高电压技术考点整理

1、1. 电介质按物质形态分为：气体介质、液体介质、固体介质2. 电器设备中：外绝缘：由气体介质和固体介质联合构成 内绝缘：由液体介质和固体介质联合构成3.气体的电离类型：碰撞电离、光电离、热电离 4.气体的放电现象有击穿和闪络两种现象。5.I气体介质的电气特性气体放电分为：自持放电和非自持放电非自持放电：当施加电压 U<Uc 时，需要外界电离因素才能维持。自持放电：当施加电压 U>Uc 时，气隙中的电离过程仅靠外施电压就可以维持，不再需要外部电离因素。常见气体放电形式 ;电晕放电、火花放电，辉光放电，电弧放电，沿面放点八、电晕放电（电晕放电是极不均匀电场所特有的一种自持放电形式） ：

2、（名 词解释）若构成气体间隙的电极曲率半径很小， 或电极间距离很大， 当电压升到 一定数值时，将在电场非常集中的尖端电极处发生局部的类似月亮晕光的光层， 这时用仪表可以观测到放电电流。 随着电压的升高， 晕光层逐渐扩大， 放电电流 也增大，这种放电形式称为电晕放电。汤逊理论和流注理论1.汤逊理论：放电的主要原因是电子电离，二次电子来源于正离子 撞击阴极表面溢出电子，溢出电子是维持气体放电的必要条件。 二次电子能否接替起始电子的作用是气体放电的判据。用于低气压、短气隙一一Pdv26.66kPa.cm自持放电的条件:(ed 1) 12. 流注理论：流注理论认为气体放电的必要条件是电子崩达到某一 程

3、度后，电子崩产生的空间电荷使原有电场发生畸变，大大加强 崩头和崩尾处的电场。另一方面气隙间正负电荷密度大，复合作 用频繁，复合后的光子在如此强的电场中很容易形成产生新的光 电离的辐射源，二次电子主要来源于光电离。适用于高气压，长间隙一一Pd>26.66kPa.cm自持放电的条件：上 A 1U '20流注：在正电荷区域内形成正负带电粒子的混合通道， 这个电离 通道称为流注。不均匀电场的放电 附：不均匀电场分为少不均匀电场（球状电场）和极不均匀电场（棒-棒, 棒-板）1. 极性效应：由于高场强电极极性的不同，空间电荷的极性也不同，对 放电发展的影响也不同，这就造成了不同极性的高场强电

4、极的电晕起 始电压和间隙击穿电压的不同。极性效应出现在（D ）c.对称的极不均匀电场中D .不对称的极不均匀电场中2.判断极性，极性的确定：a.取决于曲率半径小的电极的极性。b.电极形 状相同时，取决于不接地电极的极性。3.棒-板比较:以下四种气体间隙的距离均为10mm，在直流电压作用下，击穿电压最低的正棒-负板负棒-正板电晕起始电压咼低间隙击穿电压低咼（负极性击穿电压大于正极性）(D)球球间隙（球径50mm）B 棒板间隙（棒为负极）C.针针间隙D 棒板间隙（棒为正极）四伏秒特性:1.伏秒特性曲线（定义）：由于气隙的击穿存在时延现象，因此必须将击穿电压值与放电时延联系起来确定气隙的击穿特性，

5、这种在“电压一时间” 坐标平面上形成的曲线，称为伏秒特性曲线 2.伏秒特性曲线的绘制方法:a.保持冲击电压波形不变，逐级升高电压使气隙击穿，记录击穿电压波形，读取击穿电压值U与击穿时间t； b.1电压不高时，击穿一般发生 在波长时间；b.2电压很高时，击穿可能发生在波前时间；C.1波前击穿 时，U与t均取击穿时刻的值；C.2波长击穿时，U取波峰值，t取击穿时 刻的值。3. 保护设备和被保护设备的伏秒特性如何配合?保护设备的伏秒特性应始终低于被保护设备的伏秒特性。这样，当有一个过电压作用于两设备时，总是保护设备先击穿，限制了过电压的幅值，保护了被保 护设备。五.空气间隙在各种电压下的特性1. 电

6、压包括稳态电压、冲击电压冲击电压包括雷电冲击电压（伏秒特性）、操作冲击电压雷电冲击电压（伏秒特性）：雷电冲击电压的标准波形：±1.2/50US操作冲击电压波形：± 250/2500US!'五.空气间隙在各种电压下的特性直流稳态电压=交流均匀电场=24d5A/卡6X>6厢1雷电冲击电压（伏秒特性）冲击电压操作冲击电压2.50%击穿电压（50%冲击击穿电压）：在工程实际中广泛米用击穿百分比为50%的电压来表征气隙的冲击击穿特性。（一般10次电压中有4-6次击穿）六、其他内容1.大气条件对气隙击穿特性的影响：压力、温度、湿度、海拔 海拔高度的校正:六、其他内容1大气

7、条件对气隙击穿特性的影响 海拔高度的影响；“2. 提高气体介质电气强度的方法:a.改善电场分布：改进电极形状；利用空间电荷改善电场分布；采用屏障b .削弱和抑制气体电离：米用咼气压；米用咼真空；米用咼电气强度气体3. 沿面放电：沿着固体介质和气体介质的交界面发展的气体放电现象。沿面放电分为：沿面滑闪、沿面闪络发展过程：电晕放电一（外施电压升高）一辉光放电一（电压高过某个值） 滑闪放电一（再升高）一闪络沿面滑闪：沿面滑闪是具有强垂直分量绝缘结构所特有的放电形式。4.污闪形成干区出现局部电弧电弧发展直至污闪：由于污秽导致的闪络 划分误会等级的方法：等值盐密法（每平方厘米表面上沉积的等效氯化钠毫 克

8、数） 污闪过程： 积污 沿面闪络。5.防污对策： a.增加爬电距离 b .定期或不定期清理C.使用憎水性材料 d .使用半导体釉绝缘子和新型合成绝缘子 n液体和固体的电气强度.电介质的极化、电导和损耗1. 极化 电子式、离子式、偶极子式、夹层极化能量损耗时间频率相关温度影响电子式极化（存在一切电介质中）无短无小离子式极化无短几乎无有，正温度系数偶极子极化有较长较大较大（！气体为负温，液固为正温）夹层极化有慢只在直流 、低频交 流下表现空间电荷极化2.液体和固体的电导类型：电子电导，离子电导，电泳电导，表面电导（固体介 质特有电导）液体和固体的电导率：随温度的升高按指数规律上升。固体介质电导具有

9、表面电导和体积电导电介质的电导可分为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被击穿。3.损耗: 介质损耗角正切： 交流时介质的功率损耗：P =7 5、口如=厂认 '期A式中:屮_业扼掘舉；许一肋 汇pfc用：亦二冋曲：求介质损耗角正切有两种情况： 在并联等值电路中 心如=4 = L_0 在串联等值电路中三个公式用其中两个一定可以解题） 二液体介质的击穿（不考！ ）1.1 纯净的液体击穿：电击穿理论；气泡击穿理论1.2 含杂质的液体击穿：小桥”击穿理论2.影响液体击穿电压的因素（变压器油击穿电压的影响因素） 水分和其他杂质 油温 电场均匀度 电压作用时间 油压的影响3. 提高

10、击穿电压的方法提高油的品质； 在绝缘设计中则可利用 “油 屏障”式绝缘； 改善电场分布。三固体介质的击穿1. 固体介质的击穿的三种类型电击穿 热击穿 电化学击穿学彳电击穿电子崩理论tziya有击穿理论J佛罗利希理论希布尔理论*2，热击穿：发热散热与温度的关系电化学击穿（电老化）=电离性老化、电导性老化，电解性老化.表 面漏电起痕及电蚀损,_ _ = _水树枝（电树枝）：电离性老化：在介质夹层或介质内部气隙或气泡 的电离，会造成邻近绝缘物的分解.破坏（表现为 变酥.炭化等形式），并沿电场方向逐渐向绝缘层 深处发展，在有机绝缘材料中会呈树枝状发展， 称作& 电树枝电导性老化：如果在两电极之

11、间的绝缘层中存在 液态导电物质（例如水），当该处场强超过某定值 时，该液体会沿电场方向逐渐深入到绝缘层中， 形成近似树枝状的痕迹，称作“水树枝勺，2.累积效应：极不均匀电场中，当作用在固体介质上的电压为幅值较低或 作用时间较短的冲击电压时，会在固体介质中形成局部损伤或不完全击穿， 这些不完全击穿每施加一次冲击电压就向前延伸一步， 随着加压次数的增加，介质的击穿电压也随之下降，这种现象称累积效应。四.组合绝缘的电气强度A1介质界面与等位面重合眷z介质界面是电缆芯线的同芯圆筒Eav求法:Eav利用系数:<r<EEavEmaxS'iin旦 R r r注意：利用系数1 ；使用相电压

12、，需除根号三。五绝缘的老化： 绝缘的老化类型： 热老化 电老化 机械应力 环境条件第二篇：电气设备的绝缘试验1. 绝缘缺陷：整体性缺陷，局部性缺陷 2绝缘试验：非破坏性试验，破坏性试验m.绝缘非破坏性试验一、绝缘电阻的测量二、介质损耗角正切的测量三、局部放电的测量四、电压分布的测量一、绝缘电阻的测量 绝缘电阻：绝缘电阻是一切电介质和绝缘结构的绝缘状态最基本的综合性特性参 数。1. 吸收比：（名词解释）加压 60 秒的绝缘电阻与加压 15 秒的绝缘电阻的比值为吸收比。K1 %0”Ri5''2. 极化指数：加压10分钟的绝缘电阻与加压1分钟的绝缘电阻的比值为极化指数。K2R10&#

13、39;3.常用仪表：手摇式兆欧表不均匀的绝缘试品，如果绝缘严重受潮,则吸收比K将（C ）。B.远小于1A.远大于1C.约等于1D.不易确定二. 介质损耗角正切的测量1. 介质损耗角正切的测量的意义（原因）tg S是绝缘品质的重要指标，测量tg S是判断电气设备绝缘状态的灵敏 有效的方法；tg S能反映绝缘的整体性缺陷（全面老化）和小容量试品中的严重局部性 缺陷；tg銅S电压变化的曲线可以判断绝缘是否受潮， 含有气泡及老化的程度; 大容量的设备绝缘存在局部缺陷时，应尽可能将设备解体后分解测量进 行分析。2. 介质损耗角正切的测量方法：西林电桥法；（斜波波形分析法；过零相 位比较法；异频电源法）t

14、g wRcWI4C4 2f10 C4 C4( F)&为被测试样的等效并联电容与电阻 &为可调无感电阻，G为高压标准电容器，凡定值 电阻，G为平衡损耗角正切的可调电容.-T'-1_, IT- J -_ J 1r - 彳_*-|_. -, _ - ，-''-I_ _ -. 1L1"-I- -1_J '-,亠厂1在交流电压的作用下，调节恥和C；, 使电桥达到平衡，即通过检流计P的电流为 零，因而=5解所得方程式，求得试品电容和等值电阻C & 6"顽Kc：略局（1 +总介质并联等值电路的介质损耗角正切ri督因为<c）=2

15、；5=IOO7 ,如取并取C的单位为胪，则简化为“试品电容I能語数"因此，当桥臂电阻局利电容G，勺己知时 就可以求得试样电容和损耗角正切，计算出G后， 根据试样与电极的尺寸在计算其相对介电常数B- - _-二 ， - - - - ' - -_ - < 三. 局部放电的测量测试方法：非电检测法：声测法，光测法，化学检测法；电检测法：脉冲电 流法，无线电干扰测试法，介质损耗法视在放电量q Cg Cb qr电压降:CbUa(Us Ur)Ca Cb放电重复率（N ）在选定的时间间隔内测得的每秒发生放电脉冲的平均次数放电能量1W2 qu i四. 电压分布的测量（我觉得不考啊，自己

16、造去吧）IV .破坏性实验一、工频高压试验二、直流高压试验三、冲击高压试验、工频咼压试验1. 产生工频高压的方法：试验变压器，串联谐振2. 试验变压器的电流与额定容量（高压侧）：取决于试品电容X 2试验变压器£电流* =CxlO 9力容量匕=A匸心：X1Q "JV3. 容升效应：在通过试验变压器施加工频高压时，往往在容性试品上产生 “容升”效应，也就是说实际作用到试品上的电压值会超过按变比高压侧 所应对应输出的电压值。 试品的电容及试验变压器的漏抗越大， 容升效应 越明显。T4-1 ：进行工频高压试验时， 怎样选择试验变压器的额定电压和额定容量？电压 高，容量小。若有一被试

17、品的电容量为 5000pF ，试验电压有效值为 600kV ，求 进行工频耐压试验是流过试品的电流和试验变压器的输出功率。 答：I=UwC=600 X10 八3 X 100 nX 5 X10 八9=0.942P=U2 wC=600 X 0.942=。T4-3.工频高压等值电路如图，回路总电阻R=10K欧，总电抗值X（电感）=100 欧，被试品电容量 C=3000pF ，实验室高压侧输出电压有效值 U1=500kV ，求：C 两端电压 U2 ？ 答： Z= R+jX+ 1 /jwC=U2=U/Z X jX=。直流高压试验1. 半波整流回路2. 倍压整流回路3. 直流串级发生器八直流高压试验!?斗

18、2倍圧整流回路代3直流串级发生器冲击高压试验并联充电、串联放电（必考。）1.冲击电压发生器的原理:%*1|n8T多级冲击电压发生S的基本电路Xu4/)UQ电& «A汶头;第六章单级冲击电压发生器基本原理於?. !'MWHiAl1_ JI）克电"：G上无电压当电,（向（,放电，G特#CG上的电圧相等时 ffl时才R放电fl.的审3艮t升芻*丸，#«<*«. «期號丸本原现：；二电；，也1 -调幣备级球隙的丹*八便的放电电压略大于 Tc,竹，心人距离都略大于m然垢升岛丸屯电压列 Ik,对各级电零»充电*无电过程束后，

19、2、46. 川点电伉为小，1、3、5、7各点电位好电仆VDI r :丿dJ一厂9-一 冲击电压为此琵权也3亘电路* W冲击电圧发生S放电过殺等-ft电站A. Ci>>C2,Ri>>R2B. Ci>>C2,RiVVR2U乜d fC. 'i 电”m；仁也幼也川时*:打讪,*收” 矍生S时，叮向心L床帥的针從込i -”'1'电川，i> -级 球隙F廿吕止火6才,化'小和巧也仃J W 7 V-I/.#也 代和应的夏到，曲I /丘的刘地电.巴心今.,比/j 球隙上几的电，莅i达到n/；.丄'4 ；依火t t!i、 A .九

20、H 球様将依次右f仁：H G【1"吨卄许用下,t < .栢'；y W 丁 电容券串联起来丄冷-p('、.- t -,-(、!J 余'Z17.构成冲击电压发生器基本回路的元件有冲击性主电容Ci，负荷电容C2,波头电阻Ri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（B ）冲击电压发生器的启动方式：自启动，触发启动冲击电压发生器的测量：分压器 -示波器；测量球隙；分压器 - 峰值电压表。第三篇系统内部过电压1.过电压：电力系统中出现的对绝缘有危险的电压升高和电位差升高。2过电压分类：内部过电压和雷电过电压内部过电压包括：暂时过电压

21、，操作过电压（看着这么像继电保护。0 0 fuck ）雷电过电压包括：直接雷击过电压，感应雷击过电压 3. 电力系统正常工作下，可按集中参数元件处理；在过电压作用下，必须按分布 参数元件处理。4. 波传播的物理概念：波过程实质上是能量沿着导线传播的过程，即在导线周围 空间储存电磁能的过程。V.线路和绕组中的波过程1.单导线波过程 等值电路、波动方程及其解H =片（Z -）+ ”2 （ + _） = H + 竹1t贾'* JVv ” X _|1_|11|/=，（ 一）+, + -） = iqTt波速和波阻抗换动方程中定il/为波传的速度¥ ££由亀磁场理论可

22、知架空单导的®和。小可由下丸求得S牛'宀3嘿一“捋L>G带入前拧波的传播連度公式申求得：F =5x10®V冃宦0沿架空线传播的社必波波速等于空乞中的光速¥为3XlflRnVs,而一*对于电藐，波遠即心低于 架空£嘉園此减小电缆护凰的介电常数可摄高电渡在电缆 中传播建也巴In空Xr£-0 VZT2.波的折射与反射末端折反射的三种情况:(1)线路末端开路：a=2,8 =1，末端电压加倍，电流变零(2)线路末端接地:a =0,8 =-1，末端电流加倍，电压变零(3)线路末端接负载:R=Z1,则a =1,8 =0电压和电流都无反射3.波阻抗波阻抗Z表示了线路中同方向传播的电流波与电压波的数值关系3.0分布参数线路的波阻抗与集中参数电路的电阻之间的比较（异同点）（如果不考就剁手啊）相同点：分布参数线路的波阻抗与集中参数电路的电阻有相同的量纲不同点：a.波阻抗表示向同一方向传播的电压波和电流波之间比值的大 小；电磁波通过波阻抗为Z的无损线路时，其能量以电磁能的形式储存于周 围介质中，而不像通过电阻那样被消耗掉。b.为了区别不同方向的行波，Z的前面应有正负号。C