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(lái)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(jí)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(kāi)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(guò)程進(jìn)入了一個(gè)新的階段（擊穿）。2、電子崩的形成過(guò)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(jiàn)書(shū)、PPT陰極附近初始電子在向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果電場(chǎng)強(qiáng)度

2、足夠大，則會(huì)發(fā)生碰撞電離，產(chǎn)生1個(gè)新電子，然后一起產(chǎn)生2個(gè)新電子電子數(shù)按照幾何級(jí)數(shù)不斷增加，成為電子崩。電子碰撞電離系數(shù)：代表一個(gè)電子沿電場(chǎng)方向行經(jīng)1cm時(shí)平均發(fā)生的碰撞并電離次數(shù)。 =碰撞次數(shù)*碰撞引起電離的概率。3、比較棒板電極當(dāng)中，棒極的不同極性對(duì)電暈起始電壓的影響及其原因；24-25  棒板間隙中棒為正極性時(shí)電暈起始電壓比負(fù)極性時(shí)略高。（1）棒具有正極性時(shí)，間隙中出現(xiàn)的電子向棒運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入強(qiáng)電場(chǎng)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(duì)來(lái)說(shuō)緩慢地向板極移動(dòng)。于是在棒極附近，積聚起正空間電荷。因此，棒極附近的電場(chǎng)被削弱，難以形成流注，這就使得放電難以得到自持

3、。（2）棒具有負(fù)極性時(shí)，電子崩中的正離子逐漸向棒極運(yùn)動(dòng)而消失于棒極，但由于其運(yùn)動(dòng)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(duì)外電場(chǎng)的影響不大，而正空間電荷將使電場(chǎng)畸變。棒極附近的電場(chǎng)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(7)提高污閃電壓5、液體當(dāng)中離子電導(dǎo)與電泳電導(dǎo)的形成機(jī)理；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

4、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(lái)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(shù)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(shí)，膠粒帶正電；反之，帶負(fù)電。膠粒相對(duì)于液體的電位一般是恒定的，在電場(chǎng)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(jiàn)書(shū)、PPT（1）高度純凈去氣液體電介質(zhì)的電擊穿理論碰撞電離開(kāi)始作為擊穿條件電子崩發(fā)展至一定大小為擊

5、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(lèi)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(lèi)、環(huán)境溫度等有關(guān)。（2）電擊穿：擊穿場(chǎng)強(qiáng)高；在一定溫度范圍內(nèi)，擊穿場(chǎng)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(kāi)始，表現(xiàn)為局部放電，然后或快或慢地隨時(shí)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(shù)枝化的幾種形式和原理；79-80（1）電樹(shù)枝：因介質(zhì)中間歇性的局部放電而緩慢地?cái)U(kuò)展

6、；更可以在脈沖電壓作用下迅速發(fā)展；也能在無(wú)任何局部放電的情況下，由于介質(zhì)中局部電場(chǎng)集中而發(fā)生。（2）水樹(shù)枝：因存在水分而緩慢發(fā)生，即直流電壓下也能促進(jìn)樹(shù)枝化。（3）電化學(xué)樹(shù)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(cè)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 絕緣表面情況不良。測(cè)量絕緣電阻時(shí)的幾個(gè)注意點(diǎn)86(1)試驗(yàn)前應(yīng)將

7、試品接地放電一定時(shí)間。對(duì)容量較大的試品，一般要求5-10min。(2)高壓測(cè)試連接線應(yīng)盡量保持架空，確需使用支撐時(shí)，要確認(rèn)支撐物的絕緣對(duì)被試品絕緣測(cè)量結(jié)果的影響極小。(3)測(cè)量吸收比時(shí)，應(yīng)待電源電壓達(dá)穩(wěn)定后再接入試品，并開(kāi)始計(jì)時(shí)。(4)對(duì)帶有繞組的被試品，應(yīng)先將被測(cè)繞組首尾短接，再接到L端子；其他非被測(cè)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(cè)試結(jié)束時(shí)，應(yīng)在保持兆歐表電源電壓的條件下，先斷開(kāi)L端子與被試品的連線，以免試品對(duì)兆歐表反向放電，損壞儀表。它與測(cè)量泄漏電流試驗(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(cè)量泄漏電流可使用較高的電壓

8、，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(shí)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(guò)程中監(jiān)視泄漏電流的增長(zhǎng)動(dòng)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(guò)電橋的電流相等時(shí)，電流檢流計(jì)指向零點(diǎn)，即沒(méi)有電流通過(guò)電流檢流計(jì)。此時(shí)電橋相對(duì)橋臂上的阻抗乘積值相等，通過(guò)改變R3和C4來(lái)確定電橋的平衡以最終計(jì)算出Cx和tan。西林電橋里面一個(gè)橋臂采用標(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?jì)算被試品的電容需要多個(gè)值來(lái)確定。如果定下橋臂的電容值，在

9、計(jì)算出tan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的準(zhǔn)確度的幾個(gè)因素；925個(gè)：處于電磁場(chǎng)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(kāi)。（2）采用移相電源 。（3）倒相法 。（4）電橋移到磁場(chǎng)干擾范圍外。（5）改變檢流計(jì)極性開(kāi)關(guān)進(jìn)行兩次測(cè)量，取平均值。tan（損耗角正切值）電容電離相對(duì)介電常數(shù)計(jì)算；89-90 詳見(jiàn)PPT（與書(shū)不同）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，116AV一調(diào)壓器  

10、;      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(cè)量球隙保護(hù)電阻F一測(cè)量球隙        PV2一高壓靜電電壓表     TO一被測(cè)試品 工頻高壓試驗(yàn)調(diào)壓裝置的種類(lèi)及其應(yīng)用場(chǎng)合，116（1）自耦調(diào)壓器       漏抗小，波形畸變小，適用于10kVA

11、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(duì)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(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，容量大，但電壓有畸變。 很少采用。（4）電動(dòng)-發(fā)電機(jī)組      波形很好，電壓調(diào)節(jié)均勻，但設(shè)備昂貴，啟動(dòng)耗費(fèi)大。 應(yīng)用于對(duì)試驗(yàn)要求很?chē)?yán)格的大型試驗(yàn)基地。測(cè)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(cè)試品TO上的電壓，直到等于所需的試驗(yàn)電壓U為止，這時(shí)開(kāi)始計(jì)算時(shí)間。為了讓有缺陷的試品絕

12、緣來(lái)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(shí)間，一般取1min就夠了。如果在此期間沒(méi)有發(fā)現(xiàn)絕緣擊穿或局部損傷（可通過(guò)聲響、分解出氣體、冒煙、電壓表指針劇烈擺動(dòng)、電流表指示急劇增大等異?，F(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(guò)。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(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)；(2) 在試驗(yàn)時(shí)可以同時(shí)測(cè)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

13、高壓下，局部放電較弱，不會(huì)加快有機(jī)絕緣材料分解或老化；(4) 對(duì)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(duì)于絕大多數(shù)組合絕緣來(lái)說(shuō)，它們?cè)谥绷麟妷合碌碾姎鈴?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(gè)電容器并聯(lián)充電，利用球隙點(diǎn)火放電，然后多級(jí)電容串聯(lián)起來(lái)放電，從而獲得沖擊高壓。15、無(wú)損傳輸線的波傳播過(guò)程，157-161詳見(jiàn)書(shū)本反射與折射，161-165特性阻抗，159-160？要求會(huì)畫(huà)電壓波形（時(shí)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

14、，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(shí)，匝間電壓將超過(guò)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(wú)避雷線時(shí)，必須架設(shè)避雷線；當(dāng)線路全線架設(shè)有避雷線時(shí)，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(guò)電壓的形成（直擊雷過(guò)電壓和感應(yīng)雷過(guò)電壓）；183-186 詳見(jiàn)書(shū)本18、避雷針與避雷線的工作原理，理解保護(hù)角的概念，計(jì)算單根避雷針的高度；186-190 習(xí)題8-4 詳見(jiàn)書(shū)本19、避雷器的種類(lèi)與原理，原理：避雷器是一種

15、過(guò)電壓限制器，與被保護(hù)的電氣設(shè)備并聯(lián)連接，當(dāng)過(guò)電壓出現(xiàn)并超過(guò)避雷器的放電電壓時(shí)，避雷器先放電，從而限制過(guò)電壓發(fā)展，使電氣設(shè)備免遭損壞。種類(lèi)：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(jiàn)書(shū)本原理：特性：非線性伏安特性、保護(hù)性能好、無(wú)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）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

16、雷器、2 架設(shè)避雷線、3 架設(shè)耦合地線、4 裝設(shè)自動(dòng)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(guò)電壓的形成與種類(lèi)（切除空載線路、合閘空載線路、切除空載斷路器），要知道過(guò)電壓的形成，影響過(guò)電壓的因素及限制過(guò)電壓的措施。232-240（1）切除空載線路過(guò)電壓形成：斷路器滅弧能力不強(qiáng)時(shí)，在切斷電容電流時(shí)可能出現(xiàn)電弧重燃，引起電磁振蕩，造成過(guò)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)備的裝設(shè)。（2）合閘空載線路過(guò)電壓形成：