高电压问答题

气体分子的电离可由下列因素引起：1电子正离子与气体分子的碰撞电离2各种光辐射（光电离）3高温下气体中的热能（热电离）4负离子的形成：阻碍放电作用。不均匀电场：分为稍不均匀电场和极不均匀电场，不均匀电场几乎全是按流注机理进行。极不均匀电场的分析电极采用棒—棒，棒—板稍不均匀一般指球状电极。非自持放电：依靠外电离因素作用才能维持的放电。自持放电:放电过程不需要外电离因素，电流可以自维持。汤逊理论认为，放电的主要原因是电子碰撞电离，二次电子来源于正离子撞击阴极表面溢出电子，溢出电子是维持气体放电的必要条件。适用于低气压，短距离。流注理论认为：电子碰撞电离及空间光电离是维持自持放电的主要因素，并强调了空间电荷畸变电场的作用。适用于高气压，长距离。极性效应：由于高场强电极极性的不同，空间电荷的极性也不同，对放电发展的影响也不同，这就造成了不同极性的高场强电极的电晕起始电压的不同，以及间隙击穿电压的不同。不均匀电场的放电有明显的极性效应。极性的确定:取决于曲率半径小的电极极性。相同几何形状时取决于不接地电极的极性。对于正棒-负极的情况：正极性对于负棒-正极的情况：负极性稍不均匀电场和极不均匀电场放电特点以球-球不均匀电场为例（D球直径，d球间距）d=2D时，电场较均匀，放电特性与均匀电场相似。现自持放电，气隙随即被击穿。D=4D时，电场分布不均匀。极间电压达到某一临界值时，球极出现蓝紫色的晕光，伴随嘶嘶声，称这种局部放电为电晕放电，称临界电压为电晕起始电压，电晕是放电的一种。外加电压增大，电极表面电晕层随之扩大，出现刷状细火花，最终击穿。2Dd4D时，过渡区域。随电压升高会出现电晕，但不稳定，球隙立刻转为火花放电。累积效应：极不均匀电场中，当作用在固体介质上的电压为幅值较低或作用时间较短的冲击电压时，会在固体介质中形成局部损伤或不完全击穿。这些不完全击穿每施加一次冲击电压就向前延伸一步，随着加压次数的增加，介质击穿电压也随之下降，这种现象称累积效应。直流电压下：负极性棒-板棒棒正极性棒-板说明：不对称的极不均匀电场击穿有极性效应。对称的极不均匀电场击穿无极性效应。伏秒特性：由于气隙的击穿存在时延现象，所以必须将击穿电压值与放电时延联系起来确定气隙的击穿特性，这种“电压—时间”坐标平面上形成的曲线，通常称为伏秒特性曲线。伏秒特性绘制方法：1保持冲击电压波形不变，逐级升高电压使气隙击穿，记录击穿电压波形，读取击穿电压值U与击穿时间t。2电压不很高时，击穿一般发生在波长时间3电压很高时，击穿可能在波前时间。4波前击穿时，U与t均取击穿时刻的值。5波长击穿时，U取波峰值，t取击穿时刻的值。大气条件对气隙击穿特性的影响因素：压力，温度，湿度，海拔。原因：这些都影响空气密度，电子自由行程的长度，碰撞电离及附着过程。绝缘的老化:电气设备运行过程中，受各种因素长期作用，绝缘发生的一系列不可逆变化，导致其物理，化学，电，和机械等性能劣化。分类：电老化，热老化，机械应力老化和环境老化。固体介质的击穿特点：1击穿场强与电压作用的时间有很大关系，时间越长，击穿场强越低。2根据电压作用时间,击穿分为：电击穿，热击穿，电化学击穿。3外因：电厂均匀度，温度4内因：介质的微观结构，几何形状5击穿场强不是绝缘材料的常数电气绝缘试验的分类：绝缘特性试验（绝缘电阻与吸收比的测量，介质损耗角正切的测量，局部放电的测量，局部放电的测量，其他试验）绝缘耐压试验（工频高压试验，直流高压试验，冲击高压试验）水树枝：国际电工委员会：水树枝是一种可以在交流电厂应力和潮气作用下，低密度聚乙烯和交联聚乙烯绝缘发生劣化，降解的一种现象。Iec电气学会定义：水树枝是聚乙烯类绝缘材料在长时间与水共存状态下因电场作用产生的，形状为充满了水的各种树枝状的细微通道或气隙。减小电缆介质的介电常数可提高电磁波在电缆中传播速度。冲击电压发生器充电工程：基本原理，并联充电，串联放电串联台数越多，装置利用系数越低，总漏抗急剧增加，一般穿=串级试验变压器串接数不超过3。测量电气设备tan&的意义tan&能反映绝缘的整体性缺陷和小电容试品的局部性缺陷。由tan&随电压而变化的曲线，可判断绝缘是否受潮，含有气泡及老化程度。但不能灵活反映大容量发电机，变压器和电力电缆中的局部性缺陷，这时应尽可能将设备分解，分别测量tan&。局部测量方法：1电器检测法（脉冲电流法，无线电干扰测试法，介质损耗法）2非电检测法（超声波法，化学分析法，光化学法）测量绝缘电阻能有效的发现下列缺陷：总体绝缘质量欠佳，绝缘受潮，两级间有贯穿性的导电通道。测量绝缘电阻不能发现下列缺陷：绝缘中的局部缺陷（非贯穿性的局部损伤，含有气泡，分层脱开等），绝缘的老化。对于某些大型被试品，用测量吸收比的方法来代替。K=R60/R15对于被试品电容较大和不均匀的试品绝缘，如果绝缘状况良好，则吸收现象将明显，k远大于1。如果绝缘受潮严重或内部有集中性的导电通道，k值接近于1。绝缘电阻是一切电介质和绝缘结构的绝缘状态最基本的综合性特性参数。6.3多导线系数的波过程波在平行多导线系统中传播，将产生相互耦合作用。导线之间的耦合系数对多导线有重要作用，是输电线路防雷计算的一个重要参数。6．4波在传播中的衰减与畸变实际输电线路与大地并不是理想导体，波在传播过程中，总要不断消耗能量。从而逐渐衰减与变形。1导线电阻2大地电阻3绝缘的泄露电导与介质损耗4极高频或陡坡下的辐射损耗5冲击电晕线路末端的折射、反射：末端开路反射，在反射波所到之处电压提高1倍，而电流降为0.末端短路反射在反射波所到之处电流提高1倍，而电压降为0.末端接集中负载时的折反射当R和z1不相等时，来波将在集中负载上发生折反射。操作过电压的限制措施：1在低压系数中安装消弧线圈2在高压线路上装设置并联电抗器3采用带有并联电阻的断路器4安装避雷器。产生原因：断路器操作和各种故障引起的过度过程（初始状态震荡稳定状态）。特点：幅值高，存在高频振荡，强阻尼和持续时间短。常见操作过电压：中性点不接地系统中电弧接地过电压，空载线路合闸过电压，切除空载线路过电压，切除空载变压器过电压雷电是一种超长间隙的火花放电放电过程：先导放电阶段-主放电阶段-余辉放电阶段雷电过电压的形成：直击雷过电压，感应雷过电压衡量输电线路防雷性能的两个指标：耐雷水平，雷击跳闸率耐雷水平：雷击线路不致引起绝缘闪络的最大雷电流幅值。耐雷水平越高，线路绝缘发生闪络机会越小。雷击跳闸率:折算为统一条件下，因雷击而引起的线路跳闸的次数。此统一条件为：每年40个雷电日和100km线路长度。防雷措施小结：1架设避雷线2降低杆塔接地电阻3架设耦合地线4采用消弧线圈接地方式5加强绝缘6采用不平衡绝缘方式7装设自动重合闸8安装线路避雷器无间隙氧化锌避雷器的技术优点：1非线性系数a值小2结构简单3保护性能优越4金属氧化物避雷器基本无续流，动作负载轻，耐重复动作能力强5通流容量大6适用于多种特殊需要防雷保护装置：能使被保护物体避免雷击，引雷于自身并顺利泄入大地的装置。基本装置:避雷针，避雷线，避雷器，防雷接地避雷针，避雷线用于直击雷保护，避雷器用于感应雷保护(侵入波保护)接地装置：减少避雷线（针)，避雷器与大地间的电阻值，降低雷电过电压。建弧率：输电线路在遭受雷击引起冲击闪络后，闪络转化为稳定工频电弧的概率。残压Ur:雷电流通过避雷器时在阀片电阻上产生的压降。220v及以下系统，雷电流取5kA，超高压系统取10kA电介质：通产条件下导电性能极差的物质。正负电荷束缚紧，内部可自由移动电荷少，导电差。作用：不同的导体分隔开，保持不同电位并阻止电流向不需要的地方流动。避雷针原理：雷云放电接近地面时，使地面电场畸变，避雷针顶端形成局部电场强度集中地空间，以影响雷电先导放电发展方向，引导雷电向避雷针放电，再通过接地引下线和接地装置将雷电引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。保护设备与被保护设备伏秒特性如何配合？为何?——保护设备的伏秒特性应始终低于被保护设备的伏秒特性。当有一过电压作用于两设备时，总是保护设备先被击穿，进而限制过电压幅值，保护了被保护设备。谐振过电压：当系统进行操作或发生故障时，某一回路自振频率与电源频率相等时，将发生谐振现象，导致系统中某些部分上出现的过电压。雷暴日：某地区一年四季有雷电放电的天数。自恢复绝缘：发生击穿后，一旦去掉外电压，能恢复其绝缘性的绝缘。测量绝缘材料的泄露电流为什么用直流电压而不用交流电压？直流电压作用下的介质损失仅有漏导损失，而交流作用下介质损失不仅漏导损失还有极化损失。直流下更易测得泄漏电流。测量绝缘电阻试验中，为何在绝缘表面受潮时要求装上屏蔽环？绝缘表面受潮时，沿绝缘表面的泄露电流将增大，若此泄露电流流入电流线圈，将使绝缘电阻读书显著下降，引起误判。彼得逊法则：计算线路中一点电压时，可以将分别电路等值为集中参数电路。线路的波阻抗用数值相等的电阻代替，把入射波的2倍作为等值电压源。若Z1,z2是有限长度波阻抗，则上述等值电路只用于在z1z2端反射波尚未回到节点以前时间。为何含卤族元素的化合物具有高电气强度用作灭弧度介质（SF6）。卤族元素的气体具有很强的电负性，气体分子容易和电子结合成负离子，从而削弱了电子的碰撞电离能力，同时又加强了复合过程。电气距离：避雷器与各个电气设备之间不可避免的要沿连接线分开一定的距离。电介质极化：外电场作用下，电介质正负电荷沿电场方向做有限的位移或转向，形成电矩。