江师大(徐师大)高电压技术复习.doc

1.电离的产生方式：（1）热电离（2）光电离（3）碰撞电离（4）分级电离
2.电子从电极表面逸出的方式：（1）正离子撞击阴极（2）光电子发射（3）强场发射（4）热电子发射
3.带电质点消失的方式：（1）带电质点受电场力的作用流入电极（2）带电质点的扩散（3）带电质点的复合
4.伏秒特性：一般用间隙上出现的电压最大值和间隙击穿时间的关系曲线来表示间隙的冲击绝缘特性，此曲线称间隙的伏秒特性曲线。

图 伏秒特性绘制方法

5.提高气体击穿电压的措施：（1）电极形状的改进（2）空间电荷对原电场的畸变作用（3）极不均匀场中屏障的采用（4）提高气体压力的作用（5）高真空和高电气强度气体SF6的采用
7.玻璃的介质损耗：电导损耗、松弛损耗和结构损耗。陶瓷的介质损耗：玻璃相中离子电导损耗、结构较松的多晶点阵结构引起的松弛损耗以及气隙中含水分引起的界面附加损耗。
8.固体电介质击穿：电介质在强电场下的电流密度按指数规律随电场强度增加而增加，当电场进一步增强到某个临界值时，电介质的电导突然剧增，电介质便由绝缘状态变为导电状态。
9.固体电介质的击穿形式：热击穿、电击穿和不均匀介质局部放电引起击穿
10.测量绝缘电阻能有效地发现下列缺陷：总体绝缘质量欠佳；绝缘介质受潮；两极间有贯穿性的导电通道；绝缘介质表面情况不良。测量绝缘电阻不能发现下列缺陷：绝缘介质中的局部缺陷，如非贯穿性的局部损伤、含有气泡、分层脱开等；绝缘介质的老化，因为已经老化的绝缘介质，其绝缘电阻还可能是相当高的。
6.极性液体介质：

11. 为什么能发现更多缺陷的原因：利用高压直流装置和微安表测量泄漏电流可使用较高的电压（10KV及以上），可以有效地发现一些尚未完全贯通的集中性缺陷。一方面加在被试品上的直流电压要比兆欧表的工作电压高的多，故能发现兆欧表所不能发现的某些缺陷；另一方面，这时施加在被试品上的直流电压是逐渐增大的，这样就可以在升压过程中监视泄漏电流的增长动向。
13.工频高电压的测量方法：用球隙或峰值电压表测量交流电压的峰值，用静电电压表测量交流电压的有效值，采用电容分压器配用低压仪表测量高压。
14.直流高压试验和交流耐压试验相比的特点：（1）直流下没有电容电流，要求电源容量很小，加上可用串级的方法产生高压直流，所以试验设备可以做得比较轻巧，适合于现场预防性试验的要求。（2）在试验时可以同时测量泄漏电流，由所得的“电压——电流”曲线能有效地显示绝缘材料内部的集中性缺陷或受潮，提供有关绝缘状态的补充信息。（3）直流耐压试验比之交流耐压试验能发现电机端部的绝缘缺陷。（4）在直流高压下，局部放电较弱，不会加快有机绝缘材料的分解或老化变质，在某种程度上带有非破坏性试验的性质。
15.波阻抗与电阻的区别：（1）波阻抗表示向同一方向传播的电压波和电流波之间比值的大小；电磁波通过波阻抗为Z的无损线路时，其能量以电磁能的形式储存与周围介质中，而不像电阻那样被消耗掉。（2）为了区别不同方向的行波，Z的前面应有正负号。（3）如果导线上有前行波，又有反行波，两波相遇时，总电压和总电流的比值不再等于波阻抗。（4）波阻抗的数值Z只与导线单位长度的电感L0和电容C0有关，而与线路长度无关。

12.西林电桥测量法的基本原理：

图中，Zx为AC段阻抗，即是Cx与Rx；同理，Zn为CB段阻抗，既是CN；Z3与Z4则分别指AD和BD段阻抗。Cx，Rx为被测试样的等效并联电容与电阻，R3，R4表示电阻比例臂，CN为平衡试样电容Cx的标准，C4为平衡损耗角正切的可变电容。根据电容平衡原理，ZxZ4=ZNZ3 ①
从图中得：1/Zx=1/Rx+jωCx Zn=1/jωCN
Z3=R3 1/Z4=1/R4+jωC4 ②
将式②代入式①，再将实部与虚部分别列出等式，解所得方程式，得：
Cx=(R4/R3)* CN*（1/（1+tan²δx） 标注：是tan的2次方
tanδx=ωC4R4
式中 tanδx——试样的损耗角正切，tanδx=（1/ω）CxRx
当tanδx<0.1时，试样电容可近似地按下式计算：
Cx=(R4/R3) CN
因此，当桥臂电阻R3、R4和电容CN、C4已知时就可以求得试样电容和损耗角正切，计算出Cx后，根据试样与电极的尺寸再计算其相对介电常数。
如果被试品用串联等效电路表示，也可得出同样的结果。
16.前行波与反行波的证明:

已知u（x，t）=uf(t – x/v)+ub（t + x/v）电压的第一个分量uf(t – x/v)。设任意波形的电压波uf( t – x/v)沿着线路x传播，如果所示，假定当t=t1时刻线路上任意位置x1点的电压值为ua，当时间t=t2时刻是（t2>t1），电压值为ua的点到达x2，则应满足
t1-x1/v=t2- x2/v 既：x2-x1=v(t2-t1)
由于v恒大于0，且由于t2>t1，则（x2-x1）>0，由此可见uf（t-x/v）表示前行波；
同样的方法可以证明ub（t+x/v）表示沿x反方向行进的电压波，称为反行电压波。
17.当冲击电压作用于变压器绕组时，在变压器组内将出现振荡过程，试分析出现振荡的根本原因，并由此分析冲击电压波形对振荡的影响？

因电感中的电流不能突变，故在t=0的初始瞬间Lodx支路中不会有电流流过，相当于电感支路开路
u≈Uo*e^-αx 也就是说，不论绕组末端是否接地，在大部分绕组（x/l）<0.8时，起始电位分布实际上接近相同，只是在接地绕组末端，电位分布有些差异
u=Uo（1 – x/l），由于变压器的稳态电位分布与起始电位分布不同，因此从起始分布到稳态分布，其间必有一个过渡过程。而且由于绕组电感和电容之间的能量转换，使过渡过程具有振荡性质。振荡的激烈程度和稳态电位分布与起始电位分布两者之差值密切相关。这个差值就是振荡过程中的自由振荡分量，差值越大，自由振荡分量越大，振荡越强烈；由此产生的对地电位和电位梯度也越高
18.感应雷过电压的形成:由于雷云对地放电过程中，放电通道周围空间电磁场的急剧变化，会再附近线路的导线上产生过电压。（感觉略少）
19.排气式避雷器的工作原理：当雷电波侵入时，内外间隙同时击穿，雷电流经间隙泄入大地，从而保护了电气设备，过电压消失后，保护间隙中仍有工频续流流过，其值为排气式避雷器安装处的短路电流，工频续流电弧的高温使管内产气材料分解出大量气体，管内压力升高，气体在高压力作用下由环形电极的开口孔碰出，形成强烈的纵吹，经过1---3个周波后，电弧在工频电流过零时被熄灭。
20.输电线路的防雷措施：(1)架设避雷线（2）降低杆塔接地电阻（3）架设耦合地线（4）采用不平衡绝缘方式（5）采用中性点非有效接地方式（6）装设避雷器（7）加强绝缘（8）装设自动重合闸装置
21.切除空载线路过电压：原理：分数不要了
影响因素：（1）断路器的性能
（2）中性点的接地方式
（3）母线上有其他出线
（4）线路侧装有电磁式电压互感器等设备
措施：（1）改善断路器的结构，避免发生重燃现象（2）断路器加装并联电阻
（3）利用避雷器保护 （4）泄流设备的装设
计算题
1.母线上接有波阻抗分别Z1，Z2，Z3的三条出线，从Z1线路上传来幅值为E的无穷长直角电压波，求出在线路Z3出现的折射波和在线路Z1上的反射波？

2.母线上共有波阻抗为Z的5条出线，从其中一条出线上传来幅值为E的无穷长直角电压波，求这条出线上的反射波和其余出线上的折射波？

3.一个长1cm的均匀场间隙中，电子碰撞电离系数α=11cm^-1，若有50个初始电子从阴极出发，求到达阳极的电子崩中的电子数？
解：由题已知 d=1cm α=11cm^-1 no=50
所以 n=noe^αd=50e^11
4.试验求得棒间隙的正频击穿电压的有效值为300kv，试验的气压为99.8kpa，气温为25℃，温度为20g/cm^3，问应间隙在标准大气条件下击穿电压应为多少？（m=n=1，ω=0）
解：由题可知： U = 300kv Ps = 101.3kpa ts = 20℃
P = 99.8kpa t = 25℃

5.雷电流的概率分布公式：

标：以上α均为阿尔法