江苏师范大学高电压技术考试复习.doc

1-1气体放电过程中产生带电质点最重要的方式是什么，为什么？答: 碰撞电离是气体放电过程中产生带电质点最重要的方式。这是因为电子体积小，其自由行程(两次碰撞间质点经过的距离)比离子大得多，所以在电场中获得的动能比离子大得多。其次由于电子的质量远小于原子或分子，因此当电子的动能不足以使中性质点电离时，电子会遭到弹射而几乎不损失其动能；而离子因其质量与被碰撞的中性质点相近，每次碰撞都会使其速度减小，影响其动能的积累。1-3为什么棒板间隙中棒为正极性时电晕起始电压比负极性时略高？图答:（1）当棒具有正极性时，间隙中出现的电子向棒运动，进入强电场区，开始引起电离现象而形成电子崩。随着电压的逐渐上升，到放电达到自持、爆发电晕之前，在间隙中形成相当多的电子崩。当电子崩达到棒极后，其中的电子就进入棒极，而正离子仍留在空间，相对来说缓慢地向板极移动。于是在棒极附近，积聚起正空间电荷，从而减少了紧贴棒极附近的电场，而略为加强了外部空间的电场。这样，棒极附近的电场被削弱，难以造成流柱，这就使得自持放电也即电晕放电难以形成。（2）当棒具有负极性时，阴极表面形成的电子立即进入强电场区，造成电子崩。当电子崩中的电子离开强电场区后，电子就不再能引起电离，而以越来越慢的速度向阳极运动。一部份电子直接消失于阳极，其余的可为氧原子所吸附形成负离子。电子崩中的正离子逐渐向棒极运动而消失于棒极，但由于其运动速度较慢，所以在棒极附近总是存在着正空间电荷。结果在棒极附近出现了比较集中的正空间电荷，而在其后则是非常分散的负空间电荷。负空间电荷由于浓度小，对外电场的影响不大，而正空间电荷将使电场畸变。棒极附近的电场得到增强，因而自持放电条件易于得到满足、易于转入流柱而形成电晕放电。什么是电晕放电？电晕放电的危害有哪些？如何减小电晕放电？在极不均匀电场中，当电压上升一定程度后，在空气间隙完全击穿之前，小曲率电极（高场强电极）附近会有薄薄的发光层，有点像“月晕”，在黑暗中看的较为直切，因此，这种现象称为电晕放电。危害1、 电晕放电时发生咝咝声和引起化学反应，输电线路发生电晕引起功率损耗2、 电晕放电过程中由于流注的不断消失和重新产生会出现放电脉冲形成高频电磁波对无线电广播和电视信号产生干扰3、 电晕放电发出的噪声有可能超出环境保护的标准解决途径1、 限制导线的表面场强，以天气好的时导线电晕接近于零条件来选择架空导线的尺寸2、 导线的直径通常远大于按导线经济电流密度选取的值3、 采用分裂导线提高气隙击穿电压的措施两个途径：1、改善电场分布使之尽量均匀（1）改变电极形状 （2）利用气体放电本身的空间电荷对原电场的畸变作用 2、利用其他方法来削弱气体中的电离过程改善电场分布的措施：改变电极形状 空间电荷对原电场的畸变作用 极不均匀电场中屏障的使用 提高气体压力的作用 高真空和高电气强度气体SF6的采用伏秒特性 1）定义：在同一波形，不同幅值的冲击电压作用下，气隙上出现的电压最大值和放电时间的关系，称为该气隙的伏秒特性，表示该气隙伏秒特性的曲线，称为伏秒特性曲线。 3）特性曲线在工程上有很重要的应用，是防雷设计中实现保护设备和被保护设备的绝缘配合的依据。例如：在下图中需要用保护间隙来保护变压器免于遭受雷击，设保护间隙和变压器的伏秒特性曲线分别为S2和S1，则需要S2的伏秒特性曲线一直在S1的下方，如下图所示，这样不管在什么样的雷电波的侵袭下，保护间隙总先于变压器放电，从而保护了变压器绝缘的伏秒特性避雷器的伏秒特性2-2固体无机电介质中，无机晶体、无机玻璃和陶瓷介质的损耗主要由哪些损耗组成？答：（）无机晶体介质只有位移极化，其介质损耗主要来源于电导；（）无机玻璃的介质损耗可以认为主要由三部分组成：电导损耗、松弛损耗和结构损耗；（）陶瓷介质可分为含有玻璃相和几乎不含玻璃相两类：第一类陶瓷是含有大量玻璃相和少量微晶的结构，其介质损耗主要由三部分组成：玻璃相中离子电导损耗、结构较松的多晶点阵结构引起的松弛损耗以及气隙中含水引起的界面附加损耗，tan相当大。第二类是由大量的微晶晶粒所组成，仅含有极少量或不含玻璃相，通常结晶相结构紧密，tan比第一类陶瓷小得多。2-4固体介质的击穿主要有哪几种形式？它们各有什么特征？答：固体电介质的击穿中，常见的有热击穿、电击穿和不均匀介质局部放电引起击穿等形式。（）热击穿热击穿的主要特征是：不仅与材料的性能有关，还在很大程度上与绝缘结构（电极的配置与散热条件）及电压种类、环境温度等有关，因此热击穿强度不能看作是电介质材料的本征特性参数。（）电击穿电击穿的主要特征是：击穿场强高，实用绝缘系统不可能达到；在一定温度范围内，击穿场强随温度升高而增大，或变化不大。均匀电场中电击穿场强反映了固体介质耐受电场作用能力的最大限度，它仅与材料的化学组成及性质有关，是材料的特性参数之一。（）不均匀电介质的击穿击穿从耐电强度低的气体开始，表现为局部放电，然后或快或慢地随时间发展至固体介质劣化损伤逐步扩大，致使介质击穿。2-5局部放电引起电介质劣化、损伤的主要原因有哪些？答：局部放电引起电介质劣化损伤的机理是多方面的，但主要有如下三个方面：（）电的作用：带电粒子对电介质表面的直接轰击作用，使有机电介质的分子主链断裂；（）热的作用：带电粒子的轰击作用引起电介质局部的温度上升，发生热熔解或热降解；（）化学作用：局部放电产生的受激分子或二次生成物的作用，使电介质受到的侵蚀可能比电、热作用的危害更大。4-1测量绝缘电阻能发现哪些绝缘缺陷?试比较它与测量泄漏电流试验项目的异同。答：测量绝缘电阻能有效地发现下列缺陷：总体绝缘质量欠佳；绝缘受潮；两极间有贯穿性的导电通道；绝缘表面情况不良。相同点：两者的原理和适用范围是一样的，不同的是：1、加在实验品上的直流电压要比兆欧表的工作电压高的多，故能发现兆欧表所不能发现的某些缺陷。2、这时施加在被试品上的直流电压是逐渐增大的这样可以在升压过程中监视泄漏电流的增长动向。前行波与反行波的证明: 已知u（x，t）=uf(t x/v)+ub（t + x/v）电压的第一个分量uf(t x/v)。设任意波形的电压波uf( t x/v)沿着线路x传播，如果所示，假定当t=t1时刻线路上任意位置x1点的电压值为ua，当时间t=t2时刻是（t2t1），电压值为ua的点到达x2，则应满足t1-x1/v=t2- x2/v既：x2-x1=v(t2-t1)由于v恒大于0，且由于t2t1，则（x2-x1）0，由此可见uf（t-x/v）表示前行波；同样的方法可以证明ub（t+x/v）表示沿x反方向行进的电压波，称为反行电压波。计算题1.母线上接有波阻抗分别Z1，Z2，Z3的三条出线，从Z1线路上传来幅值为E的无穷长直角电压波，求出在线路Z3出现的折射波和在线路Z1上的反射波？2.母线上共有波阻抗为Z的5条出线，从其中一条出线上传来幅值为E的无穷长直角电压波，求这条出线上的反射波和其余出线上的折射波？雷电参电有：雷暴日及雷暴小时，地面落雷密度，主放电通道波阻抗，雷电流极性，雷电流幅值，雷电流等值波形，雷电流徒度衡量输电线路防雷性能的优劣指标：耐雷水平 雷击跳闸率输电线路的防雷主要做好以下 四道防线 防止输电线路遭受直击雷 防止输电线路受雷击后绝缘发生闪络 防止雷击闪络后建立稳定的工频电弧 防止工频电弧后引起中断电力供应输电线路的防雷措施：(1)架设避雷线（2）降低杆塔接地电阻（3）架设耦合地线（4）采用不平衡绝缘方式（5）采用中性点非有效接地