高电压提纲附答案(2)

1、高电压复习纲要学习情境一1、云母绝缘材料由哪几部分组成？云母制品的种类及用途 答：组成：介电材料，补强材料，粘结剂 种类：云母带：具有良好的电气和力学性能，在室温下具有柔软性，可以连续包绕电机线圈，经浸渍或模压成型为电机线圈主绝缘 云母板：柔软云母板在常态时具有柔软性，任意弯曲而不破裂；塑型云母板在常温下是硬质板状材料，加热时变软，继续加热加压可以塑制成不同形状的绝缘构件 云母箔：一般在电机、电器中用作卷烘式绝缘以及转子铜排绝缘2、钢化玻璃的用途 答：用途：钢化玻璃绝缘子、制真空器件、发光器件显示外壳、绝缘。3、常见的合成树脂材料有哪些？热塑性树脂与热固性树脂的区别？ 答：种类：交联聚乙烯，酚

2、醛树脂，环氧树脂，聚乙烯，聚氯乙烯 区别：热塑性树脂是加热成型后冷却硬固，再加热又软化，可以多次反复成型。具有可溶性的树脂 热固性树脂在热压成型后成为不溶熔的固化物，再加热也不软化，也就是只能塑制一次4、六氟化硫气体的性质 答：物理性质：常态下，纯净的SF6气体为无色无味，无毒，不燃的惰性气体，容易液化 化学性质：非常稳定，在空气中不燃烧，不助燃。在150摄氏度下不与水、酸、碱、卤素及绝缘材料作用，在500摄氏度以下不分解，但温度超过600摄氏度时，SF6气体将产生部分热分解5、变压器的主绝缘和纵绝缘 答：主绝缘：是绕组与接地部分之间以及绕组之间的绝缘 纵绝缘：是指同一绕组的匝间、层间以及与静

3、电屏之间的绝缘6、何为游离？按照能量来源的不同，游离分为哪几种形式？气体中带点质点的消失形式有哪几种？ 答：游离定义：中性原子从外界获得足够的能量，使原子中的一个或几个电子完全脱离原子核的束缚而成为自由电子和正离子（即带点质点）的过程 游离形式：按照能量来源不同，可分为：碰撞游离，光游离，热游离，表面游离 消失形式；带电质点受电场力的作用流入电极；带电质点的扩散；带电质点的复合7、汤逊理论的要点是什么？适用条件是什么？ 答：要点：均匀电场中，气体间隙的击穿主要由电子的碰撞游离和正离子撞击阴极表面造成的表面游离所引起的 适用条件：在均匀电厂，低气压，短间隙的条件8、巴申定律的主要内容是什么？ 答

4、：击穿电压Ub是气压P和间隙距离d乘积的函数：Ub=f(Pd)9、流注理论的要点是什么？适用条件是什么？ 答：要点：电子的碰撞游离和空间光游离是形成自持放电的主要因素，空间电荷对电场的畸变作用是产生光游离的重要原因 适用条件：不均匀电场，高气压，长间隙的条件10、何为电晕放电？它有何危害？限制电晕的方法有哪些？ 答：定义：当电场极不均匀时，随间隙上所加电压的升高，在曲率半径小的电极附近，电场强度将先达到引起游离过程的数值，间隙在这一局部区域形成自持放电 在高场强区，会出现蓝紫色的晕光，并发出“咝咝”的响声 危害：产生能量损耗；产生高频电磁波，干扰信号；产生臭氧，氮氧化物，有腐蚀作用 方法：改进

5、电极形状，增大电极的曲率半径；对输电线路采用分裂导线11、何为极性效应？正棒负棒和负棒正棒间隙击穿电压和起晕电压之间的关系 答：定义：对于电极形状不对称的不均匀电场间隙，如棒-板间隙，棒的极性不同，间隙的起晕电压和击穿电压不同。击穿电压：负棒正板间隙 > 正棒负板。电晕电压：负棒正板间隙 > 正棒负板。12、标准雷电冲击电压波形是怎样的？它由哪两个参数决定？ 答：书P27图1-29（用冲击电压发生器产生大量冲击电压，模拟过电压）。 参数：波前时间T1=（1.2+-30%）us；半峰值时间： T2=（50+-20%）us。13、何为静态击穿电压，50%冲击击穿电压？ 答：静态击穿电压

6、：指长时间作用在间隙上能使间隙击穿的最低电压 采用击穿概率为50%的冲击电压来表示绝缘耐受冲击电压的大小，U50%表示，此电压峰值就可作50%冲击击穿电压14、什么叫伏秒特性曲线？伏秒特性曲线有何用途？避雷器和被保护设备的伏秒特性曲线应该怎样配合？ 答：定义：同一波形下，间隙上出现的电压最大值和间隙击穿时间的关系来表示间隙的冲击绝缘特性，此曲线为伏秒特性曲线。 用途：过电压保护、沿面放电、组合绝缘、比较不同设备绝缘冲击电压特性。 怎样配合：S1变压器、 S2避雷器。图一 图二 u S1 u S2 S1 S2 T T极不均匀电场S1和均匀电场S2伏秒特性 两个间隙的伏秒特性相交时图一：变压器的伏

7、秒特性全面位于避雷器上方，则在同一电压下，避雷器都将先于变压器击穿，避雷器就可能可靠的保护变压器不被击穿。图二：相交则虽然在冲击电压峰值较低时，避雷器先于变压器击穿，能对变压器起保护作用；在高峰值冲击电压作用下，变先于避击穿，避雷器不起保护作用。 15、提高气体间隙击穿电压的方法有哪些？如何解释高真空或高气压可以提高气体的击穿电压？六氟化硫气体具有高电气强度的原因是什么？ 答：方法：改进电极形状；极不均匀电场中屏障的采用；高气压的采用；高真空采用；高电气强度气体（SF6）的采用 解释：气压增大后分子密度加大，电子的自由行程减少，削弱了游离过程。虽然电子形成变大，但间隙中没气体分子可以碰撞，游离

8、过程无从发展。 原因：六氟化硫气体具有很强的电负性，容易吸附电子成为负离子，从而消弱了游离过程，同时也加强了复合过程；具大的分子量和直径，减小碰撞游离能力。16、何为绝缘子的沿面放电和沿面闪络？均匀电场沿面闪络的原因是什么？套管、支柱绝缘子、悬式绝缘子的电场分别有何特征？怎样提高它们的沿面闪络电压？ 答：定义：沿面放电：沿着固体介质表面的气体发生放电。 沿面闪络：用来固定带电部分的固体介质在空气中，在导体和空气交界面放电，当其发展为贯穿性空气击穿时。 原因：A固体介质表面吸附气体中水分形成水膜；B介质表面电阻不均匀和截至表面有伤痕裂纹；C固体介质与电极表面接触不良，有气隙。电场特点以及怎样提高

9、沿面闪络电压：套管（强垂直分量）减小表面电容系数、减少法兰附近瓷表面的电阻率；支柱绝缘子（弱垂直分量）增高支柱绝缘子、装设均压环；悬式绝缘子（弱垂直分量）增加绝缘子片数。17、什么是干闪、湿闪、污闪电压？它们各自发生的条件是什么？提高绝缘子污闪电压的措施有哪些？ 答：干闪电压：绝缘子表面干燥、洁净状态下的闪络电压。湿闪电压：表面洁净的在淋湿时。污闪电压：表面脏污的在受潮情况下。提高绝缘子污闪电压措施：A增加爬电距离；B加强清扫；C装设风力清扫环；D表面涂憎水性涂料；E采用人工合成绝缘子。18、为什么要将实际大气条件下的击穿（闪络）电压换算到标准大气条件下？标准大气条件指的是什么？ 答：便于比较

10、；大气条件：压力、温度、湿度会影响间隙游离过程从而影响空气间隙的击穿电压或绝缘子的沿面放电电压。标准大气条件：温度度，压力.，绝对湿度19、何为极化？极化形式有哪几种？分别有何特点？ 答：定义：在外电场作用下，电介质的表面出现束缚电荷的现象 电子式：（时间短10-1410-15，程度和温度频率无关，弹性，无能损）、 离子式：（时间短10-1210-13程度与频率无关随温度升高升高，弹性，无能损）、 偶极子式：（时间长10-1010-2，程度与频率有关与温度无关，非弹性，有能损）、 夹层式：（缓慢，非弹性，有能量损耗）。20、表征电介质在电场作用下极化程度的物理量是什么？电介质极化在工程上的意义

11、 答：表征电介质在电场作用下极化程度的物理量是相对介电常数 工程上的意义：选择电介质时，应注意相对介电常数r的大小 几种绝缘介质组合在一起使用时，应注意各种材料r的配合 材料的介质损耗与极化形式有关，而介质损耗是影响绝缘劣化和热击穿的一个重要因素21、何为电介质的电导？电介质的电导与温度有何关系？不同类型电介质的电导各有什么特点？电介质电导在工程上的意义？ 答：电导的定义：在外电场作用下，这些带电质点作定向运动，形成电流，电介质在电场作用下产生的这种现象成为电介质的电导 关系：温度越高，电导越大 特点：气体电解质的电导：主要是电子电导 液体电介质的电导：主要是离子电导和电泳电导 固体电介质的电

12、导：主要是离子电导，除体积电导，还存在表面电导 工程意义：（1）在高压设备绝缘预防性试验中，一般都要测量绝缘电阻和泄露电流，以判断设备绝缘是否受潮或其它劣化现象。 （2）电介质的电导对电气设备的运行有重要影响。 （3）注意环境湿度对固体绝缘的影响，有时需作表面防潮处理 22、何为泄漏电流？何为绝缘电阻？绝缘电阻和电导有何关系？绝缘电阻通常由哪两部分并联构成？ 答： 泄漏电流：污秽绝缘子表面的泄漏电流是指运行电压下受污表面受潮后流过绝缘子表面的电流。绝缘电阻：加直流电压于电介质，经过一定时间极化过程结束后，流过电介质的泄漏电流对应的电阻称绝缘电阻。绝缘电阻和电导关系：电导S 和电阻R互为倒数：R

13、=1/S 。 绝缘电阻的构成：固体电介质的绝缘电阻包括体积绝缘电阻和表面绝缘电阻23、用来表示电介质损耗的一个重要参数是什么？电介质损耗在工程上的意义 答：用来表示电介质损耗的一个重要参数是电介质损失角正切tan§ 工程意义：（1）作为绝缘介质，希望其tan§越小越好 （2）在电气设备绝缘预防性试验中，tan§的测量是一个基本项目24、用来解释纯净液体击穿的理论是什么？用来解释非纯净液体击穿的理论是什么？影响液体电介质击穿电压的因素有哪些？提高液体电介质击穿电压的方法有哪些？ 答：（1）用来解释纯净液体击穿的理论是电击穿理论和气泡击穿理论（2）用来解释非纯净液体击

14、穿的理论是小桥击穿理论（3）影响液体电介质击穿电压的因素：杂质（悬浮水，纤维）；温度；电场的均匀程度；电压作用时间；压力（4）提高液体电介质击穿电压的方法：提高及保持油的品质；采用固体电介质降低杂质的影响25、固体电介质的击穿原理有哪些？分别有何特点？ 答：原理：电击穿，热击穿，电化学击穿 特点：A电击穿（击穿电压高时间短，穿前介质发热不显著，击穿电压和电场均匀程度有关与温度无关）；B热击穿（击穿电压低时间长，发热显著，击穿电压与介质温度有关）；C电化学击穿（由于老化）。 26、影响固体电介质击穿电压的因素有哪些？提高固体电介质击穿电压的方法有哪些？ 答：影响因素：电压作用时间；温度；电场均匀

15、程度；电压种类；累积效应；受潮；机 机械负荷 提高方法：改进制造工艺；改进绝缘设计；改善绝缘的运行条件27、何为电介质的老化？电介质老化的类型有哪几类？引起老化的因素有哪些？ 答：电介质的老化：电气设备绝缘用的固体及液体电介质长期运行产生物理和化学变化，其性能逐渐劣化，强度降低，介质损耗电导增大等。电介质老化的类型：电老化、热老化、受潮老化、机械力的影响。引起老化的因素：热电机械力作用，水分氧气等作用，以及相互作用。 28、何为电介质的耐热性？它分为哪两类？电介质的耐热等级分为哪几级？主要电气设备都采用何种等级材料？温度对设备的使用寿命有何影响？ 答：耐热性：电介质的耐热性是指保证其运行安全可

16、靠时，所能承受的最高允许温度 耐热性分为：短时耐热性；热劣化和长期耐热性 耐热等级：Y,A,E,B,F,H,C 材料：油浸式变压器A小型电动机B大型发电机F环氧树脂F以上。 影响：设备温升较高，绝缘老化快，寿命短 学习情境二 1、电气设备的绝缘缺陷有哪两类？ 答：分类：集中性缺陷，分布性缺陷 2、电气设备的绝缘试验包括哪两类？它们各自有何特点？常见的绝缘预防性试验有哪些？哪些试验对设备有破坏性？ 答：分类及特点：绝缘特性试验，绝缘耐压试验绝缘特性试验：能检查出缺陷的性质及其发展程度，但不能推断绝缘的耐压水平 绝缘的耐压试验：耐压试验能直接反应绝缘的耐压水平，但不揭示绝缘缺陷的性质 常见试验：交

17、流耐压试验，直流耐压试验，冲击耐压试验 具有破坏性试验：工频高压试验 3、测量绝缘电阻的设备是什么？画出用兆欧表测量电缆绝缘电阻的接线图。何为吸收比、 极化指数？什么时候需测量极化指数？怎样根据绝缘电阻和吸收比来判断绝缘的状况？测 量时要注意哪些问题？ 答：（1）测量绝缘电阻的设备是兆欧表 （2）接线图：书P67 （3）吸收比：绝缘在加压60s与15s时所测得的绝缘电阻值之比称为绝缘的吸收比 极化指数：指绝缘在加压10min和1min时所测得的绝缘电阻值R10min与Rmin 之比（4）对于大容量设备，如变压器，发电机，电缆等，其绝缘的极化和吸收过程很长，绝缘的吸收比不足以充分反映绝缘介质吸收

18、电流的全过程，此时改用极化指数如绝缘电阻作为判断绝缘状况的共同标准（5）所测得的绝缘电阻值应大于或等于规程规定的允许值；将所测得的绝缘电阻值换算至同一温度下，与出厂、交接、历年大修前后和耐压前后的数值进行比较；对电容量比较大的高电压电气设备，如电缆、变压器、发电机等的绝缘状况，主要以绝缘的吸收比和极化指数的大小作为判断依据（6）应选用合适的电压等级的兆欧表 测量前要断开被测试品的电源及被测试品与其他设备的一切连线，测量前后都要将其充分放电 读取绝缘电阻值后，先断开接至被测试品的端子上，然后再将兆欧表停止运转，以免被测试品的电容上所充的电荷经兆欧表放电而损坏兆欧表 测量时应记录当时的温度，在比较

19、时应在相同温度下进行4、测量绝缘电阻、吸收比（或极化指数）能发现哪些缺陷？不能发现哪些缺陷？ 答：能发现缺陷：贯穿性导电通道，受潮，表面污垢等缺陷 不能发现缺陷：绝缘中的局部损伤，裂缝，老化，分层脱开，内部含有气隙等局部缺陷5、为什么测量泄漏电流能比测量绝缘电阻更有效地发现某些缺陷？这些缺陷有哪些？ 答：原因：测量泄漏电流与测量绝缘电阻的原理基本相同，只是前者在高电压下进行，电压可进行任意调节，比兆欧表发现缺陷的有效性高。缺陷：能灵敏的反应瓷介质绝缘材料的裂纹；夹层绝缘的内部受潮及局部松散断裂；绝缘油劣化；绝缘的沿面碳化等 6、画出发电机在绝缘良好、受潮、有集中性缺陷、有危险的集中性缺陷时的泄

20、漏电流和所加直流电压间的关系曲线？画出电气设备微安表接在高压侧和低压侧的泄漏电流的测量接线图。简述试验电路中各元件的作用 答：书P68图4-8 7、画出用西林电桥测量介损时的正、反接线原理图。它们分别适用于哪种条件下？怎样计算被试品的电容和介损？ 答：书P76图4-23 图4-24 适用条件：正接线：多用于试验室 反接线：适用于现场的试验要求 计算：书P76（4-14）8、测量介损能发现哪些缺陷？哪些缺陷不能发现？怎样判断绝缘的状况？ 答：缺陷：测量tan§能发现绝缘介质中存在的大面积分布性缺陷，如绝缘介质普遍受潮，绝缘油或固体有机材料的普遍老化，穿透性导电通道和绝缘分层等。然而对非

21、穿透的局部损坏则不易发现 判断：对tan§值进行判断的基本方法，除了与规程规定的值比较外，还要与历年的测量试值进行比较，观察其发展趋势9、测量介损有哪些注意事项 答：（1）尽可能分布测试 （2）测量时合适的温度 （3）测量时应选用合适的试验电压 （4）测量绕组时必须将每个绕组的首尾短接 （5）测量时注意被测试品表面泄漏电流的影响10、工频耐压试验的试验电压和试验时间有何规定？为什么？画出用试验变压器和串联谐振产生高压的工频耐压试验接线图。简述图中各元件的作用。试验变压器有何特点？对试验变压器有何要求？如何选择试验变压器的容量？工频高压试验常用的调压方式有哪几种？ 答：试验电压：参考绝

22、缘的工频耐压试验电压和交、直流下击穿场强之比，并主要根据运行经验来制定 试验时间：可以比交流耐压试验长一些 特点：绝缘裕度小，通常均为间歇工作方式，容量一般不大 要求：一是其高压绕组的额定电压应不小于被测试品的试验电压值；二是额定容量应满足在被测试品试验电压小于流过被测试品电容电流的要求，而且在被测试品击穿或闪络后能短时的维持电弧试验变压器的容量：S=2 pai f CU2 * 10 - 3 国产容量从39000KVA 调压方式：用自耦变压器调压；用移圈调压器调压；用电动发电机组调压。11、工频高压的测量方法有哪两类？为什么对于电容量较大的被试品在做工频耐压试验时，不能在低压侧测量？高压侧测量

23、的方法有哪些？它们测量的电压是有效值还是峰值？ 答：分类：低压侧测量；高压侧测量 原因： 方法：用静电电压表测量（有效值）；用电容分压器配低压仪表测量；用球隙测量（峰值）；用电压互感器测量。 12、直流高压发生器的整流方式是什么？倍压整流电路的工作原理是怎样的？ 答：整流方式：倍压整流 工作原理：书P71图4-1213、直流高电压的测量方法有哪些？ 答：用静电电压表测量；用电阻分压器配合低压仪表测量；用高值电阻与直流电流表串联；用球隙测量学习情境三1、雷电放电过程通常包括哪几个阶段？雷电通常是何极性？ 答：阶段：雷电放电过程通常包括先导放电，主放电和余光放电三个主要阶段组成 极性：雷电的极性是

24、指自雷云下行到大地的电荷的极性，由于雷云的下部主要是负电荷的密集积区，故绝大多数的雷电是负极性的2、避雷针和避雷线的作用是什么？它们分别用在什么地方？避雷针和避雷线装置分别由哪三部分组成？避雷针和避雷线的作用原理是引雷还是避雷？ 答：作用：是将雷吸引到金属针（线）上并安全导入地中，从而保护附近的被保护物免受雷击 用途：避雷针一般用于保护发电厂和变电站；避雷线主要用于保护线路，一般架设在线路三相导线的上方，也可用于保护发电站和变电站 组成：避雷线和由接闪器（水平接地导线），接地引下线和接地体（接地电极）三部分构成 避雷针由接闪器（避雷针的针头），引下线和接地体构成 作用原理：引雷3、怎样计算单只

25、避雷针的保护范围？如何用作图的方法绘出单根避雷针的保护范围？ 答：计算保护范围：r=1、5hP h<30m P=1 （作图在117页） r-保护半径，m；h-避雷针的高度,m；P-高度影响系数4、避雷器的作用是什么？它有哪几种类型？分别用在何种场合？简述它们的结构组成 答：避雷器的作用：保护设备并联运行，当作用电压超过一定幅值后避雷器总是先动作，通过它自身泄放掉大量的能量，限制过电压，保护设备。避雷器类型：A保护间隙：310KV配电线路。发电厂变电站进线段。2极，主间隙和辅助。B排气式（管式）：配电线路。发电厂变电站进线段。内间隙和外间隙。C阀式避雷器：小容量发电厂变电站。D金属氧化物（

26、氧化锌：发、变）。5、简述阀式避雷器的类型及其作用。阀式避雷器有何特点？ 答：类型：普通阀型和磁吹阀式两大类 作用：普通型用于配电系统，发电厂，变电站；磁吹型用于发电厂，变电站和保护旋转电机 特点：阀片伏安特性非线性，残压不大，低于保护设备耐受限度。6、简述金属氧化物避雷器的结构。金属氧化物避雷器有何特点？ 答：结构：特殊场合采用与阀片串联或并联间隙，一般仅由氧化锌阀片和外套构成 特点：（1）保护性能优越 （2）基本无续流、动作负载轻，耐重复动作能力强 （3）通流容量大 （4）结构简单，尺寸小，重量轻 （5）性能稳定，寿命长7、何为接地？根据接地目的的不同，它分为哪几类？每一类接地对接地电阻有

27、何要求？何为工频接地电阻、冲击接地电阻？接地电阻大些好还是小些好？其大小和哪些因素有关？何为跨步电压？何为接触电压？ 答： 接地：地面上设备或回路中某节点通大地表土中埋金属电极作电气上的连接。它分四类：工作接地、保护、防雷（不超过30）、防静电。接地电阻R = Ef / I 要求：工作接地的接地电阻值一般要求不大于0.5欧；保护接地一般要求接地电阻不超过4欧；防雷接地的工频接地电阻值一般要求不超过30欧 工频接地电阻：当流过接地装置的电流为工频电流时。求得的接地电阻 冲击接地电阻：当流过接地装置的电流为冲击电流时，求得的接地电阻 接地电阻大些好因素：土壤电阻率，接地装置的形状和尺寸跨步电压：就是指电器设备发生接地故障时,在接地电流入地点周围电位分布区行走的人,其两脚之间的电压。接触电压：是指人站在发生接地短路故障设备旁边，距设备水平距离.米，这时人手触及设备外壳(距