高电压复习试题 (附答案)

1 .气体中带电质点的产生有什么方式？撞击电离(游离)、光电离(游离)、热电离(游离)、表面电离(游离)。2 .气体中带电粒子的消失有什么形式？(1)带电粒子向电极进行定向运动，进入电极形成电路电流，减少气体中的带电离子(2)带电粒子的扩散(3)带电粒子的复合(4)吸附效果。3 .为什么碰撞电离主要起因于电子碰撞？由于电子的体积小，其自由行程远大于离子，电场获得的动能多的电子质量远小于原子和分子，电子动能使中性质点电离，发射电子几乎不会失去动能。4 .电子从电极表面逃逸需要什么条件，分为什么样的形状逃逸需要一定的能量，叫做逃逸。 获得能量的方法是a正离子与阴极碰撞，即b光电子发射； c强电场发射d热电子发射。5 .气体中负离子的产生对放电的发展起着怎样的作用，为什么？发挥抑制放电发展的作用，通过负离子的形成，自由电子数减少。6 .带电粒子的消失有什么方法？带电质点的扩散和复合。7 .什么是自立放电和非自立放电？带脱落防止机构的放电是指仅通过自身电场的作用，不需要外界的游离因素而维持的放电。 由外力因素必须维持的放电被称为非独立放电8 .什么是电子碰撞电离系数？假设电子的平均自由程为，1cm的长度下1个电子的平均碰撞次数为1/，如果能算出碰撞引起的电离概率，就能求出碰撞电离系数。9 .带防脱落机构放电的条件是什么？(1)=1或110 .简述汤姆森理论和流注理论的主要内容和适用范围。汤姆逊理论：汤姆逊理论认为电子碰撞电离是气体放电的主要原因。 二次电子主要是正离子撞击阴极，阴极发射电子。 二次电子的出现是气体脱落防止机构放电的必要条件。 二次电子是否继承起始电子的作用是气体放电的判断标准。 汤姆森理论主要用于解释短气隙、低气压气体放电。 流注理论：流注理论认为，气体放电的必要条件是当电子衰变达到一定程度时，电子衰变产生的空间电荷使原来的电场产生畸变，大大增强衰变和衰变的电场。 另一方面，气隙间的正负电荷密度大，复合作用频繁，复合的光子在这种强电场下容易产生新的光电离子，二次电子主要来源于光电离子。 流注理论主要说明高气压、长气隙的气体放电现象11 .什么是电场不均匀系数？间隙内的最大电场强度与平均电场强度之比。 通常f=1是均匀电场，f2是稍微不均匀的电场，f4是极其不均匀的电场。12 .什么是电晕放电？ 为什么电晕是局部放电现象？ 日冕会产生什么效果？(1)以极不均匀的电场放电，间隙破坏前在高电场强度区域(曲率半径极小的电极表面附近)发生蓝紫色光晕，这叫做电晕放电。 (2)在极不均匀的电场中，电晕放电时的开始电压比气隙破坏电压小，气隙整体保持绝缘状态，因此电晕放电是局部放电现象。 (3)a具有声音、光、热等效果。 b形成所谓的电风，引起电极和导线的振动。 c产生的高频脉冲电流会引起对收音机的干扰。 d促进有机绝缘恶化。13 .什么是极性效应？ 比较棒板气隙极性不同时的电晕起始电压和破坏电压的高低，简述其原因。在极性不同的情况下，将间隙的电晕电压和破坏电压分别不同称为极性效果的正极性的棒-板间隙电晕开始电压，比负极性的棒-板间隙电晕开始电压稍高的负极性的棒-板间隙的破坏电压比正极性高得多。14 .比较气隙下的“棒-棒电极”、“正棒-负板电极”、“负棒-正板电极”、“板-板电极”的破坏电压。破坏电压：负棒-正板电极棒-棒电极正棒-负板电极雷电浪涌电压和操作浪涌电压的标准波形是什么(p30 )什么是16.50%击穿电压？ 什么是冲击系数？ 一般值的范围是多少？(1)在气隙中施加n次相同波形和峰值的浪涌电压时，有可能仅发生数次击穿，此时的击穿概率P=n/N，如果增大或减小施加电压的峰值，则击穿电压也增加或减少，击穿概率为50% (2)将同一间隙的50%冲击破坏电压与稳态破坏电压之比称为冲击系数。 (3)均匀电场和稍微不均匀的电场间隙放电时间短，破坏的分散性小，冲击破坏通常发生在峰值附近，因此此时冲击系数接近1。 极不均匀的电场间隙放电时延长，冲击破坏始终发生在波尾部，此时冲击系数大于1。17 .什么是伏秒特性，如何求伏秒特性曲线。工程中，气隙破坏期间出现的冲击电压的最大值与放电时间的关系，表示气隙在冲击电压下的破坏特性，称为伏特秒特性。 在波阵面或波峰上发生击穿时，u和t取击穿时的值，在波尾上发生击穿时，t取击穿瞬间的时间值，但u不取击穿瞬间的电压值，即u应取击穿中的施加电压的最大值。 通过连接各点，可绘制伏秒特性曲线。伏秒特性对选择电气设备的保护设备有何实用意义？作为过电压保护的设备(避雷器或间隙)使用时，其伏秒特性应尽量平坦，位于受保护设备的伏秒特性之下，要求两者绝不交叉，只有受保护的设备得到可靠保护，受保护设备免受冲击过电压的影响。19. SF6气体具有优异绝缘和灭弧性能的原因是什么？优良的绝缘性能只能在比较均匀的电场下充分发挥，因此在设计填充SF6气体的绝缘结构时必须尽量避免极其不均匀的电场。 SF6气体绝缘结构的绝缘水平由负极性电压决定。SF 6气体在极不均匀电场下的破坏有什么异常？(1)在极不均匀的电场间隙中，破坏电压并非随着气压的升高而总是升高；(2)在破坏驼峰出现的气压范围内，雷击破坏电压明显低于稳态破坏电压。21 .提高气隙破坏电压的措施是什么？(1)改善电场分布(2)采用绝缘屏障(3)采用高气压(4)采用高电阻气体(5)采用高真空。22 .沿面放电是什么？为什么沿面放电电压总是低于同一距离下的纯气隙破坏电压？(1)在电场中的固体(或液体)与气体(或液体)等不同介质的界面发生的放电现象。 (2)原因：沿固体绝缘介质表面的气体放电受电场形式、电压波形、间距大小等影响，固体表面有凹凸、毛刺、杂质、水膜等污垢，使电介质表面的电阻不均匀，影响电场分布均匀性的介质与电极的接触部存在气隙，气隙中的气体由电场决定23 .什么是滑移放电现象？ 提高套管沿面闪电电压有什么措施？(1)绝缘表面的气体热电分离引起的沿着绝缘表面的不稳定树枝状、不贯通两极的放电现象。 (2)对策：减小a比容量减小b绝缘的表面电阻。24 .绝缘柱可采取什么措施提高沿面放电电压？(1)改善电极形状；(2)增加瓷套表面电阻；什么是绝缘子污垢？有什么措施可以防止绝缘子污垢？(1)户外绝缘子污染状态下发生的沿面闪络称为绝缘子的污点。 (2)措施是使用a定期或不定期清扫的b防污闪涂料，或者进行表面处理以强化c绝缘，采用耐污损绝缘子的d使用其他材质的绝缘体。什么是等值霸盐密度？相当于绝缘子表面单位面积的污物电导率的等价盐量。27 .介质在电场作用下主要产生多少种物理现象？ 常用的参数与之相对应性能？电介质的极化(介电常数)、电导(电导率)、损耗(介电损耗角正切)、破坏(破坏电场强度)。28 .下一个双重电介质通过交流电压串联连接时，哪个电介质受到的电场强度大？ 哪个容易破坏？(1)固体电介质和薄层空气(二)纯纸和油层；29 .介质电导和金属电导的本质区别是什么？(1)介电导电的本质是离子导电，金属导电的本质是自由电子导电。 电介质的导电能力小，但金属的导电能力强(2)电介质的电导率为正的温度系数，即温度上升、电导率增大，金属的电导率随着温度上升而减小(3)介质电导率的大小与施加电压的大小有关，施加电压越高，越接近破坏强度，电导率就会急剧增大，但金属电导率与施加电压几乎没有关系。固体介质的破坏有什么样的形状，其主要特征是什么(1)由于电击，固体介质中的电子在外电场发生碰撞电离，传导电子增多，最后被破坏。 特点：击穿过程所需时间极短，击穿电压高，介质温度不高，击穿电压与周围环境温度无关，击穿电压与电场分布形式有关，电场均匀性对击穿电压的影响较大。(2)热破坏绝缘体长时间受到电压的作用，由于漏电流的存在而产生损失，引起绝缘发热，温度上升，绝缘恶化，导致破坏。 特点：破坏时间长、负温度相关的破坏电压与介质的散热条件和环境温度直接相关的破坏过程与电压作用的时间有关的电源频率和介质本身的状况。(3)电化学破坏运转中的绝缘，长期承受电、热、化学、机械力等作用，使绝缘性能逐渐恶化，使绝缘性能恶化，引起破坏。31 .影响液体介质击穿强度的因素是什么？影响液体介质击穿强度的外因主要有温度、压力、电场均匀性、电场作用时间和升压速度等。 内因是液体电介质中含有的水分、纤维素、气泡等。32 .图解交流部分放电的基本原理，导出实际放电量与放电量的关系。 (p67 )33 .说明油纸绝缘的交流击穿电场强度为何远低于直流击穿电场强度。直流电压对油和纸的电场强度分配比交流时合理。均匀电场中双层介质中的电场强度分别是多少(p71 )35 .在工程应用中，介质各耐热等级的最高允许工作温度是多少o级90C、a级105C、e级120C、b级130C、f级155C、h级180C、c级180C36 .测量绝缘电阻和漏电流能发现什么缺陷？ 为什么泄漏电流试验比绝缘电阻试验敏感而有效？37 .用兆欧表测量大容量试验品的绝缘电阻时，为什么随着加压时间的变长兆欧表的读取值变小而达到稳定值？吸收比是什么，用吸收比如何判断绝缘状况？38 .绝缘干燥时和湿气后的吸收特性有什么不同？对于不均匀试制品的绝缘，如果绝缘状况良好，则吸收现象显着，Ka值远大于1的绝缘严重潮湿时，Ig变大，因此Ia迅速衰弱，Ka值接近1。39 .测量tan的正配线和反配线是？ 分别适用于什么情况？使用硅桥的正布线时，高压硅桥的高压桥臂的阻抗远大于对应的低压臂的阻抗，因此施加于桥的电压的大部分下降到高压桥臂，将试料和标准电容器放置在高压保护区，通过屏蔽线但是，这种方法要求被试验品的高低压侧与地面绝缘，实验室通常用这种方法测试材料和小设备。使用反向接线时，R3、C4连接在高压侧，R3、C4为高电位，因此被测试品的一端固定地接地。 桥体位于高压侧，抗干扰能力和精度不如正接线。 实际上，大多数电气设备的金属外壳直接放置在接地台上，现场试验通常采用逆接线试验方法。41 .介电损耗角正切tan主要适用于哪些绝缘缺陷的判断？ 在判断中应该注意什么？被判断的绝缘缺陷是，a绝缘体受到湿气，绝缘恶化的b贯通性缺陷c分散缺陷d小型机器的集中性缺陷。 判断时，请注意a需要良好的接地。b逆接线需要注意导线的浮起处理。c被试验品的表面必须擦干净，能够进行d分解试验，必须尽量进行分解试验。绝缘油的气相色谱分析主要分析这些气体，能判断出什么样的故障？(1)主要分析各种烃类气体和H2、CO、CO2等气体，将这种气体称为故障特征气体。 (2)可判断的故障是，a变压器内部金属部分局部过热，b固体绝缘热分解； c局部放电。41 .绝缘油的气相色谱分析的三比法。取出H2、CH4、C2H4、C2H6这5种气体含量，分别计算出C2H2/C2H4、CH4/H2、C2H4/C2H6这3个比率，按照列表中记载的规则对这些比率进行编码，按照表中记载的规则判断故障的性质。42波速和波阻抗是什么，怎么计算？在无损均匀导线中，某点的正反向电压波与电流波之比为常数z，该常数具有电阻的维数，称为导线的波阻抗。 波在导线上的传播速度称为波速。42 .描述线路冲击电晕对行波的影响。冲击电晕引起的行波衰减和变形(延长行波的波头)。43 .如何改善变压器绕组冲击电压引起的初始电压分布？44 .分析一下中性点非接地星形接线法的三相变压器分别同时进行一相、二相、三相时绕组上的电压分布吗？ (p142 )45 .中性点不接地的三相星形绕组.一相进波、二相进波和三相进波的情况下(侵入振幅值均为Uo )中性点的对地电压是多少一相进波：稳定电压(Uo/3 )振荡电压(2Uo/3 )二相进波： 4Uo/3三相进波： 2Uo46 .避雷器如何分类？ 有哪些基本要求？(1)避雷器的分类：保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器、氧化锌避雷器(2)的要求：a在将过电压限制在能够承受电气设备绝缘能力的数值的b过电压作用结束后，迅速切断其后产生的商用频率的回流， 工频短路发生跳闸不得影响正常供电c应具有一定的通流容量，避免发热过度而使瓷套破裂。47 .试验一般阀型避雷器的工作原理和优点。48 .波阻抗是什么，与电阻有什么不同？(1)在无损均匀导线中，某点的正反方向电压波与电流波之比是具有电阻的维数的常数z，称为导线的波动阻抗。 (2)波动阻抗是表示分布参数线路(或绕组)的参数，阻抗是表示集中参数电路(或元件)的参数，阻抗与线路(或绕组)的长度无关， 阻抗与线路长度等长度相关联