同濟(jì)大學(xué)高電壓工程考點(diǎn)歸納2016版

1、同濟(jì)大學(xué)2016年1月高電壓工程考點(diǎn)歸納1、帶電質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生的原理12-13來自空間的輻射使氣體電離并產(chǎn)生少量帶電質(zhì)點(diǎn)。熱電離、光電離、碰撞電離、分級電離。碰撞電離作為氣體帶電最重要的產(chǎn)生方式， 它與自持放電和非自持放電的關(guān)系如何；16氣體間隙電流與外施電壓：小于 U0，非自持放電；到達(dá)U0后，自 持放電。到達(dá)U0前：BC段，電流開始增大，由于電子碰撞電離引起的。到達(dá)U0后：電流急劇上升，放電過程進(jìn)入了一個新的階段（擊穿）。2、 電子崩的形成過程及具體（數(shù)學(xué)）描述，推導(dǎo)碰撞電離系數(shù)，（既 要發(fā)生碰撞，又要發(fā)生電離）；17-18詳見書、PPT陰極附近初始電子在向陽極運(yùn)動時， 如果電場強(qiáng)度足夠大，則會

2、發(fā)生 碰撞電離，產(chǎn)生1個新電子，然后一起產(chǎn)生2個新電子電子數(shù)按 照幾何級數(shù)不斷增加，成為電子崩。電子碰撞電離系數(shù)a代表一個電子沿電場方向行經(jīng)1cm時平均發(fā) 生的碰撞并電離次數(shù)。二碰撞次數(shù)*碰撞引起電離的概率。1孔1 -Sa 二二 e A =二e磋223、比較棒一板電極當(dāng)中，棒極的不同極性對電暈起始電壓的影響及其原因；24-25棒一板間隙中棒為正極性時電暈起始電壓比負(fù)極性時略高。(1 )棒具有正極性時，間隙中出現(xiàn)的電子向棒運(yùn)動，進(jìn)入強(qiáng)電場區(qū) 形成電子崩。電子崩中的電子進(jìn)入了棒極，而正離子仍留在空間，相 對來說緩慢地向板極移動。于是在棒極附近，積聚起正空間電荷。因 此，棒極附近的電場被削弱，難以形

3、成流注，這就使得放電難以得到 自持。(2 )棒具有負(fù)極性時，電子崩中的正離子逐漸向棒極運(yùn)動而消失于 棒極，但由于其運(yùn)動速度較慢，結(jié)果在棒極附近出現(xiàn)了比較集中的正 空間電荷，而在其后則是非常分散的負(fù)空間電荷。負(fù)空間電荷濃度小, 對外電場的影響不大，而正空間電荷將使電場畸變。 棒極附近的電場 得到增強(qiáng)，因而自持放電條件易于滿足、易于轉(zhuǎn)入流注而形成電暈放 電。4、提高電介質(zhì)表面放電電壓的方法；48-49(1) 屏障(2) 屏蔽(3) 消除絕緣體與電極接觸面的縫隙(4) 改變絕緣體表面的電阻率(5) 強(qiáng)制固體介質(zhì)表面的電位分布(6) 提高表面憎水性提咼污閃電壓5、 液體當(dāng)中離子電導(dǎo)與電泳電導(dǎo)的形成機(jī)理

4、；53-55（1）離子電導(dǎo)可分為本征離子電導(dǎo)和雜質(zhì)離子電導(dǎo)。本征離子是指由組成液體的基本分子 熱離解而產(chǎn)生的離子。雜質(zhì)離子是指由外來雜質(zhì)分子或液體的基本分子老化的產(chǎn)物離解而生成的離子。離子的遷移構(gòu)成離子電導(dǎo)。（2）液體介質(zhì)中加入的樹脂部分可能呈膠粒狀懸浮在液體介質(zhì)中，形成膠體溶液，此外，水分進(jìn)入某些液體介質(zhì)也可能造成乳化狀態(tài)的 膠體溶液。膠體溶液中的膠粒均帶有一定的電荷，當(dāng)膠粒的介電常數(shù) 大于液體的介電常數(shù)時，膠粒帶正電；反之，帶負(fù)電。膠粒相對于液體的電位一般是恒定的，在電場作用下定向的遷移構(gòu)成“電泳電導(dǎo)” 6、液體擊穿的主要理論；56-60詳見書、PPT（1）高度純凈去氣液體電介質(zhì)的 電擊穿

5、理論碰撞電離開始作為擊穿條件電子崩發(fā)展至一定大小為擊穿條件（2 ）含氣純凈液體電介質(zhì)的 氣泡擊穿理論電離化氣擊穿熱化氣擊穿（3）工程純液體電介質(zhì)的 雜質(zhì)擊穿水分的影響固體雜質(zhì)的影響7、固體擊穿的種類與特征；73-74習(xí)題3.4（1）熱擊穿：不僅與材料的性能有關(guān)，還在很大程度上與絕緣結(jié)構(gòu)、 電壓種類、環(huán)境溫度等有關(guān)。（2 ）電擊穿：擊穿場強(qiáng)高；在一定溫度范圍內(nèi)，擊穿場強(qiáng)隨溫度升 高而增大，或變化不大。（3）不均勻電介質(zhì)的擊穿：擊穿往往是從耐電強(qiáng)度低的氣體開始，表現(xiàn)為局部放電，然后或快或慢地隨時間發(fā)展至固體介質(zhì)劣化損傷逐 步擴(kuò)大，致使介質(zhì)擊穿。8、 電介質(zhì)樹枝化的幾種形式和原理；79-80（1）電

6、樹枝：因介質(zhì)中間歇性的局部放電而緩慢地擴(kuò)展；更可以在 脈沖電壓作用下迅速發(fā)展；也能在無任何局部放電的情況下，由于介 質(zhì)中局部電場集中而發(fā)生。（2）水樹枝：因存在水分而緩慢發(fā)生，即直流電壓下也能促進(jìn)樹枝 化。（3）電化學(xué)樹枝：因環(huán)境污染或絕緣中存在雜質(zhì)而引起。9、 影響固體電介質(zhì)表面電導(dǎo)率的因素；71-72（1 ）電介質(zhì)表面吸附的水膜使表面電導(dǎo)率增加。(2) 電介質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)：親水電介質(zhì)表面電導(dǎo)率大，疏水電解質(zhì)表 面電導(dǎo)率小。(3 )電介質(zhì)表面清潔度：介質(zhì)表面越干凈，表面電導(dǎo)率越小。10、測量絕緣電阻能檢出的幾種缺陷 831總體絕緣質(zhì)量欠佳；2絕緣受潮；3兩極間有貫穿性的導(dǎo)電通道； 4絕緣表面情

7、況不良。測量絕緣電阻時的幾個注意點(diǎn) 86(1) 試驗(yàn)前應(yīng)將試品接地放電一定時間。對容量較大的試品，一般要求 5-10min。(2) 高壓測試連接線應(yīng)盡量保持 架空，確需使用支撐時，要確認(rèn) 支撐 物的絕緣對被試品絕緣測量結(jié)果的影響極小。(3) 測量吸收比時，應(yīng)待電源 電壓達(dá)穩(wěn)定后再接入試品，并開始計時。(4) 對帶有繞組的被試品，應(yīng)先將被測繞組首尾 短接，再接到L端子; 其他非被測繞組也應(yīng)先首尾短接后再接到應(yīng)接端子。(5) 絕緣電阻與試品溫度有十分顯著的關(guān)系。(6) 每次測試結(jié)束時，應(yīng)在保持兆歐表電源電壓的條件下，先斷開L端子與被試品的連線，以免試品對兆歐表 反向放電，損壞儀表。它與測量泄漏電流

8、試驗(yàn)項(xiàng)目的異同點(diǎn)；86-87兩者原理和適用范圍是一樣的。測量泄漏電流可使用較高的電壓，因此能夠發(fā)現(xiàn)一些尚未完全貫通的 集中性缺陷。這是因?yàn)橐环矫婕釉谠嚻飞系闹绷麟妷阂日讱W表的工 作電壓高得多，故能發(fā)現(xiàn)兆歐表所不能發(fā)現(xiàn)的某些缺陷，另一方面， 這時施加在試品上的直流電壓是逐漸增大的， 這樣就可以在升壓過程 中監(jiān)視泄漏電流的增長動向。11、西林電橋的工作原理 89-90西林電橋是利用電橋平衡的原理，當(dāng)流過電橋的電流相等時，電流檢 流計指向零點(diǎn)，即沒有電流通過電流檢流計。此時電橋相對橋臂上的 阻抗乘積值相等，通過改變 R3和C4來確定電橋的平衡以最終計算 出 Cx 和 tan So西林電橋里面一個橋

9、臂采用標(biāo)準(zhǔn)電容器的原因 作業(yè)習(xí)題4.3采用標(biāo)準(zhǔn)電容器是因?yàn)橛嬎惚辉嚻返碾娙菪枰鄠€值來確定。如果定下橋臂的電容值，在計算出tan S的情況下僅僅調(diào)節(jié)電阻值就可以最 終確 定被試品電容值的大小。影響tan S的準(zhǔn)確度的幾個因素；925個：處于電磁場作用范圍的電磁干擾、溫度、試驗(yàn)電壓、被試品電容量和被試品表面泄露的影響。抵抗電磁干擾的措施；91(1 )加設(shè)屏蔽，用金屬屏蔽罩或網(wǎng)把試品與干擾源隔開。(2) 采用移相電源。(3) 倒相法。(4) 電橋移到磁場干擾范圍外。(5) 改變檢流計極性開關(guān)進(jìn)行兩次測量，取平均值。tan (損耗角正切值)電容電離相對介電常數(shù)計算；89-90詳見PPT(與書不同)t

10、an 氏=gCsRx 1/12、工頻高壓試驗(yàn)的基本接線圖，掌握接線圖當(dāng)中各部件的名稱,116PV1寧5丁AV 一調(diào)壓器Lf 一 Cf 一諧波濾波器PV1 一低壓側(cè)電壓表T一工頻高壓裝置R1 一變壓器保護(hù)電阻R2 一測量球隙保護(hù)電阻F一測量球隙PV2 一高壓靜電電壓表TO 一被測試品工頻高壓試驗(yàn)調(diào)壓裝置的種類及其應(yīng)用場合,116(1)自耦調(diào)壓器漏抗小，波形畸變小，適用于10kVA以下的試驗(yàn)變壓器。(2)移卷調(diào)壓器漏抗較大，應(yīng)用于對波形要求不十分嚴(yán)格， 額定電壓為100kV及以上的試驗(yàn)變壓器。(3) 感應(yīng)調(diào)壓器輸出電壓平滑無級調(diào)節(jié)，容量大，但電壓有畸變。很少采用。(4) 電動-發(fā)電機(jī)組波形很好，電

11、壓調(diào)節(jié)均勻，但設(shè)備昂貴，啟動耗費(fèi)大。應(yīng)用于對試驗(yàn)要求很嚴(yán)格的大型試驗(yàn)基地。測量工頻高壓的方法；116工頻耐壓試驗(yàn)的實(shí)施方法如下：按規(guī)定的升壓速度提升作用在被測試 品TO上的電壓，直到等于所需的試驗(yàn)電壓 U為止，這時開始計算時 間。為了讓有缺陷的試品絕緣來得及發(fā)展局部放電或完全擊穿，達(dá)到U后還要保持一段時間，一般取1min就夠了。如果在此期間沒有發(fā) 現(xiàn)絕緣擊穿或局部損傷(可通過聲響、分解出氣體、冒煙、電壓表指 針劇烈擺動、電流表指示急劇增大等異常現(xiàn)象作出判斷)的情況，即 可認(rèn)為該試品的工頻耐壓試驗(yàn)合格通過。13、直流耐壓試驗(yàn)的主要特點(diǎn)；122(1) 試驗(yàn)設(shè)備的容量較小。特別是采用電力電子變換的高

12、頻電源后， 整套直流耐壓試驗(yàn)裝置的體積、重量大大減小，便于現(xiàn)場進(jìn)行試驗(yàn)；(2) 在試驗(yàn)時可以同時測量泄漏電流，能有效地顯示絕緣內(nèi)部的集中 性缺陷或受潮，提供有關(guān)絕緣狀態(tài)的補(bǔ)充信息；(3) 在某種程度上帶有非破壞性試驗(yàn)的性質(zhì)，在直流高壓下，局部放 電較弱，不會加快有機(jī)絕緣材料分解或老化；(4) 對交流電氣設(shè)備絕緣的考驗(yàn)不如交流試驗(yàn)?zāi)菢咏咏鼘?shí)際情況。對 于絕大多數(shù)組合絕緣來說，它們在直流電壓下的電氣強(qiáng)度遠(yuǎn)高于交流 電壓下的電氣強(qiáng)度，因而交流電氣設(shè)備的直流耐壓試驗(yàn)必須提高試驗(yàn) 電壓，才能具有等效性。14、沖擊電壓發(fā)生器的原理；123-124先使若干個電容器并聯(lián)充電，利用球隙點(diǎn)火放電，然后多級電容串聯(lián)

13、 起來放電，從而獲得沖擊高壓。15、 無損傳輸線的波傳播過程，157-161詳見書本反射與折射，161-165特性阻抗，159-160 ？要求會畫電壓波形（時間上和空間上）；164 ？16、 為什么要限制變電站入口侵入波的陡度，175變壓器繞組的匝間電壓與侵入波陡度成正比。當(dāng)侵入波陡度很大時，匝間電壓將超過匝間絕緣的沖擊耐壓值而發(fā)生擊穿事故。變電站進(jìn)線段保護(hù)的作用與要求；216變電所進(jìn)線段保護(hù)的作用在于限制流經(jīng)避雷器的雷電流幅值和侵入波的陡度。要求：當(dāng)線路全線無避雷線時，必須架設(shè)避雷線；當(dāng)線路 全線架設(shè)有避雷線時，應(yīng)提高這段線路的耐雷水平，減少這段線路內(nèi) 繞擊和反擊的概率。17、雷電過電壓的形

14、成（直擊雷過電壓和感應(yīng)雷過電壓）；183-186詳 見書本18、避雷針與避雷線的工作原理，理解保護(hù)角的概念，計算單根避 雷針的高度；186-190習(xí)題8-4詳見書本19、避雷器的種類與原理，原理：避雷器是一種過電壓限制器，與被保護(hù)的電氣設(shè)備并聯(lián)連接，當(dāng)過電壓出現(xiàn)并超過避雷器的放電電壓時， 避雷器先放電，從而限制 過電壓發(fā)展，使電氣設(shè)備免遭損壞。種類：保護(hù)間隙、排氣式避雷器、閥式避雷器、金屬氧化物避雷器。金屬氧化物避雷器的工作原理、特性與主要參數(shù)的意義；190-198詳 見書本原理：特性：非線性伏安特性、保護(hù)性能好、無續(xù)流、通流容量大、運(yùn)行安全可靠。主要參數(shù)：20、輸電線路的防雷措施（四道防線）

15、以及具體的保護(hù)措施；209-210 四道防線：防止輸電線路導(dǎo)線遭受直擊雷、 防止輸電線路受雷擊后絕 緣發(fā)生閃絡(luò)、防止雷擊閃絡(luò)后建立穩(wěn)定的工頻電弧、 防止工頻電弧后 引起中斷電力供應(yīng)。保護(hù)措施：1裝設(shè)避雷器、2架設(shè)避雷線、3架設(shè)耦合地線、4裝設(shè) 自動重合閘裝置、5加強(qiáng)絕緣、6降低桿塔接地電阻、7采用中性點(diǎn) 非有效接地方式、8采用不平衡絕緣方式。21、操作過電壓的形成與種類（切除空載線路、合閘空載線路、切除空載斷路器），要知道過電壓的形成，影響過電壓的因素及限制過電壓的措施。232-240（1）切除空載線路過電壓形成：斷路器滅弧能力不強(qiáng)時，在切斷電容電流時可能出現(xiàn) 電弧重燃， 引起電磁振蕩，造成過電壓。影響因素：1斷路器性能、2中性點(diǎn)接地方式、3母線上有其它出 線、4線路側(cè)裝有電磁式電壓互感器等設(shè)備。限制措施：1改善斷路器結(jié)構(gòu)，避免重燃、2斷路器裝設(shè)并聯(lián)電阻、3采用避雷器保護(hù)、4泄流設(shè)備的裝