吉林大学远程教育学院2013年高电压技术练习题B答案.doc

高电压技术练习题B答案
一．基本概念简答题（4×5=20分）
1火花放电
放电间隙反复击穿时，在气体间隙中形成贯通两极的断断续续的不稳定的明亮细线状火花，这种放电形式称为火花放电。
2．伏秒特性
冲击电压下，一般用电压最大值与击穿时间的关系曲线来表示间隙的冲击绝缘特性，该曲线称为间隙的----~。
3．绝缘子
将处于不同电位的导体在机械上固定，在电气上隔绝的一种使用数量极大的高压绝缘部件。
4．分布参数
必须考虑电路元件参数分布性的电路，即电路中同一瞬间相邻两点的电位与电流都不相同，电路中电压与电流不仅是时间的函数，还是空间坐标的函数。
5．绝缘配合
电力系统中用以确定输电线路与电工设备绝缘水平的原则、方法与规定。
二．填空题（选填15空,2×15=30分）
1、电极表面带电质点产生的主要方式有 正离子碰撞阴极 ， 光电效应 ，
热电子发射 ， 场强放射 。
2.操作冲击电压放电的特点有 U形曲线 ， 极性效应 ，
饱与现象 ， 分散性大 ， 邻近效应 ， U50击穿电压极小值经3介质的极化形式有 电子位移极化 ， 离子位移极化 ，
转向极化 ， 夹层介质界面极化 ， 空间电荷极化 。
4、绝缘子的污闪是一个复杂的过程，通常可分为 积污 、 受潮 、 干区形成 、 局部电弧的出现 与 发展 等四个阶段。
三．理论分析与综述题（10×4=40分）
1．简要回答促使输电线路电压等级提高的直接动力；
①电力需求的激增
线路输送容量P=U2/Z,大容量输送需要高电压
②电力的远距离输送
输出总功率一定P总=I2R+P出 P总=UI
I2R输电线路上的损耗 为减小I2R 需要减小I
P总=UI恒定,需要增大U----高压输电
2.雷电放电可分为哪几个主要阶段？简要叙述。
    （1）先导放电阶段；（2）主放电阶段；（3）余光放电。
3．高真空与高压力能提高间隙击穿电压的原因；
高真空：电子自由行程变大，间隙中无分子可碰撞，电离过程无从发展，提高了击穿电压
高气压：密度增加，电子自由行程缩短，电离过程减弱
4 根据过电压形成的物理过程，简述架空输电线路雷电过电压种类。
直击雷过电压—直击杆塔，避雷线或导线，引起线路过电压—危害大。
感应雷过电压—雷击线路附近大地，电磁感应在导线上引起过电压--对35KV以下线路有威胁。
直击雷过电压两类
反击：
雷击线路杆塔或避雷线时，雷电流通过雷击点阻抗，使该点电位大大升高，当雷击点与导线之间的电位差超过线路绝缘的冲击电压时，会对导线发生闪络，使导线出现过电压。
这时杆塔或避雷线的电位反而会高于导线，故称为反击。
绕击：
雷电流直接击中导线（无避雷线）或绕过避雷线（屏蔽失效）击中导线，直接在导线上引起过电压--称为绕击。
2、工程实践题
画出测量球隙的接线图，试述球隙测量稳态高电压的基本原理与方法及其优点。
接线图
基本原理：
均匀电场下空气的放电电压与间隙距离具有一定关系。可以利用间隙放电来测量电压，但绝对的均匀电场不易作到，只能接近于均匀电场，测量球隙由一对直径相同的金属球构成，加压时形成稍不均匀电场，其他条件相同时，球隙在大气中的击穿电压取决于间隙距离。
放电电压主要靠试验获得，IEC制订了放电电压标准表。
方法：
均匀电场下空气间隙的放电电压与距离有关—可以利用间隙放电测量电压。
IEC制定测量球隙放电电压标准表。
优点：
（1）测幅值、直接测量高电压唯一设备 ，可以测量稳态与冲击高电压；
（2）结构简单、易于自制；
（3）具有一定的准确度，不确定度3%以内。
2、简述空气间隙放电的原理，说出所用实验设备，绘出实验电路图。
1稍不均匀电场的放电
　　均匀电场中，由于各点电场强度都是一样的，当施加稳态电压（直流、工频交流），电场强度达到空气的击穿强度时，间隙就击穿了。但日常很难见到均匀电场。
　　对于稍不均匀的电场，日常见得很多。如球-球间隙，球-板间隙等，以球-球间隙为例，当间隙距离小于1/4D时，其电场基本为均匀电场，当D/4 ≤S≤ D/2 时，其电场为稍不均匀电场。
　　均匀电场的放电电压也可用公式计算，公式为（单位为kV）：
—空气相对密度　　—间隙距离cm
2不均匀电场的放电
　　不均匀电场的差别就在于空气间隙内，各点的电场强度不均匀，在电力线比较集中的电极附近，电场强度最大，而电力线疏的地方，电场强度很小，如棒-棒间隙，是一对称的不均匀电场，在电极的尖端处电力线最集中，电场强度也最大。当加上高压后，会在电极附近产生空气的局部放电——电晕放电，电压再加高时，电晕放电更加强烈，致使间隙内发生刷状放电，而后就击穿了（电弧放电）。如棒-板间隙，在尖电极附近电场强度最大，加上高压后，电极附近先产生电晕放电，而板上的电力线很疏，不会产生电晕。当电压足够高时，棒极也将产生刷状、火花放电，最后导致电弧放电（击穿）。
3滑闪放电
　　具有强垂直分量的表面会出现明显的滑闪放电。
4极性效应
　　在直流电压作用下，极性对放电电压有很大影响。这是因为正流注发展所需的平均电场与负流注发展所需的平均电场不同，因此在正负直流电压作用下有明显的极性效应。
实验设备：调压器、试验变压器、放电球隙
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