高电压技术复习资料
高电压技术-复习要点-超全总结-涵盖习题
作业(第一部分)简答题:第2、3、4章1.简述气体电离的4种方式。
P102.什么是电子崩及电子崩的条件P15-P173.汤逊放电理论与流柱理论的共同点和不同点,以及各自的适用范围。
P17-P19。
4.巴申定律的公式表达及巴申曲线的两个结论。
P17-P185.提高气体间隙抗电强度的方法。
P42-P446.简述防绝缘子污闪的4种方法。
P56-P57第5章1.简述电介质极化的5种基本形式。
P59+空间电荷极化、夹层极化2.介质的介电常数和相对介电常数的概念。
P58-593.什么是固体介质的热击穿。
P664.什么是固体介质的电击穿。
P655.影响固体击穿的4个主要因素。
P65-P69(电压、电场均匀程度、受潮、累积效应)6.什么是固体介质的热老化。
P73第6、7章1.简述绝缘缺陷的两种类型。
P752.简述绝缘试验中的非破坏性试验和耐压试验。
P753.简述绝缘电阻的吸收比及其测量结果对判断绝缘状态的作用。
P75-P774.简述局部放电测量的作用。
P845.简述工频交流耐压试验的作用。
P92-97(作用是:能够有效地发现导致绝缘电气强度降低的各种缺陷,尤其对局部性缺陷的发现更为有效。
)6.简述直流耐压试验与交流耐压试验比较的优点。
P1007.简述直流高压测量的两种方法。
P106-P1118.简述冲击电压试验的作用。
P1019.简述测量冲击电压的三种方法。
P111-P116论述题:第2、4章1.借助作图,阐述汤逊自持放电及条件。
P14-P182.借助作图,阐述气体放电的极性效应(以棒-板间隙为例)。
P23-P253.阐述污闪放电过程。
P53-544.借助画图,阐述介质损耗角正切测量原理。
P80-81第5、6章1.借助公式推导,阐述绝缘的吸收现象。
P75-P772.借助公式推导,阐述介质损耗角正切。
P613.借助电路图阐述局部放电的脉冲电流法测量。
P84(三种基本回路及原理)作业(第二部分)简答题:第8章1.简述单根均匀无损传输线的波阻抗与波速表达式,以及物理量意义。
高电压技术
高电压技术《高电压技术》综合复习资料一、填空题1、气体放电有两种,分别是____________________和__________________。
2、巴申定律的内容是:______________。
3、对于不均匀电场,电场的极性取决于___________________电极的电位符号;如果两个电极的几何尺寸相同,极性取决于__________________的电位。
4、标准操作冲击电压波形的波前时间是__________________,半峰值时间是____________。
5、污闪的发展大体可以分为四个阶段,分别是_________、__________、_________、____________。
6、电介质的老化有多种方式,请举出其中的四种:____________、____________、____________、____________。
7、电力系统最基本的防雷保护装置有:_________、__________、_______________和______________。
8、在定量分析气隙中气体放电过程中,会用到三个系数,它们分别是__________、__________、__________。
9、根据汤逊理论,二次电子来源于_____________,而流注理论认为二次电子的来源是___________。
10、正极性棒板电极与负极性棒板电极相比,____________________较高,____________________较低。
11、同轴圆筒电场击穿电压的最大值出现在r/R=__________时,同轴圆筒电场绝缘设计时,通常取r/R=__________。
12、提高气体介质电气强度一般有两个措施:_____________;______________。
13、固体介质表面的放电分为四个阶段,分别是:________、______、__________、_________。
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高电压技术1.质点的来源:一是气体质点本身发生游离;二是位于气体中的金属发生表面游离。
2. 气体质点游离所需要的能量称为游离能;金属表面游离所需要的能量成为逸出功。
3.游离的方式:碰撞游离,光游离,热游离,表面游离。
4. 带电质点消失的方式:带电质点的扩散与复合。
5. 自持放电:不依赖外界电离条件,仅由外施电压作用即可维持的一种气体放电。
6. 汤申德游离系数:第一游离系数@,一个电子逆外电场方向行进单位距离产生的碰撞游离数即为第一游离系数;第二游离系数,一正离子沿外电场方向行进单位距离所产生的碰撞游离数即为第二游离系数;第三游离系数,一个正离子撞击阴极表面使其释放出的净电子数(指除去与正离子中和的电子数后)称为第三游离系数。
7. 自持放电的条件:8.击穿电压的计算由此得出结论,⑴气隙的击穿电压与阴极材料和气体性质有关。
⑵均匀电场气隙的击穿电压不仅与气隙S有关,还和气体分子相对密度δ有关,是与S乘积的函数,只要S.δ的乘积不变,Ub也不变。
9. 汤申德定律的局限性:没有考虑到在初崩发展过程中空间电荷对气隙电场的畸变和光游离的作用。
10. 流注:初崩辐射出来的光子照射到气头部产生的二次电子崩的头部的电子与初崩的正空间电荷汇合成为充满正负带电质点的混合通道,这个正电荷多于负电荷的混合通道即为流注。
11. 正流注:从阳极向阴极发展的流注;负流注:初崩头部负电荷与二次电子崩尾部正电荷汇合形成由阴极向阳极发展的流注。
12.不均匀电场长间隙击穿的放电过程:⑴正先导放电过程⑵负先导放电过程⑶主放电过程。
13.棒-板电极的极性效应:对棒—板电极,在棒为不同极性时,由于空间电荷对气隙的电场影响不同,从而将导致其击穿电压和电晕起始电压不同,这种现象既是。
14.雷电冲击50%击穿电压:为了知道在冲击电压下空气间隙的击穿电压,应使波形保持不变,逐渐升高电压幅值,在多次施加电压时,击穿有时发生,有时不发生。
施加电压越高,多次施加电压时气隙击穿的百分比越大。
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1.带电质点的产生原因:①气体中电子与正离子的产生;②电极表面的电子逸出;③气体中负离子的形成。
2.为什么在气隙的电极间施加电压时,可检测到微小的电流?答:一方面,宇宙射线和放射性物质的射线会使气体发生微弱的电离而产生少量带电质点;另一方面,负带电质点又在不断复合,使气体空间存在一定浓度的带电质点。
3.电子崩的形成过程?答:假定由于外电离因素的作用,在阴极附近出现一个初始电子,这一电子在向阳极运动时,如电场强度足够大,则会发生碰撞电离,产生一个新电子。
新电子与初始电子在向阳极的行进过程中还会发生碰撞电离,产生两个新电子,电子总数增加到4个。
第三次电离后电子书将增至8个,即按几何级数不断增加。
由于电子书如雪崩式地增加,因此将这一剧增的电子流成为电子崩4.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。
5.电晕:在极不均匀场中,当电压升高到一定程度后,在空气间隙完全击穿之前,小曲率电极(高场强电极)附近会有薄薄的发光层,有点像“月晕”,在黑暗中看的较为真切。
6.电晕放电是极不均匀电场所特有的一种自持放电形式7.根据电晕层放电的特点,可分为2种形式:电子崩形式和流注形式8.电晕放电的危害、对策及其利用危害:①输电线路发生电晕时会引起功率损耗,如电晕放电时发光并发生咝咝声和引起化学发应(如使大气中氧变为臭氧),这些都需要能量;②电晕放电过程中由于流注的不断消失和重新产生会出现放电脉冲,形成高频电磁波对无线电广播和电视信号产生干扰;③电晕放电发出的噪声有可能超过环境保护的标准。
对策:限制导线的表面场强,采用分裂导线。
利用:①可以利用电晕放电产生的空间电荷来改善极不均匀的电场分布,以提高击穿电压。
而且,电晕放电在其他工业部门也获得了广泛的应用。
②在净化工业废气的静电除尘器和净化水用的臭氧发生器以及静电喷涂等都是电晕放电在工业中应用的例子。
9.极性效应:由于高场强下电极极性的不同,空间电荷的极性也不同,对放电发展的影响也就不同,这就造成了不同极性的高场强电极的电晕起始电压的不同以及间隙击穿电压的不同。
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第一、二章1.高电压技术研究的对象主要是电气装置的绝缘,绝缘的测试,电力系统的过电压。
2.电介质极化的种类:电子式极化(极化过程所需的时间极短,约10-15s,极化与频率无关,没有能量损耗),离子式极化(极化过程所需的时间很短,约10-13s,极化与频率无关,没有能量损耗),偶极子式极化(极化过程所需的时间较长,约10-10~10-2s,极化程度与外加电压的频率有较大的关系,有能量损耗,温度对极化过程影响很大。
),空间电荷极化(因电介质的电导一般很小,对应的时间常数很大,故夹层极化过程非常缓慢,夹层极化只在低频时才来得及完成。
)3.电介质在工程上的意义:1)选择电介质时,除应注意电气强度等要求之外,还应注意εr的大小。
2)几种绝缘介质组合在一起使用时,应注意各种材料εr的配合。
3)应注意介质的极化损耗,她是介质损耗的重要组成部分,介质损耗对绝缘劣化和热击穿有较大的影响。
4.电介质的电导是离子性电导,金属的电导是电子性电导。
5.容易吸收水分的电介质称为亲水性介质(玻璃,陶瓷)。
不易吸收水分的介质称为憎水性介质(石蜡,硅有机物)。
6.原子的游离:如果原子从外界获得的能量足够哒,以致使原子的一个或几个电子摆脱原子核的束缚而形成自由电子和正离子。
7.汤逊理论认为,δd较小时气体间隙的击穿主要由电子的碰撞游离和正离子撞击阴极表面造成的表面游离所引起。
8.汤逊理论的条件:均匀电场,低气压,短间隙。
9.电子崩:电子在气体中发生碰撞电离时的链式反应发展过程。
一个电子在电场作用下由阴极向阳极运动时,将与气体原子(或分子)碰撞,如果电场很强、电子的能量足够大时,会发生碰撞电离,使原子分解为正离子和电子,此时空间出现两个电子。
这两个电子又分别与两个原子发生碰撞电离,出现4个自由电子。
如此进行下去,空间中的自由电子将迅速增加,类似于电子雪崩。
巴申定律:当气体和电极材料一定时,气隙的击穿电压是气体的相对密度δ和气隙距离d乘积的函数,U b=f(δd)。
高电压技术总结复习资料
一、填空和概念解释1、电介质:电气设备中作为绝缘使用的绝缘材料。
2、击穿:在电压的作用下,介质由绝缘状态变为导电状态的过程。
3、击穿电压:击穿时对应的电压。
4、绝缘强度:电介质在单位长度或厚度上承受的最小的击穿电压。
5、耐电强度:电介质在单位长度上或厚度所承受的最大安全电压。
6、游离:电介质中带电质点增加的过程。
7、去游离:电介质中带电质点减少的过程.8、碰撞游离:在电场作用下带电质点碰撞中性分子产生的游离。
9、光游离:中性分子接收光能产生的游离。
10、表面游离:电极表面的电荷进入绝缘介质中产生的游离。
11、强场发射:电场力直接把电极中的电荷加入电介质产生的游离.12、二次电子发射:具有足够能量的质点撞击阴极放出电子.13、电晕放电:气体中稳定的局部放电.14、冲击电压作用下的放电时间:击穿时间+统计时延+放电形成时延15、统计时延:从间隙加上足以引起间隙击穿的静态击穿电压的时刻起到产生足以引起碰撞游离导致完全击穿的有效电子时刻。
16、放电形成时延:第一个有效电子在外电场作用下碰撞游离形成流注,最后产生主放电的过程时间。
17、50%冲击放电电压:冲击电压作用下绝缘放电的概率在50%时的电压值。
18、沿面放电:沿着固体表面的气体放电。
19、湿闪电压:绝缘介质在淋湿时的闪络电压。
20、污闪电压:绝缘介质由污秽引起的闪络电压。
21、爬距:绝缘子表面闪络的距离。
22、极化:电介质在电场的作用下对外呈现电极性的过程。
23、电导:电介质在电场作用下导电的过程。
24、损耗:由电导和有损极化引起的功率损耗.25、老化:电力系统长期运行时电介质逐渐失去绝缘能力的过程。
26、吸收比:t=60s和t=15s时的绝缘电阻的比值。
27、过电压:电力系统承受的超过正常电压的.28、冲击电晕:输电线路中由冲击电流产生的电晕.29、雷暴日:一年中听见雷声或者看见闪电的天数。
30、雷暴小时:一年中能听到雷声的小时数.31、地面落雷密度:每平方公里每雷暴日的落雷次数.32、耐雷水平:雷击输电电路不引起绝缘闪络的最大的雷电流幅值。
高电压_考试复习
《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高,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。
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。
高电压技术复习资料
高电压技术复习资料1、极化类型;电子位移极化,离子位移极化,转向极化,空间电荷极化2、导体电导与电介质电导的区别导体属于电子性电导。
具有负温度系数。
电介质属于离子性电导(正离子、负离子、自由电子)。
具有正温度系数。
3、雷电放电过程先导放电,主放电,余光放电4、沿着气体与固体(液体)介质分界面上发展的气体放电现象称为气隙的沿面放电。
沿面放电发展到贯穿两极,使整个气隙沿面击穿,称为闪络。
气隙的击穿总是沿着固体介质表面闪络形式完成的,沿面闪络电压低于纯气隙的击穿电压。
5、电晕放电(电子崩性质)--刷行放电(流注性质)--滑闪放电6、完成气隙击穿的三个必备条件:1、足够大的电场强度或足够高的电压;2、在气隙中存在能引起电子崩并导致注和主放电的有效电子;3、需要有一定的时间,让放电得以逐步发展并完成击穿。
7、气隙击穿时间由升压时间统计时延放电发展时间组成8、统计时延t s 电极材料外施电压短波光照射电场情况9、伏秒特性定义对非持续作用的电压来说,气隙的击穿电压就不能简单地用单一的击穿电压值来表示了,对于某一定的电压波形,必须用电压峰值和延续时间两者来共同表示,这就是该气隙在该电压波形下的伏秒特性10、标准大气条件:气压:p0—101.3kPa;温度:θ0—20℃;绝对湿度:h0—llg/m3。
11、提高气体间隙绝缘强度的方法1.改善电场分布2.采用高度真空3.增高气压4..采用高耐电强度气体12、怎么防止污闪:调整爬距增大泄漏距离,定期或不定期的清扫,喷涂涂料,采用半导体釉绝缘子13、绝缘子的污闪机理:污秽绝缘子受潮后,含在污秽层中的可溶性物质便逐渐溶于水中成为电解质,在绝缘子表面形成一层薄薄的导电薄膜。
污层的表面电导比干燥时可能增大几个数量级,绝缘子的泄漏电流相应剧增。
在铁脚附近,因直径很小,故电流密度很大,发热最甚。
先是在靠近铁脚的某处形成局部烘干区,由于被烘干,该区域表面电阻率大增,迫使原来流经该区的电流转移到该区两侧的湿模上去,使流经该区电流密度增大,加快了湿模的烘干过程,这样发展下去,在铁脚的四周很快形成一个环形烘干带。
高电压技术复习资料要点
第一章电介质的电气强度1.1气体放电的基本物理过程1.高压电气设备中的绝缘介质有气体、液体、固体以及其他复合介质。
2.气体放电是对气体中流通电流的各种形式统称。
3.电离:指电子脱离原子核的束缚而形成自由电子和正离子的过程。
4.带电质点的方式可分热电离、光电离、碰撞电离、分级电离。
5.带电质点的能量来源可分正离子撞击阴极表面、光电子发射、强场发射、热电子发射。
6.带电质点的消失可分带电质点受电场力的作用流入电极、带电质点的扩散、带电质点的复合。
7.附着:电子与气体分子碰撞时,不但有可能引起碰撞电离而产生出正离子和新电子,也可能发生电子附着过程而形成负离子。
8.复合:当气体中带异号电荷的粒子相遇时,有可能发生电荷的传递与中和,这种现象称为复合。
(1)复合可能发生在电子和正离子之间,称为电子复合,其结果是产生一个中性分子;(2)复合也可能发生在正离子和负离子之间,称为离子复合,其结果是产生两个中性分子。
9.1、放电的电子崩阶段(1)非自持放电和自持放电的不同特点宇宙射线和放射性物质的射线会使气体发生微弱的电离而产生少量带电质点;另一方面、负带电质点又在不断复合,使气体空间存在一定浓度的带电质点。
因此,在气隙的电极间施加电压时,可检测到微小的电流。
由图1-3可知:(1)在I-U 曲线的OA 段: 气隙电流随外施电压的提高而增大,这是因为带电质点向电极运动的速度加快导致复合率减小。
当电压接近 时,电流趋于饱和,因为此时由外电离因素产生的带电质点全部进入电极,所以电流值仅取决于外电离因素的强弱而与电压无关。
(2)在I-U 曲线的B 、C 点:电压升高至 时,电流又开始增大,这是由于电子碰撞电离引起的,因为此时电子在电场作用下已积累起足以引起碰撞电离的动能。
电压继续升高至 时,电流急剧上升,说明放电过程又进入了一个新的阶段。
此时气隙转入良好的导电状态,即气体发生了击穿。
(3)在I-U 曲线的BC 段:虽然电流增长很快,但电流值仍很小,一般在微安级,且此时气体中的电流仍要靠外电离因素来维持,一旦去除外电离因素,气隙电流将消失。
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高电压技术复习资料第1 章气体放点的物理过程1.电离是指电子脱离原子的束缚而形成自由电子、正离子的过程.电离是需要能量的,所需能量称为电离能Wi(用电子伏eV 表示,也可用电离电位Ui=Wi/e 表示)2.根据外界给予原子或分子的能量形式的不同,电离方式可分为热电离、光电离、碰撞电离(最重要)和分级电离。
3.阴极表面的电子溢出:(1)正离子撞击阴极:正离子位能大于 2 倍金属表面逸出功。
(2)光电子发射:用能量大于金属逸出功的光照射阴极板。
光子的能量大于金属逸出功。
(3)强场发射:阴极表面场强达到106V/cm(高真空中决定性)(4)热电子发射:阴极高温4.气体中负离子的形成:电子与气体分子或原子碰撞时,也有可能发生电子附着过程而形成负离子,并释放出能量(电子亲合能)。
电子亲合能的大小可用来衡量原子捕获一个电子的难易,越大则越易形成负离子。
负离子的形成使自由电子数减少,因而对放电发展起抑制作用。
SF6气体含F,其分子俘获电子的能力很强,属强电负性气体,因而具有很高的电气强度。
5.带点质点的消失:(1)带电质点的扩散:带电质点从浓度较大的区域向浓度较小的区域的移动,使带电质点浓度变得均匀。
电子的热运动速度高、自由行程大,所以其扩散比离子的扩散快得多。
(2)带电质点的复合:带异号电荷的质点相遇,发生电荷的传递和中和而还原为中性质点的过程,称为复合。
带电质点复合时会以光辐射的形式将电离时获得的能量释放出来,这种光辐射在一定条件下能导致间隙中其他中性原子或分子的电离。
6.气体间隙中电流与外施电压的关系:第一阶段:电流随外施电压的提高而增大,因为带电质点向电极运动的速度加快复合率减小第二阶段:电流饱和,带电质点全部进入电极,电流仅取决于外电离因素的强弱(良好的绝缘状态)第三阶段:电流开始增大,由于电子碰撞电离引起的电子崩第四阶段自持放电:电流急剧上升放电过程进入了一个新的阶段(击穿)外施电压小于U0时的放电是非自持放电。
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高电压技术复习资料一、填空题1、__________的大小可用来衡量原子捕获一个电子的难易,该能量越大越容易形成__________ 。
(电子亲合能、负离子)2、自持放电的形式随气压与外回路阻抗的不同而异。
低气压下称为__________ ,常压或高气压下当外回路阻抗较大时称为火花放电,外回路阻抗很小时称为__________ 。
(辉光放电、电弧放电)3、自持放电条件为__________ 。
(γ(-1)=1或γ=1)4、汤逊放电理论适用于__________ 、__________ 条件下。
(低气压、pd较小)5、流注的特点是电离强度__________ ,传播速度__________ 。
(很大、很快)6、棒—板间隙中棒为正极性时电晕起始电压比负极性时__________ 。
(略高)7、长间隙的放电大致可分为先导放电和__________ 两个阶段,在先导放电阶段中包括__________ 和流注的形成及发展过程。
(主放电、电子崩)8、在稍不均匀场中,高场强电极为正电极时,间隙击穿电压比高场强电极为负时__________ 。
在极不均匀场中,高场强电极为负时,间隙击穿电压比高场强电极为正时__________ 。
(稍高、高)9、电晕放电产生的空间电荷可以改善__________ 分布,以提高击穿电压。
(极不均匀的电场)10、电子碰撞电离系数代表一个电子沿电场线方向行径__________ cm时平均发生的碰撞电离次数。
(1)11、提高气体击穿电压的两个途径:改善电场分布,使之尽量均匀,削弱气体中的电离过程。
12、我国采用等值盐密法划分外绝缘污秽等级。
13、沿整个固体绝缘表面发生的放电称为闪络。
14、在电气设备上希望尽量采用棒—棒类对称型的电极结构,而避免棒—板类不对称型的电极结构。
15、对于不同极性的标准雷电波形可表示为±1.2/50us 。
16、我国采用 250/2500us 的操作冲击电压标准电压。
高电压技术复习资料(含答案)
高电压技术复习资料一、单项选择题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1B.远小于1C.约等于1D.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()。
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1.固体电介质电导包括_____________电导和____________电导。
2.极不均匀电场中,屏障的作用是由于其对__________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_____________、_____________、_____________和夹层极化。
4.气体放电现象包括________________和________________两种现象。
5.带电离子的产生主要有碰撞电离、______________、______________、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___________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____________缺陷和_________缺陷两大类。
8.在接地装置中,接地方式可分为______________、_______________、_______________。
高电压技术考试复习知识点
高电压技术考试复习知识点高电压技术复习资料1. 原子的电离:中性原子在外界因素作用下,获得足够大的能量,可使原子中的一个或几个电子完全摆脱原子核的束缚,形成自由的电子和正离子的过程。
2. 电离的条件:原子从外界获取的能量大于原子的电离能。
3. 气体原子电离的因素:电子或正离子与气体分子的碰撞、各种光辐射、高温下气体的热能。
4. 电离的形式:碰撞电离、光电离、热电离、表面电离(外界电离因素作用,电子从电极表面释放)。
5. 去电离过程:即带电粒子消失的过程,带电粒子从电离区消失,或者削弱其产生电离。
带电离子的运动、扩散、复合以及电子的附着作用都属于这样的作用。
6. 带电粒子的扩散:带电粒子不断从高浓度区域移向低浓度区域,使各种带电粒子浓度变得均匀的现象。
是由于热运动造成的。
7. 气体放电分类:自持放电与非自持放电。
8. 自持放电:由天然辐射作用产生电离形成正离子和电子,在高电场作用下,电子加速碰撞气体分子,产生新的电子和离子,电离过程像雪崩一样发展,称为电子崩。
正离子撞击阴极又产生新的电子崩,即使外界不传给起始电子,放电过程能持续下去的现象。
不需要其他任何外加电离因素而仅由电场的作用就能维持的放电。
9. 汤逊理论:当外加电压足够高时,一个电子从阴极出发向阳极运动,由于碰撞游离形成电子崩,因碰撞游离而产生的新的正离子在电场作用下向阴极运动,并撞击阴极,至少能从阴极表面释放出一个有效电子,以弥补原来那个产生电子崩并进入阳极的电子,则放电达到自持放电的过程。
10. 汤逊理论适用范围:均匀电场、低气压、Pd 较小的条件下在放电实验的基础上建立的。
11. 汤逊放电理论实质: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,所逸出的电子是否能够接替起始电子是自持放电的判据。
12. 流注理论:解决汤逊理论不能解释的在高气压、Pd 大时的放电外形(具有分支的细通道,而按汤逊理论,整个电极空间连续进行)、放电时间(实测时间比计算值小得多)、击穿电压(击穿电压计算值与实验值不一致)、阴极材料(击穿电压与材料无关)等问题,并在总结这些实验现象的基础上形成。
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1.气体放电的汤森德机理与流注机理的主要区别及各自的适用范围?答:汤森德机理认为电子的碰撞电离和正离子撞击引领科技早就成的表面的电离对自持放电起主要作用;流注机理认为电子的撞击电离和空间光电离是自持放电的主要因素。
汤森德理论只适用于均匀电场和鸭s<0.26的情况,流注理论适用于鸭s>0.26的情况。
2、帕邢定律:在均匀电场中,击穿电压Ub与气体相对密度、极间距离S并不具有单独的函数关系,而是仅与它们的积有关系,只要?S的乘积不变,Ub也就不变。
帕邢定律和汤森德理论相互支持。
3、汤森德理论的不足:汤森德放电理论是在气压较低,S值较小的条件下,进行放电试验的基础上建立起来的,只在一定的S范围内反映实际情况,在空气中,当S>0.26cm时,放电理论就不能用该理论来说明了。
原因是:①汤森德理论没有考虑电离出来的空间电荷会使电场畸变,从而对放电过程产生影响。
②汤森德理论没有考虑光子在放电过程中的作用。
4、气体中电晕放电的几种效应:①声,光,热等效应②在尖端或电极某些突出处形成电风③产生对无线电有干扰的高次谐波④产生某些化学反应⑤产生人可以听到的噪声⑥产生能量损耗6、大气条件对气隙击穿电压的影响:气隙的击穿电压随着大气密度或大气中湿度的增加而升高,大气条件对外绝缘的沿面闪络电压也有类似的影响。
7、提高气隙击穿电压的方法及原理?答:①改善电场分布。
原理:气隙电场分布越均匀,气隙的击穿电压就越高,适当的改进电极形状,增大电极的曲率半径,改善电场分布,就能提高气隙的击穿电压和预放电电压。
②采用高度真空。
原理:采用高度真空,削弱气隙中撞击电离过程,提高气隙的击穿电压。
③增高气压。
原理:增高气体的压强可以减小电子的平均自由程,阻碍撞击电离的发展,提高气隙的击穿电压。
④采用高耐电强度气体。
原理:SF6,CCL2F2,CCL4等气体耐电强度比空气高得多,采用这类气体或在其他气体总混入一定比例的这类气体,可以大大提高气隙的击穿电压。
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1.1带电粒子的产生与消失电离:产生带电粒子的物理过程。
电力能:电力过程所需要的能量。
原子的激发(激励):在外界因素作用下,气体原子获得外加能量时,一个或若干个电子有可能转移到离核较远的轨道上去的现象。
带电粒子的产生:碰撞电离(有碰撞引起的电离)光电离(由光辐射引起的气体原子或分子电离的现象)热电离(气体在热状态下引起的电离过程)表面电离(气体中的电子也可以由电场作用下的金属表面发射出来)。
这三种形式同时存在、相互作用,只是各种电离形式表现出的强弱不同。
空间电离:气体在间隙空间里带电粒子的产生过程。
逸出功:从金属电极表面发射电子需要的一定的能量。
去电离过程:当气体中发生放电时,与不断产生带电粒子的电力过程相反的过程。
气体去电离的基本形式:漂移(带电粒子在外电场的作用下做定向移动,消逝于电极面形成的回路电流,从而减少了气体中的带电粒子的现象)、扩散、复合、(吸附)。
1.2均匀电场中的气体放电均匀电场:在电场中,电场强度处处相等。
汤逊放电理论实验条件:均匀电场、低气压、短间隙。
自持放电:仅由电场的作用就能自行维持的放电。
非自持放电:需要外界电离因素才能维持的放电。
起始放电电压:放电由非自持转为自持的临界电压。
起始放电场强:起始放电电压对应的场强。
汤逊自持放电条件:电子碰撞电离形成电子崩是气体放电的主要过程,而放电是否由非自持转为自持,则取决于阴极表面是否释放出了二代电子。
光电离。
书图1.2巴申曲线:放电电压与放电距离d和气压p的乘积的曲线,呈U型。
巴申定律:高气压或真空都可提高击穿电压,工程上已广泛使用。
正流注:当外加电压较低时,电子崩需要整个间隙才能形成流注,这种流注是由阳极向阴极发展的。
负流注:外加电压高于击穿电压,流注由阴极向阳极发展。
流注放电理论:解释高气压长间隙以及不均匀电场中的气体放电现象。
1.3不均匀电场中的气体放电气体放电特征:稍不均匀电场的间隙击穿前看不到放电迹象,一旦出现自持放电,便立即导致整个间隙的击穿;极不均匀电场当外加电压达到某一临界时间时,首先出现电晕放电现象,当外加电压进一步增大时,电晕区也随之扩大,但气隙依然保持其绝缘状态没有被击穿。
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4.4 受潮表面的沿面放电
· 表面凝露对沿面放电的影响:(1)在介质表面未发生凝露时,空气相对湿度 增大,绝缘子沿面闪络电压会略有提高(2)介质表面发生凝露时,沿面闪络电 压将明显下降 · 表面淋雨对沿面放电的影响:介质表面淋湿时,雨水形成连续的导电层,会 使泄露电流增大,闪络电压大大降低
2.3 电极表面的电子逸出获得能量的途径
(1)正离子撞击阴极 (3)强场发射
(2)光电子发射 (4)热电子发射
2.4 气体中负离子的形成过程:电子逸出后附着某一中性原子上后形成负
离子。
负离子形成途径:
2.5 带电质点的消失
(1)带电质点的扩散 带电质点从浓度较大的区域向浓度较小的区域的移动,从而使浓度变得
·极不均匀电场中的击穿 不对称布置的极不均匀场间隙的极性效应很明显, 而且其击穿的极性效应与稍不均匀场间隙相反。
3.2 标准雷电波的波形: T1=1.2μs±30%,T2=50μs±20%
对于不同极性:+1.2/50μs 或-1.2/50μs
3.3 操作冲击波的波形: T1=250μs±20%, T2=2500μs±60%
2.6 非自持放电和自持放电的概念
外施电压小于 U0 时的放电是非自持放电。 外施电压到达 U0 后的放电是自持放电。 U0 称为放电的起始电压。
2.7 电子崩的形成过程:电子碰撞电离,电子数如雪崩式增长,将这一剧增
的电子流称为电子崩。
n n n0 n0 (ed 1)
2.8 流注
·概念:pd 值较大时放电过程也是从电子崩开始的,但是当电子崩发展到一定 阶段后会产生电离特强,发展速度更快的新的放电区,这种过程称为流注放电。 ·流注的形成条件: 形成流注的必要条件是电子崩发展到足够的程度后,电子 崩中的空间电荷使原电场明显畸变,大大加强了崩头及崩尾处的电场。 电子崩 中电荷密度很大,所以复合过程频繁,放射出的光子在崩头或崩尾强电场区很容 易引起光电离。二次电子的主要来源是空间的光电离。
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第一章1气体分子的电离:碰撞电离,光电离,热电离金属的表面电离:正离子碰撞阴极,光电效应,强场发射,热电子放射2.气体中带电粒子的消失有中和,扩散,消失于电极3,电子的迁移率大于离子的4.由非自持放电转入自持放电的电压为起始电压5.汤森德放电理论认为碰撞电离和正离子碰撞阴极造成表面电离是主要电离形式,可以解释Pd较小时,温度不变时的击穿现象6.汤森德理论具体内容:放电始于有效电子通过碰撞电离形成电子崩,通过正离子碰撞阴极产生二次电子,若满足自持条件则击穿7.采用抽成真空或加大气压来提高气隙击穿电压的是巴申定律。
巴申定律是指均匀电场的击穿电压是气体压力和电极距离的乘积的函数。
8.汤逊理论(辉光放电)和流注理论(火花放电)在描述气体放电击穿过程有以下几个不同方面,放电外形,放电时间,击穿电压,阴极材料影响9.流注放电理论认为自持放电的主要因素是电子碰撞电离,空间光电离,空间电荷畸变电场。
10.正极性电晕起始电压高于负极性,为极性效应。
负极性击穿电压高于正极性。
长间隙的平均击穿电压远低于短间隙(先导放电)11.长间隙放电大致为电晕,先导,主放电不太长间隙放电主要为电子崩,流注和主放电12.负极性雷分为先导放电,主放电,余光放电13.雷电流波前时间:1~5us,半峰值时间:20~100,防雷保护中常采用的波形:2.6/50第二章1.气体的冲击电压击穿时间由升压时间,统计时延,放电发展时间组成,放电时延为统计时延加放电发展时间2.作用在气隙上的电压有持续作用电压(直流电压和工频电压),非持续作用电压(雷电冲击电压和操作冲击电压3.U50%与持续作用电压下击穿电压之比为冲击系数4.间隙的伏秒特形状取决于电极间的电厂分布5.稍不均匀电场间隙:球球,球板,同轴圆柱。
影响稍不均匀电场击穿电压因素:电场结构,大气条件,临近效应,照射效应6.极不均匀电场中影响击穿电压的主要因素为间隙距离。
雷电冲击电压下棒板间隙有明显的极性效应。
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高电压技术复习资料选择题:2*20=40,真空题:1*10,名词解释:4*3=12,简答题:8*2=16,计算题:10+12一、选择题1、防雷接地电阻值应该()。
A、越小越好B、越大越好C、为无穷大D、可大可小答案:A2、沿着固体介质表面发生的气体放电称为()。
A、电晕放电B、沿面放电C、火花放电D、余光放电答案:B3、能够维持稳定电晕放电的电场结构属于()。
A、均匀电场B、稍不均匀电场C、极不均匀电场D、同轴圆筒答案:C4、固体介质因受潮发热而产生的击穿过程属于()。
A、电击穿B、热击穿C、电化学击穿D、闪络答案:B5、以下试验项目属于破坏性试验的是()。
A、耐压试验B、绝缘电阻测量C、介质损耗测量D、泄漏测量答案:A6、海拔高度越大,设备的耐压能力()。
A、越高B、越低C、不变D、不确定答案:B7、超高压输电线路防雷措施最普遍使用的是()。
A、避雷针B、避雷线C、避雷器D、放电间隙答案:B8、变电站直击雷防护的主要装置是()。
A、避雷针B、避雷线C、避雷器D、放电间隙答案:A9、对固体电介质,施加下列电压,其中击穿电压最低的是()。
A、直流电压B、工频交流电压C、高频交流电压D、雷电冲击电压答案:C10、以下四种表述中,对波阻抗描述正确的是()。
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答案:B11、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、折射系数α=1,反射系数β=0B、折射系数α=-1,反射系数β=1C、折射系数α=0,反射系数β=1D、折射系数α=1,反射系数β=-1 答案:A12、由于光辐射而产生游离的形式称为()。
A、碰撞游离B、光游离C、热游离D、表面游离答案:B13、测量绝缘电阻不能有效发现的缺陷是()。
A、绝缘整体受潮B、存在贯穿性的导电通道C、绝缘局部严重受潮D、绝缘中的局部缺陷答案:D14、表示某地区雷电活动强度的主要指标是指雷暴小时与()。
A、耐雷水平B、雷暴日C、跳闸率D、大气压强答案:B15、极不均匀电场中的极性效应表明()。
A、负极性的击穿电压和起晕电压都高B、正极性的击穿电压和起晕电压都高C、负极性的击穿电压低和起晕电压高D、正极性的击穿电压低和起晕电压高答案:D16、电介质的tgδ值()。
A、随温度升高而下降B、随频率增高而增加C、随电压升高而下降D、随湿度增加而增加答案:B17、绝缘电阻的测量可以发现绝缘()。
A、介质内含气泡B、介质已经受潮C、介质分布不均匀D、介质局部磨损答案:B18、避雷针保护范围通常是指雷击概率为()。
A、0%的空间范围B、0.1%的空间范围C、1%的空间范围D、10%的空间范围答案:B19、雷击线路附近大地时,线路上感应电压与雷电流幅值()。
A、成正比B、成反比C、无关系D、成非线性关系答案:A20、在大气条件下,流注理论认为放电发展的维持是靠()。
A、碰撞游离的电子B、光游离的光子C、热游离的离子D、表面游离的电子答案:B21、偶极子极化()。
A、所需时间短B、属弹性极化C、在频率很高时极化加强D、与温度的关系很大答案:D22、下列那个不是在弱电场下电介质出现的电气现象()。
A、极化B、闪络C、电导D、介质损耗答案:B23、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、电荷畸变电场答案:B24、采用真空提高绝缘强度的理论依据是()。
A、汤逊理论B、流注理论C、巴申定律D、“小桥”理论答案:C25、先导通道的形成是以()的出现为特征。
A、碰撞游离B、表面游离C、热游离D、光游离答案:C26、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()。
A、碰撞游离B、光游离C、热游离D、表面游离答案:C27、()型绝缘子具有损坏后“自爆”的特性。
A、电工陶瓷B、钢化玻璃C、硅橡胶D、乙丙橡胶答案:B28、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、空间电荷极化答案:A29、伴随有能量损失的极化形式是()。
A、电子式极化B、离子式极化C、偶极子极化D、无损极化答案:C30、对夹层极化有明显影响的因素是()。
A、温度B、电压性质C、气压D、频率答案:D31、电介质在受潮或受污染后,其相对介电常数将()。
A、变大B、变小C、不变D、不确定答案:A32、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、介质损失角正切答案:D33、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1B、远小于1C、约等于1D、不易确定答案:C34、能有效判别设备绝缘中的一些集中性缺陷的试验方法是()。
A、测量tanB、测量吸收比C、测量泄漏电流D、测量绝缘电阻答案:C35、波在线路上传播,当末端短路时,以下关于反射描述正确的是()。
A、电流为0,电压增大一倍B、电压为0,电流增大一倍C、电流不变,电压增大一倍D、电压不变,电流增大一倍36、阀式避雷器的保护比是指残压与()电压之比。
A、冲击放电B、额定C、灭弧D、工频放点答案:C37、下列过电压持续时间最长的是()。
A、大气过电压B、工频过电压C、操作过电压D、谐振过电压答案:D38、若固体介质被击穿的时间很短,又无明显的温升,可判断是()。
A、电化学击穿B、热击穿C、电击穿D、各类击穿都有答案:C39、我国有关标准建议在雷暴日为40的地区,地面落雷密度)。
A、0.07B、0.09C、0.8D、1.2 答案:A40、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、1minB、3minC、5minD、10min答案:A41、静电电压表可以测量交流电压的()。
A、峰值B、有效值C、各次谐波值D、平均值答案:B42、随着电压频率的增加,极性介质的介电常数()。
A、增加B、减小C、先增后减D、先减后增答案:B43、试品绝缘电阻的测量值获取需加压()。
A、15sB、30sC、45sD、60s 答案:D44、雷击杆塔引起的线路绝缘闪络称为()。
A、击穿B、反击C、直击D、绕击答案:B45、不产生游离作用的形式是()。
A、碰撞B、加热C、光照D、附着答案:D46、我国规定的标准大气条件是()。
A、101、3kPa,20℃,113/mgB、101、3kPa,20℃,103/mgC、50、1kPa,25℃,103/mgD、50、1kPa,25℃,113/mg答案:A47、保护旋转电机用的避雷器型号是()。
A、FZ型B、FS型C、FCD型D、FDC型答案:C48、我国规程中规定线路防雷设计用雷电流波头时间为()。
A、1.2usB、1.5usC、2.6sD、10s答案:C49、与标准大气条件相比,当实际温度下降气压升高时,均匀电场气隙的击穿电压()。
A、不变B、降低C、升高D、取决于湿度的变化答案:C50、用球隙可以测量工频电压的()。
A、有效值B、任意值C、幅值D、无法测量答案:C51、当整个绝缘普遍劣化,大面积受潮时,有效的试验判断方法是()。
A、测泄漏电流B、测直流电阻C、测介质损耗因数D、测绝缘电阻答案:C52、用西林电桥测量介质损耗角正切,可以灵敏地发现()。
A、绝缘普遍性受潮B、绝缘局部磨损C、绝缘的局部受潮D、绝缘中有小气泡答案:A53、下列仪器中,不能用来测量直流高压的是()。
A、高阻微安表B、电容分压器C、电阻分压器D、静电电压表答案:B54、用球隙测量交直流电压时,关于串接保护电阻的说法,下面哪个是对的?()。
A、球隙必须串有很大阻值的保护电阻B、串接电阻越大越好C、一般规定串联的电阻不超过500ΩD、冲击放电时间很短,不需要保护球面。
答案:A55、由直接雷击或雷电感应而引起的过电压叫做()过电压。
A、大气B、操作C、谐振D、内部答案:A56、选择制造电缆的绝缘材料时,希望材料的相对介电系数();选择电容器的绝缘时,希望材料的相对介电系数()。
A、大、小B、小、大C、大、大D、小、小答案:B57、下列仪器或测量系统中,不能用来测量冲击电压的是()。
A、测量球隙B、静电电压表C、分压器—峰值电压表D、分压器—示波器答案:B58、变压器油在变压器内主要起( )作用。
A、绝缘B、冷却和绝缘C、消弧D、润滑答案:B59、()表示带点粒子在单位场强下沿场强方向的漂移速度。
A、平均自由行程B、迁移率C、扩散D、附着答案:B60、根据放电的特征,可用电场不均匀系数f表示电场的均匀程度,当()时为稍不均匀电场。
A、1f=1B、2 fC、3 fD、4 f答案:B二、填空题1.固体电介质电导包括_______电导和_______电导。
(表面、体积)2.极不均匀电场中,屏障的作用是由于其对________的阻挡作用,造成电场分布的改变。
(空间电荷)3.电介质的极化形式包括________、________、________和夹层极化。
(电子式极化、离子式极化、偶极子极化)4.气体放电现象包括_______和_______两种现象。
(击穿、闪络)5.带电离子的产生主要有碰撞电离、______、______、表面电离等方式。
(光电离、热电离)6.工频耐压试验中,加至规定的试验电压后,一般要求持续_______秒的耐压时间。
(60)7.按绝缘缺陷存在的形态而言,绝缘缺陷可分为_______缺陷和______缺陷两大类。
(集中性、分散性)8.在接地装置中,接地方式可分为________、________、________。
(防雷接地、工作接地、保护接地)9.输电线路防雷性能的优劣主要用________和_________来衡量。
(耐压水平、雷击跳闸率)10. ________是表征电介质在电场作用下极化程度的物理量。
(相对介电常数)11. tgδ测量过程中可能受到两种干扰,一种是_______和_______。
(电场干扰、磁场干扰)12.在末端开路的情况下,波发生反射后,导线上的电压会______。
(提高一倍)13.每一雷暴日、每平方公里地面遭受雷击的次数称为___________。
(地面落雷密度)14.波阻抗为Z的线路末端接负载电阻R,且R=Z,当入射波U0入侵到末端时,折射系数α=___________。
(1)15.Z1、Z2两不同波阻抗的长线相连于A点,行波在A点将发生反射,反射系数β的取值范围为________。
(-1≤β≤1)16. 当导线受到雷击出现冲击电晕以后,它与其它导线间的耦合系数将________。
(增大)17. 电源容量越小,空载长线的电容效应________。