1、河南理工大學高電壓技術期末考試總結名詞解釋1 電介質：在電場中能產生極化的物質 通常條件下導電性能極差、在電力系統(tǒng) 用作絕緣的材料。2 電介質的極化種類：電子位移極化： 當外加一電場， 電場力將使荷正電的原子核像電場方向位移， 荷 負電的電子云中心向電場反方向位移， 但原子核對電子云的引力達到平衡時， 感 應電距也達到穩(wěn)定。 離子位移極化在有離子結合成的介質中， 外電廠的作用除了 促使各個離子內部產生電子位移極化外， 還產生正負離子相對位移而形成的極化。 轉向極化 （偶極子極化） : 出現(xiàn)外電場后偶極子沿電場方向轉動， 作較有規(guī)則的 排列， 因而顯出極性，這種極化稱為偶極子極化或轉向極化?？臻g

2、電荷極化 （夾層極化 ） ：空間電荷極化常常發(fā)生在不均勻介質中， 在外電場的 作用下，不均勻電介質中的正負間隙離子分別向負、 正極移動， 引起電介質內各 點離子密度的變化，產生電偶極矩，這種極化稱為空間電荷極化。3電介質損耗：任何電介質在電場作用下都有能量損耗，包括由電導引起的損耗 和某些極化過程引起的損耗。電介質的能量損耗簡稱介質損耗。碰撞電離：氣體介質中粒子相撞，撞擊粒子傳給被撞粒子能量，使其電離。光電離 : 在光照射下，將光子能量傳給粒子，游離出自由電子 。由光電離而產 生的自由電子稱為光電子 必要條件：光子的能量大于氣體粒子的電離能 。熱電離 : 是熱狀態(tài)下碰撞電離和光電離的綜合 .電

3、極表面電離：氣體中的電子也可從金屬電極表面游離出來。 8電子崩：外界電離因子在陰極附近產生了一個初始電子，如果空間電場強度足 夠大，該電子在向陽極運動時就會引起碰撞電離， 產生一個新的電子， 初始電子 和新電子繼續(xù)向陽極運動，又會引起新的碰撞電離，產生更多電子。依此，電子 將按照幾何級數(shù)不斷增多， 類似雪崩似地發(fā)展， 這種急劇增大的空間電子流被稱 為電子崩。結論：由于碰撞電離引起電子崩過程，導致氣隙中電子數(shù)迅速增加。自持放電：撤除外界電離因素后，能僅由電場的作用而維持的放電 .非自持放電：必須依靠外界電離因素的作用提供自由電子作為電子崩的初始 電子，一旦外界電離因素停止發(fā)生作用，則放電中止 .

4、極化效應：將電介質放入電場，表面出現(xiàn)電荷。這種在外電場作用下電介質 表面出現(xiàn)電荷的現(xiàn)象叫做電介質的極化電暈放電：極不均勻電場中，在外加電壓下，小曲率半徑電極附近的電場強 度首先達到起始場強E0,在此局部區(qū)域先出現(xiàn)碰撞電離和電子崩，甚至出現(xiàn)流 注，這種僅僅發(fā)生在強場區(qū)的局部放電稱為電暈放電， 在外觀上表現(xiàn)為環(huán)繞電極 表面出現(xiàn)藍紫色暈光。12極性效應：在極不均勻電場中， 高場強電極的不同， 空間電荷的極性也不同， 對放電發(fā)展的影響也不同， 這就造成了不同極性的高場強電極的電暈起始電壓的 不同，以及間隙擊穿電壓的不同，稱為極性效應。沿面放電：沿著固體介質表面發(fā)展的氣體放電現(xiàn)象；閃絡：沿面放電發(fā)展到跨

5、接兩級的貫穿性的空氣擊穿稱為閃絡。伏秒特性：在電壓波形一定的情況下，氣隙擊穿時的外加電壓峰值與擊穿時 間的關系氣，稱為該氣隙的伏秒特性 Ub=f（tb） 表示該氣隙伏秒特性的曲線，稱 為伏秒特性曲線。50%擊穿電壓：在一定波形的沖擊電壓作用下，外加電壓的幅值變化，導致間隙 擊穿概率為 50時的電壓。電擊穿：在強電場下電介質內部電子劇烈運動，發(fā)生碰撞電離，破壞了固體 介質的晶格結構，使電導增大而導致?lián)舸?。熱擊穿：由于固體介質內部熱不穩(wěn)定性造成。電化學擊穿：固體介質在長期工作電壓下，由于介質內部發(fā)生局部放電等原 因，使絕緣劣化，電氣強度逐漸下降并引起的擊穿。小橋擊穿：若雜質小橋接通電極，因小橋的電

6、導大而導致泄露電流增大，發(fā) 熱會促使水分汽化， 氣泡擴大， 發(fā)展下去也會出現(xiàn)氣體小橋， 使油隙發(fā)生擊穿的 現(xiàn)象，就是小橋擊穿。耐壓試驗（破壞性試驗）：模仿設備絕緣在運行中可能收到的各種電壓，對 絕緣施加與之等價或更為嚴峻的電壓， 從而考驗絕緣耐受這類電壓的能力， 這類 實驗有可能導致絕緣的破壞 。檢查性試驗（非破壞性實驗）： 測定絕緣某些方面的特性，并據(jù)此間接地判 斷絕緣的狀況，這類實驗一般在較低電壓下進行， 通常不會導致絕緣的擊穿損毀。絕緣電阻：施加直流電壓時測得的電阻，通常指吸收電流衰減完畢后測得的 穩(wěn)態(tài)電阻值。介質吸收比：電流衰減過程中，兩個瞬間測得的電流值或兩個相應的絕緣電阻之比，通常

7、用時間60s與15s時所測的絕緣電阻之比。耦合系數(shù)在電路中，為表示元件間耦合的松緊程度，把兩電感元件間實際的 互感（絕對值）與其最大極限值之比定義為耦合系數(shù)。氣體擊穿：氣體由絕緣狀態(tài)變?yōu)閷щ姞顟B(tài)的現(xiàn)象稱為擊穿。波阻抗：是表征分布參數(shù)電路特點的最重要的參數(shù)，它是儲能元件，表示導 線周圍介質獲得電磁能的大小， 具有阻抗的量綱， 其值決定于單位長度導線的電 感和電容，與線路長度無關。27雷暴日（Td）:年中發(fā)生雷電的天數(shù)（30-40）。雷暴小時（Th）: 年中發(fā)生雷 電的小時數(shù) （100） 。 地面落雷密度 :每一雷暴日每平方公里地面遭受雷擊的次數(shù)。即100km線路每年約受到0.28（ b+4h）次

8、雷擊。20-30次；b為兩避雷線之間 的距離； h 為避雷線的平均高度。28 繞擊率:指雷電繞過避雷裝置而擊中被保護物體的概率。29 保護角：避雷線和邊相導線的連線與經過避雷線的垂直線之間的夾角。30耐雷水平：雷擊線路時線路絕緣不發(fā)生閃絡的最大雷電流幅值，以kA為單位。31雷擊跳閘率：每100km線路每年由雷擊引起的跳閘次數(shù)。繞擊率：一次雷擊線路中出現(xiàn)繞擊的概率。擊桿率：雷擊桿塔次數(shù)與落雷總數(shù)的比值。34接地電阻：就是電流由接地裝置流入大地再經大地流向另一接地體或向遠處 擴散所遇到的電阻， 它包括接地線和接地體本身的電阻、 接地體與大地的電阻之 間的接觸電阻以及兩接地體之間大地的電阻或接地體到

9、無限遠處的大地電阻。35 變電所的進線段保護：作用在于限制流經避雷器的雷電流和限制入侵波的陡 度。采用裝設串聯(lián)電抗器即電抗線圈既能限制流過避雷器的雷電流又能限制入侵 波陡度。定義：指臨近變電所12km的一段路上加強防雷保護措施。當線路全線 無避雷線時， 此段必須架設避雷線； 當線路全線有避雷線時， 應使此段線路具有 較高耐雷水平，減小該段線路內由于繞擊和反擊所形成侵入波的概率。 36電力系統(tǒng)內部過電壓：在電力系統(tǒng)中，由于斷路器操作、故障或其他原因， 使系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化， 引起系統(tǒng)內部電磁能量的振蕩轉化或傳遞所造成的電壓升 高。操作過電壓：因操作或故障引起的瞬間（以毫秒計）電壓升高。暫時過電壓：

10、 在瞬間過程完畢后出現(xiàn)的穩(wěn)態(tài)性質的工頻電壓升高或諧振現(xiàn)象。 又包括工頻電壓升高和諧振過電壓。工頻電壓升高：電力系統(tǒng)在正?；蚬收线\行時可能出現(xiàn)幅值超過最大工作相 電壓、頻率為工頻或接近工頻的電壓升高。40容升效應：在集中參數(shù)L、C串聯(lián)電路中，如果容抗大于感抗，即1/ s C3 L, 電路中將流過容性電流。 電容上的電壓等于電源電動勢加上電容電流流過電感造 成的電壓升。 這種電容上的電壓高于電源電動勢的現(xiàn)象， 稱為電容效應。 為了限 制電容效應引起的工頻電壓升高， 在超高壓電網中， 廣泛采用并聯(lián)電抗器來補償 線路的電容電流，以削弱其電容效應。間歇電弧過電壓：在中性點不接地的系統(tǒng)中，發(fā)生穩(wěn)定性單相接

11、地時，當單 相接地電弧不穩(wěn)定處于時燃時滅的狀態(tài)時， 這種間歇性電弧接地使系統(tǒng)工作狀態(tài) 時刻在變化，導致電感電容元件之間的電磁振蕩，形成遍及全系統(tǒng)的過電壓。極化：在外加電場的作用下，電介質中的正、負電荷沿電場方向作有限位移 或轉向，形成偶極矩子的過程。電介質的極化特點 電子位移極化：存在于一切電介質，極化所需時間短， 不隨頻率變化；極化具 有彈性，不損耗能量。離子位移極化：存在于離子結構電介質中， 極化所需時間也很短； 極化具有彈性， 有極微量能量損耗；隨溫度升高而增大。轉向極化：存在于極性電介質中，極化所需時間較長 , 與電源頻率有很大關系； 極化消耗能量 , 溫度過高或過低 , 都會減小?？?/p>

12、間電荷極化 （夾層極化 ） ：存在于復合介質、不均勻介質中；極化過程很緩慢 ， 只在直流和低頻交流下表現(xiàn)出來；極化伴隨著能量損耗。44電介質的電阻率具有負的溫度系數(shù)；金屬的電阻率具有正的溫度系數(shù)。45介質損耗角S為功率因數(shù)角的余角，其正切tg S又可稱為介質損耗因數(shù), 常用百分數(shù)（）來表示。tg S的增大，意味著介質絕緣性能變差，實踐中常通 過測量tg 8來判斷設備絕緣的好壞。46帶電粒子的產生（電離過程）碰撞電離：條件：撞擊粒子的總能量被撞粒 子的電離能 一定的相互作用的時間和條件，通過復雜的電磁力的相互作用達 到兩粒子間能量轉換。47帕邢定律：表征均勻電場氣體間隙擊穿電壓、間隙距離和氣壓間

13、關系的定律。48電暈的危害及作用：（ 1）有光、聲、熱效應造成能量損耗；電暈損耗在超高 壓輸電線路設計中必須考慮（ 2）產生的高頻脈沖電流含有許多高次諧波，造成 無線電干擾（ 3）使空氣局部游離，產生的臭氧和氧化氮等會腐蝕金屬設備（4）產生可聞噪聲；49避雷針線的保護范圍：指具有 0.1%左右雷擊概率的空間范圍（折線法 45度）。50避雷針的保護原理是：能使雷云電場發(fā)生突變，使雷電流先導的發(fā)展沿著避 雷針的方向發(fā)展，直擊于其上，雷電流通過避雷針及接地裝置泄入大地而防止避 雷針周圍設備受到雷擊。簡答題2電介質電導與金屬電導的區(qū)別？帶電質點：電介質中為 ionic conduction （固有及雜

14、質離子）；金屬中為 ele ctronic conduction 。數(shù)量級：電介質的丫 小,泄漏電流?。唤饘俚碾妼щ娏骱艽?。電導電流影響因素：電介質中由離子數(shù)目決定，對所含雜質、溫度很敏感；金屬 中主要由外加電壓決定，雜質、溫度不是主要因素。3湯遜放電理論和流注理論及其區(qū)別和適用范圍流注理論和湯遜理論比較：湯遜理論適用于低氣壓、短氣隙的情況（ pd26.66kPa?cm）湯遜理論認為電子崩和陰極上的二次發(fā)射過程是氣體自持放電的決定性因素； 流注理論認為電子碰撞電離及空間光電離是維持自持放電的主要因素， 并強調了 空間電荷畸變電場的作用。氣體放電的流注理論：Pd26.66kPa?cm（200mm

15、Hg?Cm時，一些無法用湯遜理 論解釋的現(xiàn)象； （1） 放電外形：在大氣壓下放電不再是輝光放電，而是火花通道 （2） 放電時間：放電時間短于正離子在通道中到達陰極的行程時間 （3） 陰極材料的 影響：陰極材料對放電電壓影響不大 ;流注的特點：電離強度很大，傳播速度很快，導電性能良好。形成流注后，放電 就可以由本身產生的空間光電離自行維持，即轉為自持放電，形成流注的條件（即 自持放電條件）簡要解釋小橋理論 工程中實際中使用的液體電介質不可能是純凈的， 不可避免地混入氣體 （即氣泡）、 水分、纖維等雜質。 這些雜質的介電常數(shù)小于液體的介電常數(shù)， 在交流電場作用 下。雜質中的場強與液體介質中的場強按

16、各自的介電常數(shù)成反比分配， 雜質中場 強較高，且氣泡的擊穿場強低， 因此雜質中首先發(fā)生放電， 放電產生的帶電粒子 撞擊液體分子，使液體介質分解，又產生氣體，使氣泡數(shù)量增多，逐漸形成易發(fā) 生放電的氣泡通道，并逐步貫穿兩極，形成“小橋”，最后導致?lián)舸┰诖送ǖ乐?發(fā)生。ZnO 避雷器的主要優(yōu)點。答：與普通閥型避雷器相比，ZnO避雷器具有優(yōu)越的保護性能。（1）無間隙。 在正常工作電壓下，ZnO電阻片相當于一絕緣體，工作電壓不會使 ZnO電阻片燒 壞，因此可以不用串聯(lián)火花間隙。（ 2）無續(xù)流。當電網中出現(xiàn)過電壓時，通過 避雷器的電流增大，ZnO電阻片上的殘壓受其良好的非線性控制；當過電壓作用 結束后，Z

17、nO電阻片又恢復絕緣體狀態(tài)，續(xù)流僅為微安級，實際上可認為無續(xù)流。（3）電氣設備所受過電壓能量可以降低。雖然在 10KA雷電流下的殘壓值ZnO 避雷器與 SiC 避雷器相同，但由于后者只在串聯(lián)火花間隙放電后才有電流流過， 而前者在整個過電壓過程中都有電流流過， 因此降低了作用在變電站電氣設備 上的過電壓幅值。（4）通流容量大。ZnO避雷器的通流能力，完全不受串聯(lián)間 隙被灼傷的制約，僅與閥片本身的通流能力有關。雷電放電過程（ 1）先導放電：雷云中負電荷逐漸積聚時，地面感應出正電荷。云中電場強度 達到空氣的擊穿場強（25- 30）kV/cm，空氣開始游離，出現(xiàn)電子崩一流注一形成 向地面運行的不太明亮

18、的先導。 先導通道壓降小， 通道頭部的電位接近雷云電位（數(shù)萬千伏-數(shù)億伏）。當先導發(fā)展到離地面大約100 m時，由于局部空間場強增大，常常出現(xiàn)從地面向上發(fā)展的正電荷的迎面先導。（ 2）主放電：當先導通道到達地面或與迎面先導相遇時，通道端部因空氣游離 而產生高密度的等離子區(qū)， 此等離子區(qū)自地面向雷云迅速傳播， 形成一條高導電 率的等離子通道，使先導和雷云中的電荷與大地的電荷相中和。（ 3）余光放電：云中殘余電荷（主放電剩余的電荷）沿等離子通道繼續(xù)中和。氣隙擊穿時間（幾個組成部分） 從開始加壓瞬間起到氣隙完全擊穿為止總的時間為擊穿時間 tb（1） 升壓時間 t0- 電壓從0升到靜態(tài)擊穿電壓U0所需

19、的時間（2）統(tǒng)計時延ts-從電壓達到U0的 瞬時起到氣隙中形成第一個有效電子為止的時間。（ 3）放電發(fā)展時間 tf- 從第 一個有效電子到氣隙完全被擊穿為止的是時間。提高氣隙擊穿電壓的方法（ 1）改善電場分布（ 2）采用高度真空（ 3）增高氣壓（ 4）采用高耐電強度氣體如 SF6SF6 氣體的應用及為什么選擇 SF6？1）物理化學特性，穩(wěn)定性高。2） SF6氣體的絕緣特性（電離和離解特性、電場 特性、極性效應、時間、壓力特性） 3）與其他氣體混合時的特性（絕緣滅弧理 化）影響固體電介質擊穿電壓的因素：1）電壓作用時間 2）溫度 3）電場均勻程度與介質厚度 4）累積效應 5）受潮提高固體電介質擊

20、穿電壓的方法 1）改進絕緣設計：采用合理的絕緣結構；改進電極形狀，使電場盡可能均勻； 改善電極與絕緣體的接觸狀態(tài)， 消除接觸處的氣隙 2 ）改進制造工藝：清除雜質、 水分、氣泡；使介質盡可能致密均勻 3）改善運行條件：注意防潮、防塵；加強 散熱提高液體電介質擊穿電壓的方法1）提高并保持油的品質 ：壓力過濾、真空噴霧2）覆蓋：在金屬電極上貼固體絕緣薄層，可阻斷雜質小橋，油本身品質越差， 電壓作用時間越長，效果越好。3）絕緣層：當覆蓋層厚度增大，本身承擔一定電壓時，成為絕緣層。用在不均 勻電場中，被覆在曲率半徑較小的電極上 。4）極間障：放在電極間油間隙中的固體絕緣板；作用：a害斷雜質小橋的形 成

21、b.使另一側油隙的電場變均勻（不均勻場中）；在極不均勻場中效果明顯。 面積應足夠大。比較波阻抗 Z 和 R（ 1）二者量綱相同，并且都和電源頻率或 波形無關，可見波阻抗是阻性的；（ 2）波阻抗是一個比例常數(shù)，其數(shù)值只與導線單位長度的電感和電容有關，與 線路長度無關；而線路的電阻與線路長度成正比；（ 3）波阻抗是儲能元件， 它從電源吸收能量， 以電磁波的形式沿導線向前傳播， 能量以電磁能的形式儲存在導線周圍的介質中； 電阻是耗能元件， 它從電源吸收 的能量轉換成熱能而散失。彼德遜法則使用范圍（ 1）入射波必須是沿分布參數(shù)線路傳來的；（2）節(jié)點A后面的線路中沒有反行波，或節(jié)點 A后面的線路中反射波尚未到達 節(jié)點A時；輸電線路的防雷