高电压技术2.0
高电压技术——精选推荐
⾼电压技术第⼀章⽓体的绝缘特性1.电介质在电⽓设备中作为绝缘材料使⽤，按其物质形态，可分为三类：⽓体电介质液体电介质固体电介质在电⽓设备中⼜分为：外绝缘：⼀般由⽓体介质（空⽓）和固体介质（绝缘⼦）联合构成。
内绝缘：⼀般由固体介质和液体介质联合构成。
2、⼀些基本概念：①⽓体介质的击穿——当加在⽓体间隙上的电场强度达到某⼀临界值后，间隙中的电流会突然剧增，⽓体介质会失去绝缘性能⽽导致击穿的现象，也称为⽓体放电。
②放电电压UF——在间隙距离及其它相关条件⼀定的条件下，加在间隙两端刚好能使其击穿的电压。
由于相关条件的变化，这个值有⼀定的分散性。
③击穿场强——指均匀电场中击穿电压与间隙距离之⽐。
这个参数反映了某种⽓体介质耐受电场作⽤的能⼒，也即该⽓体的电⽓强度，或称⽓体的绝缘强度。
④平均击穿场强——指不均匀电场中击穿电压与间隙距离之⽐。
3.⼤⽓击穿的基本特点固体介质中的击穿将使介质强度永久丧失；⽽⽓体和液体击穿发⽣击穿时，⼀般只引起介质强度的暂时降低，当外加电压去掉后，绝缘性能⼜可以恢复，故称为⾃恢复绝缘。
§1.1 ⽓体介质中带电质点的产⽣和消失⼀、⽓体原⼦的激发与游离产⽣带电质点的物理过程称为游离，是⽓体放电的⾸要前提。
1、⼏个基本概念①激发—-原⼦在外界因素（如电场、温度等）的作⽤下，吸收外界能量使其内部能量增加，从⽽使核外电⼦从离原⼦核较近的轨道跃迁到离原⼦核较远的轨道上去的过程（也称为激励）。
②游离—-中性原⼦由外界获得⾜够的能量，以致使原⼦中的⼀个或⼏个电⼦完全脱离原⼦核的束缚⽽成为⾃由电⼦和正离⼦（即带正电的质点）的过程（也称为电离）。
2、游离的基本形式①碰撞游离a 、当带电质点具有的动能积累到⼀定数值后，在与⽓体原⼦（或分⼦）发⽣碰撞时，可以使后者产⽣游离，这种由碰撞⽽引起的游离称为碰撞游离。
b 、发⽣条件：——⽓体分⼦（或原⼦）的游离能c 、碰撞游离的特点碰撞游离是⽓体放电过程中产⽣带电质点的极重要的来源。
高电压技术重要知识点
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0.26cm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0.26cm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SF613、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真空高电气强度气体SF6的采用第2章液体和固体介质的绝缘的电气强度1、电介质的极化极化：在电场的作用下，电荷质点会沿电场方向产生有限的位移现象，并产生电矩（偶极矩）。
介电常数：电介质极化的强弱可用介电常数的大小来表示，与电介质分子的极性强弱有关。
极性电介质和非极性电介质：具有极性分子的电介质称为极性电介质。
由中性分子构成的电介质。
极化的基本形式电子式、离子式（不产生能量损失）转向、夹层介质界面极化（有能量损失）2、电介质的电导泄漏电流和绝缘电阻气体的电导:主要来自于外界射线使分子发生电离和强电场作用下气体电子的碰撞电离液体的电导:离子电导和电泳电导固体的电导：离子电导和电子电导3、电介质的损耗介质损耗针对的是交流电压作用下介质的有功功率损耗电介质的并联与串联等效回路介质损耗一般用介损角的正切值来表示气体、液体和固体电介质的损耗液体电介质损耗和温度、频率之间的关系4、液体电介质的击穿纯净液体介质的电击穿理论纯净液体介质的气泡击穿理论工程用变压器油的击穿理论5、影响液体电介质击穿的因素油品质、温度、电压作用时间、电场均匀程度、压力6、提高液体电介质击穿电压的措施提高油品质，采用覆盖、绝缘层、极屏障等措施7、固体电介质的击穿电击穿、热击穿、电化学击穿的击穿机理及特点8、影响固体电介质击穿电压的主要因素电压作用时间温度电场均匀程度受潮累积效应机械负荷9、组合绝缘的电气强度“油-屏障”式绝缘油纸绝缘第二篇电气设备绝缘试验第3章绝缘的预防性试验1、绝缘电阻与吸收比的测量用兆欧表来测量电气设备的绝缘电阻吸收比K定义为加压60s时的绝缘电阻与15s时的绝缘电阻比值。
高电压技术 液体介质的击穿
2.4 组合绝缘的特性
电气设备内部绝缘结构中常用液体与固 体介质构成组合绝缘
油—屏障绝缘 油纸绝缘
组合绝缘强度不仅取决于所用介质的绝 缘强度，还与介质的互相配合有关
2.4.1 油—屏障绝缘与油纸绝缘的特点
油—屏障绝缘
以油为主要绝缘介质，散热、冷却作用好 屏障的作用：改善油间隙中电场分布和阻止杂质小 桥的形成 广泛用于变压器中 屏障的总厚度不宜取得过大（否则可能引起油中场 强增高）
屏蔽电极的均压原理1（均压环）
工程中应 用很多！
屏蔽电极的均压原理2（均压环）
a:只考虑对地电容CE b:只考虑对导线电容CL c:同时考虑CE和CL
工程中应 用很多！
pause
2.6 电力系统过电压与绝缘配合
过电压（over voltage）
电气设备上出现的高于工作电压的电压
按来源形式分类
绝缘油的老化（氧化、温度》》》油枕） 户外绝缘应能耐受日晒雨淋 湿热区域使用的要有抗生物特性
材料的相容性
绝缘与导体之间（化学反应、相容）
支柱绝缘子内屏蔽
330kV绝缘子柱
330kV及以上的悬式绝缘子串 一般也装有均压环 绝缘子数决定于线路所要求 的绝缘水平： 35kV-3片 110kV-7片 200kV-13片 330kV-19片 500kV-28片
气隙的产生
制造过程：浇注、挤压成型等 绝缘与电极接触不良
2.3.3.1 局部放电的等值电路
Cm>>Cg>>Cb
Cb ug u C g Cb
1、微量压降
2、电流脉冲
放电前后，间隙g两端的电压变化为(Ug-Ur) C m Cb 对间隙g放电的电容量为： C g C m Cb
高电压技术(第二版)
∵ hx ＝17m，则 1.5（ h0 —17）≥6
∴ h0 ≥23m
设
h≤30m，P＝1，∵
h
0
＝h—
D 7P
∴h＝
h
0
＋
D 7P
≥23＋
18
+5+ 7 ×1
5
＝27（m）
∵
h
xB
＝17m＞
h 2
∴ rxB ＝（h— hxB ）P＝（27—14）×1＝13（m）
连接 XM 则 XM = （3 + 5）2 + 62 ＝10（m）＜ rxB
（2）根据耦合系数的定义，上导线对中导线的耦合系数为
K＝ Z12 ＝ 110.75 ＝0.238 Z11 465.81
8、110kV 单回路架空线，杆塔布置如图所示，图中尺寸单位为 m，导线直径 21.5mm，
2× du 2q
2 ×12
dt
max
5、A、B、C 三个物体的高分别为 17m、14m 和 11m，布置及尺寸如图所示，图中
尺寸单位为米。为保护 A、B、C 三个物体免遭直击雷的侵袭，试设计避雷针的保
护方案（即确定避雷针的安装位置、根数、求出其高度）
解：要使 ABC 内的物体受到保护，必须满足 bx ＝1.5（ h0 — h xA ）≥6
α1
=
2Z0 Z1 + Z0
=
2 × 50 350 + 50
=
1 4
β1
=
Z1 — Z0 Z1 + Z0
=
350 — 50 350 + 50
=
3 4
α2
=
2Z2 Z2 + Z0
高电压技术
高电压技术高电压技术是电力系统中的重要领域，涉及到电力输配、电力设备、电力安全等方面。
本文将介绍高电压技术的基本概念、应用领域以及未来的发展趋势。
一、高电压技术的基本概念高电压技术是指在电力系统中，对电压进行控制、检测和保护的一门技术。
电压是电力系统中的重要参数之一，它决定了电力传输的范围和效率。
高电压技术主要是针对高压电力设备和高压输电线路的设计、运行和维护，旨在确保电力系统的安全稳定运行。
在电力系统中，一般将电压分为低压、中压和高压三个级别。
低压一般指1000伏以下的电压，主要用于民用电力供应和室内设备。
中压一般指1000伏到11000伏之间的电压，主要用于城市电网和工业电力供应。
而高压则指11000伏及以上的电压，主要用于长距离输电和电力设备供电。
高电压技术主要涉及到高压输电、绝缘技术、电力设备的耐压试验等方面。
二、高电压技术的应用领域高电压技术在电力系统中有着广泛的应用领域。
首先是高压输电，高电压技术能够确保远距离电力输送的稳定性和有效性。
通过提高电压等级，可以减小线路上的传输损失，降低电力损耗。
其次是电力设备供电，高电压技术可以保证电力设备正常运行，提高设备的效率和可靠性。
另外，高电压技术还用于电磁场辐射的控制、输电线路的绝缘和保护等。
在工业领域中，高电压技术主要应用于电力设备的制造和维护。
例如，变压器、继电器、断路器等电力设备都离不开高电压技术的支持。
高电压技术能够提供安全可靠的电力供应，确保电力设备的正常运行。
此外，高电压测试也是电力设备质量检验的必要环节，通过对设备的耐压试验，可以评估设备的性能和可靠性。
三、高电压技术的发展趋势随着科技的不断进步和电力需求的增长，高电压技术也在不断发展和创新。
未来，高电压技术的发展趋势主要体现在以下几个方面：1. 高压直流输电技术的应用。
高压直流输电技术可以将电力损耗降到最低，提高电力传输的效率。
未来，随着电力需求的增长和跨区域输电的需要，高压直流输电技术将得到更广泛的应用。
国网考试总结-高电压技术
变压器绕组中的波过程1、 变压器绕组的波过程 （过电压）出现在绕组的主绝缘 （对地和对其它两相绕组的绝缘）和纵绝缘（匝间、 层间、线饼间等绝缘）上。
2、 变压器绕组的波过程和下列三个因素有关：绕组的接法、中性点接地方式、进波情况（一相、两相，三 相）。
星形接法中性点接地，星形接法中性点不接地三相同时进波 星形接法中性点不接地一相进波、三角形接法单相绕组的波过程、 1、 和线路波过程的区别：变压器绕组中的波过程不应以行波传播的概念来处理，而是以一些列振荡形成的 驻波的方法来处理。
2、 中性点接地方式对初始电压分布影响不大，初始最大电位梯度出现在绕组首端，其值为 U0 a 13、 中性点接地，最大电压出现在绕组首端约 1/3处，其值约为1.4U0 ;中性点不接地，最大电压出现在绕组 末端，其值为1.9U0 （理论值为2.0U0）三角形接法1、 一相进波：2、 两相或三相进波：振荡中最大电压出现在每相绕组的中部，其值接近于 波在变压器绕组间的传递1、 变压器绕组间的感应（传递）过电压包括静电感应电压和电磁感应电压。
2、 静电感应电压：通过绕组间的电容耦合传递，和变比无关。
高压绕组进波时，低压绕组空载开路时需要进行防护，可在低压绕组任一相出线上接一只避雷器。
（对低压绕组造成危害）3、 电磁感应电压：通过磁耦合产生，和变比、绕组接法、进波相数有关。
低压绕组进波时，对高压绕组有 危害，高压绕组每相安装一只避雷器（总共三只） 变压器保护1、 变压器外部保护的目的：降低入侵电压波的幅值和陡度。
2、 内部保护：减弱振荡、使绕组的绝缘结构和过电压分布的状况相适应3、 内部保护方法：补偿对地电容电流（横向补偿）、增大纵向电容（纵向补偿，其实质是减小 K0 ,即减小 从而降低初始最大电位梯度）。
1U0为进波的幅值，氓变压器绕组的空间系数，CO 为单位长度对地电容，K0为单位长度匝间电容，1为绕组长度4、补偿对地电容的方法：采用静电屏、静电环、静电匝；增大纵向电容的方法：采用纠结式绕组和内屏蔽 式绕组。
高压电技术
为便于比较，将上述各种极化列为下表
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
离子式极化
离子式结构电 介质
10-13 s
偶极子极化 极性电介质 10-10～10-2 s
夹层极化
多层介质的交 界面
10-1 s～数小时
电介质(dielectric)： ----在电场中能产生极化的物质，指通常条件下导电性能极差、 在电力系统用作绝缘的材料。 ----极化是指物质中电荷分离形成耦极子的过程
电介质－从贮存电能的角度看 绝缘材料－从隔离电流角度看
气体电介质
电介质 液体电介质
固体电介质
1 电介质的极化、电导和损耗
一.电介质的极化(dielectric polarization) 和介电常数
1. 极化：在外加电场的作用下，电介质中的正、负 电荷沿电场方向作有限位移或转向，形成电矩（偶 极矩）
极化对介电常数的影响：
束缚电荷
U
Q´
Q0 C0U
Q Q0 Q CU
相对介电常数： relative dielectric constant
r
Q Q0
C C0
2. 电介质的极化种类
电子式极化
cS段：随着外加电场的增大，碰撞电离愈激烈，带电粒子数 目呈指数增长，电流增大更快；
S点后：当电压增大到U0时， 过程产生的二次电子足够多， 能接替外界电离因子产生的初始电子的作用，即转为自持放 电阶段，气隙击穿，表现为电流急剧增大，并伴有发光、发 声等现象，气隙转入良好的导电状态。
二.电子崩的形成： 带电粒子在电子崩中的分布：
国网考试总结-高电压技术
变压器绕组中的波过程1、变压器绕组的波过程（过电压）出现在绕组的主绝缘（对地和对其它两相绕组的绝缘）和纵绝缘（匝间、层间、线饼间等绝缘）上。
2、变压器绕组的波过程和下列三个因素有关：绕组的接法、中性点接地方式、进波情况（一相、两相，三相）。
单相绕组的波过程：星形接法中性点接地，星形接法中性点不接地三相同时进波三相绕组的波过程：星形接法中性点不接地一相进波、三角形接法单相绕组的波过程、星形接法中性点接地1、和线路波过程的区别：变压器绕组中的波过程不应以行波传播的概念来处理，而是以一些列振荡形成的驻波的方法来处理。
2、中性点接地方式对初始电压分布影响不大，初始最大电位梯度出现在绕组首端，其值为U0α13、中性点接地，最大电压出现在绕组首端约l/3处，其值约为1.4U0；中性点不接地，最大电压出现在绕组末端，其值为1.9U0（理论值为2.0U0）星形接法中性点不接地1、初始最大电位梯度出现在绕组首端，中性点电位接近于零。
2、稳态电压分布取决于电阻3、单相进波：中性点电位为U0/3，振荡过程中性点电位最大为2U0/3。
4、两相进波：中性点电位为U02/3，振荡过程中性点电位最大为4U0/3。
5、三相进波：中性点最大电压为2U0.三角形接法1、一相进波：最大电压出现在绕组首端约l/3处，其值约为1.4U0（相当于单相绕组中性点接地）2、两相或三相进波：振荡中最大电压出现在每相绕组的中部，其值接近于2U0.波在变压器绕组间的传递1、变压器绕组间的感应（传递）过电压包括静电感应电压和电磁感应电压。
2、静电感应电压：通过绕组间的电容耦合传递，和变比无关。
高压绕组进波时，低压绕组空载开路时需要进行防护，可在低压绕组任一相出线上接一只避雷器。
（对低压绕组造成危害）3、电磁感应电压：通过磁耦合产生，和变比、绕组接法、进波相数有关。
低压绕组进波时，对高压绕组有危害，高压绕组每相安装一只避雷器（总共三只）。
变压器保护1、变压器外部保护的目的：降低入侵电压波的幅值和陡度。
高电压技术第二版习题答案(部分)
第一章 气体放电的基本物理过程（1）在气体放电过程中，碰撞电离为什么主要是由电子产生的？答：气体中的带电粒子主要有电子和离子，它们在电场力的作用下向各自的极板运动，带正电荷的粒子向负极板运动，带负电荷的粒子向正极板运动。
电子与离子相比，它的质量更小，半径更小，自由行程更大，迁移率更大，因此在电场力的作用下，它更容易被加速，因此电子的运动速度远大于离子的运动速度。
更容易累积到足够多的动能，因此电子碰撞中性分子并使之电离的概率要比离子大得多。
所以，在气体放电过程中，碰撞电离主要是由电子产生的。
（2）带电粒子是由哪些物理过程产生的，为什么带电粒子产生需要能量 ？答：带电粒子主要是由电离产生的，根据电离发生的位置，分为空间电离和表面电离。
根据电离获得能量的形式不同，空间电离又分为光电离、热电离和碰撞电离，表面电离分为正离子碰撞阴极表面电离、光电子发射、热电子发射和强场发射。
原子或分子呈中性状态，要使原子核外的电子摆脱原子核的约束而成为自由电子，必须施加一定的外加能量，使基态的原子或分子中结合最松弛的那个电子电离出来所需的最小能量称为电离能。
（3）为什么SF6气体的电气强度高？答：主要因为SF6气体具有很强的电负性，容易俘获自由电子而形成负离子，气体中自由电子的数目变少了，而电子又是碰撞电离的主要因素，因此气体中碰撞电离的能力变得很弱，因而削弱了放电发展过程。
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：汤逊理论的基本观点：电子碰撞电离是气体电离的主要原因；正离子碰撞阴极表面使阴极表面逸出电子是维持气体放电的必要条件；阴极逸出电子能否接替起始电子的作用是自持放电的判据。
它只适用于低气压、短气隙的情况。
气体放电流注理论以实验为基础，它考虑了高气压、长气隙情况下空间电荷对原有电场的影响和空间光电离的作用。
在初始阶段，气体放电以碰撞电离和电子崩的形式出现，但当电子崩发展到一定程度之后，某一初始电子的头部集聚到足够数量的空间电荷，就会引起新的强烈电离和二次电子崩，这种强烈的电离和二次电子崩是由于空间电荷使局部电场大大增强以及发生空间光电离的结果，这时放电即转入新的流注阶段。
高电压技术期末考试备考题
第一章1.气体中带电质点产生的形式有：1，气体分子本身产生电离。
2，气体中的固体和液体表面电离。
消失的形式有：1，带电质点受电场力的作用流入电极并中和电量。
2，带电质点的扩散和复合。
2.电介质的极化、电导、能量损耗的概念答：电介质的极化是电介质在电场作用下，其束缚电荷相应于电场方向产生弹性位移现象和偶极子的取向现象。
这时电荷的偏移大都是在原子或分子的范围内作微观位移，并产生电矩（即偶极矩）。
极化形式有电子位移极化、离子位移极化和空间电荷，极向位移极化。
电导：由电离出来的自由电子、正离子、负离子在电场作用下移动造成的。
损耗：通常均采用介质损耗角正切 tg δ来表征介质中比的损耗大小。
tan r c J J δ=为介质中总有功电流密度与总无功电流密度之比。
总损耗功率：22tan tan P pV E w V U wc εδδ===第二章 3.汤森德放电机理与流注放电机理的差别，联系和适用范围。
答：1.流注理论认为电子撞击电离和空间光电离是自持放电的主要因素，并充分注意到了空间电荷的畸变作用 2. 汤森德：0.26S cm δ<时，均匀电场或稍不均匀电场，电子崩经过整个气隙产生的电离总数尚不足以发展成流注。
流注：0.26Scm δ>适用于不均与电场，气隙中能发展成流注，气隙放电过程按流注理论进行。
4.帕型定律：在均匀电场中击穿电压与气体相对密度δ，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函数关系，只要S δ乘积不变，b U 也就不变。
ln 1ln1b B S U A S r δδ=⎡⎤⎢⎥⎢⎥+⎣⎦ 5．电晕放电概念，物理过程与效应 答;伴随着电离而存在的复合和反激励辐射出大量光子，使在黑暗中可以看到在该区域附近空间有蓝色的晕光，电晕放电是既不均电场所特有的自持放电形式。
过程：随着电压升高：有规律的重复电流脉冲电流脉冲幅值基本不变，平均电流不断增加，频率增加电压升高到一定程度，出现负值大得多的不规则电流脉冲。
高电压技术 02 液体、固体电介质的绝缘特性
27
2.1.3 电介质的损耗
损耗
极化过程损耗（DC下无）
电导损耗（DC、AC都有）
28
一、介质损耗正切角（tan)
I
U
U
rg Ca Ig
Ia Ic ra C0
..
..
I IgIcIa
.
I g ：泄漏电流，由电导引起
.
I a ：吸收电流，由极化引起
.
I c ：纯电容电流。
容性电流阻性电流
C2 G2 C1 G1
电荷会重新分配（吸收电荷），在介质的交界面处积累电
荷－－夹层式（界面）极化。
夹层极化只有在低频时才有意义。
(C1 C2 ) /(G1 G2 )
G1
G2
G1
G2
C1
1
U10
U 3
C2
U 20
2U 3
C1
2
U1
U 3
C2
U2
1U 3
(a) 设2G1＝G2，C1＝2C2。 (b)
Cp
1
Cs tan 2
P U 2Cp tan
32
➢如介损主要由电导引起，常用并联等效电路
➢如介损主要由介质极化及连接导线的电阻引起，常用串联 等效电路
电介质类型
tanδ/%
变压器油 蓖麻油 电工陶瓷 油浸电缆纸 沥青云母带
0.05～0.5 1～3 2～5 0.5～8 0.2～1
电介质类型
聚乙烯 交联聚乙烯 聚苯乙烯 聚四氟乙烯 聚氯乙烯
f 较小时：偶极子跟得上电场的交变，极化充分发展，此时 的εr最大；但偶极子单位时间的转向次数不多，因而极化损
耗很小，tan也小，主要由电导损耗。
高电压技术(详细版)
, , （ ）（ 。
1. 气体中带点质点的产生，激发与游离。
2. 游离的方式有：碰撞游离、光游离、热游离和表 面游离。
3. 由碰撞银翼的游离称为碰撞游离。
气体在热状态 下引起的游离过程称为热游离。
电子从金属电极表 面逸出来的过程称为表面游离。
4. 导致带点质点从游离区域消失或者削弱的过程称 为去游离。
去游离的方式：带点质点的扩散，带点 质点的复合以及电子的附着效应。
5. 汤逊放电理论认为放电起始于有效电子通过碰撞 形成电子崩，通过正离子撞击阴极，不断从阴极金 属表面溢出自由电子来弥补引起电子碰撞游离所需 的有效电子。
适用于低气压、短间隙均匀电场中的 气体放电过程和现象。
6. 气体间隙的击穿电压UF 是气体压力P 和间隙距离 S 乘积的函数,这一规律称为巴申定律7. 流注理论认为放电起始于有效电子通过碰撞形成 电子崩，形成电子崩后，由于正负空间电荷对电场 的畸变作用导致正负空间电荷的复合，复合过程中 所释放的光能又引起光游离，光游离结果所得到的 自由电子又引起新的碰撞游离，形成新的电子崩且 汇合到最初电子崩中构成流注通道。
适用于大气压 下，非短间隙均匀电场中的气体放电过程和现象 8. 电子崩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，故名电子崩。
9. 非自持放电：当外加电压较低时，只有由外界电 离因素所造成的带电粒子在电场中运动而形成气体 放电电流，一旦外界电离作用停止，气体放电现象 即随之中断，这种放电称为非自持放电10. U50%就是在该冲击电压作用下，放电的概率为 50%。
其可用来反应绝缘耐受冲击电压的能力。
11. 同一波形。
不同幅值的冲击电压作用下，间隙 上出现的电压最大值和放电时间的关系曲线称为间 隙的伏秒特性曲线。
高电压技术电介质极化与介电常数
=
﹒ ﹒ ﹒ ﹒ Cl H﹒ ﹒ ﹒ ﹒
一、电介质的极化及 介电常数
极化现象
平板真空电容器电容量：
Q0 0 A C0 U d
插入固体电解质后电容量：
Q0 Q ' A C U d 相对介电常数： Q0 Q' C r 0 C0 Q0
相对介电常数是反映电介 质极化程度的物理量
部分气体的相对介电常数 环境条件 20℃, 1 atm
气体种类 氦 氢 氧 氮 甲烷 二氧化碳 乙烯 空气 相对介电常数 1.000072 1.000027 1.00055 1.00060 1.00095 1.00096 1.00138 1.00059
液体电介质的介电常数
非极性和弱极性电介质：属于这类的液体电介质有很多， 如石油、苯、四氯化碳、硅油等。它们的相对介电常数 都不大，其值在 1.8～2.8范围内。介电常数和温度的关 系和单位体积中的分子数与温度的关系相似 偶极性电介质：这类介质的相对介电常数较大，其值在 3 ～ 80 范围，能用作绝缘介质的ε r 值在 3 ～ 6 左右。此类 液体电介质用作电容器浸渍剂，可使电容器的比电容增 大，但通常损耗都较大，蓖麻油和几种合成液体介质有 实际应用
极化机理：
当物质原子里的电子轨 道受到外电场 E 的作用时，其 负电荷作用中心相对于原子核产 生位移，形成电矩，称电子的位 移极化。
二、离子的位移极化
极化机理：
在外电场作用下，正、负离子发生偏移，使整个分子呈现极 性，正负离子的中心之间产生电矩，称离子的位移极化
特点：
1、有弹性，可恢复
2、极化完成时间约为 l0-12-10-13s，当交变电场的频率 低于红外线光频率，离子的位移极化与频率无关 3、极化程度与电场强度成正比 4、温度对离子式极化的影响，存在着相反的两种因素； 即离子间结合力随温度升高而降低，使极化程度增 加；但离子的密度随温度升高而减小，则使极化程 度降低。通常前一种因素影响较大 5、有极微量的能量损耗
高电压技术复习资料1
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5、滑闪放电现象：在分界面气隙场强法线分量较强的情况下，当电压升高到超过某临界值时，放电的性质发生变化，其中某些细线的长度迅速增长，并转变为较明亮的浅紫色的树枝状火花。
这种树枝状火花具有较强的不稳定性，不断地改变放电通道的路径，并有轻的爆裂声。
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。
高电压技术-电力系统的绝缘配合
出来，此两点对应的值分别称为统计过电压和统计耐受电压。绝故
障率与这两个值有关，只决定于两者间的裕度。通过计算求得故障
率，选择能接受此故障率的相应的绝缘水平。
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三、线路绝缘水平的确定
• 线路上发生事故主要是 绝缘子串的沿面放电 导线-杆塔、导线-导线间空气隙击穿
因此绝缘水平的确定项目包括： 绝缘子串的长度
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●雷电冲击耐受电压值——考核绝缘承受雷电过电压作用的能力！
●操作冲击耐受电压值——考核超高压设备绝缘承受操作过电压作 用的能力！
④电力系统的绝缘包括： 发电厂、变电站中电气设备绝缘； 输电线路的绝缘。
从绝缘结构和特性区分为：外绝缘和内绝缘。
外绝缘：指与大气直接接触的绝缘部件。
特点-耐受电压值与大气条件密切相关。沿面闪络和气隙击穿是
非自恢复能力绝缘——各电压等级
2、统计法 —— 始于20世纪70年代
问题的提出：对于超高压、特高压远距离输电，降低绝缘水平的
经济效益越来越重要。换个想法，容许绝缘有一定的故障率，用 技术经济综合指标确定系统绝缘的最佳方案。
——根据已知过电压幅值和绝缘放电电压的统计特性（概率密度、 分布函数等），用计算的方法求出绝缘耐电的概率和线路故障率， 在技术经济比较的基础上，正确确定绝缘水平。
⑥ 绝缘配合不考虑谐振过电压。输电线路绝缘与变电站电气设备绝缘 之间不存在配合问题！
⑦ 允许绝缘水平的差异化！
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二、绝缘配合的方法
1、惯用法
按作用在绝缘上的最大过电压和最小的绝缘强度的概念进行绝缘 配合。
首先：确定最危险电压 然后：根据运行经验乘上一个影响因子（系数），从而确定绝缘
高电压技术实验
安全规则1．实验前必须熟悉试验内容，并检查设备及仪表是否正常。
2．在合电源之前，务必有两人以上检查接线是否正确，接地是否可靠，做好分工，专人记录。
3．在高压电源和带有高压的设备周围围以遮栏，以便保持一定的安全距离，实验时应站在遮栏之外，不得向遮栏内探头或伸手。
4．在实验进行中不允许交谈或议论，有问题需要讨论时，要切断电源。
5．实验完毕，应先用接地棒使设备放电，尤其是在做完电容器或者电缆等大电容试品实验后，务必仔细放电，同时须将试验场地恢复整齐。
6．在未亲眼看到设备接地之前，不得接近或触摸高压设备。
7．使用升压设备时，升压必须从零开始，使用完毕后，要退回零位。
8．实验中发生事故或异常现象时，应立刻拉闸切断电源，放电后检查线路和设备，如果发生人身事故应立刻进行抢救。
凡在本高压实验室进行试验之人员必须遵守本规则，并保持实验室整洁及良好的工作秩序。
绝缘电阻、泄漏电流的测量一、实验目的1．掌握测量绝缘电阻及吸收比的原理和操作方法；2．掌握测量泄漏电流的原理及操作方法；3．分析设备绝缘状况。
二、实验内容1．用兆欧表（摇表）测量试品（三相电缆及氧化锌避雷器）的绝缘电阻和吸收比；2．测量高压直流下的试品泄漏电流。
三、实验装置及接线图1．使用兆欧表测量试品绝缘电阻和吸收比的接线图图1 兆欧表测量绝缘电阻图中：R1、R2：串联电阻；E：摇表接地电极；G：摇表屏蔽电极；L：摇表高压电极；A、B、C：三相电缆的三个单相端头。
2．测量泄漏电流的装置及线路图如下：图2 测量三相电缆的泄漏电流图中：T1：调压器T2：高压试验变压器；D：高压整流硅堆R：保护电阻；C：滤波电容V2：静电电压表R2：测量电阻V1：电压表T、O：试品四、实验内容：1．检验摇表，不接试品，摇动手柄指针指向“∞”；短接L，E两端缓缓摇动手柄指针应指零。
2．按图1接线，经检查无误之后，以每分钟120转的速度摇动摇表手柄。
3．读取15秒及60秒时的读数，即为R15及R604．对电容较大的试品，在试验快结束时候，应设法在摇表仍处于额定转速时断开L或者E引线，以免摇表停止转动时，试品向摇表放电而冲击指针，造成摇表指针的损坏。
高电压技术讲解(中)
武汉华中华能高电压科技进展有限公司《高电压技术》讲义（中）§气隙在各类电压下的击穿特性一、标准波形为了查验绝缘耐受雷电冲击电压的能力，在实验室中能够利用冲击电压发生器产生冲击高压，以模拟雷电放电引发的过电压。
为了使取得结果能够彼此比较，需规定标准波形。
50us。
T1说明雷电流上升的陡度,反映电磁感应的强烈程度.就是说T1越小，di/dt就越大（KA/μs的值越大），那么刹时雷电流就越大，经公式H0 = i0/(2•л•Sa)(A/m)计算出的雷电磁场强度就越大，那么就说它的电磁感应强。
T2说明雷电所含的电荷数量,反映雷电的能量——那个就简单了。
从T2时刻画一条直线。
那么波形曲线下的阴影的面积通过积分计算，就可算出电荷量和能量。
T2时刻越长，则阴影的面积越大，那么电荷量和能量就越大。
二、放电时延气隙在冲击电压作用下击穿所需的全数时刻为：t = t1 + ts + tft1为升压时刻，ts为统计时延，tf为放电形成时延50%冲击放电电压在持续电压作用下，当气体状态不变时，必然距离的间隙，其击穿电压具有肯定的数值，当间隙上所加的电压达到其击穿电压时刻隙就击穿了。
在冲击电压作用下，单独用一个电压来描述间隙的击穿就不合理了。
U50%的含义是在该电压作用下，放电的概率为50%。
三、伏秒特性：在同一波形、不同幅值的冲击电压作用下，间隙上出现的电压最大值和放电时刻的关系曲线称为间隙的伏秒特性曲线。
工程上常常利用它来表征间隙在冲击电压下的击穿特性。
一、曲线的作出二、曲线的配合：保护设备的伏秒特性应完全位于被保护设备的伏秒特性的下面。
间隙的伏秒特性形状与极间电场散布有关。
对于均匀或梢不均匀电场，由于击穿时的平均场强较高，放电进展较快，放电时延短，所以间隙的伏秒特性曲线比较平坦，而且分散性也较小，仅在放电时刻极短时，略显上翘。
也就是说，在均匀电场中靠提高电压来缩短击穿所需时刻是很难的。
因为均匀电场的伏秒特性很平，其50%冲击击穿电压和静态击穿电压是相一致，所以在实践中常常利用电场比较均匀的球间隙作为测量静态电压和冲击电压的通用仪表。
中考物理信息题解答手机
中考物理信息题解答手机1.手机是我们最常用的通讯工具．手机通话时，利用传递信息，其传播速度是m/s．手机使用的是可充电电池，电池上标有〝电压〞和〝容量〞两个重要参数．容量的单位通常为〝毫安时〞〔符号mAh〕．小强同学的爸爸使用的可充电电池所标的电压是3.6V，容量是1500mAh，这种电池一次充电最多可储存的能量为J．使用该手机充满电一次能够正常通话的实际时间可长达5h，那么该手机的放电功率大约为W．【答案】电磁波3×108194401.08【解析】：解答此题的关键是理解〝毫安时〞的物理意义，即〝毫安时〞=It，注意将所有的单位化成国际单位，即可解答。
解题过程扩展阅读：手机快充技术常识常识1：手机充电电流是手机来控制的，而不是充电器。
也就是说手机就是大坝，充电器只是水库，手机会智能检测充电器的负载能力，充电器功率大质量好，手机就会允许充电器加载更高的电流；充电器设计输出电流过小，那么手机也会限制给自己充电的电流。
这就是为什么我们要选购大功率充电器的原因，例如一台手机最大支持5V1.5A的输入，你买个5V1A的充电器，就会导致手机只能以5V1A来充电，不仅充电速度慢，而且因为充电器一直全负荷工作发热严重；反之你买个5V2A的充电头，手机会控制只输入1.5A的电流，充电器负载较低，有充足的余量。
我们都知道，要想提高充电速度，关键在于提高充电的功率。
功率〔W〕=电流×电压，充电器先把市电220V降压到5V，输出到手机MicroUSB接口，然后手机内部电路再降压到4.3V左右给电池充电。
这里面一共有两个降压的过程。
目前通用的MicroUSB接口和我们的USB数据线，一般来说只能在2A的电流下保证安全高效的传输，电流超过2A硬件就受不了。
质量比较牛逼的倒是可以上3A，问题是必须考虑到劣质数据线和USB口的可能性，一味的提高电流，在这些劣质配件上很容易出事故。
于是，机智的高通就提出一种高电压技术路线--QuickCharge2.0：我们为何不提高充电器到USB接口的电压呢？这确实是一个非常好的想法，提高电压可以在数据线电流负载不变的情况下提高充电功率，接口和数据线都不用更换，大大节省了成本。
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液体电介质有矿物绝缘油、合成绝缘油和植物 油三大类。实际应用中，也常使用混合油，即用两 种或两种以上的绝缘油混合成新的绝缘油，以改善 某些特性，例如耐燃性、析气性、自熄性、局部放 电特性等。 本章主要从极化、电导、损耗和击穿等多方面 介绍液体电介质的绝缘特性。
本章内容
� 2.电介质的电导 液体电介质的击穿
� 习题与思考题
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第2章 液体的绝缘特性与 介质的电气强度
液体电介质又称绝缘油，在常温下为液态，在 电气设备中起绝缘、传热、浸渍及填充作用，主 要用在变压器、油断路器、电容器和电缆等电气 设备中。在断路器和电容器中的绝缘油还分别有 灭弧和储能作用。
液体电介质电气强度比气体的高；用液体介质 代替气体介质制造的高压电气设备体积小，节省材 料；液体介质大多可燃，易氧化变质，导致电气性 能变坏。 电气设备对液体介质的要求： 电气性能好，如绝缘强度高、电阻率高、介质 损耗及介电常数小（电容器则要求介电常数高）； 散热及流动性能好，即粘度低、导热好、物理 及化学性质稳定、不易燃、无毒等。