线路和绕组中的波过程练习题

7 线路和绕组中的波过程-8

小结
旋转电机绕组中的波过程与输电线路相似，而与变压器绕组中的波过程有很大的差别，采用类似于输电线路那样的波过程分析方法，引入波阻抗、波速等概念。在相当于频率极高的交流电压的冲击波作用下，波在电机绕组中传播时，衰减和变形都很显著。其中衰减程度可按下式估计匝间电压与进波的陡度成正比。当匝间电压超过了匝间绝缘的冲击耐压值，就可能引起匝间绝缘击穿事故。
2.电机绕组槽内部分和端部的L0，C0是不同的，因此绕组的波阻抗和波速也随着绕组进槽和出槽而有规则地重复变化。电机绕组中的波过程将因大量折、反射而变得极其复杂。在一般工程分析中，不必区分槽内、槽外，而用一个平均波阻抗和平均波速来表示。
电机绕组的波阻抗Z[ ]与该电机的容量、额定电压和转速有关，一般随着容量的增大而减小（因为C0变大）、随额定电压的提高而增大（因为绝缘厚度的增加导致C0的减小）。电机绕组中的波速v也随容量的增大而降低。在相当于频率极高的交流电压的冲击波作用下，电机铁心中的损耗是相当可观的，再加上导体的电阻损耗和绝缘的介质损耗，因此波在电机绕组中传播时，衰减和变形都很显著。其中衰减程度可按下式估计 U0为绕组首端电压；Ux为距首端x处的电压； x为波在绕组中在单匝绕组的电机中，槽内线棒部分相互之间不存在匝间电容，只有露在槽外的端接部分才有不大的电容耦合，因而更可忽略纵向电容K0 的作用。这样一来，电机绕组波过程简化等值电路与输电线路相同。旋转电机绕组中的波过程与输电线路相似，而与变压器绕组中的波过程有很大的差别，所以应该采用类似于输电线路那样的波过程分析方法，引入波阻抗、波速等概念

高电压技术第四版习题答案

第一章1‐1极化种类电子式极化离子式极化偶极子极化夹层极化产生场合所需时间能量损耗无几乎没有有有产生原因束缚电子运行轨道偏移离子的相对偏移偶极子的定向排列自由电荷的移动任何电介质-15 s 离子式结构电介质-13 s 极性电介质-10～10-2 s 多层介质的交界面-1 s～数小时1‐4金属导体气体，液体，固体电导形式（自由电子）电子电导电导率γ很大（自由电子、正离子、负离子、杂质电导、自身离解、杂质、离子）γ很小离子电导ρ很大金属导电的原因是自由电子移动；电介质通常不导电，是在特定情况下电离、化学分解或热离解出来的带电质点移动导致。

1‐6由于介质夹层极化，通常电气设备含多层介质，直流充电时由于空间电荷极化作用，电荷在介质夹层界面上堆积，初始状态时电容电荷与最终状态时不一致；接地放电时由于设备电容较大且设备的绝缘电阻也较大则放电时间常数较大（电容较大导致不同介质所带电荷量差别大，绝缘电阻大导致流过的电流小，界面上电荷的释放靠电流完成），放电速度较慢故放电时间要长达5～10min。

补充：图中C1 代表介质的无损极化（电子式和离子式极化），C2 —R2 代表各种有损极化，而R3则代表电导损耗。

图1－4－2中，Rlk为泄漏电阻；Ilk为泄漏电流；Cg为介质真空和无损极化所形成的电容；Ig为流过Cg的电流；Cp为无损极化所引起的电容；Rp为无损极化所形成的等效电阻；Ip为流过Rp－Cp支路的电流，可以分为有功分量Ipr和无功分量Ipc。

Jg为真空和无损极化所引起的电流密度，为纯容性的；Jlk为漏导引起的电流密度，为纯阻性的；Jp为有损极化所引起的电流密度，它由无功部分Jpc和有功部分Jpr组成。

容性电流Jc与总电容电流密度向量J 之间的夹角为δ，称为介质损耗角。

介质损耗角简称介损角δ，为电介质电流的相角领先电压相角的余角，功率因素角ϕ的余角，其正切t gδ称为介质损耗因素，常用％表示，为总的有功电流密度与总无功电流密度之比。

(完整版)高电压技术习题与答案.(DOC)

第一章气体放电的基本物理过程一、选择题1) 流注理论未考虑 B 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) 先导通道的形成是以 C 的出现为特征。

A ．碰撞游离B ．表面游离C ．热游离D ．光游离3) 电晕放电是一种 A 。

A ．自持放电B ．非自持放电C ．电弧放电D ．均匀场中放电4) 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 C 。

A.碰撞游离B.光游离C.热游离D.表面游离5) ___ B ___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6) 以下哪个不是发生污闪最危险的气象条件？DA.大雾B.毛毛雨C.凝露D.大雨7) 污秽等级II 的污湿特征：大气中等污染地区，轻盐碱和炉烟污秽地区，离海岸盐场3km~10km地区，在污闪季节中潮湿多雾但雨量较少，其线路盐密为 C 2/cm mg 。

A .≤0.03 B.>0.03~0.06 C.>0.06~0.10 D.>0.10~0.25 8) 以下哪种材料具有憎水性？AA . 硅橡胶 B.电瓷 C. 玻璃 D 金属二、填空题9)气体放电的主要形式：辉光放电、电晕放电、刷状放电、火花放电、电弧放电。

10)根据巴申定律，在某一PS 值下，击穿电压存在极小（最低）值。

11)在极不均匀电场中，空气湿度增加，空气间隙击穿电压提高。

12)流注理论认为，碰撞游离和光电离是形成自持放电的主要因素。

13)工程实际中，常用棒－板或棒－棒电极结构研究极不均匀电场下的击穿特性。

14)气体中带电质子的消失有扩散、复合、附着效应等几种形式15)对支持绝缘子，加均压环能提高闪络电压的原因是改善(电极附近)电场分布。

16)沿面放电就是沿着固体介质表面气体中发生的放电。

17)标准参考大气条件为：温度C t 200 ，压力 0b 101.3 kPa ，绝对湿度30/11m g h18)越易吸湿的固体，沿面闪络电压就越__低____19)等值盐密法是把绝缘子表面的污秽密度按照其导电性转化为单位面积上____NaCl ______含量的一种方法20)常规的防污闪措施有：增加爬距，加强清扫，采用硅油、地蜡等涂料三、计算问答题21) 简要论述汤逊放电理论。

吉林大学《高电压技术》期末考试学习资料(五)

吉大《高电压技术》（五）
第五章线路和绕组中的波过程
1.波将以速度v 传播。

波速与导线周围媒质的性质有关，而与导线半径、对地高度、铅包半径等几何尺寸无关。

架空线路的波速8310/v m s =⨯，为光速;电缆线路的波速81.510/v m s =⨯，为光速一半。

0
0v L C =± 2.波阻抗Z （定义）表示电压波与电流波的比值，大小取决于导线单位长度的电感和电容。

架空线路的波阻抗约300～500Ω，电缆线路的波阻抗约10～100Ω。

00
L Z C =
3. 波阻抗与电阻的物理含义比较:
波阻抗：表示电压波与电流波的比值，大小取决于导线单位长度的电感和电容，与长度无关；表征导线周围介质获得或存储电磁能的大小，并不消耗；波阻抗具有正负号，表示不同方向的流动波。

电阻：表示电压与电流的比值，大小与导线长度和导线材质有关；吸收并转变为热能消耗掉；没有正负号。

4.前行波和反行波：
5.行波在均匀无损单根导线上传播的基本规律的物理意义是：
导线上任一点的电压或电流等于通过该点的前行波与反行波之和；前行波电压与电流之比等于+Z ；反行波电压与电流之比等于‐Z 。

6.折射系数和反射系数：其中：电压波折射系数：21
22z z z α=÷；电压波反射系数：1212
z z z z β+=÷。

1αβ+= 7.彼德逊法则：
集中参数的等值电路:将入射波看成内阻为1z ，电压为入射波两倍12f u 电源，与波阻抗2z 相连，则2z 两端的压降即为折射电压1f u —彼得逊等值电路。

使用条件:。

7 线路和绕组中的波过程-3

②当t→∞时，当在无穷长直角波作用下， t→∞时，当在无穷长直角波作用下，当t→∞时，电感在直流电压下，只表现为 t→∞时，电感在直流电压下，只表现为电阻，电感相当于短路，已不起作用，折、反射只与Z 反射只与Z1、Z2有关，与电感无关了。因此达到Z 因此达到Z1、Z2串联的稳态值。
折射
折射时，波经过电感后：折射时，波经过电感后：（1）波头被拉长，不再是直角波；（2）稳态值与未加电感时一样。电感的引入只是将电压、电流波的波头拉长，降低其陡度，而不改变其稳态值。
7.3 行波通过串联电感和旁路电容
在电网中，常用到改善功率因数的并联电容器和限制短路电流的串联电抗器，由于并联电容和串联电感的存在，将使线路上传播的行波发生幅值和波形的改变。
7.3.1直角波通过串联电感 7.3.1直角波通过串联电感
当一无穷长直角波u 自具有波阻抗Z 当一无穷长直角波u1f自具有波阻抗Z1的导线，经电感过渡至具有波阻抗Z 线，经电感过渡至具有波阻抗Z2的导线时的情况：
建立如下方程：
可得：
（回路时间常数）
i2f、u2f由零值按指数规律渐趋稳态值，波头变缓，其稳态值只与Z 头变缓，其稳态值只与Z1、Z2有关，与电容 C无关。说明在直角波作用下，经过一定时间充电完成后，相当于开路，对于导线Z 间充电完成后，相当于开路，对于导线Z1与导线Z 导线Z2之间波的传播过程不再起任何作用。
解：发电机所能承受的侵入波陡度为：
若并联电容，则：
若串联电感，则：
由于0.33μ 电容器成本比1.33mH的电感线由于0.33μF电容器成本比1.33mH的电感线圈成本要低很多，因而电机防雷保护中常用电容器限制侵入波的陡度。
由于：可求在Z1导线上的反射波：

线路与绕线中的波过程

单击此处添加x小标题
电容C0dx上的电压和电流满足关系：
dx 单击此处添加小标题
l
两式联立，解得：
K x
单击此处添加小标题
其中
uA eB e 单击此处添加小标题 x B由初始条件决定
x
i K0 (du) dx t
diC0dxut
C0 K0
另外一种推导
U最大＝U稳态＋（U稳态－U初始）＝2U稳态－U初始
2）由于各点频率不同，因此各点到达峰值时刻不同。将各点峰值点连接，可得最大电位包络线。无损耗时的包络线如曲线4所示。
3）末端接地时，最大电位出现在约1/3处，1.4U0
末端开路时，最大电位出现在末端，为1.9U0.
起始电压分布时，最大电位梯度在首端，为U0
(a)
(b)
B A 连续式绕组 B 纠结式绕组
K 1,6 1
K 5,10 10
(c)
(a) 线饼排列次序 (b) 电气接线图 (c) 等值纵向电容电路图
高电压技术
单击此处添加您的正文
8.7 波的衰减与变形、冲击电晕的影响
前面讨论的导线是以无损线路为例，但实际上，任何波在线路上传播都会有损耗，损耗来源：
导线电阻；
1
导线对地电导；
2
大地的损耗；电晕损耗；
3
4
R0dx L0dx C0dx
8播.7时.1的衰波减沿和线x变路形传
单R0根dx有损长线L0的dx单元等值电路
在电磁波的传播过程中，可能在某一时刻，
磁能消耗>电能消耗，这样，空间电磁场就
R L 会发生电能向磁能0 的转换0 。这样，电压波 G C 幅值就会下降，而0 电流波0 幅值会上升。也

重庆大学清华大学高电压技术习题

重庆大学清华大学高电压技术习题高电压技术课程习题第一章气体的绝缘强度1－1空气主要由氧和氮组成，其中氧分子（O2）的电离电位较低，为12.5V。

（1）若由电子碰撞使其电离，求电子的最小速度；（2）若由光子碰撞使其电离，求光子的最大波长，它属于哪种性质的射线；（3）若由气体分子自身的平均动能产生热电离，求气体的最低温度。

1－2气体放电的汤森德机理与流注机理主要的区别在哪里？它们各自的使用范围如何？1－3长气隙火花放电与短气隙火花放电的本质区别在哪里？形成先导过程的条件是什么？为什么长气隙击穿的平均场强远小于短气隙的？1－4正先导过程与负先导过程的发展机理有何区别？1－5雷电的破坏性是由哪几种效应造成的？各种效应与雷电的哪些参数有关？雷电的后续分量与第一分量在发展机理上和参数上有哪些不同？1－6为什么SF6气体绝缘大多只在较均匀的电场下应用？最经济适宜的压强范围是多少？1－7盘形悬式绝缘子在使用中的优缺点是什么？1－8超高压输电线路绝缘子上的保护金具有哪些功用？设计保护金具时应考虑什么问题？第二章液体、固体介质的绝缘强度2－1试比较电介质中各种极化的性质和特点？2－2极性液体和极性固体电介质的相对介电常数与温度和电压频率的关系如何？为什么2－3电介质导电与金属导电的本质区别为什么？2－4正弦交变电场作用下，电介质的等效电路是什么？为什么测量高压电气设备的绝缘电阻时，需要按标准规范的时间下录取，并同时记录温度？2－5某些电容量较大的设备经直流高电压试验后，其接地放电时间要求长达5～10min，为什么？2－6试了解各国标准试油杯的结构，并比较和评价。

2－7高压电气设备在运行中发生绝缘破坏，从而引起跳闸或爆炸事故是很多的，请注意观察和分析原因。

第三章电气设备绝缘实验技术3－1总结比较各种检查性试验方法的功效（包括能检测出绝缘缺陷的种类、检测灵敏度、抗干扰能力等）。

3－2总结进行各种检查性试验时应注意的事项。

注电考试最新版教材-第71讲第四十章：输电线路和绕组中的波过程

第40章输电线路和绕组中的波过程40.1 波沿均匀无损单导线的传播架空线：单位长度对地电容单位长度导体电感电缆：单位长度对地电容单位长度导体电感电磁波的传播速度v架空线：电缆：导线的波阻抗z ：波阻抗Z 为同方向电压波与电流波之比架空线：一般单根导线 z ≈500Ω 分裂导线z ≈300Ω电缆：一般z=10-50Ω波阻抗Z 和集中参数电阻R 的比较相同点：（1）都是反映电压与电流之比（2）量纲相同都为Ω不同点：（1）R ：电压u 为R 两端的电压，电流i 为流过R 的电流。

Z ：电压u 为导线对地电压，电流i 为同方向导线电流。

（2）R ：耗能Z ：不耗能，将能量储存在导线周围的介质里。

（3）R ：常常与导线长度有关。

Z ：只与L 和C 有关，与导线长度无关。

40.2 行波的折射和反射波的折、反射：实际工程中波可能遇到线路参数突变的地方（节点）架空线--电缆架空线--终端（开路、短路） 02(/)2ln r o pC F m h r πεε=)/(2ln 200m H rh L p r πμμ=)/(1031800s m v o⨯==εμ)/(105.1211800s m v v v r r ⨯===εμrh C L z p 2ln 6000==r h z pr r 2ln 60εμ=电压波折射系数要计算分布参数线路上节点的电压可用集中参数等值电路计算： a.线路波阻抗用数值相等的集中参数等值电阻代替b.把线路上的入射电压波的两倍作为等值电压源使用条件Z 2中无反行波40.3 实际输电线路的波过程问题40.3.1 行波的多次折、反射40.3.2 行波在无损平行多导线系统中的传播自电位系数互电位系数自波阻抗1q ==+22q u 1q 122z u u αu z z 221121111112122f q q q q q u q z z z u u u u u u u z z z z b -=-=-==++α2122Z Z Z +=α20≤≤α2112Z Z Z Z +-=β11≤≤-ββα+=101121=======+-=n k k q q q q q k k kk q u αk k r kk r h 2ln 210επεα=0121======-=n k q q q q n k kj q u αkj kj r kj d d 'ln 210επεα=k k kk r h Z 2ln 60=互波阻抗 kj kj kj d d Z 'ln 60=耦合系数k40.3.3 冲击电晕对波过程的影响电晕对导线上波过程的影响(1).使导线的耦合系数增大电晕校正系数3.1~1.11=k 几何耦合系数0k (2).使导线的波阻抗和波速减小(3).使波在传播过程中幅值衰减，波形畸变40.4 变压器绕组中的波过程1.简化等值电路40.4.1 绕组中的初始电压分布与稳态电压分布(1).绕组末端接地 2）绕组末端开路绕组首端处：u=U0 绕组末端处 112121Z Z k =-01k k k =0000'C L Z C C L Z =<∆+=00001)(1'C L v C C L v =<∆+=l sh x l sh U u αα)(0-=00==l x dx du k。

7-1线路与绕组中的波过程

7.2.1 折射波和反射波的计算 7.2.2 几种特殊条件下的折反射波

7.2.3 等值集中参数定理（彼得逊法则）
23
7.2 波的折射和反射
发生折反射的条件：波阻抗不同发生折反射的原因：当波的传播过程中遇到波阻抗不同处时，为保证电压与电流的比值仍等于波阻抗，则电压和电流波必然要发生折反射。
9
7 线路与绕组中的波过程

7.1 波沿均匀无损单导线的传播

7.1.1 波传播的物理概念 7.1.2 波动方程的解
10
7.1 波沿均匀无损单导线的传播
7.1.1 波传播的物理概念
i at
v
电容引起电位
uA
电感引起电位
uA L
di di L0 vt L0 vta dt dt

绝缘配合必须考虑到电网和国家设备制造的实际情况，是个复杂的系统工程。绝缘配合分为范围I：3.5kV≤Umax ≤252kV和范围II： Umax≥ 252kV。 4
系统过电压研究，包括研究限制过电压措施、确定过电压水平，同杆双回线路谐振和感应电压。
交流特高压输变系统过电压与绝缘配合研究限制潜供电流和恢复电压措施，高压并联电抗器的配置、参数和接入方式或类型。 MOA布置方式和参数选择
波阻抗与一集中参数的电阻相当，但物理含义不同。电阻要消耗能量，而波阻抗不消耗能量，反映单位时间内导线获得电磁能量的大小。和线路长度的关系？
2h L0 0 ln 2 r
C0
2 0 2h ln r
L0Δx R0Δx C0Δx
G0Δx
波速和波阻抗的实际应用
Δx
1 2
电缆波速
电容、电感求取方法

国家电网第四章线路和绕组中的波过程

二、行波的折射和反射

当波沿传输线传播，遇到波阻抗发生突变的节点时，都会在节点上产生折射和反射。
[例1-1]

有幅值u1q=lOOkV的无限长直角电压波由架空线路 (Z1=500Ω )进入电缆(Z2=50Ω )，如图所示，求折射波电压、电流和反射波电压、电流。
二、行波的折射和反射

当波沿传输线传播，遇到波阻抗发生突变的节点时，都会在节点上产生折射和反射。 1．末端开路时的折反射
四、变压器绕组中的波过程
四、变压器绕组中的波过程

当绕组末端接地时，最高对地电压出现于离绕组首端附近不到1/3的部位，其值可达(1.2～1.3) U0；

当绕组末端不接地时，最高对地电压出现于绕组末端，
其值可达1.5～1.8U0(理论值为2U0)。

因此，变压器绕组的主绝缘，在。同时末端电流为零。
2．末端短路时的折反射
末端电压为零。同时末端接地电流达到入射波电流的两倍。
3．线路末端接有与线路波阻抗值相同的电阻R 4．从一条线路向若干条线路折射
三、行波通过串联电感和并联电容

行波通过串联电感或并联电容后，波的陡度降低。波头拉长变平缓。
四、变压器绕组中的波过程
五、电机绕组中的波过程

匝间绝缘？中性点绝缘？与波的陡度有关

第四章线路和绕组中的波过程

在输电线路和绕组中，过电压是以波的形式出现的，
其过渡过程也就是波传播或变化的过程。
波过程→导线中电压的变化规律→确定过电压的最大值
一、均匀无损单导线中的波过程

1．一条导线，在某点加上雷电以后，导线各点的电压、电流随着它与电源距离的不同，是依次建立的。波过

13 第七章波过程

u u1 ( x vt ) u 2 ( x vt ) u u
1 i [u1 ( x vt ) u2 ( x vt )] i i Z
u u1 ( x vt ) —前行电压波（入射波）
u u 2 ( x vt ) —反行电压波（反射波）
2u1
u 2
电压折射波的波前陡度：
∵
i1 i2 i1
t / L du 2 Z 2u1 2 e dt L 2 Z 2u1 ( kV / s ) t 0 : max L
∴
2u1 t / L i2 i1 i1 (1 e ) i1 Z1 Z 2
波沿均匀无损单导线传播示意图
u, i
t=0
E
x
t=0
L0 dx
C0 dx
E
C0 dx
L0dx
C0 dx
L0 dx
C0 dx
§7.1波沿均匀无损单导线的传播一、均匀无损单导线系统的波阻抗：
线路各点电气参数完全一样；线路无能量损耗（R0=0，G0=0）
单元等值电路：
L0 dx C0 dx L0 dx C0 dx L0 dx
∵ 节点A上电压、电流的连续性
i1
u1 u u1 2
i1 i2 i1
又∵
u1 i1 Z1 u 2 i2 Z2
u1 i1 Z1
∴
2Z 2 u1 u u1 2 Z1 Z 2
Z 2 Z1 u1 u1 u1 Z1 Z 2
du2 dt
max
du2 dl
max
dl du2 dt dl

线路和绕组中的波过程-高电压技术考点复习讲义和题库

考点4：线路和绕组中的波过程4.1 无损耗单导线线路中的波过程实际的输电线路，一般由多根平行架设的导线组成，各导线之间有电磁耦合，电磁过程也较为复杂。

通常从单根导线着手研究输电线路波过程比较的方便，进一步可推广到多根导线系统的波过程。

当输电线路较短时，线路电阻很0R 小,对波过程的影响可忽略不计，一般线路对地电导参数0G 也很小，也可忽略不计，这时的线路为单根无损线路。

当雷击输电线路时，将有大量的电荷沿雷电通道倾注到雷击点，并向线路两侧迅速流动，即电磁波的传播过程称之为行波的传播．在此过程中会产生瞬间的高幅值的过电压，下面分析无损耗单导线线路中行波的传播规律。

一、均匀无损长线及其等值电路单根无损线路，设首端是坐标原点，确定X 轴正方向。

在这条均匀分布的无损线路上、电压、电流是空间和时间的函数，即⎩⎨⎧==),(),(t x i i t x u u其参考方向如图所示。

线路单位长度的电感、电容分别是00,C L ,而电阻和电导分别为零。

均匀无损单根导线的方程为这组偏微分方程可由拉普拉斯变换，或者分离变量法等多种方法来求解，线路上的电流，电压可表示为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+--=++-=)](([1)()(v x t u v x t u z i vx t u v x t u u f q f q式中001C L v =为输电线路上的电磁波传输速度，00C L Z =为线路的波阻抗。

这两式中)(v xt u q -相当于线路上沿X 轴正方向传播的行波，叫行波电压，)(vxt u q +相当于X 轴上反向传播的行波，叫反行波电压，显然波传播速度为v 。

同理)(1v xt u z i q q -=称为前行波)(1vxt u z i f f +=称为反行波上述各式可简化为a)行波概念说明：前行电压波uq 和前行电流波iq 表示电压和电流在导线上的坐标是以速度v 沿x 的正方向移动；反行电压波uf 和前行电流波if 表示电压和电流在导线上的坐标是以速度v 沿x 的负方向移动。

中农高电压考试必考问题

•非破坏性试验：绝缘电阻；介质损耗、泄露电流、局部放电、绝缘油色谱分析、SF6微水测量等等；•破坏性试验：工频耐压、直流耐压；雷电冲击与操作冲击耐压；感应耐压等•雷电参数与防雷设备：避雷针、避雷线、避雷器、防雷接地等•电力系统的防雷保护：输电线防雷保护，变电站防雷保护•电力系统内部过电压与防护：暂时过电压，操作过电压•第一章气体的绝缘特性1.气体为什么会导电？（气体发生电离出现带电粒子。

）2.气体电离的主要形式有哪些？（碰撞电离、光电离、热电离、电极表面电离(正离子撞击阴极表面；光电子发射；热电子发射；强场发射)。

）3.平均自由行程（质点在两次碰撞之间自由通过的距离，入增大，引起碰撞电离概率加大）4. 气体中带电质点为什么会消失?（扩散、复合）5.气体分子的电负性？（气体分子俘获电子的能力）6.关于气体放电有哪些理论？（汤逊理论、流柱理论）7.自持、非自持放电？（没有外界作用仅靠电场就能维持的气体放电称为自持放电）8.汤逊理论和流柱理论有何区别？适用范围（短间隙低气压；长间隙高气压）自持放电条件（气隙击穿；流柱形成）、放电现象（放电充满整个空间；电子崩形成流柱主放电）、放电的主要因素（碰撞电离、正离子阴极表面电离；电子碰撞电离、光电离）。

9.巴申曲线呈U型假设气隙间距不变气体密度增加，电子平均自由行程缩短不易积累动能，碰撞电离减弱曲线下降；气体密度过小电子与气体分子碰撞概率减小气体不易击穿曲线上升10.极不均匀电场间隙击穿特点？（较均匀场强度下降、部分击穿到完全击穿、有极性效应。

）电晕起始电压：U+ > U- 击穿电压：U+ < U-11.冲击电压作用下气体击穿有何特点？（分散性、时延性。

）12.操作冲击电压下气体击穿有何特性？（最不利波头时间、饱和效应等。

）13.什么是标准大气条件？20℃；11g/m3；101.3kPa（760mmHg)14.提高气体介质电气强度的措施？（基本途径：改善电厂分布使尽量均匀、削弱气体电离过程；具体措施：改进电离形状以改变电场、采用屏障、高气压、高真空、高强度气体SF6）15.气体污秽闪络的机理:积污、受潮、局部干区形成、局部电弧、发展闪络。

高电压技术试卷、习题及答案

高电压技术试卷一、简答题：（每题10分，共60分）1、定性画出巴申曲线。

设有处于同一容器中的两个均匀电场气隙，其极间距离分别为S1，S2，已知S1>S2，问那个间隙先击穿。

2、列举提高气隙放电电压的方法。

3、电晕放电的危害及消除措施。

4、请画图说明“伏秒特性”曲线的制作过程，并举图例简述伏秒特性在考虑保护设备与被保护设备的绝缘配合上的作用。

5、何为沿面闪络？为什么沿面闪络电压比相等距离的纯气隙击穿电压低的多？列举易发生污闪的大气条件？6、解释如下名词：极性效应、雷击跳闸率、爬电比距、直击雷过电压。

三、分析计算题：（每题10分，共40分）1、如图1所示，双层电介质串联，合闸于直流电源U。

定性画出电流I随时间的变化曲线。

指出吸收电流，说明产生它的原因。

绝缘介质在加压15秒时和60秒时的电阻值分别为R15=1000MΩ, R60=1500MΩ,那么该介质的绝缘电阻和吸收比各为多少？2、现场实测试品绝缘的tgδ和Cx,何时使用正接线，何时使用反接线？已知Cn=50pF,R4=3184Ω,调节西林电桥平衡时R3=318.4Ω,C4=0.02uF,求此时Cx和tgδ。

（西林电桥分流器位置是0.01）3、下图为三导线串联系统，有幅值为1的无穷长直角波沿无限长导线Z1入侵，各线波阻如图所示，波阻为Z2的线路末端开路（c点），波在Zo线上的波速为Vo=150m/ms,在Z2线上为V2=300m/ms.试用网格法求波达A点后4ms时， B点上的电压为多少。

4、左图，线路末端开路，一斜角无穷长波入侵，已知，FZ的冲击放电电压为U=664KV ，a=450KV/μs ，波速为v=300m/μs(1)、画出FZ上的电压随时间变化的波形（波达FZ时为零时刻）。

(2)、求出阀型避雷器FZ的动作时间tp 。

高电压技术习题气体放电的基本物理过程1、什么叫间隙的伏秒特性曲线?它有什么作用?2、什么叫“污闪”?发生污闪的最不利的大气条件是什么?3、一空气间隙的均匀电场，已知当极间距离S＝1mm、δ＝0.1时，击穿电压U b＝800V。

题目线路和绕组中的波过程

题目：线路和绕组中的波过程讲授内容提要：1.均匀无损耗单导线线路中的波过程2. 行波的折射与反射教学目的：掌握微分方程的推倒教学重点：理解波过程的四个基本规律、波阻抗和波速的概念教学难点：理解折、返射定理和推倒和彼得逊法则。

采用教具和教学手段：多媒体及板书授课时间：2014年9月1日授课地点：新教学楼1108 教室注：此页为每次课首页，教学过程后附；以每次（两节）课为单元编写教案。

第七章线路和绕组中的波过程本次课主要内容：1. 微分方程的推倒2.波过程的四个基本规律3.波阻抗和波速的概念4.折、返射定理和推倒5.彼得逊法则一、波过程的物理概念波传播的基本过程描述◆ 电源向电容充电，在导线周围建立起电场，靠近电源的电容立即充电，并向相邻的电容放电◆ 由于电感作用，较远处电容要间隔一段时间才能充上一定的电荷，电压波以某速度沿线路传播◆ 随着线路电容的充放电，将有电流流过导线的电感，在导线周围建立起磁场。

电流波以同样速度沿x 方向流动为什么研究波传播的基本过程一般单条架空线路的长度在几百公里以内。

工频时：一个周期为20mS ，在架空线上波传播距离6000km 。

雷电冲击：上升沿1.2μS ，在架空线上波传播距离300m 。

可见在频率较高的情况下，不得不考虑波的传播速度。

二、波沿无损单导线传播的基本规律.单根无损线⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧∂∂=∂∂-∂∂=∂∂-t uC xi t i L x u 00⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧∂∂++∂∂=∂∂++∂∂=dx x i i t u dx C i dx x u u t i dx L u 00波动方程对于架空线：式中h 为导线离地面的平均高度（m ）, r 为导线的半径（m ），μ0、ε0分别为空气的磁导率和介电常数。

因此：架空线中：v ＝＝300000km/S单根无损线波过程特点波阻抗表示同一方向传播的电压波与电流波之间的比例大小不同方向的行波，Z 前面有正负号Z 只与单位长度的电感和电容有关，与线路长度无关既有前行波，又有反行波行波的折射和反射集中参数等值电路（彼德逊法则）适用条件：1.入射波必须是沿分布参数线路传播而来。

输电线路和绕组中的波过程练习题

第六章输电线路和绕组中的波过程
一、选择题
1)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
2)下列表述中，对波阻抗描述不正确的是______。

A．波阻抗是前行波电压与前行波电流之比
B．对于电源来说波阻抗与电阻是等效的
C．线路越长，波阻抗越大
D．波阻抗的大小与线路的几何尺寸有关
3)减少绝缘介质的介电常数可以______电缆中电磁波的传播速度。

A．降低B．提高C．不改变D．不一定
二、填空题
4)电磁波沿架空线路的传播速度为______。

5)传输线路的波阻抗与______和______有关，与线路长度无关。

6)在末端开路的情况下，波发生反射后，导线上的电压会______。

7)波传输时，发生衰减的主要原因是______、______、______。

8)Z1、Z2两不同波阻抗的长线相连于A点，行波在A点将发生折射与反射，
反射系数的β取值范围为______。

三、计算问答题
9)简述波传播过程的反射和折射。

10)波阻抗与集中参数电阻本质上有什么不同？
11)彼得逊法则的内容、应用和需注意的地方。

线路和绕线中波过程

3
上感应的电压
解：避雷线1、2与导线3的
线段、从而使波头陡度下降了
12
（2） Z1＜Z0、Z2＜Z0
例如在两电缆之间插接一段架空线
1 1

Z
2Z 0
0
Z1
，
2
Z 1Z 0 Z0 Z1
，
2

2Z 2 Z0 Z2 Z2 Z0 Z0 Z2

β 1＜0、β 2＜0、1＞1、2＜1
若Z0远大于Z1及Z2，表示中间线段的对地电容较小、电感较大（架空线就是这种情况），就可以忽略电容而用一只串联电感来代替中
16
8.6.1 波在平行多导体系统中的传播
如果大地是理想导体，忽略电阻和电导，则平行多导体系统中波的传播将仍为平面电磁波，且只有一个速度（即光速）。
在平面波的情况下，导线中的电流可以看成是单位长度上的电荷q的运动形成。
各导线的电荷相对而言是静止的，所以，可将麦克斯维静电方程运用到波过程的分析中。
10
网格法
12为波从波阻抗Z1 的线路直接向波阻抗Z2 的线路传播时
的折射系数可见：1) 中间线路的存在而不会影响到它的最终值。
2) 但中间线段的存在及其波阻抗的大小决定了折射波的波形如果1与2同号，则1 2>0,uB(t)的波形是逐步递增的；如果1与2异号，则1 2<0，uB(t)的波形是振荡的
自电位系数：
u 1 k
k k
Q C k Q1 Q2 Qk1 Qk1 Qn 0
k
互电位系数：
uk
k m
Qm Q1 Q2 Qm1 Qm1 Qn 0
18
用镜像法可以算出：
kk

波过程答案

第十五章线路和绕组中的波过程15-1线路每公里的电感为：73003μ2h 4π10214L ln ln1.6710H km 132πr 2π102---⨯⨯===⨯⨯线路每公里的对地电容为：()1990032π36π102πεC 6.6410F km 2h 214ln ln 13r 102----⨯⨯===⨯⨯⨯线路的波阻抗为：-30-9L 1.6710Z===502ΩC 6.6410⨯⨯15-2电缆每公里的电感为：7400μD 60L ln 210ln2.210H km 2πd20--==⨯=⨯电缆每公里的电容为：970r 02πεε103.5C 1.76710F km D 18ln 3ln d--⨯===⨯电缆的波阻抗为：407L 2.210Z 35.26C 1.76710--⨯===Ω⨯电缆的波速度为：()1478001 2.2101.767101.610m s L C v ---==⨯⨯⨯=⨯15-3从功率角度有：()()()2222222211()2211111111()2222uuu uu u Z Z ZZu u Cu LC u Li vv Z Z v v+-+-+-+-+=++-=+-=+15-4前行波'()u x vt -为负值，表示传播方向为x 方向，带负电荷'()i x vt -为负，向x 方向传播15-5极性相反15-6根据A AAu u u +-=+和A A A u u i ZZ+-=-有：Z9001400650K V 22A A A u i u +++⨯=== ()Z1900400250K V 22A A A u i u --==-=15-7（a ）不正确，节点B 点不能出现在A 点的节点电压计算图上。

（b ）不正确，节点B 点和它所接的R 不能出现在A 点的节点电压计算图上。

15-8根据彼得逊法则可得A 点的等值电路如下图1所示：12u +1Z 2Z 3Z A图1 A 点的等值电路根据图1可得A 点的电压为：2302323A 023121323123Z Z 2Z Z 2Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z u u u +==++++对A 点来说，有2A 11u u u u ++-==+，故可得线路2上的前行波2u +线路1上的反行波为：23201213232Z Z Z Z Z Z Z Z u u +=++2312131A 10121323Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z u u u u -+--=-=++（注意：A 线路侧，A 11u u u +-=+，1A 1u u u -+=-）15-9（a ）0t =合闸时，因电源E 和电阻R 为集中参数，根据诺顿定理可得A 点的等值电路为：400kV1Z 2Z A200Ω图2 A 点的等值电路根据图2可得电源输出电流为：E A 4001(kA )200200i i ===+故可得A 点电压为：A 200400200(kV )200200u =⨯=+电源输出功率为：E P=E 4001400(M W )i =⨯=（b ）0t =合闸时，根据彼得逊法则可得A 点的等值电路为：800kV1Z 2Z A200Ω图3 A 点的等值电路根据图3可得A 点电压为：A 200800400(kV )200200u =⨯=+电流为：A 8002(kA )200200i ==+电源输出功率为：E P=E 4002800(M W )i =⨯=结论：两种情况下A 点电压不等，电源输出功率也不相等。