高电压技术知识学习情况总结

高电压技术学期学习总结

通过一学期对高电压技术的学习，有一下重点难点总结：

第一章气体的绝缘强度

1、气体放电的基本物理过程

⑴带电粒子的产生

气体分子或原子产生的三种状态

原态（中性）

激发态（激励态）从外界获得能量，电子发生轨道跃迁。

电离态（游离态）当获得足够能量时，电子变带电电子，原来变

正离子。

电离种类：

A：碰撞电离

B：光电离

C：热电离

D：表面电离

⑵带电离子的消失

A：扩散，会引起浓度差。

B：复和（中和）正负电荷相遇中和，释放能量。

C：附着效应，部分电负性气体分子对负电荷有较强吸附能力，使之变为负离子。

⑶汤逊理论的使用条件和自持放电条件

使用条件：均匀电子，低电压

自持放电条件：

(1)1

s

eα

γ-≥

⑷巴申定律的物理意义及应用

A：巴申定律的物理意义

①p s（s一定）p增大，U f增大。

②p s（s一定）p减小，U f减小。

③p s不变：p增大，密度增大，无效碰撞增加，提高了电量的

强度，U f增大。

P减小，密度减小，能碰撞的数量减小，能量提高，U f增大。

P s不变，U f不变。

B：巴申定律的应用

通过增加或者减少气体的压力来提高气体的绝缘强度。如：高压直流二极管（增加气体的压力）

减小气体的压力用真空断路器。

⑸流柱理论的使用范围及与汤逊理论的关系

流柱理论的使用范围：

a、放电时间极短

b、放电的细分数通道

c、与阴极的材料无关

d、当ps增大的时候，U f值与实测值差别大。

流柱理论与汤逊理论的关系：

a、流柱理论是对汤逊理论的一个补充

b、发生碰撞电离

c、有光电离，电场

⑹极不均匀电场的2个放电特点（电晕放电，极性效应）

电晕放电的特点：

a、电晕放电是极不均匀电场所持有的一种自持放电形式，是极不

均匀电场的特征之一。

b、电晕放电会引起能量消耗。

c、电晕放电的脉冲现象会产生高频电磁波，对无线电通讯造成干

扰。

d、电晕放电还使空气发生化学反应，生成臭氧、氮氧化物是强氧

化剂和腐蚀剂，会对气体中的固体介质及金属电极造成损伤或

腐蚀。

极性效应的特点：

a、棒为正，极为负特点：电晕放电起始电压高。间隙击穿电压低。

b、棒为负，极为正特点：电晕放电起始电压低，间隙击穿电压高。

⑺冲击电压、伏秒特性、U50%的概念及应用

冲击电压：持续时间极短，非周期性，幅值极高的电压。

冲击击穿电压气隙击穿的冲要条件：

a、必须具有足够高的电压幅值

b、必须有有效电子存在

c、必须有电子放电通道的时间

伏秒特性：对于同一间隙，多次施加同一形状但幅值不同的冲击电压作用，其击穿电压幅值与击穿时间关系（曲线）称为伏秒特性。

U50%的概念：对于同一间隙，多次施加同一电压，其击穿的概率为U50%，对应的电压幅值是U50%。

U50%表征绝缘冲击击穿特性。

2、了解影响气体放电的因素

a、电场形式对放电电压的影响

b、电压波形对击穿电压的影响

c、气体的性质和状态对放电电压的影响

3、提高气隙间隙击穿电压（绝缘强度）的措施

⑴改善电场分布

a、改善电极的形状及电场分布

b 、 采用极间障 ⑵消弱电离 a 、 采用压缩气体 b 、 采用真空

c 、 采用电负性气体（SF 6）

4、 沿面放电的概念、污秽沿面放电的过程

概念：悬挂在击穿导线（导体），支柱、套管、悬式绝缘子暴露在空气中与空气形成交接面。

污秽绝缘子沿面放电的过程：是脏污表面气体电离，电弧产生，发展，熄灭，重燃的过程。

i i r →→↑→→↑→∆↑→→→↑→↑→→增大增大发热烘干R U 烘干区击穿电弧产生发热烘干区延伸整个表面

第二章 液体和固体介质的绝缘强度 第一节 介质的极化、电导和损耗 1、 极化的形式 1) 电子式位移极化 2) 离子式位移极化 3) 偶极子极化 4) 夹层极化 2、 了解电导

电介质在电场作用下，少量带电粒子作定向运动，产生电流的现象。

电导表征导电能力。 电导决定电流（泄漏电流） 电子的导数叫绝缘电阻。 3、 介质损耗 tan δ

介质损耗分为电导损耗饿极化损耗。 直流：电导损耗

交流：电导损耗和极化损耗 tan δ：介质损耗角正切。

2

p=tan cu ωδ

① 损耗与ω、с、U 2 成正比。

高频、高压、大容量，损耗p 增大。 ② 外加条件一定时，介质损耗与tan δ成正比。

同一材料，同一时期tan δ不一样，tan δ反映不同时期的性能及缺陷。 4、 影响tan δ的因素 a 、 f （频率）的影响

f ＜f 0 tan f δ↑→↑→↑极化损耗

0,tan f f f δ〉↑→↓→↓极化损耗

b 、 温度影响 0～t 1 tan t δ

↑→↑→↓→吸引力极化容易

0～t 2 tan t δ

↑→↑→↓热运动极化难，极化损耗降低，

0～t 3 t tan δ↑→→↑电导损耗为主 c 、 电压的影响

0,tan U U U δ<↑→几乎不变

0,tan U U U δ>↑→↑

第二节 液体介质的击穿 1、 小桥理论

液体分子由电子碰撞而发生气泡，或者在电场作用下因其他原因发生气泡，由气泡内气体放电而引起液体介质的热击穿。 2、 油的击穿过程 a 、 当油中含有气泡

→→→→→→→气液电离带电粒子碰撞油分子油分解汽化新的气泡发展至整个油表面形成类似浮桥击穿

b 、 油中有杂质

r ξ→→↑→↑→→→→→杂质大极化强损耗热量使油汽化气泡发展至整个油表面形成类似“浮桥”击穿

3、 影响液体（油）介质击穿的因素

① 杂质：a 、气体，水份，若充分溶解于油中，影响不大。 b 、若形成气泡，水清，影响较大。 ②温度影响

a 、 干燥油，影响不大。

b 、 受潮的油：0~60℃ 温度增大，有利于充分溶解 t>80℃以上，温度增大，水分汽化，气泡出现，影响大。