高电压技术

1-1、解释下列术语

（1）气体中的自持放电

答：当外加电场足够强时，即使除去外界电离因子，气体中的放电仍然能够维持的现象。(放电仅仅依靠已经产生出来的电子和正离子就能维持下去)

（2）电负性气体

答：电子与某些气体分子碰撞易于产生负离子，这样的气体分子组成的气体称为电气性气体。

（3）放电延时

答：能引起电子崩并最终导致间隙击穿的电子称为有效电子，从电压上升到静态击穿电压开始到出现第一个有效电子所需的时间称为统计时延，出现有效电子到间隙击穿所需的时间称为放电形成时延，二者之和称为放电时延。

（4）50%冲击放电电压

答：使间隙击穿概率为50%的冲击电压，也称为50%冲击击穿电压。

（5）爬电比距

答：爬电距离指两电极间的沿面最短距离，其与所加电压的比值称为爬电比距，表示外绝缘的绝缘水平，单位cm/kV.

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：汤逊理论认为电子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使阴极表面逸出电子，逸出电子是维持气体放电的必要条件。所逸出的电子能否接替起始电子的作用是自持放电的判据。

流注理论认为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足以使原电场明显畸变，流注理论认为二次电子的主要来源是空间的光电离。

汤逊理论的适用范围是低气压、短间隙电场气隙的放电；

流注理论适用范围是高电压、长间隙电场气隙放电。

相同点：都有电子崩的产生

不同点：流注的形成过程中有二次崩的形成、二次电离在气体击穿过程中起了重要作用。

1-8、试述50%冲击击穿电压和50%伏秒特性两个术语中的“50%”所指的意义有和不同？这两个术语之间有无关系？

答：（1）50%冲击击穿电压是指在该冲击电压作用下气隙击穿的概率为50%；

50%伏秒特性是指以50%概率放电时间为横坐标（纵坐标仍为电压）连成的曲线，如图，50%概率放电时间含义是：在伏秒特性曲线的上、下包络线间选择某一时间数值，使在每个电压下的多次击穿中放电时间小于该数值的恰占一半。

U是不考虑放电时延情况下表征间隙冲击击（2）两个术语分别应用于不同的场合：

50%

穿特性，而50%伏秒特性是考虑时延情况下的表征。

1-9设某-“球-球”气隙和某一“棒-板”气隙的静态击穿电压均为U，他们的伏秒特性分别如习图-2中的曲线a和b所示，试回答:

(1)他们的伏秒特性有何差别？为什么会有这样的差别？

(2)图中“棒-板”气隙的伏秒特性处于“球-球”气隙之上，这是否说明“棒-板”气隙的绝缘强度优于“球-球”气隙？为什么？

答：（1）它们的伏秒特性的差别是：球-球“气隙的伏秒特性较平坦，而“棒-板”气隙的伏秒特性较陡。这是因为“球-球”气隙的电场分布为稍不均匀电场，平均击穿场强较高，放电发展较快，放电时延较短；而“棒-板”气隙的电场分布为极不均匀电场，平均击穿场强较低，放电形成时延受电压影响大，放电时延较长且分散性也大，所以其伏秒特性曲线在放点时间还相当大时，便随时间减少而明显上翘，比较陡。

（2）由伏秒特性曲线可知，曲线a总是低于曲线b，说明在同一时间电压作用下，总是“球-球”气隙先击穿，“棒-板”气隙的绝缘强度优于“球-球”气隙。但对于同样长度的同类介质气隙，则“球-球”气隙的绝缘强度要优于“棒-板”气隙。

1-11、在一根玻璃管表面套上两个环状金属电极A和B，设B极接地，在A极上施加工频高电压，如图所示，在这种情况下，可以得出一个极间工频闪络电压值：如将一根表面包有铝箔的木棍插入玻璃管内，闪络电压会不会发生变化？如再将铝箔与接地电极B相连，沿面放电现象和闪络电压又会有何变化？如果所加电压换成直流高电压，情况又将如何？试利用沿面放电等值电路，对上述各个问题做出定性的解释。P27

答：将一根表面包有铝箔的木棒插入玻璃

管内，闪络电压会发生变化，因为木根会改变

原来的电场分布，木棍无法做到绝对光滑，造

成沿面电场的畸变，将铝箔接地后，放电变化

为极不均匀电场且具有强垂直分量时的沿面

放电，当电压不高时，铝箔与B极接触的地方，

首先出现电晕放电，随着电压的升高，放电区

逐渐向A极发展最终完成击穿，电压降低。当

所加电压换成高压直流电时，因为交流电压的幅值是有效值的2倍，所以电压有效值相等的情况下，直流的击穿电压要高于交流。

2-5、一家位于平原地区的绝缘子制造厂接受一座位于4000m 高原地区的变电所订购一批110KV 支柱绝缘子。这批绝缘子出厂前要进行1min 工频耐压测试，问应该施加多高的试验电压？（各种电压等级的设备在平原地区的标准绝缘水平可从表10-1查得）P41

答：解：由表10-1得 外绝缘的试验电压

海拔校正因数： 4=185/20040001

1.4281.1*10

* 1.428*185264.29P a a P U KV

H m

K H U K U kv

-===-===

试验电压：

2-9、为什么6SF 气体具有特别高的电气强度并成为除空气外应用得最广泛的气体介质？试述GIS 有哪些重要优点？

答：SF6气体具有特别高的电气强度主要是因为这些气体都具有很强的电负性，容易俘获自由电子而形成负离子，电子变成负离子后，其引起碰撞电离的能力就变得很弱，因而消弱了放电发展过程。SF6气体的电气强度约为空气的2.5倍，而其灭弧能力高达空气的100倍以上，所以在超高压和特高压的范畴内，它已完全取代绝缘油画和压缩空气而成为唯一的断路器灭弧媒质，并且它成为除空气外应用最广泛的气体介质。 P45 GIS 优点：1、大大节省占地面积和空间体积

2、 运行安全可靠

3、有利于环保，使运行人员不受电场和磁场的影响 4，安装工作量小，检修周期长