《高电压技术》综合复习资料
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2011年05月23日
《高电压技术》综合复习资料
一、填空题（占40分）
1、汤逊理论主要用于解释短气隙、低气压的气体放电。
2、“棒—板”电极放电时电离总是从棒电极开始的。
3、正极性棒的电晕起始电压比负极性棒的电晕起始电压高，原因是正极性棒的空间电荷削弱了附近的场强，而加强了电荷的外部空间的电场，负极性棒正好相反。。
4、电力系统中电压类型包括工频电压、直流电压、雷电冲击电压和操作冲击电压等4种类型。
5、在r/R等于 0.33 时同轴圆筒的绝缘水平最高，击穿电压出现最大值。
6、沿面放电包括沿面滑闪和沿面闪络两种类型。
7、电介质的电导包括离子电导和电子电导两种类型，当出现电子电导时电介质已经被击穿。
8、弱极性液体介质包括变压器油和硅有机液体等，强极性液体介质包括水和乙醇（至少写出两种）。
9、影响液体介质击穿电压的因素有_电压形式的影响、温度、含水量、含气量的影响、杂质的影响油量的影响（至少写出四种）。
10、三次冲击法冲击高电压实验是指分别施加三次正极性和三次负极性冲击电压的实验。
11、变压器油的作用包括绝缘和冷却。
12、绝缘预防性实验包括绝缘电阻、介质损耗角正切、泄露电流的测量、局部放电测试和绝缘油的电气试验等。
高电压试验包括工频高压试验、直流高压试验和冲击高电压试验等。
13、雷电波冲击电压的三个参数分别是波前时间、半波时间和波幅值。
14、设备维修的三种方式分别为故障维修、预防维修和状态维修。
15、介质截至损耗角正切的测量方法主要包括西林电桥法和不平衡电桥法两种。
16、影响金属氧化物避雷器性能劣化的主要是阻性泄露电流。
17、发电厂和变电所的进线段保护的作用是降低入侵波陡度和降低入侵波幅值。
18、小波分析同时具有在时域范围和频率范围内对信号进行局部分析的优点，因此被广泛用于电力系统局部放电的检测中。
电源的概念：电源是提供电压的装置，把其他形式的能转换成电能的装置叫做电源
19、电力系统的接地按其功用可为工作接地、保护接地和防雷接地三类。
20、线路末端短路时电压反射波为与入射波电压相同，电流反射波为与入射波电流相反。
21、反向行波电压和反向行波电流的关系是 u=-Zi 。
22、“云—地”雷电放电过程包括先导放电、主放电和余辉放电三个阶段。
23、气体放电通常可分为非自持放电和自持放电两种。
24、防雷保护装置包括避雷针、避雷线、避雷器和防雷接地装置四种。
25、避雷器动作起始电压为泄漏电流为1mA 时的电压。
27、自动重合闸的工作原理是当线路故障跳闸后0.6s重新合闸1次，如果故障仍然存在，则永久跳闸不再进行重合。
28、电力系统合闸时同时满足电压幅值相等、电压相角相等和电压频率相等三个条件合闸产生的过电压最小。
高电压技术试题 一、填空（35分，每空1分，请选填35空） （1）带电质点可由碰撞、光、热和表面形式的游离形成。 （2）与均匀电场的放电过程相比，极不均匀电场的放电具有电晕放电和极性效应的特点。 （3）影响气体间隙击穿电压的主要因素有电场形式、电压波形和气体的性质和状态。 （4）大型高电压试验设备通常包括工频高电压试验设备，直流高电压发生器，冲击电压发生器。 （5）我国现行标准雷电亚冲击波头时间为 1.2μs，操作冲击电压波尾时间为2500μs。 （6）测量冲击电压分压器通常有电阻和电容两类。 （7）分布参数导线波过程中，导线上的电压为前行电压波和反行的叠加。（8）导线1上有电压波u传播时，与导线1平行的导线2上会产生感应电压波，两根导线之间距离越近导线2上的电压波越大。 （9）雷电冲击波作用下，变压器绕组起始电位大部分压降降落在绕组首端附近，雷电冲击波越大陡度越大，变压器绕组纵绝缘上承受的电压越高，变压器绕组稳态电位分布与变压器的中性点接地方式有关。 接地的三相变压器在三相同时进波的暂态过程中绕组中部处的电压幅值最高。 （10）阀型避雷器主要由火花间隙和阀片构成，残压为避雷器动作后雷电流通过避雷器在避雷器产生的压降。 （11）输电线路保护角越小，绕击率越小。 （12）在直配电机防雷接线中，为限制保护10kV直配电机的FCD型避雷器流过的雷电冲击电流不超过3kA，所以需在直配进线处加装电缆和管型避雷器进行分流。 （13）雷电侵入波侵入变电站后，站内电气设备上过电压大小与避雷器的残压、侵入波的陡度以及设备与避雷器的距离有关。变电站进线段的作用时限制流过避雷器的雷电流幅值和降低侵入波陡度。 （14）限制内部过电压的措施主要有线路上装设并联电抗器、带并联电阻的断路器和避雷器。
第一章电解质的极化和电导 ①气体介质的介电常数：1)一切气体的相对介电常数都接近于1。2)任何气体的相对介电常数均随温度的升高而减小，随压力的增大而增大，但影响都很小。 ②液体介质的介电常数：1)这类介质通常介电常数都较大。但这类介质的缺点是在交变电场中的介质损较大，在高压绝缘中很少应用。2)低温时，分子间的黏附力强，转向较难，转向极化对介电常数的贡献就较大，介电常数随之增大；温度升高时，分子间的热运动加强，对极性分子定向排列的干扰也随之增强，阻碍转向极化的完成，所以当温度进一步升高时，介电常数反而会趋向减小。 ③固体介质的相对介电常数：1)中性或弱极性固体电介质：只具有电子式极化和离子式极化，其介电常数较小。介电常数与温度之间的关系也与介质密度与温度的关系很接近。2)极性固体电介质：介电常数都较大，一般为3—6，甚至更大。与温度和频率的关系类似畸形液体所呈现的规律。 3、介电常数与温度、频率关系:1)低温时，分子间黏附力强，转向较难，转向极化对介电常数的贡献较小，随温度升高，分子间黏附力下降，转向极化对介电常数贡献较大，介电常数随之增大，当温度进一步升高时，分子的热运动加强，对极性分子的定向排列的干扰也随之增强，阻碍转向的完成，介电常数反而趋向较小。2)当频率相当低时，偶极分子来得及跟随交变电场转向，介电常数较大，接近于直流电压下测得的介电常数，当频率上升，超过临界值时，极性分子的转向已跟不上电场的变化，介电常数开始减小，随着频率的继续上升由电子位移极化所引起的介电常数极性。 4.电解质电导与金属电导区别：金属导电的原因是自由电子移动；电介质通常不导电，是在特定情况下电离、化学分解或热离解出来的带电质点移动导致。 5温度对电导影响：温度升高时液体介质的黏度降低，离子受电场力作用而移动所受阻力减小，离子的迁移率增大，使电导增大；另外，温度升高时，液体介质分子热离解度增加，也使电导增大。 6.电容量较大的设备经直流高压试验后，接地放电时间长的原因：由于介质夹层极化，通常电气设备含多层介质，直流充电时由于空间电荷极化作用，电荷在介质夹层界面上堆积，初始状态时电容电荷与最终状态时不一致；接地放电时由于设备电容较大且设备的绝缘电阻也较大则放电时间常数较大（电容较大导致不同介质所带电荷量差别大，绝缘电阻大导致流过的电流小，界面上电荷的释放靠电流完成），放电速度较慢故放电时间要长达5～10min。 第二章气体放电的物理过程 1.电离形式：①光电离②撞击电离③热电离 ④表面电离：热电子发射、强场发射（冷发射）、正离子撞击阴极表面、光电子发射 2. 负离子的形成：负离子的形成不会改变带电质点的数量，但却使自由电子数减少，因此对气体放 电的发展起抑制作用。（或有助于提高气体的耐电强度）。 3. 去游离的三种形式：1)带电粒子在电场的驱动下作定向运动，在到达电极时，消失于电极上而形成外电路中的电流；2)带电粒子因扩散现象而逸出气体放电空间。3)带电粒子的复合。气体中带异
第一章作
?1-1解释下列术语 （1）气体中的自持放电；（2）电负性气体； （3）放电时延；（4）50%冲击放电电压；（5）爬电比距。 答：（1）气体中的自持放电：当外加电场足够强时，即使除去外界电离因子，气体中的放电仍然能够维持的现象； （2）电负性气体：电子与某些气体分子碰撞时易于产生负离子，这样的气体分子组成的气体称为电负性气体； （3）放电时延：能引起电子崩并最终导致间隙击穿的电子称为有效电子，从电压上升到静态击穿电压开始到出现第一个有效电子所需的时间称为统计时延，出现有效电子到间隙击穿所需的时间称为放电形成时延，二者之和称为放电时延； （4）50%冲击放电电压：使间隙击穿概率为50%的冲击电压，也称为50%冲击击穿电压； （5）爬电比距：爬电距离指两电极间的沿面最短距离，其与所加电压的比值称为爬电比距，表示外绝缘的绝缘水平，单位cm/kV。
1-2汤逊理论与流注理论对气体放电过程和自持放电条件的观点有何不同？这两种理论各适用于何种场合？ 答：汤逊理论认为电子碰撞电离是气体放电的主要原因，二次电子来源于正离子撞击阴极使阴极表面逸出电子，逸出电子是维持气体放电的必要条件。所逸出的电子能否接替起始电子的作用是自持放电的判据。流注理论认为形成流注的必要条件是电子崩发展到足够的程度后，电子崩中的空间电荷足以使原电场明显畸，流注理论认为二次电子的主要来源是空间的光电离。 汤逊理论的适用范围是短间隙、低气压气隙的放电；流注理论适用于高气压、长间隙电场气隙放电。 1-3在一极间距离为1cm的均匀电场电场气隙中，电子碰撞电离系数α=11cm-1。今有一初始电子从阴极表面出发，求到达阳极的电子崩中的电子数目。 解：到达阳极的电子崩中的电子数目为 n a? e?d? e11?1?59874 答：到达阳极的电子崩中的电子数目为59874个。
水利电力职业技术学院 《高电压技术》期末考试卷（供用电0631）A卷 课程编码：考试时间：2008年5月8日 : 120分钟 一、是非题（T表示正确、F表示错误；每小题1分，共10分） （）1、在大气压力下，空气间隙击穿电压与阴极材料无关。 （）2、试品绝缘状况愈好，吸收过程进行的就愈快。 （）3、用作高压电气设备的绝缘材料，希望其相对介电常数大。 （）4、绝缘子直径越大，其绝缘强度也越高。 （）5、工作电压常常是决定绝缘使用寿命的主要条件。 （）6、对于35kv及以上的变电所，可以将避雷针装设在配电装置的构架上。 （）7、为了防止反击，一般规程要求避雷针与被保护设备在空气中的距离大于3米。（）8、架空线路的避雷线保护角越大，保护范围也就越大。 （）9、在发电机电压母线上装设电容器的作用是限制侵入波的幅值。 （）10、通常以系统的最高运行线电压为基础来计算内部过电压的倍数。 1、流注理论未考虑（）的现象。 A．电荷畸变电场B．碰撞游离 C．光游离 D．表面游离 2、电晕放电是一种（）。 A．非自持放电B．自持放电C．电弧放电D．均匀场中放电 3、滑闪放电是以介质表面的放电通道中发生（）为特征。 A．光游离B．热游离C．极化 D．碰撞游离4、在高气压下，气隙的击穿电压和电极表面（）有很大关系。 A．面积 B．粗糙度 C．电场分布 D．形状 5、在高压电气的绝缘材料中，若材料中存留有小的空气隙，外施电压后，空气隙比绝缘材 料的电气强度（）。 A.低 B.高 C.相同 D.无法判定 6、在现场对油浸纸绝缘的电力电缆进行耐压实验，所选择的方法最适宜的是( )。 A.交流耐压 B.冲击耐压 C.工频耐压 D.直流耐压 7、为了保护旋转电机的匝间绝缘，必须将入侵波的陡度限制在（）。 A.2kv/us B.3kv/us C.5kv/us D.6kv/us 8、在工程上常以( )作为提高线路耐雷水平的主要措施。
你答案说明（仅供参考）： 第一个数字为相应书名（1：高电压绝缘技术；2：高电压试验技术；3：高电压工程基础）；后面的为页码。 一、单项选择题 1.对固体电介质，施加下列电压，其中击穿电压最低的是（C(1:200~201)） A.直流电压B.工频交流电压C.高频交流电压 D.雷电冲击电压 2.下列的仪器及测量系统中，不能用来测量直流高电压的是（B（2:84））A.球隙B.电容分压器配用低压仪表C.静电电压表 D.高阻值电阻串联微安表 3.以下四种表述中，对波阻抗描述正确的是（D（3:121-122）） A.波阻抗是导线上电压和电流的比值 B.波阻抗是储能元件，电阻是耗能元件，因此对电源来说，两者不等效 C.波阻抗的数值与导线的电感、电容有关，因此波阻抗与线路长度有关 D.波阻抗的数值与线路的几何尺寸有关 4.波阻抗为Z的线路末端接负载电阻R，且R＝Z.入射电压U0到达末端时，波的折反射系数为（A （3:125）） A.折射系数α＝1，反射系数β＝0 B.折射系数α＝－1，反射系数β＝1 C.折射系数α＝0，反射系数β＝1 D.折射系数α＝1，反射系数β＝－1 5.氧化锌避雷器具有的明显特点是（C（3:159）） A.能大量吸收工频续流能量 B.能在较高的冲击电压下泄放电流 C.陡波响应能得到大大改善 D.在相同电压作用下可减少阀片数 6.避雷器距变压器有一定的电气距离时，变压器上的电压为振荡电压，其振荡轴为（D（3:177-178）） A.变压器工作电压 B.变压器冲击耐受电压 C.避雷器冲击放电电压 D.避雷器残压 ?7.在架空进线与电缆段之间插入电抗器后，可以使该点的电压反射系数（B（3:125）） A.β<－1 B.－1<β<0 C.0<β<1 D.β>1 8.如下电压等级线路中，要求限制的内过电压倍数最低的是（D） A.60kV及以下 B.110kV C.220kV D.500kV 9.开头触头间电弧重燃，可抑制下列过电压中的（C（3:208） A.电弧接地过电压 B.切除空载变压器过电压 C.空载线路合闸过电压 D.空载线路分闸过电压 10.纯直流电压作用下，能有效提高套管绝缘性能的措施是（C） A.减小套管体电容 B.减小套管表面电阻 C.增加沿面距离 D.增加套管壁厚 11．按国家标准规定，进行工频耐压试验时，在绝缘上施加工频试验电压后，要求持续( A（2:2）) A．1 min B．3 min C．5 min D．10 min 12．根据设备的绝缘水平和造价，以下几种电压等级中，允许内过电压倍数最高的是( A ) A．35kV及以下B．110kV C．220kV D．500kV 13．液体绝缘结构中，电极表面加覆盖层的主要作用是( D（1:233）) A．分担电压B．改善电场 C．防潮D．阻止小桥形成 14．雷电流通过避雷器阀片电阻时，产生的压降称为( C ) A．额定电压B．冲击放电电压 C．残压D．灭弧电压（允许作用在避雷器上的最高工频电压）15．GIS变电所的特点之一是( D ) A．绝缘的伏秒特性陡峭B．波阻抗较高
绪论 高电压技术的产生和发展： ?有关高电压的几个著名试验 ?1752年6月：富兰克林&风筝 ?1895年11月：伦琴&X射线 ?1919年：E.卢瑟福&元素的人工转变（a射线轰击氮原子）1945年威克斯勒尔和麦克米伦，电子回旋加速器等 ?1931年：范德格拉夫起电机（1000万伏） 直到20世纪初高电压技术才逐渐成为一个独立的科学分支。当时的高电压技术，主要是为了解决高压输电中的绝缘问题。因此，可以这样说高电压与绝缘技术是随着高电压远距离输电和高电压设备的需要而发展起来的一门电力科学技术。 高电压技术：电力系统中涉及过电压、耐压、绝缘等问题的技术。如： ▲雷击变电所、发电厂的过电压及防护措施 ▲绝缘材料的研制 ▲合闸分闸空载运行以及短路引起的过电压 ▲电气设备的耐压试验 一、研究意义 研究意义：如何将电能大容量、远距离、低损耗地输送，提高电力系统运行的经济效益，防止过电压，提高耐压水平，保持电网运行的安全可靠性。 二．研究内容： 1. 提高绝缘能力 电压等级提高，需要相应的高压电气设备，要对各类绝缘电介质的特性及其放电机理进行研究，其中气体放电机理是基础。 电介质理论研究——介质特性 放电过程研究——放电机理 高电压试验技术——高压产生、测量、检验，分预防性和破坏性 2. 降低过电压 雷击或操作→暂态过程→产生高电压→绝缘破坏→故障→防止破坏→恢复 研究过电压的形成及防止措施 高电压种类：大气过电压 内部过电压——操作过电压，暂时过电压 3. 绝缘配合 使作用电压的数值、保护电器的特性和绝缘的电气特性之间相互协调以保证电气装置的可靠运行与高度经济性。 三．学习要求 与电工及物理的基础理论，如电介质理论、电磁场理论、电路中的瞬变理论相关。内容涉及面广，经验公式多，文字叙述多，试验数据、图表多，实践性强
一、选择 1.流注理论未考虑( )的现象。 A.碰撞游离 B.表面游离 C.光游离 D.电荷畸变电场 2.极化时间最短的是( )。 A.电子式极化 B.离子式极化 C.偶极子极化 D.空间电荷极化 3.先导通道的形成是以( )的出现为特征。 A.碰撞游离 B.表现游离 C.热游离 D.光游离 4.下列因素中，不会影响液体电介质击穿电压的是（） A.电压的频率 B.温度 C.电场的均匀程度 D. 杂质 5.电晕放电是一种（）。 A.滑闪放电 B.非自持放电 C.沿面放电 D.自持放电 6.以下四种气体间隙的距离均为10cm，在直流电压作用下，击穿电压最低的是（）。A.球—球间隙(球径50cm) B.棒—板间隙，棒为负极 C.针—针间隙 D.棒—板间隙，棒为正极
7.不均匀的绝缘试品，如果绝缘严重受潮，则吸收比K将( ) A.远大于1 B.远小于1 C.约等于1 D.不易确定 8. 衡量电介质损耗的大小用（）表示。 A.相对电介质 B.电介质电导 C.电介质极化 D.介质损失角正切 9.以下哪种因素与tgδ无关。（） A.温度 B.外加电压 C.湿度 D.电压的频率 10.SF6气体具有较高绝缘强度的主要原因之一是( ) A.无色无味性 B.不燃性 C.无腐蚀性 D.电负性 11.下列哪种电介质存在杂质“小桥”现象( ) A.气体 B.液体 C.固体 D.无法确定 12.构成冲击电压发生器基本回路的元件有冲击性主电容C1，负荷电容C2，波头电阻R1和波尾电阻R2。为了获得一很快由零上升到峰值然后较慢下降的冲击电压，应使( ) A.C1>>C2,R1>>R2
B.C1>>C2,R1<
《高电压技术》综合复习资料 一、填空题（占40分） 1、汤逊理论主要用于解释短气隙、低气压的气体放电。 2、“棒—板”电极放电时电离总是从棒开始的。 3、正极性棒的电晕起始电压比负极性棒的电晕起始电压低，原因是崩头电子被正极性棒吸收, 有利于电子崩的发展。 4、电力系统中电压类型包括工频电压、直流电压、雷电冲击电压和操作冲击电压等4种类型。 5、在r/R等于 0.33 时同轴圆筒的绝缘水平最高。 6、沿面放电包括沿面滑闪和沿面闪络两种类型。 7、电介质的电导包括离子电导和电子电导两种类型，当出现电子电导时电介质已经被击穿。 8、弱极性液体介质包括变压器油和蓖麻油等，强极性液体介质包括水和乙醇（至少写出两种）。 9、影响液体介质击穿电压的因素有__电压形式的影响__、_温度__、_含水量__、_含气量的影响、杂质的影响、油量的影响（至少写出四种）。 10、三次冲击法冲击高电压实验是指分别施加三次正极性和三次负极性冲击电压的实验。 11、变压器油的作用包括绝缘和冷却。 12、绝缘预防性实验包括绝缘电阻、介质损耗角正切、工频高压试验、直流高压试验和冲击高电压试验等。 13、雷电波冲击电压的三个参数分别是波前时间、半波时间和波幅值。 14、设备维修的三种方式分别为故障维修、预防维修和状态维修。 15、介质截至损耗角正切的测量方法主要包括基波法和过零相位比较法两种。 16、影响金属氧化物避雷器性能劣化的主要是阻性泄漏电流。 17、发电厂和变电所的进线段保护的作用是降低入侵波陡度和降低入侵波幅值。 18、小波分析同时具有在时域范围和频域范围内对信号进行局部分析的优点，因此被广泛用于电力系统局部放电的检测中。 19、电力系统的接地按其功用可为工作接地、保护接地和防雷接地三类。 20、线路末端短路时电压反射波为与入射波电压相同，电流反射波为与入射波电流相反。 21、反向行波电压和反向行波电流的关系是 u=-Zi 。
[题型]：多选题 超高压输电线路主要采用( )措施限制内部过电压。A．断路器加分、合闸电阻 B．装并联电抗器 C．并联电抗器中性点加装小电抗器，破坏谐振条件D．线路中增设开关站，将线路长度减短 E．改变系统运行接线 答案：A|B|C|D|E 试题分类：高电压技术/本科 所属知识点：高电压技术/第9章/第1节 难度：3 分数：1 电介质在电场作用下，主要有（）等物理现象。A．极化 B．电导 C．介质损耗 D．击穿 答案：A|B|C|D 试题分类：高电压技术/本科 所属知识点：高电压技术/第3章/第1节 难度：2 分数：1 关于氧化锌避雷器，下列描述正确的是（）。A．具有优异的非线性伏安特性 B．不能承受多重雷击 C．通流容量较小 D．工频续流为微安级，可认为没有工频续流 E．不太适合保护GIS等设备 答案：A|D 试题分类：高电压技术/本科 所属知识点：高电压技术/第7章/第2节 难度：3 分数：1 下面的选项中，非破坏性试验包括( )。 A．绝缘电阻试验 B．交流耐压试验 C．直流耐压试验 D．局部放电试验 E．绝缘油的气相色谱分析 F．操作冲击耐压试验
G．介质损耗角正切试验 H．雷电冲击耐压试验 答案：A|D|E|G 试题分类：高电压技术/本科 所属知识点：高电压技术/第4章/第1节 难度：3 分数：1 用铜球间隙测量高电压，需满足哪些条件才能保证国家标准规定的测量不确定度？( ) A．铜球距离与铜球直径之比不大于0.5 B．结构和使用条件必须符合IEC 的规定 C．需进行气压和温度的校正 D．应去除灰尘和纤维的影响 答案：A|B|C|D 试题分类：高电压技术/本科 所属知识点：高电压技术/第5章/第4节 难度：3 分数：1 交流峰值电压表的类型有：( ) A．电容电流整流测量电压峰值 B．整流的充电电压测量电压峰值 C．有源数字式峰值电压表 D．无源数字式峰值电压表 答案：A|B|C 试题分类：高电压技术/本科 所属知识点：高电压技术/第5章/第4节 难度：3 分数：1 测量高电压的仪器和装置有( ) A．静电电压表 B．峰值电压表 C．球隙 D．分压器 答案：A|B|C|D 试题分类：高电压技术/本科 所属知识点：高电压技术/第5章/第4节 难度：3 分数：1 光电测量系统有哪几种调制方式( ) A．幅度－光强度调制（AM－IM）
《高电压技术》期末冲刺试卷(1) 1.流注理论未考虑( B )的现象。 A.碰撞游离 B.表面游离 C.光游离 D.电荷畸变电场 2.极化时间最短的是( A )。 A.电子式极化 B.离子式极化 C.偶极子极化 D.空间电荷极化 3.先导通道的形成是以( C )的出现为特征。 A.碰撞游离 B.表现游离 C.热游离 D.光游离 4.下列因素中，不会影响液体电介质击穿电压的是（A ） A.电压的频率 B.温度 C.电场的均匀程度 D. 杂质 5.电晕放电是一种（ D ）。 A.滑闪放电 B.非自持放电 C.沿面放电 D.自持放电 6.以下四种气体间隙的距离均为10cm，在直流电压作用下，击穿电压最低的是（ D ）。 A.球—球间隙(球径50cm) B.棒—板间隙，棒为负极 C.针—针间隙 D.棒—板间隙，棒为正极 7.不均匀的绝缘试品，如果绝缘严重受潮，则吸收比K将( C ) A.远大于1 B.远小于1 C.约等于1 D.不易确定 8.雷击线路附近地面时，导线上的感应雷过电压与导线的（ B ） A. 电阻率成反比 B.悬挂高度成反比 C.悬挂高度成正比 D. 电阻率成正比 二、填空题(本大题共9小题，每空1分，共18分) 1.固体电介质电导包括___表面____电导和_体积______电导。 2.极不均匀电场中，屏障的作用是由于其对__空间电荷__的阻挡作用，造成电场分布的改变。
3.电介质的极化形式包括_电子式极化__、__离子式极化_、__偶极子极化_和夹层极化。 4.气体放电现象包括__击穿_____和__闪络_____两种现象。 5.带电离子的产生主要有碰撞电离、__光电离____、_热点离_____、表面电离等方式。 6.工频耐压试验中，加至规定的试验电压后，一般要求持续__60_____秒的耐压时间。 7.按绝缘缺陷存在的形态而言,绝缘缺陷可分为__集中性_____缺陷和__分散性____缺陷两大类。 8.在接地装置中，接地方式可分为_防雷接地_______、_保护接地_______、_工作接地_______。 9.输电线路防雷性能的优劣主要用__耐雷水平______和_雷击跳闸率________来衡量。 三、判断题(本大题共5小题，每小题2分，共10分)在每小题的括号内对的打“√”，错的打“×”。 1.无论何种结构的电介质，在没有外电场作用时，其内部各个分子偶极矩的矢量和平均来说为零， 因此电介质整体上对外没有极性。（对） 2.在四种电介质的基本极化形式中，只有电子式极化没有能量损耗。（错） 3.测量电气设备的绝缘电阻时一般要加直流电压，绝缘电阻与温度没有关系。（错） 4.防雷接地装置是整个防雷保护体系中可有可无的一个组成部分。（错） 5.管式避雷器实质上是一只具有较强灭弧能力的保护间隙。（对） 四、名词解释题(本大题共5小题，每小题6分，共30分) 1.吸收比：指的是电流衰减过程中的两个瞬间测得的两个电流值或两个相应的绝缘电阻值之比。（或指被试品加压60秒时的绝缘电阻与加压15秒时的绝缘电阻之比。） 2.雷击跳闸率：指每100KM线路每年由雷击引起的跳闸次数 3.雷暴日：指某地区一年四季中有雷电放电的天数，一天中只要听到一次及以上雷声就是一个雷暴日。 4.伏秒特性：对某一冲击电压波形，间隙的击穿电压和击穿时间的关系称为伏秒特性 5.气体击穿：气体由绝缘状态变为导电状态的现象称为击穿 五、简答题(本大题共2小题，每小题8分，共16分)
高电压技术复习题及答案 一、选择题 (1)流注理论未考虑 B 的现象。 A．碰撞游离B．表面游离C．光游离D．电荷畸变电场 (2)先导通道的形成是以 C 的出现为特征。 A．碰撞游离B．表面游离C．热游离D．光游离。 (3) 电晕放电是一种 A 。 A．自持放电B．非自持放电C．电弧放电D．均匀场中放电 (4) 气体内的各种粒子因高温而动能增加，发生相互碰撞而产生游离的形式称为 C 。 A.碰撞游离 B.光游离 C. 热游离 D. 表面游离 (5) 以下哪个不是发生污闪最危险的气象条件？ D 。 A. 大雾 B. 毛毛雨 C. 凝露 D.大雨 (6) SF6 气体具有较高绝缘强度的主要原因之一是 D 。 A．无色无味性B．不燃性C．无腐蚀性D．电负性
(7) 冲击系数是 B 放电电压与静态放电电压之比。A．25% B．50% C．75% D．100% (8) 在高气压下，气隙的击穿电压和电极表面 A 有很大关系A．粗糙度B．面积C．电场分布D．形状 (9)雷电流具有冲击波形的特点：___C__。 A．缓慢上升，平缓下降B．缓慢上升，快速下降C．迅速上升，平缓下降D．迅速上升，快速下降 (10) 在极不均匀电场中，正极性击穿电压比负极性击穿电压___A__。A.小B．大C．相等D．不确定 (11) 下面的选项中，非破坏性试验包括_ADEG__，破坏性实验包括__BCFH__。 A.绝缘电阻试验 B.交流耐压试验 C.直流耐压试验 D.局部放电试验 E.绝缘油的气相色谱分析 F.操作冲击耐压试验 G.介质损耗角正切试验 H. 雷电冲击耐压试验 (12)用铜球间隙测量高电压，需满足那些条件才能保证国家标准规定
i 、是非题(T 表示正确、F 表示错误) (F ) 1、对于35kv 及以上的变电所，可以将避雷针装设在配电装置的构架上。 (F )2、为了防止反击，一般规程要求避雷针与被保护设备在空气中的距离大于 (F )3、架空线路的避雷线保护角越大，保护范围也就越大。 (F )4、在发电机电压母线上装设电容器的作用是防止直雷击。 F )5、通常以系统的最高运行线电压为基础来计算内部过电压的倍数。 (T )6、对于110kv 及以上的变电所，可以将避雷针装设在配电装置的构架上。 (T )7、在发电机电压母线上装设电容器的作用是限制侵入波的陡度。 (T )8、通常以系统的最高运行相电压为基础来计算内部过电压的倍数。 :■、选择题 射?则电流的反射系数B 匚为(B ) 乙-乙 A. B. 乙乙 C. 变电所侵入波过电压 D. 铁磁谐振过电压 5、以下几种方法中在抑制空载线路分闸过电压时相对最为有效的是 (C )P332 A. 采用多油断路器 B. 采用叫性点绝缘系统 C. 采用六氟化硫断路器 D. 中性点经消弧线圈接地 6、在发电厂和变电站中，对直雷击的保护通常采取 _A_方式 7避雷器到变压器的最大允许距离( A ) P286 A .随变压器多次截波耐压值与避雷器残压的差值增大而增大 B. 随变压器冲击全波耐压值与避雷器冲击放电电压的差值增大而增大 1、两个不同波阻抗 乙和Z 2的长线相连于 A 点，当直角电流波长从 乙上入射，传递至A 点时将发生折射与反 C. 2Z ! D. Z ! Z 2 2Z 2 乙乙 2、我国的规程中规定线路防雷设计用雷电流波头时间为 ( C ) A . 1.2's B . 1.5" s C. 2.6」s D. 雷击线路附近大地时 ,当线路高10m,雷击点距线路100m 雷电流幅值 40KA ,线路上感应雷过电压 最大值U G 约为 (C ) A . 25Kv C.100Kv B. 50Kv D. 200Kv 4、以下属于操作过电压的是 ( B ) P325 A. 工频电压升高 B. 电弧接地过电压 3米。 乙-乙 乙乙 A ?避雷针 B. 并电容器 C.接地装置 D. 中性点接地
高电压技术复习题 一、填空 1、除了电容器以外，其他电气设备中采用的绝缘材料往往希望介电常数较（）。 2、随着温度的升高，电介质的电导（）。 3、电缆越长，其绝缘电阻越（）。 4、电气设备绝缘受潮后，其吸收比（）。 5、断路器性能对（）过电压有很大影响。 6、用球隙测压器可以测量各种高电压的（）值。 7、山区的绕击率比平原地区的绕击率（）。 8、包在电极表面的薄固体绝缘层称为（）。 9、由于避雷线对导线的屏蔽作用，会使导线上的感应电压（）。 10、电气设备绝缘受潮时，其击穿电压将（）。 1、空载线路的合闸过电压属于（操作）过电压。 2、切除空载变压器过电压产生的根本原因是（）。 3、电气设备绝缘普遍受潮时，其介质损耗角正切值将（）。 4、切除空载变压器过电压产生的根本原因是（）。 5、杆塔高度增加，绕击率将（）。 6、除去绝缘油中固体杂质的主要方法是（）。 7、冲击电晕会使雷电波的陡度（）。 8、架空线中行波的速度为（）。 9、反映绝缘材料损耗特性的参数是（）。 10、标准大气条件下，湿度 h=（）。 1、标准雷电冲击电压波形为（）。 2、输电线路上避雷线的保护角越（）越好。 3、随着温度的升高，电气设备的绝缘电阻将（）。 4、在直流电压作用下，电介质损耗主要由（）所引起。 5、电场均匀程度越高，间隙的击穿场越强越（）。 6、雷电放电现象可用（）放电理论加以解释。 7、光辐射的波长越短，其光子的能量越（）。 8、雷电放电过程中，（）阶段的破坏性最大。 9、50KV的雷电波传到线路末端开路处世哲学，电压变为（）KV。 10、等值盐密是用来反映（）的参数。二、判断题 1、阀片的伏安特性是线性的。 2、切除空载变压器过电压的根本原因是电弧重燃。 3、测量绝缘电阻时施加的是交流电压。 4、耐压试验属于非破坏性试验。 5、悬浮状态的水对绝缘油的危害比溶解状态的水要小。 6、汤逊放电理论适用于低气压，短气隙的情况。 7、确定电力变压器内部绝缘水平时应采用统计法。 8、铁磁谐振是一种过渡过程。 9、检查性试验属于非破坏性试验。 10、变压器内部绝缘受潮属于分布性缺陷。 1、电晕放电是极不均匀电场特有的一种非自持放电形式。 2、负离子形成对放电发展起抑制作用。 3、SF6电器内的放电现象可用汤逊放电理论加以解释。 4、220KV架空线路应全线架设避雷线。 5、球----球间隙属于稍不均匀电场。 6、避雷线对边相导线的保护角越小越好。 7、有时可能会在三线导线上同时出现雷电过电压。 8、主变压器门型构架上可以安装避雷针。 9、变压器油一般为强极性液体介质。 10、光辐射频率越低，其光子能量越低。（√） 1、气压升高时，电气设备外绝缘电气强度下降。 2、感应雷过电压的极性与雷电流极性相同。 3、负离子形成对气体放电发展起促进作用。 4、在棒极间隙中，正极性时的击穿电压比负极性时高。 5、电缆越长，其绝缘电阻值越大。 6、空气湿度越大，气隙的击穿电压越高。 7、可见光能引起交电离。 8、异号带电质点的浓度越大，复合越强烈。 9、自由电子的碰撞电离能力比负离子强。 10、均匀电场中，存在极性效应。 三、名词解释 1、绝缘的老化 2、巴申定律 3、雷暴日 4、沿面闪路 1、电晕放电 2、绝缘配合 3、雷击跳闸率 4、流注 1、感应雷过电压 2、组合绝缘 3、伏秒特性 4、沿面放电
《高电压技术》第3版常美生主编 第一章 电介质的极化、电导和损耗
概述 ?电介质：指具有很高电阻率（通常为 106~1019Ω·m）的材料。 ?电介质的作用：在电气设备中主要起绝缘作用，即把不同电位的导体分隔开，使之在电气上不相连接。 ?电介质的分类：按状态可分为气体、液体和固体三类。其中气体电介质是电气设备外绝缘（电气设备壳体外的绝缘）的主要绝缘材料；液体、固体电介质则主要用于电气设备的内绝缘（封装在电气设备外壳内的绝缘）。
?极化、电导和损耗：在外加电压相对较低（不超过最大运行电压）时，电介质内部所发生的物理过程。 这些过程发展比较缓慢、稳定，所以一直被用来检测绝缘的状态。此外，这些过程对电介质的绝缘性能也会产生重要的影响。 ?击穿：在外加电压相对较高（超过最大运行电压）时，电介质可能会丧失其绝缘性能转变为导体，即发生击穿现象。
第一节电介质的极化 一、电介质的极性及分类 ?分子键：电介质内分子间的结合力。 ?化学键：分子内相邻原子间的结合力。 根据原子结合成分子的方式的不同，电介质分子的化学键分为离子键和共价键两类。 原子的电负性是指原子获得电子的能力。 电负性相差很大的原子相遇，电负性小的原子的价电子被电负性大的原子夺去，得到电子的原子形成负离子，失去电子的原子形成正离子，正、负离子通过静电引力结合成分子，这种化学键就称为离子键。
电负性相等或相差不大的两个或多个原子相 互作用时，原子间则通过共用电子对结合成分子，这种化学键就称为共价键。 离子键中，正、负离子形成一个很大的键矩，因此它是一种强极性键。共价键中，电负性相同的原子组成的共价键为非极性共价键，电负性不同的原子组成的共价键为极性共价键。 由非极性共价键构成的分子是非极性分子。由极性共价键构成的分子，如果分子由一个极性共价键组成，则为极性分子；如果分子由两个或多个极性共价键组成，结构对称者为非极性分子，结构不对称者为极性分子。
高电压技术重要知识点-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
高电压技术各章 知识点 第一篇电介质的电气强度 第1章气体的绝缘特性与介质的电气强度 1、气体中带电质点产生的方式 热电离、光电离、碰撞电离、表面电离 2、气体中带电质点消失的方式 流入电极、逸出气体空间、复合 3、电子崩与汤逊理论 电子崩的形成、汤逊理论的基本过程及适用范围 4、巴申定律及其适用范围 击穿电压与气体相对密度和极间距离乘积之间的关系。两者乘积大于时,不再适用 5、流注理论 考虑了空间电荷对原有电场的影响和空间光电离的作用，适用两者乘积大于时的情况 6、均匀电场与不均匀电场的划分 以最大场强与平均场强之比来划分。 7、极不均匀电场中的电晕放电 电晕放电的过程、起始场强、放电的极性效应 8、冲击电压作用下气隙的击穿特性 雷电和操作过电压波的波形 冲击电压作用下的放电延时与伏秒特性 50%击穿电压的概念 9、电场形式对放电电压的影响 均匀电场无极性效应、各类电压形式放电电压基本相同、分散性小 极不均匀电场中极间距离为主要影响因素、极性效应明显。 10、电压波形对放电电压的影响 电压波形对均匀和稍不均匀电场影响不大 对极不均匀电场影响相当大 完全对称的极不均匀场：棒棒间隙 极大不对称的极不均匀场：棒板间隙 11、气体的状态对放电电压的影响 湿度、密度、海拔高度的影响 12、气体的性质对放电电压的影响 在间隙中加入高电强度气体,可大大提高击穿电压，主要指一些含卤族元素的强电负性气体，如SF6 13、提高气体放电电压的措施 电极形状的改进 空间电荷对原电场的畸变作用 极不均匀场中屏障的采用 提高气体压力的作用
高电压技术复习要点（２０１３－２０１４－１ ０９１２１２１－２ ） （王伟 屠幼萍编著 高电压技术） 第1章 气体放电的基本物理过程 1.何为原子的激励和电离。 2.气体电离的形式及基本概念。 3.气体碰撞电离与哪些因素有关。 4.气体产生放电的首要前提。 5.热电离与碰撞电离的异同。 6.影响逸出功的因素。 7.金属电极表面电离的四种形式。 8.负离子形成对气体放电的影响。 9.气体放电过程中存在哪三种带电质点。 10.带电粒子的自由行程及特性。 11.影响平均自由行程的因素。 12.带电粒子的迁移率。为何电子的迁移率和平均自由行程大于离子。 13.何为带电离子的扩散，何原因所致。 14.带电粒子消失的主要方式。 15为何电子与离子间的复合概率远小于正、负离子复合概率。 16.气体放电分为哪两类。 17.非自持放电自持放电 18.绘制并说明“气体中电流与电压的关系曲线”及对应的放电过程。 19.阐述Townsend理论。 20.电子碰撞电离系数；正离子表面电离系数。 21.自持放电条件表达式。 22.影响电子碰撞电离系数的因素。 23.Paschen定律，击穿电压为何具有最小值。 24.当pd>200(cm.133Pa)后，击穿过程与Townsend理论的差异主要有哪些。 25. Townsend理论的适用范围。 26.流注理论的特点；流注 27.正流注、负流注以及二者形成的不同之处。 28根据放电特征，电场均匀程度如何划分。 29.电晕放电；防止和减轻电晕放电的根本途径。 30.极性效应 31.雷电放电的三个主要阶段。 32.沿面放电。 33.固体介质表面电场分布的三种典型情况。 34.极不均匀电场具有强垂直分量时沿面放电过程。 35.滑闪放电以什么为特征。沿面放电与什么有关。比电容。
1-1、试比较电介质中各种极化的性质和特点。 答： 电介质极化种类及比较 极化种类 产生场合 所需时间 能量损耗 产生原因 电子式极化 任何电介质 10 －15 s 无 束缚电子运动轨道 偏移 离子式极化 离子式电介质 10 －13 s 几乎没有 离子的相对偏移 转向极化 极性电介质 10 －10 s ～10－2 s 有 偶极子的定向排列 空间电荷极化 多层介质交界面 10－2 s ～数分钟 有 自由电荷的移动 在外电场的作用下，介质原子中的电子运动轨道将相对于原子核发生弹性位移，此为电子式极化或电子位移极化。离子式结构化合物，出现外电场后，正负离子将发生方向相反的偏移，使平均偶极距不再为零，此为离子位移极化。 极性化合物的每个极性分子都是一个偶极子，在电 场作用下，原先排列杂乱的偶极子将沿电场方向转动，显示出极性，这称为偶极子极化。在电场作用下，带电质点在电介质中移动时，可能被晶格缺陷捕获或在两层介质的界面上堆积，造成电荷在介质空间中新的分布，从而产生电矩，这就是空间电荷极化。 补充：1、画出电介质的等效电路（非简化的）及其向量图，说明电路中各元件的含义，指出介质损失角。 答：图1－4－2中，lk R 为泄漏电阻；lk I 为泄漏电 流；g C 为介质真空和无损极化所形成的电容；g I 为流过g C 的电流；p C 为无损极化所引起的电容；p R 为无损极化所形成的等 效电阻；p I 为流过p p C R －支路的电流，可以分为有功分量pr I 和无功分量pc I 。
g J 。 为真空和无损极化所引起的电流密度，为纯容性的；lk 。J 为漏导引起的电流密度， 为纯阻性的；p 。 J 为有损极化所引起的电流密度，它由无功部分pc 。 J 和有功部分pr 。 J 组成。容性电流c 。 J 与总电容电流密度向量。 J 之间的夹角为δ，称为介质损耗角。介质损耗角简称介损角δ，为电介质电流的相角领先电压相角的余角，功率因素角?的余角，其正切δ tg 称为介质损耗因素，常用％表示，为总的有功电流密度与总无功电流密度之比。 补充：1、说明巴申定律的实验曲线的物理意义是什么 答：巴申曲线如下图所示： 其物理意义在于：在均匀的电场中，击穿电压b U 是气体的相对密度δ、极间距离S 乘积的函数，只要S ?δ的乘积不变，b U 也就不变。 其原因可解释如下：假设S 保持不变，当气体密度δ增大时，电子的平均自由行程缩短了，相邻两次碰撞之间，电子积聚到足够动能的几率减小了，故b U 必然增大。反之当δ减小时，电子在碰撞前积聚到足够动能的几率虽然增大了，但气体很稀薄，电子在走完全程中与气体分子相撞的总次数却减到很小，欲使击穿b U 也须增大。故在这两者
第一章作业 1-1解释下列术语 （1）气体中的自持放电；（2）电负性气体； （3）放电时延；（4）50%冲击放电电压；（5）爬电比距。 答：（1）气体中的自持放电：当外加电场足够强时，即使除去外界电离因子，气体中的放电仍然能够维持的现象； （2）电负性气体：电子与某些气体分子碰撞时易于产生负离子，这样的气体分子组成的气体称为电负性气体； （3）放电时延：能引起电子崩并最终导致间隙击穿的电子称为有效电子，从电压上升到静态击穿电压开始到出现第一个有效电子所需的时间称为统计时延，出现有效电子到间隙击穿所需的时间称为放电形成时延，二者之和称为放电时延； （4）50%冲击放电电压：使间隙击穿概率为50%的冲击电压，也称为50%冲击击穿电压； （5）爬电比距：爬电距离指两电极间的沿面最短距离，其与所加电压的比值称为爬电比距，表示外绝缘的绝缘水平，单位cm/kV。
1-2汤逊理论与流注理论对气体放电过程和自持放电条件的观点有何不同？这两种理论各适用于何种场合？ 答：汤逊理论认为电子碰撞电离是气体放电的主要原因，二次电子来源于正离子撞击阴极使阴极表面逸出电子，逸出电子是维持气体放电的必要条件。所逸出的电子能否接替起始电子的作用是自持放电的判据。流注理论认为形成流注的必要条件是电子崩发展到足够的程度后，电子崩中的空间电荷足以使原电场明显畸，流注理论认为二次电子的主要来源是空间的光电离。 汤逊理论的适用范围是短间隙、低气压气隙的放电；流注理论适用于高气压、长间隙电场气隙放电。 1-3在一极间距离为1cm的均匀电场电场气隙中，电子碰撞电离系数α=11cm-1。今有一初始电子从阴极表面出发，求到达阳极的电子崩中的电子数目。 解：到达阳极的电子崩中的电子数目为 n a e d e11159874 答：到达阳极的电子崩中的电子数目为59874个。
高电压技术知识点总 结
?为什么要有高电压：提高输送容量，降低线路损耗，减少工程投资，提高单位走廊输电能力，节省走廊面积，改善电网结构，降低短路电流，加强联网能力。 ?电介质：在其中可建立稳定电场而几乎没有电流通过的物质。 ?极化：在外电场作用下，电介质内部产生宏观不为零的电偶极矩。 ?电介质极化的四种基本类型：电子位移极化，离子位移极化，转向极化，空间电荷极化。 ?介电常数：用来衡量绝缘体储存电能的能力，代表电介质的极化程度（对电荷的束缚能力） ?液体电介质的相对介电常数影响因素(频率)：频率较低时，偶极分子来得及跟随电场交变转向，介电常数较大，接近直流情况下的εd；频率超过临界值，偶极分子转向跟不上电场的变化，介电常数开始减小，介电常数最终接近于仅由电子位移极化引起的介电常数εz。 ?电介质的电导与金属的电导有本质上的区别：金属电导是由金属中固有存在的自由电子造成的。电介质的电导是带电质点在电场作用下移动造成的。气体：由电离出来的自由电子、正离子和负离子在电场作用下移动而造成的。液体：分子发生化学分解形成的带点质点沿电场方向移动而造成的。固体：分子发生热离解形成的带电质点沿电场方向移动而造成的。 ?介质损耗：在电场作用下，电介质由于电导引起的损耗和有损极化损耗，总称为介质损耗。 ?电介质的等效电路：电容支路：由真空和无损极化所引起的电流为纯容性。/阻容支路：由有损极化所引起的电流分为有功和容性无功两部分。/纯阻支路：由漏导引起的电流，为纯阻性的。 ?介质损耗因数tgδ的意义：若tgδ过大会引起严重发热，使材料劣化，甚至 可能导致热击穿。/用于冲击测量的连接电缆，要求tgδ必须小，否则会影响到测量精度/用做绝缘材料的介质，希望tgδ。在其他场合，可利用tgδ引起的介质发热，如电瓷泥胚的阴干/在绝缘试验中，tgδ的测量是一项基本测量项目 ?激励：电子从近轨道向远轨道跃迁时，需要一定能量，这个过程叫激励。?电离：当外界给予的能量很大时，电子可以跳出原子轨道成为自由电子。原来的中性原子变成一个自由电子和一个带正电荷的离子，这个过程叫电离。 ?反激励：电子从远轨道向近轨道跃迁时，原子发射单色光的过程称为反激励。 ?平均自由程：一个质点两次碰撞之间的平均距离，其与密度呈反比。