高电压复习要点

高电压工程基础复习要点

根据外界给予原子或分子的能量形式的不同，电离方式课分为热电离、光电离、碰撞电离和分级电离。SF6气体含F，其分子捕获电子的能力很强，属强电负性气体。空气中的O2与H2O也有一定的电负性。

间隙中电离过程只靠外施电压已能维持，不再需要外电力因素了，此时的放电称为自持放电。自持放电的条件为：

放电由非自持向自持转化的机制与气体的压强和长度的乘积有关，乘积较小时可以用汤逊理论来解释，而乘积较大时（pd>>26.66kPa）要用流注理论来解释。

电子崩形成过程及其示意图2.气体放电的基本物理过程

汤逊理论认为二次电子的来源是正离子撞击阴极使阴极表面发生电子逸出。

均匀电场中自持放电的条件。

气隙击穿电压是气压和间隙乘积的函数，这一规律称为巴申定律。根据巴申定律，随着气压和间隙乘积的变化，击穿电压出现极小值。

流注理论认为，二次电子的主要来源是空间的光电离。

什么是不均匀电场中放电的极性效应。

画图说明不均匀电场（正极性）中放电的极性效应。3.气体间隙的击穿强度均匀电场中空气间隙的击穿强度约为30kV/cm。标准雷电冲击波的波形参数1.2/50us；操作冲击波的波形参数

250/2500us。50％放电电压和伏秒特性的定义。同一间隙的50％冲击击穿电压与稳态击穿电压之比，称为冲击系数。均匀电场和稍不均匀电场的冲击系数接近1，极不均匀场的冲击系数大于1。大气中间隙的放电电压随空气密度的增大而提高。在极不均匀电场中，空气中的水分（湿度增大）能使间隙的击穿电压有所提高。随着海拔高度增加，外绝缘的放电电压将下降。SF6气体绝缘设备中经常遇到的是稍不均匀电场间隙。SF6气体在极不均匀电场中击穿的异常现象：一是击穿电压随气压的变化出现驼峰现象；二是在驼峰气压范围内，雷击冲击击穿电压明显低于稳态击穿电压。4.气体中沿固体绝缘表面的放电在均匀电场中固体介质的引入并不影响电极间的电场分布，但放电总是发生在界面，且闪络电压比空气间隙的击穿电压要低得多。理解套管沿面放电发展过程。理解套管沿面放电的等值电路图。要提高套管的电晕起始电压和滑闪放电电压可以采取：一减小比电容：增大固体介质厚度，加大法兰处外套管的外径，采用瓷-油绝缘代替纯瓷介质；二减小绝缘表面电阻：套管附近靠近法兰处涂半导体釉。330kV绝缘子柱采用均压环来改善电压分布。330kV及以上的悬式绝缘子串一般也装有均压环，以改善沿绝缘子串的电压分布。长绝缘子串的电压分布为何不均匀（由于绝缘子的金属部分与接地的铁塔和高压导线间有杂散电容引起的）理解用电容链分析绝缘子串中各绝缘子承受电压的不均匀分布情况。绝缘子串中靠近导线的绝缘子的电压降最大。在介质表面未发生凝露的情况下，空气中绝对湿度增大，绝缘子沿面闪络电压会略有提高。但介质表面发生凝露时，则沿面闪络电压将明显下降。污闪的定义。理解污闪的发展过程。等值盐密的定义。爬电比距的定义。防止污闪的措施。5.液体与固体介质的击穿。影响液体介质击穿的4个因素。气体小桥理论。固体介质击穿的三种形式。击穿理论和影响因素。理解介质中局部放电过程及其等值电路图和发生局部放电时气隙上的电压变化图。介质中气隙两端的电压变化与气隙电容的乘积为气隙局部放电的真实放电量；气隙放电时试品上的电压变化与试品电容的乘积为局部放电的视在放电量。进行局部放电测量的是视在放电量。老化的定义。老化的原因。6.电气设备绝缘的预防性试验

绝缘缺陷分类：集中性缺陷和分布性缺陷。

预防性试验分类：破坏性试验和非破坏性试验。

什么是介质的介电常数。

固体介质极化的5种形式。哪种极化不消耗能量，。

什么是介质损耗。

理解为什么不用介质损耗而用介质损耗角正切表示介质品质好坏。吸收现象和吸收比的定义。对于不均匀的试品，如果绝缘状况良好，吸收比远大于1，如果绝缘严重受潮，吸收比接近1。绝缘电阻和吸收比是反映绝缘性能的最基本的指标之一，通常用兆欧表（俗称摇表）进行。规定所加电压60s后测得的数值为试品的绝缘电阻。介质损耗角的正切的含义：是在交流电压作用下，电介质中的电流有功分量与无功分量的比值，是一个无量纲的数。在一定的电压和频率下，它反映电介质内单位体积中能量消耗的大小，它与电介质的体积尺寸大小无关。。测量tg值，最常用的方法是采用西林电桥。理解西林电桥的基本原理，画出西林电桥原理接线图。反接法：被试品的一端C接地，D点和屏蔽网接高压，调节臂、检流计和屏蔽网处于高电位，注意测试人员的安全。局部放电的检测参数有那些。局放的检测方法有哪些。目前采用电脉冲法测量局部放电。画出电脉冲法测量局部放电的三种基本回路。变压器内部存在裸金属部分局部过热，变压器油色谱分析的主要特征是总烃含量较高，甲烷、乙烯较多；如果固体绝缘过热，气体中CO和CO2含量加大；存在局部放电时，乙炔和H2含量较大。7.电气设备绝缘的高电压试验产生工频高电压的设备主要是高压试验变压器，在选择试验变压器的额定容量时按P=CU2×10-9kVA。工频高压试验的基本接线图。按现行国家标准和IEC规定，工频电压的测量无论是有效值或峰值，都要求误差不超过3％。高压实验室中常用的测量工频高电压的方法有：用测量球隙或峰值电压表测量峰值；用静电电压表测量有效值；也可用电容分压器+示波器测量。通常测量工频电压采用的分压器是电容分压器。用电阻分压器只适用于被测电压低于100kV的情况。应用最广泛的产生直流高压的方法是将交流电压通过整流原件整流获得的。理解半波整流回路，倍压电路，串级直流高压发生器原理图。直流高压试验设备的性能参数有算术平均值（定义式？），额定电流，脉动系数（定义式？）在测量直流电压的算术平均值，有效值和最大值时，其测量误差不大于3％，测量脉动幅值时不大于10％。测量直流电压的常用方法：用球隙测量最大值；用静电电压表测有效值（平均值）；用电阻分压器或电阻串微安表测平均值。冲击电压发生器的工作原理：并联充电，串联放电。基本回路图，放电时的等值回路图。波前时间的近似计算公式；波尾时间的近似计算公式。理解截断波是怎么用冲击电压发生器产生的理解操作冲击波的获得方法。目前常用的测量冲击电压的方法：测量球隙；分压器+峰值电压表；分压器+示波器。测量冲击电压的分压器有电容和电阻两种。用电阻分压器测量冲击电压的回路图，电缆两端的匹配要求R2+R3=Z=R4，以及分压比的计算。用电容分压器测量冲击电压回路图，电缆首端匹配条件R1=Z和分压比k=(C1+C2)/C1计算，首末端匹配条件R1＝R2=Z，C1＋C2＝C3+Cc和分压比的计算K＝2(C1+C2)/C1。8.线路和绕组中的波过程波阻抗的定义：略。波阻抗的定义公式：波速：波速与导线周围媒质的性质有关，而与导线半径、对地高度、铅包半径等几何尺寸无关。波阻抗与电阻的物理含义有何不同。架空线路的波阻抗与波速数值大小。电缆的波阻抗与波速数值大小。电压波反射系数、电压波折射系数，及其计算公式。

理解彼德逊等值电路。

理解网格法计算行波的多次折反射。

波沿导线传播过程中发生衰减和变形的决定因素是电晕。电晕对线路波过程的影响（4个）。无论中性点接地方式如何，变压器初始最大电位梯度均出现在绕组首端，其值为:

变压器的入口电容：变压器绕组末端接地，最大电压出现在绕组首端附近，其值可达1.4U0；末端不接地，最大电压出现在中性点附近,其值可达1.9U0。

变压器绕组间波的传递中，静电耦合分量的大小决定与高低压绕组间的电容C12、低压绕组及入射波的陡度对地电容C20。

若在低压绕组开路后还接有一段电缆，相当于增大了C20则对低压绕组没有危险，可以不加避雷器保护）。旋转电机绕组可忽略纵向电容K0的作用，其波过程与输电线路相似。

9.雷电及防雷装置雷电参数:雷暴日及雷暴小时、落雷密度、雷电通道波阻抗、雷电流的极性、雷电流幅值、雷电流的波头、陡度及波长、雷电流的波形等。在线路防雷计算时，我国规程规定雷电流波头时间为

2.6us。我国标准雷电冲击波形的波头、波长分别为1.2/50us。避雷针（线）的保护范围仍有0.1％的雷击概率。避雷针的联合保护范围。避雷线比避雷针的保护范围要小。工频续流的定义。避雷器的类型。氧化锌避雷器的优点。避雷器灭弧电压的定义。避雷器残压的定义。残压与灭弧电压的比值越小越好。接地电阻的定义。接地装置的定义，它与接地电阻有什么关系。10.输电线路的防雷雷击架空输电线路有四种可能。耐雷水平的定义。雷击跳闸率的定义。线路的耐雷水平较高，就能承受较高幅值的雷电流，线路绝缘发生闪络的机会就较小，雷击跳闸率就较小。感应过电压的两个主要组成部分。

对一般高度的线路，感应过电压最大值:

有避雷线时的感应过电压:=(Ihd/2.6)(1-Kc)无无避雷线时,雷击导线的过电压及耐雷水平:无避雷线时雷击塔顶时的过电压及耐雷水平：塔顶电位：

导线感应过电压：绝缘子串上的电压：线路耐雷水平：有避雷线时雷击塔顶线路的过电压及耐雷水平：

流经被击杆塔的入地电流为：I

杆塔电位为：I+I/2.6

避雷线电位与杆塔电位相同，避雷线与导线间存在耦合，极性与雷电流相同，作用在绝缘子串的这部分电压为：(I+I/2.6)(1-Kc)雷击塔顶时的感应过电压为：hd＝Ihd/2.6，避雷线的存在，感应过电压为Ihd/2.6(1-Kc)此时，绝缘子串上的过电压为：耐雷水平为：雷击杆塔次数与雷击线路总数的比例称为击杆率.线路因雷击而跳闸，有可能是由反击引起的，也可能是由绕击造成的，这两部分之和即是线路总的雷击跳闸率.输电线路的防雷保护措施。11.发电厂和变电所的防雷保护发电厂、变电所的雷电过电压的两个来源.

直击雷的防护。入侵波的防护。发电厂、变电所防止直击雷的措施。变电所的进线保护作用（以限制流过阀式避雷器的雷电流和降低侵入波的陡度）。进线段的定义。自耦变压器的保护。配电变压器的保护。理解GIS的定义和特点。直配电机的防雷保护。12.暂时过电压内部过电压包括操作过电压和暂时过电压。工频电压升高的三个原因。理解空载长线开路时电压传递系数：理解线路末端接电抗器时的电压传递系数：110％避雷器，100％避雷器，80％避雷器铁磁谐振过电压的特点（3个）。铁磁元件的非线性是产生铁磁谐振的根本原因。13.操作过电压限制操作过电压的方法。中性点不接地系统电弧接地过电压的原因：间歇性电弧。若A相发生单相接地，电弧熄灭后不再重燃，则健全相上的过电压不会超过2.5倍电压最大值。限制中性点不接地系统电弧接地过电压的措施：中性点直接接地和经消弧线圈接地。理解消弧线圈的消弧原理和作用。合闸空载线路过电压的原因。合闸2倍；重合闸3倍电压最大值。合闸空载线路过电压的限制措施。切除空载线路过