高电压技术(详细版)

1.气体中带点质点的产生，激发与游离。

2.游离的方式有：碰撞游离、光游离、热游离和表面游离。

3.由碰撞银翼的游离称为碰撞游离。气体在热状态下引起的游离过程称为热游离。电子从金属电极表面逸出来的过程称为表面游离。

4.导致带点质点从游离区域消失或者削弱的过程称为去游离。去游离的方式：带点质点的扩散，带点质点的复合以及电子的附着效应。

5.汤逊放电理论认为放电起始于有效电子通过碰撞形成电子崩，通过正离子撞击阴极，不断从阴极金属表面溢出自由电子来弥补引起电子碰撞游离所需的有效电子。适用于低气压、短间隙均匀电场中的气体放电过程和现象。

6.气体间隙的击穿电压UF是气体压力P和间隙距离S乘积的函数,这一规律称为巴申定律

7.流注理论认为放电起始于有效电子通过碰撞形成电子崩，形成电子崩后，由于正负空间电荷对电场的畸变作用导致正负空间电荷的复合，复合过程中所释放的光能又引起光游离，光游离结果所得到的自由电子又引起新的碰撞游离，形成新的电子崩且汇合到最初电子崩中构成流注通道。适用于大气压下，非短间隙均匀电场中的气体放电过程和现象8.电子崩一个电子在电场作用下由阴极向阳极运动时，将与气体原子（或分子）碰撞，如果电场很强、电子的能量足够大时,会发生碰撞电离，使原子分解为正离子和电子,此时空间出现两个电子。这两个电子又分别与两个原子发生碰撞电离，出现4个自由电子。如此进行下去,空间中的自由电子将迅速增加，类似于电子雪崩，故名电子崩。

9.非自持放电：当外加电压较低时，只有由外界电离因素所造成的带电粒子在电场中运动而形成气体放电电流，一旦外界电离作用停止，气体放电现象即随之中断，这种放电称为非自持放电

10.U50%就是在该冲击电压作用下，放电的概率为50%。其可用来反应绝缘耐受冲击电压的能力。11.同一波形。不同幅值的冲击电压作用下，间隙上出现的电压最大值和放电时间的关系曲线称为间隙的伏秒特性曲线。伏秒特性有什么实用意义（如何利用保护设备和被保护设备间的绝缘配合）伏秒特性对设备的绝缘设计,各类绝缘间的相互配合,以及防雷保护及过电压保护与设备绝缘间的配合进行研究的基础.

12.不均匀电场可分为稍不均匀电场和极不均匀电场。稍不均匀电场中放电的特点与均匀电场中相似在间隙击穿前看不到有什么放电的迹象。极不均匀电场：若电场不均匀程度比较严重，当极间电压达到足以使气体介质发生自持放电时，气体间隙并不被击穿，只是电场强度较高处的气体发生电晕放电；进一步提高电压后，气体间隙才被击穿，这样的电场称为极不均匀电场。高压电力设备中经常遇到的是极不均匀电场，例如高压架空输电线路周围的电场，高压交流电机线棒出槽处的电场，电力变压器引线附近的电场等。属于稍不均匀电场的电场有高压静电电压表（见静电系电表两电极间的电场，阀型避雷器放电间隙中的电场等。

13.电晕放电：伴随着游离而存在的复合和反激发，发出大量的光辐射，在黑暗里可以看到在该电极周围有薄薄的淡紫色发光层，有些像日月的晕光，故称为电晕放电。

14.大气条件对气体间隙击穿电压的影响：①相对密度不同时击穿电压的影响②湿度不同时击穿电压的影响③海拔高度的影响。

15.提高气体间隙绝缘强度的方法：一是改善电场分布，使之尽量均匀。二是利用其他方法来削弱气体间隙中的游离过程。

16.改善电场分布的措施：①改变电极形状②利用空间电荷对电场的畸变作用③极不均匀电场中屏障的作用。

17.削弱游离过程的措施：①采用高气压②应用强电负性气体③采用高真空。

18.当加在绝缘子的极间电压超过一定值时常常在固体介质和空气的交界面上出现放电现象，这种沿着固体介质表面气体发生的放电称为沿面放电。当沿面放电发展成贯穿性放电时称为沿面闪络，简称闪络。

19.当大气湿度较高，或在毛毛雨、雾、露、雪等不利的天气条件下，绝缘子表面的污秽尘埃被润湿，表面电导剧增，使绝缘子的泄漏电流剧增，其结果使绝缘子在工频和操作冲击电压下的闪络电压（污闪电压）显著降低，甚至有可能使绝缘子在工作电压下发生闪络（通常称为污闪）

20.极化是电介质在电场作用下发生物理过程的一种。极化的基本形式：①电子式极化②偶子式计划

③离子式极化④空间电荷极化

21.电介质基功能：将不同电位的导体分隔开。

22.电导电流对带均压电阻的有串联间隙的避雷器施加规定的直流电压时，流过避雷器的电流。泄漏电流对不带均压电阻的有串联间隙的避雷器施加规定的电压时，流过避雷器的电流。

23.电介质出现功率损耗的过程称为介质损耗。影响介质损耗角正切指数的因素主要有温度、频率和电压。

24.何谓小桥理论：杂质、气泡在电场作用下在电极之间逐渐排列成小桥，从而导致击穿

25.固体电介质的击穿形式有电击穿、热击穿和电化学击穿。

26.提高固体电介质击穿电压措施①改进制造工艺

②改进绝缘设计③改善运行条件。

27.电介质的老化可分为三类：电老化、热老化和环境老化。电老化是指在电场作用下的老化，并且主要是来自于介质中的局部放电，有时也称为局部放电老化。热老化是指电介质在受热作用下所发生的劣化。

28.绝缘的缺陷通常可分为两类：一是局部性或集中性的缺陷，二是整体性或分布性的缺陷。

29.电气设备的绝缘预防性试验可分为两大类：一是非破坏性实验，二是耐压试验（破坏性试验）。30.吸收比就是加压后60s时的绝缘电阻R60’’对加压后15s的绝缘电阻R15’’的比值。

31.什么是测量介质损耗角的正接线和反接线，①正接法。正接时，桥体处于低压，操作安全方便，不受被试品对地寄生电容的影响，测量准确；但这种方法要求被试品两极均能对地绝缘②反接法的高、低压端与正接线相反，故称反接线。适用于被试品一端接地的情况，反接线时桥体处于高电位，被试品高压极连同引线的对地寄生电容与被试品并联引起测量误差

32.分布参数的过渡过程实质上就是电磁波的传播过程，简称波过程。

33.波阻抗：等同于所给定线路参数的一条无限长线路上的行波的电压与电流比值。，波阻抗的主要指标：

34.分布参数的波阻抗的主要特点①波阻抗表示具有同一方向的电压波和电流波大小的比值。电磁波通过波阻抗为Z的导线时，能量以电磁能的形式储存在周围介质中，而不是被消耗掉②如果导线上既有前行波，又有反行波时，导线上总的电压和电流的比值不再等于波阻抗③波阻抗Z的数值x只和导线单位长度的电感和电容L0、C0有关，与线路长度无关。④为了区别向不同方向运行的行波，Z的前面应有正负号。

35.彼德逊法则①把线路波阻抗Z用数值相等的集中参数电阻替代②把线路上的入射电压波的两倍作为等值电压源这就是计算折射波的的等值电路法则，称之为彼得逊法则

36.几种特殊条件下的折反射波：①线路末端开路：当波达到开路末端时，将发生全反射。全反射的结果是使线路末端电压上升到入射波电压的两倍。同时，电流波则发生负的全反射，电流波负反射的结果是线路末端的电流为零，也就是末端开路时，入射波的全部磁场能量将转变为电场能量②线路末端短路：当波达到短路路末端时后将发生负的全反射，负反射的结果是使线路末端电压下降为零。同时，电流波则发生正的全反射，电流波正的全反射的结果是线路末端的电流上升为入射波电流的两倍。也就是末端短路时，入射波的全部电场能量转变为磁场能量。③线路末端接负载电阻：入射波到线路末端时不反射，和均匀导线的情况完全相同。入射波的电磁能量全部消耗在电阻上。

37.分析变压器绕组在冲击电压作用下产生震荡的根本原因，引起绕组起始电压分布和稳态分布不一致的原因震荡的主要原因就是线圈的铁磁电感饱和引起的。其实说震荡不全面，震荡是针对系统的，感觉说成谐振比较好。一般都是要一定是激发条件，就是电流电压的副值从正常工作状态到了谐振状态，在有就是铁芯电感是非线性的，电感量增大到一定程度铁芯饱和了。

38.行波通过串联电感和并联电容时会产生哪些变化？行波通过串联电感和并联电容时，可以使波前（波头）拉平，波前陡度降低。通过串联电感或并联电容后，将由直角波变成陡度较小的指数波，使波头的陡度减小。电感、电容越大，波头陡度越小。

39.电晕对导线上波过程的影响：①使导线上耦合系数增大②使导线上的波阻抗和波速减小③使波在传播过程中幅值衰减，波形畸变。

40.冲击电压在变压器绕组间的传递途径有两个：一是通过静电感应的途径，二是通过电磁感应的途径。

41.雷击放电的等值电

路

42.我们把流经被击物

体的波阻抗为零时的电

流定义为雷电流。

43.常用的等值波形有三种：①标准冲击波②斜角平顶波③等值余弦波44.雷暴日是每年种有雷电的日数，雷暴小时每年中有雷电的小时数。

45.地面落雷密度是每一雷暴日每平方公里地面遭受雷击的次数。

46.避雷器类型：①保护间隙②排气式避雷器③阀式避雷器④金属氧化物避雷器

47.阀式避雷器的工作原理：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。对于工频续流，阀门关闭，迅速切断之。

48.阀片电阻的作用主要是利用它的阀式来限制雷电流的残压。阀片电阻具有使雷电流顺利的通过而又阻止工频续流，如阀门般的特性起自动节流的作用。阀片电阻一重要参数：通流容量，表示阀片通过电流的能力

49.避雷针（线）的保护作用原理：能使雷云电场发生突变，使雷电先导的发展沿着避雷针（线）的方向发展，直击于其上，雷电流通过避雷针（线）及接地装置泄入大地而防止避雷针（线）周围的设备遭受雷击

50.避雷针与避雷线的适用场所：避雷针一般用于保护发电厂和变电所，可根据不同情况装设在配电构架上或独立架设。避雷线主要用于保护线路，也可用于保护发、变电所。避雷针需有足够截面的接地引下线和良好的接地装置，以便将雷电流安全的引入大地。

51.残压指雷电流通过避雷器时在阀片电阻上产生的压降。

52.输电线路防雷性能的优劣，主要有两个指标来衡量：一耐雷水平，二雷击跳闸率。

53.雷击跳闸率即每100km线路每年由雷击引起的跳闸次数。

54.输电线路上出现的大气过电压一般有两种：直击雷过电压和感应雷过电压。

55.过电压产生机理，可能出现过电压的情况，雷击过电压危害雷击引起暂态高电压或过电压常常可以通过网络线路耦合或转移到网络设备上，造成设备的损坏。对于中性点不接地的分级绝缘变压器，当雷电波从线路侵入变压站到达变压器中性点以及系统单相接地、非全相运行，特别是伴随产生变压器励磁电感与线路对地电容谐振时，会产生较高的雷电过电压或工频稳态过电压。

56.输电线路遭受直击雷一般有三种情况：①雷击杆塔塔顶②雷击避雷线豁档距中央③雷击导线或绕过避雷针击于导线。

57.导线电位和线路（绝缘子串）上的电压

58.反击，如累计杆塔是雷电流超过线路的耐雷水平I1，就会引起线路闪络，这是由于接地的杆塔及避雷线电位升高所引起的，称此类闪络为反击59.感应雷过电压：雷闪击中电气设备附近地面，在放电过程中由于空间电磁场的急剧变化而使未直接遭受累积的电气设备上感应出的过电压。直击雷过电压当雷电放电的先导通道不是击中地面,而是击中输电线路的导线、杆塔或其他建筑物时,大量雷电

流通过被击物体,在被击物体的阻抗接地电阻上产生电压降,使被击点出现很高的电位,这就是直击雷过电压

60.耐雷水平：雷击线路时，其绝缘尚不至于发生闪络的最大电流幅值或能引起绝缘闪络的最小雷电流幅值，单位为kA.。提高耐雷水平：减少接地电阻Rch，提高耦合系数k，减小分流系数β，加强线路绝缘。对于一般高度的杆塔，降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平防止反击的有效措施。

61.雷击导线的耐雷水平比雷击杆塔小的多

62.输电线路过雷时，引起线路跳闸必须要满足两个条件：一雷电流超过线路耐雷水平，引起线路绝缘发生冲击闪络，二是雷电流消失后，沿着雷电流通道流过工频短路电流的电弧持续燃烧，线路才会跳闸停电。

63.建弧率就是冲击闪络转为稳定工频电弧的概率用η表示。中性点接地方式不同，建弧率不同。64.雷电事故形成的环节：首先数电电路要受到雷电过电压的作用，并且线路要发生闪络，然后冲击闪络转变为稳定的工频电压，引起线路跳闸，如果在跳闸后不能迅速恢复正常运行，就会造成供电终止。

65.输电线路防雷措施四道防线：即输电线路不直击受雷，线路受雷后绝缘不发生闪络，闪络后不建立稳定的工频电弧，建立工频电弧后不中断电力供应。

66.避雷线的作用：①防止雷直击导线②对雷电流有分雷作用③对导线有屏蔽作用④对导线有耦合作用

67.保护角：通过地线的垂直平面与通过地线和被保护受雷击的导线的平面之间的夹角。一般取20°-30°

68.输电线路保护措施：①假设避雷线②降低杆塔接地电阻③架设耦合地线④采用不平衡绝缘方式⑤采用消弧线圈接地方式⑥装设自动重合闸⑦装设排气式避雷器⑧加强绝缘。

69.发电厂变电所遭受侵害一半来自两个方面：一雷直击于发电厂变电所（采用避雷针），二雷击输电线路后产生雷电波侵入发电厂变电所（采用避雷器）。

70.电磁分量磁场磁场变化所致，静电变化电场变化所致

71.为了防止雷直击发电厂变电所，可以装设避雷线来保护。避雷针的安装方式可分为独立避雷针和构架避雷针。

72.对于110kv级以上的变电所，可以将避雷针架设在配电装置的构架上。

73.变电所中限制雷电侵入波过电压的主要措施是安装避雷器。

74.阀式避雷器的保护作用：①变压器和避雷器之间的距离为零的防护结果②变压器和避雷器之间有一定的电气距离的防护结果

75.避雷器与各个电气设备之间不可避免的沿连线分开一定的距离称为电气距离

76.变电所中变压器距避雷器的最大允许电气距离lm与侵入波陡度α密切相关，α愈大则lm愈小，α愈小则lm愈大。

77.选择避雷器的安装位置的原则：在任何可能的运行方式下，变电所的变压器和各设备距避雷器的电气距离皆应小于最大允许电气距离lm，一般来说，避雷器安装在母线上，若一组避雷器不能满足要求，则应考虑增设。

78.设置进线段保护的目的要使避雷器能可靠的保护电气设备，必须设法使避雷器电流幅值不超过5kA （在330-500kA级为10kA），而且必须保证来波陡度α不超过一定的允许值，进线段保护可以保证这些。

79.进线段保护是指在临近变电所1-2km的一段线路上加强防雷保护措施。

80.进线段保护为什么能达到目的？在这一过程中由于进线波阻抗的作用减小了通过避雷器的雷电流，同时由于导线冲击电晕的影响削弱了侵入波的陡度。

81.在最不利的情况下，出现在进线段首端的雷电侵入波的最大幅值为线路绝缘的50%冲击闪络电压U50%且具有直角波头。

82.变压器防雷保护的具体问题：①三绕组变压器的防雷保护，为限制三相电压同时升高这种过电压，在低压绕组三相出线上加装阀式避雷器②自耦变压器的防雷保护，在该低压非自耦绕组上，为限制静电感应电压需在三线出线上装设阀式避雷器⑴高低压绕组运行中压开路，应在中压侧与断路器之间装设一组避雷器⑵中低压绕组运行高压开路，在高压侧与断路器之间装设一组避雷器

83.中性点绝缘可分为全绝缘和分级绝缘。凡中性点与相线端的绝缘水平相等就是全绝缘。如果中性点绝缘低于相线端绝缘水平叫分级绝缘。60kv及以下全绝缘。110kv及以上分级绝缘。

84.由于电力系统中某些内部的原因引起的过电压称为内过电压。

85.出现内过电压的实质：电力系统内部电感磁场能量与电容电场能量的振荡、互换与重新分布。86.旋转电机的防雷保护保护内容：主绝缘、匝间绝缘和中性点绝缘。

87.直配电机就是指与架空线路直接相连的旋转电机（发电机、调相机、大型电动机等）

88.避雷器保护主要功能是降低侵入波幅值；电容器保护只要功能是限制侵入波陡度和降低感应雷过电压；电缆段保护（进线段保护）主要功能是限制流经FCD型避雷器的雷电流使之小于3kA；电抗器保护主要功能是在雷电波侵入时抬高电缆首端冲击电压，从而使排气式避雷器放电。

89.引起电力系统中出现内过电压的原因：①系统中断路器（开关）的操作②系统中的故障③系统中电感电容在特定情况下的配合不当。

90.过电压分为大气雷击过电压、内过电压。内过电压分为暂时过电压、操作过电压。暂时过电压分为工频过电压、谐振过电压。

91.在正常或故障时，电力系统中所出现的幅值超过最大工作相电压、频率为工频（50Hz）的过电压称为工频过电压

92.常见工频过电压：空载线路电容效应引起的、甩负荷引起的工频电压升高、不对称短路时在正常相上的工频电压升高。

93.空载线路电容效应引起的工频电压升高的根本原因在于线路中电容性电流在感抗上的压降使得电容上的电压高于电源电压。

94.常采用并联电抗器来限制工频过电压，并联电抗器视需要可以装设在线路的末端、首端或中部。95.产生操作过电压的原因：在电力系统中存在储能元件的电感与电容，当正常操作或故障时电路状态发生了改变，由此引了振荡电路的过渡过程，这样就有可能在系统中出现超过正常工作电压的过电压，这就是操作过电压。

96.操作过电压特点①持续时间比较短②幅值与系统相电压幅值有一定倍数关系③操作过电压的幅值与系统的各种因素有关，且具有强烈的统计性④各类操作过电压依据系统电压等级的不同，显示的重要性也不同⑤操作过电压是决定电力系统绝缘水平的依据之一。

97.操作过电压限制措施：选用灭弧能力强的高压开关；提高开关动作的同期性；开关断口加装并联电阻；采用性能良好的避雷器，如氧化锌避雷器；使电网的中性点直接接地运行。

98.间歇电弧接地过电压的根本原因：由于电容电流的增大,当发生单相接地时不能可靠地熄弧,从而使故障扩大,使其成为相间短路而导致线路跳闸,同时由此造成的间歇性电弧接

99.出现间歇电弧的条件：一电弧性接地，二接地电流超过某数值。

100.影响间隙过电压的因素①电弧熄灭与重燃时的相位②系统的相关参数③中性点接地方式

101.限制间隙过电压的措施：在中性点不接地系统中，中性点经消弧线圈接地

102.影响空载线路分闸过电压因素①断路器的性能②母线出线数③线路负载及电磁式电压互感器④中性点接地方式

103.限制空载线路分闸过电压的措施：①提高断路器灭弧性能②采用带并联电阻的断路器③线路上接有电磁式电压互感器④线路末端接有空载变压器104.影响空载线路合闸过电压的因素①合闸相位②线路残余电压的大小与极性

105.限制空载线路合闸过电压的措施①采用带并联电阻的断路器②消除和削弱线路残余电压③同步合闸④安装避雷器

106.影响切除空载变压器过电压的因素①空载电流截断值②变压器的自振频率f0

107.限制切除空载变压器过电压的措施①采用阀型避雷器②高压侧中性点直接接地

108.消弧线圈是一个铁芯有气隙的电感线圈其伏安特性相对来说不易饱和。对限制电弧接地过电压的作用：正常运行时，消弧线圈中无电流通过。而当电网受到雷击或发生单相电弧性接地时，中性点电位将上升到相电压，这时流经消弧线圈的电感性电流与单相接地的电容性故障电流相互抵消，使故障电流得到补偿，补偿后的残余电流变得很小，不足以维持电弧，从而自行熄灭。这样，就可使接地迅速消除而不致引起过电压。

109.过电压产生物理过程：计划性合闸（正常合闸）自动重合闸

110.谐振就是一种周期性或者准周期性的运行状态，其特征是某一个或者某几个谐波的幅值急剧上升。

111.吸收现象是如何产生的

112.空载线路合闸过电压产生原因113.铁磁谐振过电压的基本原理

114.谐波谐振特点

115.雷击线路杆塔时，导线上的感应过电压

116.P178图出现谐振过电压地点一定不是P点是P 后的点

117.什么是断线？为什么会引起过电压

118.切除空载变压器过电压用断路器切除空载变压器时可能出现幅值较高的过电压

119.谐振频率即谐振过电压的频率可以是工频也可以是高于工频的高次频率，也可以是低于工频的分次频率。

120.谐振按性质可分为①线性谐振②铁磁谐振（非线性谐振）③参数谐振。

121.在电力系统运行中，可能出现的线性谐振有①空载长线路电容效应引起的谐振②中性点非有效接地系统中不对称接地故障时的谐振③消弧线圈全补偿时的谐振④某些传递过电压的谐振。

122.谐振过电压特点①幅值较高②持续时间较长③可在各电压等级的电网中产生

123.铁磁谐振是电力系统自激振荡的一种形式，是由于变压器、电压互感器等铁磁电感的饱和作用引起的持续性、高幅值谐振过电压现象。产生铁磁谐振的必要不充分条件未饱和时电感值L0应满足ωL0>1∕ωC

124.铁磁谐振的主要特点①发生铁磁谐振的必要条件是铁磁回路中ωL0>1∕ωC。L0为在正常运行条件下，即非饱和状态下回路中铁芯电感的电感值②③④⑤⑤

125.谐振过电压分为线性和非线性.在实际情况中，可能两种同时出现

126.常见的几种谐振过电压：传递过电压、断线引起的谐振过电压、电磁式电压互感器饱和引起的谐振过电压、

127.虚幻接地是两台或多台变压器共用一台消弧线圈时（使用时只能分别投入），变压器的电源侧不同期运行时，接地部分出现的中性点偏移电压U0和该部分的相电压同期，而U0与非接地部分的频率不同期。U0与未接地补偿网络的相电压以w的脉动角速度旋转，U0可能与未接地网络的相电压A、B、C的相电压重合，使未接地补偿网络的相电压按相序发生有0到2倍相电压的周期性变化，因而形成未接地补偿网络的“虚幻接地”的现象

128.什么是传递过电压？

防止传递过电压的方法：①尽量避免出现中性点位移电压②适当选择低压侧消弧线圈的脱谐度

129.雷击避雷线豁档距中央等值电路图

130.例6-1 P134

131.雷击导线等值电路图

132.未沿全线架设避雷线的35-110kv线路的变电所进线保护接线

133.进线段限制通过避雷器电流的原理接线与等值电路