高电压简答题

简答题：

什么是电介质？电介质的作用

电介质是指通常条件下导电性能极差的物质，云母、变压器油都是电介质。电介质中正负电荷束缚得很紧，内部可自由移动的电荷极少，因此导电性能差。作用是将电位不同的导体分隔开来，以保持不同的电位并阻止电流向不需要的地方流动。

电介质极化的种类及其时间长短 电子位移极化：时间约为10-15~10-14s 离子位移极化：时间约为10-13~10-12s

转向极化（偶极子极化）：时间约为10-6~10-2s，甚至更长

空间电荷极化（夹层极化）：时间从几十分之一秒到几分钟，甚至更长

电介质电导和导体电导的区别

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。

带电质点产生的种类

①碰撞电离②光电离③热电离④表面电离⑤负离子的形成

汤逊放电和流注放电的区别

①汤逊理论认为气体放电主要是由于电子碰撞电离和正离子撞击阴极表面逸出自由电子两个过程；而流注理论认为电子的碰撞电离和空间光电离是自持放电的主要因素，它注意到了空间电荷对电场的畸变作用。②汤逊理论适用于S?较小（cmS26.0??）的情况，流注理论适用于S?较大(cmS26.0??)的情况。

电晕放电的概念及其危害和有利的影响

在极不均匀电场中，最大场强与平均场强相差很大，以至当外加电压及平均场强还较低时，电极曲率较大处附近空间的局部场强已很大，在此局部强场区中，产生强烈的电离，但由于离电极稍远处场强已大为减弱，所以此电离区不可能扩展到很大，只能局限在此电极附近的强场范围内。伴随着电离而存在的复合和反激励，辐射出大量光子，使得在黑暗中可以看到在该电极附近空间有蓝色的晕光，这就是电晕。

危害：电晕放电将引起功率损耗、能量损耗、这是因为电晕放电时的光、声、电晕电流为一个个断续的高频脉冲。另外，电晕放电时所产生的一些气体具有氧化和腐蚀作用。而在某些环境要求比较高的场合，电晕放电时所发出的噪声有可能超过环保标准。 有利影响：在输电线上传播的雷电电压波因电晕放电而衰减其幅值和降低其波前陡度，操作过电压的幅值受到电晕的抑制。

沿面放电的概念

沿着气体与固体（或液体）介质的分界面上发展的放电现象。

污闪的概念及提高污闪电压的方法

污闪是指电气设备绝缘表面附着的污秽物在潮湿条件下，其可溶物质逐渐溶于水，在绝缘表

面形成一层导电膜，使绝缘子的绝缘水平大大降低，在电力场作用下出现的强烈放电现象。 提高污闪电压的方法：①调整爬电比距②定期或不定期清扫③涂料④半导体釉绝缘子⑤新型合成绝缘子。

提高气隙击穿电压的方法

①改善电场分布，使之尽量均匀；改进电极形状，可以增大电极曲率半径，改善电极边缘，使电极具有最佳外形；利用空间电荷畸变电场的作用。

②利用其他方法来削弱气体中的电离过程，如高真空的采用、高气压的采用。

伏秒特性的概念

在同一波形，不同幅值的冲击电压作用下, 气隙上出现的电压最大值和放电时间的关系。

大气条件对击穿电压的影响

①击穿电压随空气密度的增加而升高。因为随着空气密度的增大，空气中自由电子的平均自由程缩短了，不易造成碰撞电离。 ②击穿电压随空气湿度的增大而升高。因为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——自由电子的数目减少，阻碍电离的发展。

极性效应的概念是什么？试以棒-板间隙为例说明产生机理 在不均匀电场中，电压极性对气隙的击穿电压和气隙击穿发展过程产生影响很大，称为极性效应。

当棒具有正极性时：在棒极附近，积聚起正空间电荷，减少了紧贴棒极附近的电场，而略微加强了外部空间的电场，棒极附近难以造成流注，使得自持放电、即电晕放电难以形成，所以棒-板间隙中棒为正极性时电晕起始电压比负极性时略高U+（电晕）>U-（电晕） 当棒具有负极性时：电子崩中电子离开强电场区后，不在引起电离，正离子逐渐向棒极运动，在棒极附近出现了比较集中的正空间电荷，使电场畸变棒极附近的电场得到增强，因而自持放电条件就易于得到满足，易于转入流注而形成电晕现象，所以棒-板间隙中棒为负极性时击穿电压比正极性时高U+（击穿）>U-（击穿）

固体的电击穿和热击穿的概念

由于电场的作用使介质中的某些带电质点积聚的数量和运动的速度达到一定的程度，使介质失去了绝缘性能，形成导电通道，这样的击穿称为电击穿。

在电场的作用下，介质内的损耗发出的热量多于散逸的热量，使介质温度不断上升，最终造成介质本身的破坏，形成导电通道，这样的击穿称为热击穿。

非破坏性试验包括哪些？破坏性试验包括哪些？

非破坏性试验：绝缘电阻试验、局部放电试验、绝缘油的气相色谱分析、介质损耗角正切试验。

破坏性试验：交流耐压试验、直流耐压试验、操作冲击耐压试验、雷电冲击耐压试验。

请写出反应无损耗单导线波过程基本规律的四个方程式，并简述其物理意义。

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???

导线上任何一点的电压或电流，等于通过该点的前行波与反行波之和，前行波电压与电流之比为 ，反行波电压与电流之比为

折射系数与反射系数的定义

线路 上的折射电压波 与线路上的入射电压波 的比值，称为电压折射系数，

同理 称为电流折射系数。

线路 上的反行电压波 与 的比值，称为电压反射系数，

同理 称为电流反射系数。

串联电感和并联电容的作用

串联电感的作用：①降低来波陡度②使 上电压增加。

并联电容的作用：①降低来波陡度②使 上电压减小③过渡作用

网格分析法

冲击电晕对线路波过程的影响

①引起波的衰减和变形②导线波阻抗减小③波速减小④耦合系数增大 变压器绕组在冲击电压作用下产生振荡的根本原因

在冲击波作用下，绕组的起始电位分布与稳态电位分布不同，在过渡过程中就会产生振荡。 波在绕组间传递种类

防雷设计波前时间的长度 2.6微秒

接地装置的作用和分类

接地装置是电力系统完成发电、输电、供电的必备电气设施，在设计、施工、运行维护中都应重视使接地装置具有良好的接地性能，这是电力系统安全可靠运行的重要保证。 电力系统中的接地，按其作用分为工地接地、保护接地及防雷接地三种。 电力系统或电气设备因正常工作需要，将电路的某点接地，称为工作接地。

为避免电气设备外壳带电造成触电事故，将设备外壳或构架接地，以保证人身安全，这种接地称为保护接地。

为避免雷电的危害，电力系统中的避雷针、避雷线、避雷器等防雷装置必须有良好的接地装置，引导雷电流散入大地，这种接地称为防雷接地。

直击雷过电压和感应雷过电压的概念

直击雷过电压：雷直击于线路时雷电流流过被击物体的阻抗产生的压降。 感应雷过电压：雷击线路附近地面或接地的杆塔塔顶时，由于电磁感应在绝缘导线上产生的感应电压。

雷击跳闸率的概念

40个雷暴日情况下，100km线路每年因雷击而引起的跳闸次数。 基本的防雷措施

①架设避雷器②降低杆塔接地电阻③架设耦合地线④加强绝缘⑤装设线路用避雷器⑥采用消弧线圈接地方式⑦采用不平衡绝缘方式⑧装设自动重合闸

阀型避雷器的保护作用

在正常电压下，非线性电阻阻值很大，而在过电压时，其阻值又很小，避雷器正是利用非线性电阻这一特性而防雷的：在雷电波侵入时，由于电压很高（即发生过电压），间隙被击穿，而非线性电阻阻值很小，雷电流便迅速进入大地，从而防止雷电波的侵入。当过电压消失之后，非线性电阻阻值很大，间隙又恢复为断路状态。随时准备阻止雷电波的入侵。 进线段保护的原理作用和根据

进线段保护是在接近变电所1-2km的一段线路上架设避雷线或避雷针,其作用在于限制流经避雷器的雷电流幅值和限制入侵波的陡度。

F2的作用：隔离开关或断路器断开时防止入侵波在此发生全反射造成对地闪络。断路器闭合运行时，管型避雷器在避雷器的保护范围内，不动作，避免截断波的产生。 F3 的作用：限制入侵雷电波幅值

过电压分类

内部过电压分为两大类：因操作或故障引起的瞬间电压升高，称为操作过电压；在瞬间过程完毕后出现的稳态性质的工频电压升高或谐振现象，称为暂时过电压。暂时过电压又包括工频过电压和谐振过电压。电力系统中的空载长线路电容效应、不对称接地和突然甩负荷均能引起工频过电压；由于操作或故障使系统中电感元件与电容元件参数匹配时，会出现谐振，产生谐振过电压。