高电压技术问答题资料

1-1、试比较电介质中各种极化的性质和特点

答:

电介质极化种类及比较

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—15s无束缚电子运动轨道偏

移离子式极化离子式电介质/ 小—13

10 s几乎没有离子的相对偏移

转向极化极性电介质10—10s 〜10—2s有偶极子的定向排列空间电荷极化多层介质交界面10—2s〜数分钟有自由电荷的移动

极性化合物的每个极性分子都是一个偶极子，在电

相对于原子核发生弹性位移，此为电子式极化或电子

位移极化。离子式结构化合物，出现外电场后，正负

离子将发生方向相反的偏移，使平均偶极距不再为

零，此为离子位移极化。

场作用下，原先排列杂乱的偶极子将沿电场方向转

动，显示出极性，这称为偶极子极化。在电场作用

下，带电质点在电介质中移动时，可能被晶格缺陷捕

获或在两层介质的界面上堆积，造成电荷在介质

空间中新的分布，从而产生电矩，这就是空间电荷极

化。

补充：1、画出电介质的等效电路（非简化的）及其向量图，说明电路中各元件的含义，指出介质损失角。

答:图1 — 4 —2中，R^为泄漏电阻；Ik为泄漏电J g为真空和无损极化所引起的电流密度，为纯容

流; C g为介质真空和无损极化所形成的电容；I g为o 0

性的；J lk为漏导引起的电流密度，为纯阻性的；J p

为无损极化所形成的等效电阻；I p为流过R p—C p

支路的电流，可以分为有功分量l pr和无功分量

o 0

和有功部分J pr组成。容性电流J c与总电容电流密

度向量J之间的夹角为-,称为介质损耗角。介质损耗角

简称介损角、：，为电介质电流的相角领先电压相角的

余角，功率因素角「的余角，其正切tg：

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。

流过C g的电流；C p为无损极化所引起的电容；R p为有损极化所引起的电流密度，它由无功部分J pc

E

补充：1、说明巴申定律的实验曲线的物理意义是什么？

答：巴申曲线如下图所示：

其物理意义在于：在均匀的电场中，击穿电压U b

是气体的相对密度•、极间距离S乘积的函

数，只要. 5的乘积不变，U b也就不变。

其原因可解释如下：假设S保持不变，当气体密

度「•增大时，电子的平均自由行程缩短了，相邻两次

碰撞之间，电子积聚到足够动能的几率减小了，故U b必

然增大。反之当：减小时，电子在碰撞前积聚到足够动

能的几率虽然增大了，但气体很稀薄，电子在走完全程

中与气体分子相撞的总次数却减到很小，欲使击穿u b

也须增大。故在这两者之间，总有一个：值对造成撞击

游离最有利，此时U b最小。同样，可假设「•保持不

变，S值增大时欲得一定的场强，电压必须增大。当S

值减到过小时，场强虽大增，但电于在走完全程中所遇

到的撞击次数己减到很小，故要求外加电压增大，才能

击穿。

这两者之间，也总有一个S的值对造成撞击游离最有

利，此时U b最小。

2、试画出用兆欧表测量绝缘套管体积电阻的接线

图，并说明端子G的作用是什么；如果在15s与60s 时

测得该套管的绝缘电阻为R s=1000M Q ,R6o =3000M

Q ，那么该套管的绝缘电阻是多大？它的吸收比为多

少？

答：兆欧表测量绝缘套管体积电阻的接线图如下：

图1-2用兆吹表测奁技绝曝前祺哎囲d

111

端子G的作用是屏蔽。该套管的绝缘电阻是

3000M Q （一般情况下60s的绝缘电阻已经接近无限

长时间的绝缘电阻）。吸收比

K

二恵代=30001000 = 3。

答：绝缘子上有污秽且在毛毛雨、雾、露、雪等不利天气下发生的闪络称为污闪。

第一章

1-4、电解质电导与金属电导本质区别为何？答：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、某些电容量较大的设备经直流高压试

验后，其接地放电时间要求长达5--10min，

为什么？

答：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。

第二章

2- 2、气体放电的汤森德机理和流注机理的区别以及

各自的适应范围？

答：汤森德理论认为电子崩向阳极不断发展，崩中的

正离子撞击阴极也产生自由电子。自由电子的撞击电

离和正离子撞击阴极表面的电离是放电产生和发展的

原因。

流注理论认为电子崩发展使崩头和崩尾场强增加而崩内场强减少，有利于崩内发生复合产生大量的光子，而光子又产生光电离，光子产生的电子也产生二次电子崩迅速汇入到主崩，以等离子体的形式向阴极发展就形成了流注。

相同点：两者产生和发展都需要碰撞电离和电子崩。

相异点：汤逊理论主要考虑了电子的碰撞电离和正离子撞击阴极表面的电离；流柱理论主要考虑了电子的碰撞电离、空间电荷对电场畸变的影响和空间光电离。

适应范围：汤逊理论适合低气压、小距离的情况，^s < 0.26cm，比较均匀的电场适用；流注理论是高气压、远距离的情况，s 0.26 cm或不均

匀的电场适用。

2、什么叫“污闪” ？发生污闪的最不利的大气条件

是什么？列举提高污闪电压的措施。

防止污闪事故的对策：

1、调整爬距

爬电比距：外绝缘“相一地”之间的爬电距离（cm）与系统最高工作（线）电压（kV，有效值）

之比。将爬距调大可以减少污闪事故的发生。可以通过增加绝缘子的片数和改变绝缘子的类型。

2、定期或不定期的清扫

3、涂料

涂憎水性涂料，如硅油或硅脂，近年来常采用室

温化硅橡胶（RTV涂料。

4、半导体釉绝缘子

表面有电导电流流过，产生热量使污层不易吸潮。

5、新型合成绝缘子

重量轻、抗拉、抗弯、耐冲击负荷、电气绝缘性能好、耐电弧性能好，但也存在价格贵、老化等问题。

3、电晕产生的物理机理是什么？它有哪些有害影响？试列举工程上各种防晕措施的实

例。

答：电晕放电是极不均匀电场中的一种自持放电现

象，在极不均匀电场中，在气体间隙还没有击穿之

前，在电极曲率较大的附近的空间的局部的场强已经很大了，从而在这局部强场中产生强烈的电离，但离电极稍远处场强已大为减弱，故此电离区域不能扩展到很大，只能在电极的表面产生放电的现象。

电晕放电的危害 :

1）伴随着游离、复合、激励、反激励等过程而有声、光、热等效应，发出“咝咝”的声音，蓝色的晕光以及使周围气体温度升高等。

2）在尖端或电极的某些突出处，电子和离于在局部强场的驱动下高速运动，与气体分子交换动量，形成“电风”。当电极固定得刚性不够时，气体对“电风”的反作用力会使电晕极振动或转动。

3）电晕会产生高频脉冲电流，其中还包含着许多高次谐波，这会造成对无线电的干扰。

4）电晕产生的化学反映产物具有强烈的氧化和腐蚀作用，所以，电晕是促使有机绝缘老化的重要因素。