郑州大学高电压知识点整理

1、汤逊理论的内容楓豐警工*宅岸空I町电關/吒肿的自由电子世孚垃5睡槽电离电子血佃过理)阴极表衣r正臨子SJtt(riifi)a过程(电子碰撞电离过程)电子崩：电子数按几何级数不断增多,像雪崩似的发展,这种急剧增大的空间电子流电子碰撞电力系数a:一个电子沿着电场方向行径1cm的长度，平均发生的碰撞电离次数Y过程(正离子撞击阴极表面过程)正离子表面电力系数Y：一个正离子在电场的作用下由阳极向阴极移动，撞击阴极表面产生表面电离的电子数流注理论的内容电子崩过程+流注过程(流注理论要点：认为电子碰撞电离及空间光电离是维持自持放电的主要因素并强调了空间电荷畸变电场的作用)汤逊理论、流注理论适用范围及区别汤逊

2、理论适用于低气压、短气隙的情况(pd自持放电条件：流注形成条件=初崩头部的空间电荷数量达到某一临界值Y(ead1)二1或YeadU1(ead1)非自持放电：必须借助外力因素才能维持的放电。巴申定律当气体成分和电极材料一定时，气隙间隙击穿电压Ub是气压和极间距离乘积(pd)的函数。原子电离原子在外界因素作用下，使其一个或几个电子脱离原子核的束缚而形成原子的激励原子在外界因素的作用下，吸收外界能量使其内部能量增加，原子核外的电子将从离原子核较近的轨道跳到离原子核较远的轨道上去，此过程称原子的激励。U二f(pd)b统计时延从t1开始到气隙中出现第一个有效电子所需的时间（t1升压时间）带电粒子的消失：

3、1）在电场作用下定向运动，到达电极时，消失于电极而形成外电路电流。2）带电粒子的扩散逸出气体放电空间。3）带电粒子的复合完成气隙击穿的三个必要条件：Q足够大的电场强度或足够高的电压气隙中存在有效电子需要有一定的时间在极不均匀电场中，正极性击穿电压，负极性击穿电压在极不均匀电场中，正极性电场更容易放电，击穿电压较低，负极性电场不容易放电，击穿电压较高。50%冲击放电电压在一定波形的冲击电压作用下，外加电压的幅值变化,导致间隙击穿概率为50%时的电压。电晕放电极不均匀电场的自持放电现象电晕放电的利弊利：削弱输电线上雷电冲击电压波的幅值及陡度弊：发光，声热，损失能量，使空气化学反应，产生气体，引起腐

4、蚀作用，脉冲现象，产生高频电磁波，干扰通讯和测量电晕对线路在冲击电压波下的影响：1）导线波阻抗减小2）波速减小3）耦合系数增大4）引起波的衰减与变形5）减小波的陡度、降低波的幅值特性沿面放电沿着固体介质表面发展的气体放电现象。（污闪：沿着污染表面发展的闪络。）大气条件对气隙击穿的影响在大气条件下，气隙的击穿电压随6（空气的相对密度）的增大而提高。大气的湿度越大，气隙的击穿电压增高。均匀和稍不均匀电场：湿度影响不太明显L极不均匀电场：湿度影响明显海拔高度增加，空气的电气强度降低。sf6气体具有较高的绝缘强度（=电气强度）的主要原因：主要是因为六氟化硫气体具有很强电负性，容易俘获自由电子形成负离子

5、，电子变成负离子后，其引起碰撞电离的能力就变得很弱，因而削弱了放电发展过程。*电场的不均匀程度对sf6电气强度的影响远比对空气的大（尽可能使电场均匀化）提高气体介质电气强度的方法（=提高气体气隙的绝缘强度=提高气隙的击穿电压）I改善电极形状改善电场分布利用空间电荷畸变电场利用屏障提高气体介质电气强度的方法1r、一高气压的米用削弱气体的电离过程高电气强度气体的采用高真空的采用*改善电极形状：增大电极曲率半径*利用屏蔽：屏蔽的作用取决于它所拦住的与电晕电极同号的空间电荷，仅极不均匀电场适用电介质的极化电介质在电场作用下，其束缚电荷相应于电场方向产生的弹性位移现象和偶极子的取向现象。r=CC=20，

6、称介质的相对介电常数极化的种类000极化时间短,极化极化时间长,无损耗I电子式极化（时间最短）贝离子式极化（温度的影响）有损耗I偶极子极化人夹层介质极化（时间最长）电介质的电导的概念与电导率在电介质内部或多或少存在数量很小的带电粒子，他们在电场作用下会不同程度地作定向移动而形成传导电流（即电导电流或泄露电流），这即是电介质的电导过程。描述物理量：电导率Y或电阻率P*电介质的电导随温度的增加按指数规律上升电介质电导不同于金属电导的区别电介质导体是离子式导体，金属中为自由电子电介质损耗的基本形式a.极化损耗b.电导损耗c.气体电离损耗液体的击穿形式电击穿：（电子碰撞理论，与气体放电的汤逊理论相似）

7、气泡击穿：（电离的气泡在电场中形成“桥”，击穿在通道中发生）工程液体电介质的击穿影响液体电介质击穿电压的主要因素及结果杂质:呈悬浮状态，则易形成“小桥”等而使击穿电压明显下降。电场越均匀影响越大。温度：关系复杂电压作用时间：击穿电压随加电压时间的增加而下降电场均匀度：改善电场均匀度能提高击穿电压压力：工频击穿电压随油的压力增大而升高固体电介质的击穿机理电击穿理论：（固体介质碰撞电离）热击穿理论：介质加电场T介质损耗引起发热T介质温度升高度T介质电阻JT电流TT损耗发热Tt恶性循环T介质分解、炭化T介质击穿电化学击穿理论：（固体在长期工作电压下，介质内部发生局部放电等原因，使绝缘劣化，电气强度逐

8、步下降并引起击穿的现象。）影响固体电介质击穿电压的主要因素及结果均匀电场中，其击穿电压较高，而且与介质厚度的增加近似成直线关系不均匀电场中，则随着介质厚度的增加，电场更不均匀电压种类：固体介质在直流下的击穿电压常比工频高的多。累积效应6.受潮7.机械负荷极性电介质在交流电压作用下损耗的物理量与温度、频率的关系？电场作用下介质中气隙或者气泡影响电气设备绝缘预防性试验的分类及作用检查性试验（绝缘特性试验）：非破坏性试验，在较低的电压或是用其他不会损伤绝缘的办法来测量绝缘的各种特性，从而判断绝缘内部有无缺陷。耐压试验：破坏性的特征，模仿设备绝缘在运行中可能出现的各种电压，对绝缘施加与之等价或更为严峻

9、的电压，从而考验绝缘耐受这类电压的能力。吸收比&极化指数如果令t=16s和t=60s瞬间的两个电流值I和和R，则吸收156015I所对应的绝缘电阻值分别为R6015比K1U/厶560若绝缘良好，K远大于1；若绝缘受潮，K接近于1。对大型电机，加压10分钟的绝缘电阻与加压1分钟的绝缘电阻的比值极化指数KR/R2101测量绝缘电阻和测量泄漏电流方法与区别测量泄漏电流的原理与测量绝缘电阻的原理相同，能检出的缺陷也大致相同，但由于测量泄露电流时试验电压高，所以使绝缘本身的弱点容易暴露出来。根据泄漏电流值可以换算出绝缘电阻值。测量介质损耗角正切值最常用的仪器设备常用高压交流平衡电桥（西林电桥），亦采用不

10、平衡电桥（介质试验器）或低功率因数瓦特表。测量局部放电常用方法非电检测法（噪声/光/化学分析）；电气检测法（介质损耗法/脉冲电流法）。工频耐压试验电路、设备和测试方法Rifi5-4工噸鮎压试胸基本AV-IHS,PVl-低压馆电压我*T-工髓會压叢置ITO-WPi&-WMtW*F电ISiFV2一盲压静电电压霸口一曙翎矇瞬直流耐压试验电路设备、电压测量方法亠=rIL-仃Q丄洙漏电流试验按线阳r-n耦调压器；丁：一试验变压跖K保护电躲A高压陡堆;波阻抗的定义和公式波阻抗表示具有同一方向电压波和电流波大小的比值。波阻抗的数值只和导线单位长度的L0、C0有关，而与线路长度无关。Z=u/i=/L/C00波

11、的折返射系数公式和取值范围=auu1=PUu12ZU=2U2Z+Z112Z-Zu=U1Z+Z112式中a电压折射系数（0a2）；uuP电压反射系数（-1P1）；uu1+P=a。单相变压器绕组波过程的起始、稳态电压分布规律并说明中间过渡过程？波在变压器绕组间传递的方式静电感应（电容传递）、电磁感应（磁传递）雷暴日Td、雷暴小时Th一年中发生雷电的天（小时）数。地面落雷密度r每平方公里地面在一个雷暴日受到的平均雷击次数。（标准对Td=40的地区y=0.07）避雷针（线）的保护范围，保护概率我国有关规程推荐的保护范围对应0.1%的绕击率（绕击：雷电绕过避雷装置而击中被保护物体的现象）线路防雷的四道防

12、线及九类措施防直击：装设避雷线。防闪络：降低杆塔的冲击接地电阻；架设避雷线；装设耦合地线装设避雷器；加强绝缘。防建弧：加强绝缘；加消弧线圈（中性点）。防停电：采用自动重合闸；双回路或环网供电。耐雷水平雷击线路时，其绝缘尚不至于发生闪络的最大雷电流幅值或能引其绝缘闪络的最小雷电流幅值变电所直击雷防护措施1.装设避雷针、避雷线（直击波）2.装设避雷器（侵入波）并联电容器（直配电机）微电子设备的保护避雷器残压冲击电流流过避雷器时，在工作电阻上产生的电压峰值避雷器灭弧电压变电所进线段保护作用及原理作用：降低了波前陡度和幅值；限制流过避雷器的冲击电流幅值IFV。作用实现原理：雷电过电压因冲击电晕衰减和变

13、形，降低陡度和幅值利用进线段本身阻抗限制冲击电流幅值。著kv朋以上变电所的进线魅护接线（町未沿全线昶设避需线的3S-llt）kVH的变电所的进线保护接缄;（b座线仃避馆线的变电所的进线保护接线被保护设备的伏秒特性图ES4-1S避雷結与餓探护设备的快秒特性配合1戳保护设番的伏秒特性；&理护问原诚首塑毬霄奪的伏钞特性；3-M超高压线路中，采用并联电抗器的目的超高压并联电抗器有改善电力系统无功功率有关运行状况的功能轻空载或轻负荷线路上的电容效应，以降低工频暂态过电压;改善长输电线路上的电压分布。使轻负荷时线路中的无功功率尽可能就地平衡，防止无功功率不合理流动，同时也减轻了线路上的功率损失。在大机组与系统并列时降低高压母线上工频稳态电压，便于发电机同期并列。防止发电机带长线路可能出现的自励磁谐振现象。当采用电抗器中性点经小电抗接地装置时，还可用小电抗器补偿线路相间及相地电容，以加速潜供电流自动熄灭，便于采用。电抗器的接线分串联和并联两种方式。串联电抗器通常起限流作用，并联电