高电压复习试题附答案

1.气体中带电质点的产生有哪几种方式？碰撞电离（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哪几种形式?（1）带电粒子向电极定向运动并进入电极形成回路电流，从而减少了气体中的带电离子；(2)带电粒子的扩散；(3)带电粒子的复合；(4)吸附效应。

3.为什么碰撞电离主要由电子碰撞引起？因为电子的体积小，其自由行程比离子大得多,在电场中获得的动能多;电子质量远小于原子或分子，当电子动能不足以使中性质点电离时，电子遭到弹射而几乎不损失其动能。

4.电子从电极表面逸出需要什么条件？可分为哪几种形式？逸出需要一定的能量，称为逸出功。

获得能量的途径有：a正离子碰撞阴极；b光电子发射；c强场发射；d热电子发射。

5.气体中负离子的产生对放电的发展起什么作用，为什么？对放电的发展起抑制作用，因为负离子的形成使自由电子数减少。

6.带电粒子的消失有哪几种方式？带电质点的扩散和复合。

7.什么是自持放电和非自持放电？自持放电是指仅依靠自身电场的作用而不需要外界游离因素来维持的放电。

必须借助外力因素才能维持的放电称为非自持放电8.什么是电子碰撞电离系数？若电子的平均自由行程为λ，则在1cm长度内一个电子的平均碰撞次数为1/λ，如果能算出碰撞引起电离的概率，即可求得碰撞电离系数。

9.自持放电的条件是什么？（—1）=1或 110.简述汤逊理论和流注理论的主要内容和适用范围。

汤逊理论：汤逊理论认为电子碰撞电离是气体放电的主要原因。

二次电子主要来源于正离子碰撞阴极，而阴极逸出电子。

二次电子的出现是气体自持放电的必要条件。

二次电子能否接替起始电子的作用是气体放电的判据。

汤逊理论主要用于解释短气隙、低气压的气体放电。

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。

流注理论主要解释高气压、长气隙的气体放电现象11.什么是电场不均匀系数？间隙中最大场强与平均场强的比值。

通常f=1为均匀电场，f<2时为稍不均匀电场，f>4时为极不均匀电场。

12.什么是电晕放电?为什么电晕是一种局部放电现象?电晕会产生哪些效应?(1)极不均匀电场中放电，间隙击穿前在高场强区（曲率半径极小的电极表面附近）会出现蓝紫色的晕光，称为电晕放电。

（2）在极不均匀电场中，由于电晕放电时的起始电压小于气隙击穿电压，气隙总的来说仍保持着绝缘状态，所以电晕放电是一种局部放电现象。

（3）a具有声、光、热等效应。

b形成所谓的电风，引起电极或导线的振动。

c产生的高频脉冲电流造成对无线电的干扰。

d促使有机绝缘老化。

13.什么是极性效应?比较棒—板气隙极性不同时电晕起始电压和击穿电压的高低并简述其理由。

极性不同时，同间隙起晕电压和击穿电压各不同称为极性效应；正极性棒-板间隙电晕起始电压比负极性的略高；负极性棒-板间隙的击穿电压比正极性的高得多。

14.比较空气间隙下“棒-棒电极”、“正棒-负板电极”、“负棒-正板电极”、“板-板电极”击穿电压。

击穿电压：“负棒-正板电极”>“棒-棒电极”>“正棒-负板电极”15.雷电冲击电压和操作冲击电压的标准波形是什么？（p30）16.什么是50%击穿电压？什么是冲击系数，一般取值范围在多少？（1）在气隙上加N次同一波形及峰值的冲击电压，可能只有几次发生击穿，这时的击穿概率P=n/N，如果增大或减小外施电压的峰值，则击穿电压也随之增加或减小，当击穿概率等于50%时电压即称为气隙的50%击穿电压。

（2）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β。

（3）均匀电场和稍不均匀电场间隙的放电时延短，击穿的分散性小，冲击击穿通常发生在波峰附近，所以这种情况下冲击系数接近于1,。

极不均匀电场间隙的放电时延长，冲击击穿常发生在波尾部分，这种情况下冲击系数大于1。

17.什么叫伏秒特性，如何求取伏秒特性曲线。

工程上用气隙击穿期间出现的冲击电压的最大值和放电时间的关系来表征气隙在冲击电压下的击穿特性，称为伏秒特性。

击穿发生在波前或波峰时，U与t均取击穿时的值，击穿发生在波尾时，t取击穿瞬间的时间值，但U 取冲击电压的峰值而不取击穿瞬间的电压值，即U应取击穿过程中外施电压的最大值。

连接各点，即可画出伏-秒特性曲线。

18.伏秒特性对于选择电气设备的保护设备有何实用意义?如用作过电压保护的设备(避雷器或间隙)，则要求其伏秒特性尽可能平坦，并位于被保护设备的伏秒特性之下，且二者永不相交，只有这样保护设备才能做到保护可靠，被保护设备才能免遭冲击过电压的侵害。

19.SF6气体具有优良绝缘和灭弧性能的原因是什么？优异的绝缘性能只有在比较均匀的电场中才能得到充分的发挥，因此，在进行充SF6气体的绝缘结构设计时应尽可能设法避免极不均匀电场情况。

SF6气体绝缘结构的绝缘水平是由负极性电压决定的。

20.SF6气体在极不均匀电场中的击穿有何异常？（1）在极不均匀电场间隙中，随着气压的升高击穿电压并不总是增大的；（2）在出现击穿驼峰的气压范围内，雷电冲击击穿电压明显低于稳态击穿电压。

21.提高气隙击穿电压的措施有哪些？(1)改善电场分布(2)采用绝缘屏障(3)采用高气压(4)采用高抗电强度气体(5)采用高真空。

22.什么叫沿面放电?为什么沿面放电电压总是低于同样距离下纯空气间隙的击穿电压？（1）指电场中固体（或液体）与气体（或液体）等不同介质分界面上所出现的放电现象。

（2）原因：沿着固体绝缘介质表面的气体放电受电场形式、电压波形、间距大小等因累的影响；固体表面高低不平及有毛刺、杂质、水膜等污物，使介质表面电阻不等，影响电场分布的均匀性；介质与电极接触处存在着气隙，气隙中的气体在电场作用下首先放电。

23.什么是滑闪放电现象?提高套管沿面闪络电压有哪些措施？（1）由绝缘表面气体热电离引起的，沿着绝缘表面的不稳定的树枝状且没有贯穿两极的放电现象。

（2）措施：a减小比电容；b减小绝缘的表面电阻。

24.绝缘子柱要提高沿面放电电压可采取什么措施？（1）改进电极形状；（2）增加瓷套管表面电阻。

25.什么叫绝缘子污闪？防止绝缘子污闪有哪些措施?（1）户外绝缘子在污秽状态下发生的沿面闪络称为绝缘子的污闪。

（2）措施有：a 定期或不定期清扫；b使用防污闪涂料或进行表面处理；c加强绝缘和采用耐污绝缘子；d使用其他材质的绝缘子。

26.什么是等值覆盐密度？指与绝缘子表面单位面积上污秽物导电性相当的等值盐量。

27.电介质在电场作用下主要发生哪几种物理现象?常用哪些参数表征其相应的性能？电介质的极化（介电常数），电导（电导率），损耗（介质损耗角正切）和击穿（击穿场强）。

28.下列双层电介质串联在交流电压下时，哪一种电介质承受的场强较大？哪一种较易击穿？(1)固体电介质和薄层空气(2)纯纸和油层29.电介质电导与金属电导的本质区别是什么?(1)电介质导电的本质是离子导电，而金属导电的本质是自由电子导电。

电介质的导电能力很小，而金属的导电能力很强；(2)电介质的电导率具有正的温度系数，即温度上升，电导率增大，而金属的电导率随温度上升而减小；(3)电介质电导率的大小与所加电压的大小有关，外加电压愈高愈接近击穿强度时，电导率会急剧地增大，而金属电导则与外加电压基本无关。

30.固体电介质的击穿大致有哪几种形式?其主要特点是什么?（1）电击穿固体介质中的电子在外电场作用下，发生碰撞电离，使传导电子增多，最后导致击穿。

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；击穿电压和电场分布形式有关，电场均匀程度对击穿电压影响很大。

（2）热击穿介质长时间受电压的作用，由于泄漏电流的存在，产生损耗，引起介质发热，温度升高，绝缘劣化，最后造成击穿。

特点：击穿时间长，具有负的温度依存性；击穿电压直接与介质的散热条件和环境温度相关；击穿过程与电压作用的时间有关；与电源的频率以及介质本身情况有关。

（3）电化学击穿运行中的绝缘长期受到电、热、化学、机械力等的作用，使其绝缘性能逐渐劣化，导致绝缘性能变坏，引起击穿。

31.影响液体电介质击穿强度的主要因素是什么？影响液体电介质击穿强度的外因主要是：温度、压力、电场的均匀性、电场的作用时间和升压速度等。

内因是液体电介质内含有的水分、纤维素、气泡等。

32.画图说明交流局部放电的基本原理，并推导真实放电量和视在放电量之间的关系。

（p67）33.说明油纸绝缘的交流击穿场强为何会远远低于直流击穿场强。

因为直流电压作用下油与纸的场强分配比交流时合理。

34.均匀电场中双层介质中的电场强度分别为多少？（p71）35.工程应用中，介质的各耐热等级最高允许工作温度分别为多少？O级90°C，A级105°C，E级120°C，B级130°C，F级155°C，H级180°C，C级>180°C36.测量绝缘电阻和泄漏电流能发现哪些缺陷？为什么泄漏电流试验比绝缘电阻试验更加灵敏有效?37.用兆欧表测量大容量试品的绝缘电阻时，为什么随加压时间的增加兆欧表的读数由小逐渐增大并趋于一稳定值?什么叫做吸收比，用吸收比怎样判断绝缘状况？38.绝缘干燥时和受潮后的吸收特性有什么不同?对不均匀试品的绝缘，如果绝缘状况良好，则吸收现象明显，Ka值远大于1；如果绝缘严重受潮，由于Ig大增，Ia迅速衰弱，Ka值接近于1。

39.什么是测量tanδ的正接线和反接线?各适用于何种场合?使用西林电桥的正接线时，高压西林电桥的高压桥臂的阻抗比对应的低压臂阻抗大得多，所以电桥上施加的电压绝大部分都降落在高压桥臂上，只要把试品和标准电容器放在高压保护区，用屏蔽线从其低压端连接到低压桥臂上，则在低压桥臂上调节R3和C4就很安全，而且测量准确度较高。

但这种方法要求被试品高低压端均对地绝缘，实验室一般采用此方法测试材料及小设备。

使用反接线时，即将R3和C4接在高压端，由于R3和C4处于高电位，被测试品一端固定接地。

桥体位于高压侧，抗干扰能力和准确度都不如正接线。

实际上，绝大多数电气设备的金属外壳是直接放在接地底座上的，故现场试验通常采用反接线试验方法。

41.介质损耗角正切tanδ主要适用于对什么绝缘缺陷的判断?判断时应注意什么？判断的绝缘缺陷有：a绝缘体受潮，绝缘老化；b贯穿性缺陷；c分布式缺陷；d小型设备集中性缺陷。

判断时应注意：a必须有良好的接地；b反接线要注意引线的悬空处理；c被试品表面要擦拭干净；d能做分解试验的要尽量做分解试验。