(完整word版)高电压技术复习题

1、电子极化具有以下四种类型：电子位移极化；离子位移极化；转向极化；空间电荷极化。

2、电子位移极化

电场中的所有电介质内都从在电子位移极化，它是弹性的并不引起能量损耗，完成极化的时间极短，该时间已于可见光相近；

单元粒子的电子极化电矩与温度有关，温度的变化只是通过介质密度的变化（即介质单位体积中粒子数的变化）才使介质的电子位移极化率发生变化。

3、离子位移极化

在大多数情况下，离子位移极化有微量的能量损耗。电介质的离子位移极化率随温度的升高而略有增大。这是由于温度升高时电介质的体积膨胀，离子间的距离增大，离子间相互作用的弹性力减弱的结果。

4、转向极化

外电场愈强，极性分子的转向定向就愈充分，转向极化就愈强烈。转向极化的建立需较长的时间。并伴有能量损耗。

5、空间电荷极化

以上三种极化都是带电质点的弹性位移或转向形成的

空间电荷极化的机理与上述不同，它是由带电质点（电子或正、负离子）的移动而形成的；

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，造成电荷在电介质中新的分布从而产生电矩。这种极化称为空间电荷极化。

5、气体介质的相对介电常数

由于气体物质分子间的距离相对很大，即气体的密度很小，气体的极化率也就很小，故一切气体的相对介电常数都接近于1。

任何气体的相对介电常数均随温度的升高而减小，随压力的增大而增大，但其影响过程都很小。

6、中性液体介质

中性液体介质的相对介电常数不大，其值在1.8~2.8范围内；

7、极性液体介质

低温时分子间的黏附力强，转向较难，转向极化对介电常数的贡献较小，随着温度的升高，分子间的黏附力减弱，转向极化对介电常数的贡献就较大，介电常数随之增大；另一方面，温度升高时，分子的热运动加强，对极性分子定向排列的干扰也随之增强，阻碍转向极化的完成，所以当温度进一步升高时介电常数反而趋向减小。

当频率相当低时，极性分子来得及跟随电场交变转向，介电常数较大，并且接近于直流电压下测得的介电常数，当频率超过某一临界值时，极性分子的转向就跟不上电场的变化，介电常数就开始减小，随着频率的增高介电常数最终接近于自由电子位移极化所引起的介电常数值。

8、固体相对介电常数

由中性分子构成的固体介质只具有电子式极化和离子式极化，其介电常数较小；

极性固体介质

由于具有极性所以这类介质的介电常数都很大；

9、电介质的电导

气体介质的电导是由电离出来的自由电子、正离子和负离子在电场作用下移动而造成的。液体和固体介质的电导是由介质的基本物质分子发生化学分解火热离解形成的带电质点沿电场方向运动而形成的。

10、气体介质的电导

11、液体介质的电导

12、固体介质的电导

影响固体介质电导的因素：1、温度；2、电场强度3、杂质；

固体介质除了体积电导外，还存在表面电导

一般中性介质的表面电导最小，极性分子次之，离子型介质最大；

13、电介质中的能量损耗

1、介质损耗的基本概念

2、气体介质中的损耗

当场强超过气体分子电离所需的值时，其体介质将产生电离，介质损耗大增，且随着电压的升高，损耗增长很快。

3、液体和固体介质的损耗

第二章气体放电的物理过程

1、气体带电质点的产生

气体中带电质点的来源有二：一是气体分子本身发生电离，二是气体中的液体或固体金属表面发生电离；

电离：当外界加入的能量很大，使电子具有的能量超过最远轨道的能量时，电子就逃出原子轨道之外，成为自由电子。这样，就使原来的一个中性原子变成一个自由电子和带正电荷的离子，这种过程称为电离；

包括1、撞击电离2、光电离3、热电离4、表面电离

2、汤森德气体放电理论

3、流注放电理论

4、电晕放电

电晕放电是极不均匀电场所特有的一种自持放电形式；

电晕放电的电场强度并不取决于电源电路中的阻抗，而取决于电极外气体空间的电导，即取决于外施电压的大小、电极形状、相间距离、气体的性质和密度等。

5、气体中的电晕放电会有下列几种效应

6、消除电晕的方法是：1、改进电极的形状2、增大电极的曲率半径

7、雷电放电

8、气隙的沿面放电

沿着气体与固体（或液体）介质的分界面上发生的放电现象成为气隙的沿面放电

沿面放电发展到贯穿两级，使整个气隙沿面被击穿，称为闪烁。在实用的绝缘结构中，气隙沿固体表面放电的现象占大多数；

一般说来，固体介质的介电常数比气体介质大好几倍，其电导率比正常情况下气体的电导率大的更多；

9、不论作用的电压波形如何，紧贴电极的薄层气隙中的场强总是远大于其他部分的场强，这里的气体就首先电离，产生自由电子，给沿面放电创造条件。

10、通常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烁电压也有类似的情况。

11、空气隙的击穿电压（包括沿面闪烁）随着空气密度的增大而升高的原因是：随着密度的增大，空气中自由电子的平均自由程度缩短了，不易造成撞击电离

12、、空气隙的击穿电压随着空气湿度的增大而增大的原因：水蒸气是电负性气体，易俘获自由电子以形成负离子，使最活跃的电离因素——自由电子的数量减少，阻碍电离的发展。

13、在均匀电场中，电场对称，故击穿电压与电压极性无关。

14、提高气隙击穿电压的方法

（1）改善电场分布

一般来说，气隙的电场分布越均匀，气隙的击穿电压就越高，

（2）采用高度真空

从气体的放电理论可知，采用高度真空，可以削弱气隙中撞击电离过程，也能提高气隙的击穿电压；

当气隙中的气体由大气压逐渐降低时，间隙的击穿电压随之减小。

（3）增高气压

增高气体的压强可以减小电子的平均自由程，阻碍撞击电离的发展，从而提高气隙的击穿电压。

（4）采用高耐电强度气体

（5）SF6气体的应用

注：SF6气体的特性

15提高气体沿面电压放电的方法

（1）屏障（2）屏蔽（3）加电容极板（4）消除窄气体（5）（6）（7）（8）；

16、影响固体电介质击穿电压的因素

电压、温度、电场均匀度和介质厚度、多层性、累积效应

17、固体介质的老化

固体介质在电场作用下，会逐渐发生某些物理、化学变化，形成与介质本身不同的新物质，使介质的物理、化学性能发生劣化，最终导致介质被击穿，这个过程称为电老化。18、影响液体电介质击穿电压的因素

液体介质本身素质的影响、电压作用时间的影响、电场情况的影响、温度的影响19、国产单个工频试验变压器的额定电压（KV）有下列等级：

5、10、25、35、50、100、250、300、500、750；

20、雷暴日是一年中有雷电的日数；

21、避雷器的主要类型有保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器和氧化锌避雷器等几种

保护间隙避雷器主要用于限制大气过电压，一般用于配电系统、线路、发电厂和变电站进线端的保护。阀型避雷器用于变电所和发电站的保护，在220KV及以下系统主要用于限制大气过电压，在超高压系统中还用限制内过电压，或做内过电压的后备保护。

22、接地可以分为（1）工作接地（2）保护接地（3）防雷接地

23、输电线路上出现的大气过电压有两种：一类是雷直击于线路引起的，称为雷直击过电压；另一种是雷击线路附近地面，由于电磁感应引起的，称为感应雷过电压

24、输电线路的防雷性能的优劣主要由耐雷水平和雷击跳闸率来衡量。

四、名词解释题(本大题共5小题，每小题6分，共30分)

1.吸收比：指的是电流衰减过程中的两个瞬间测得的两个电流值或两个相应的绝缘电阻值之比。（或指被试品加压60秒时的绝缘电阻与加压15秒时的绝缘电阻之比。）

2.雷击跳闸率：.指每100KM线路每年由雷击引起的跳闸次数。

3.雷暴日：指某地区一年四季中有雷电放电的天数，一天中只要听到一次及以上雷声就是一个雷暴日。