按 1、15Un確定）即選FZ—10/12、7的避雷器（2）對(duì)于35～60KV中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)X0為正值，健全相上電壓接近線電壓選100%避雷器：如35KV避雷器的滅弧電壓為1、0*1、15Un=1、15*35=40.25KV即選FZ—35/41避雷器（3）110～220KV為中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)一般X0