高电压技术课程设计
高电压技术课程设计
冲击电压发生器的设计
一、引言
冲击电压发生器是一种产生脉冲波的高电压发生装置，在电力系统中主要用于研究电力设备遭受大气过电压和操作过电压时的绝缘性能。
本文是高电压技术课程的课程设计，参考相关文献完成了冲击电压发生器设计，了解了该装置基本原理、设计流程、注意事项等。
二、设计过程
1. 最大输出电压
300～800kV
2. 冲击电容
为保证冲击电压发生器有较大适用范围，考虑试验可能遇到的最大的试品电容（不考虑大电力变压器和整卷电缆试验的情况）
（1）试品中互感器电容最大，约1000pF
（2）冲击电压发生器的对地杂散电容和高压引线及球隙等的电容估计值取500pF （3）电容分压器（分压器采用电容式分压器）的电容估计值取600pF 由此得出，总的负荷电容约为
210005006002100C p F
=++=
为保证发生器有足够高的效率，同时兼顾经济性，冲击电容取负荷电容10至20倍，则冲击电容为
12(1020)(2100031500)C ～C ～p F
==
3. 电容器的选择
型号MY110—0.2脉冲电容器参数如下表
需满足两个要求：
（1）电压发生器额定电压要求：300～800kV （2）冲击电容要求：21000～31500pF
采用MY110—0.2脉冲电容器，7级串联，此时冲击电压发生器串联放电时，峰值电压约为770kV 满足（300～800kV ），且冲击电容为200000/7=28571满足（21000～31500pF ）
4. 回路选择
采用高效回路，单边充电。
图1 高效回路
上图中C为型号MY110-0.2脉冲电容器， R为充电电阻，r为保护电阻（同时起均压作用，使电容充电比较均匀），大小取10R，rf为波头电阻，rt为波尾电阻。
回路化简及等效如下图
图2 等效回路
充电测量：毫安表测量充电电流，微安表与大电阻串联测量充电电压。
图 3 充电回路电参数测量
5. 冲击电压发生器主要参数
（1）额定电压U1=7*110=770kV （2）冲击电容C1=200000/7=28571pF
（3）能量W=1/2*0.028571*10^-6*(770*10^3)^2= 8.4699e+003J=8.47kJ
6. 波头电阻和波尾电阻计算
假定
（1）试品电容为1000pF （2）负荷电容为2100pF 则由于
波前时间等效回路：
图 4 波前时间等效回路：
波头长 12126
121212
21001028571101.2103.243.2412
2100102857110f
f
f
C C t r r C C -----???=?=??=??+?+?∑∑
得
189.33189f
r
=Ω=Ω∑， 27.047127.0189.33/7f
r =Ω==Ω 波长时间等效回路
图 5 波长时间等效回路：
波长时间
612
50100.69(285712100)10t
t
t r
--=?=??+?∑
得2362.6=2363t
r =ΩΩ∑
，
2362.6/3377.5t
r ==Ω
7. 充电电阻和保护电阻阻值计算及电阻材料的选择
下图为充电回路内部环流，为减小充电回路内部放电回路对冲击电压发生器放电回路的影响，要求R+rf>10～20rt 。
图 6 充电回路内部RC 回路环流
（1） 充电电阻R>20*337.5-27=6723欧姆，取10千欧，结构长度应能承受110kV 电压。
由于高效回路发生球隙放电不同步等异常时，电容的能量都将从波头和波尾电阻释放（由于充电电阻R 远大于波头波尾电阻），所以一般情况下充电电阻不存在过热的危险，故电阻的制作只需考虑绝缘的问题。
图 7 无感电阻绕制
采用双股反绕的无感电阻结构，则波尾电阻每股阻值20kohms 。
采用电阻率较大的镍铬丝绕制。线径取0.050mm ，截面积0.001964mm2，每米电阻555ohms ，则电阻丝长度为20000/555=20.036m 。
选外径为80mm ，壁厚为3mm 的环氧绝缘筒来绕电阻丝。为使电阻丝承受最大冲击电压时，匝间和表面不放电，根据1mm 极板间隙放电电压为1kV ，则绝缘筒上来绕电阻丝的槽的直径选为0.1mm 。由绝缘筒截面周长约为250mm 。
波前电阻丝所绕圈数20036/250= 80圈，故80圈电阻丝之间承受电压110/80=1.375kV/圈，故电阻丝间距必须大于1.375mm ，取1.4mm ，则绕制波前电阻丝的绝缘筒长度为1.480800.1120.0m m ?+?=。
（2） 保护电阻r 取为40R=400kohms ，结构长度应能承受1.1*110=121kV 电压。
保护电阻亦不需考虑过热的问题，而只需考虑绝缘问题，采用双股反绕的无感电阻结构，则波尾电阻每股阻值800kohms 。
采用电阻率较大的镍铬丝绕制。线径取0.020mm ，截面积0.000314mm2，每米电阻3470ohms ，则电阻丝长度为800000/3470=230.548m 。
选外径为300mm ，壁厚为5mm 的环氧绝缘筒来绕电阻丝。为使电阻丝承受最大冲击电压时，匝间和表面不放电，根据1mm 极板间隙放电电压为1kV ，则绝缘筒上来绕电阻丝的槽的直径选为0.1mm 。由绝缘筒截面周长约为942mm 。
波前电阻丝所绕圈数230548/942= 245圈，故245圈电阻丝之间承受电压为
110*1.1/245=0.494kV/圈，故电阻丝间距必须大于0.494mm ，取0.5mm ，则绕制波前电阻丝的绝缘筒长度为0.52452450.1147m m ?+?=。
8. 冲击发生器效率
128571
93.2%12285712100
C C C η=
==++
9. 充电时间估算
非高效充电回路可作下列等效处理，由于是整流电压充电故充电时间较直流电压要长，T 充=15rnC 。（高效回路应有类似结论，下面直接用此结论）
由等效电路估算，7个110kV 电容器串联 ，90%充电时间约为t=15rnC=15*400*10^3*7*0.2*10^-6=8.4s
10. 硅堆选择
短时最大充电电流=33
110101.1
0.330040010A m A ??==?
按有效值选硅堆的额定整流电流
54.8mA
=
硅堆反峰电压=1101.1110231
k V ?+= 选用硅堆：
反峰电压>231kV ，额定整流电流=100mA
查表得型号为“2DL 250/0.1 浸油”硅堆参数如下
故可选用“2DL 250/0.1 浸油”硅堆。
11. 变压器选择
容量计算
2
26331170.210(11010)
228.48 1..008310VA=1.0083k 4
VA n cu S -????????===
电压有效值=1.1110/88k V ?= 故可选全绝缘变压器：YD 型100kV/10kVA
12. 球隙和触发器的选择及球隙放电同步性
球隙：?250mm 在球隙距离为40mm 时放电电压为112kV （略大于110kV ），故选取7个直径250mm 的铜球。
点火球隙和触发装置：
图 8 点火球隙和点火发生装置
实际上当第一级球隙放电后，由于球隙间等效电容、充电电容和杂散电容三者分压，以及回路中充电电阻、波前、波尾电阻对电压分布的影响，球隙的电压将比理想值要小，故可能引起放电不同步，为改善球隙放电同步性将冲击电压发生器球隙排在一垂线上，后一级球隙放电可利用前一级放电时产生的紫外线。
13. 波头电阻和波尾电阻的计算及选择
已知rf=27.0ohms ；rt=337.5ohms ，一级电容器储能为
632
10.210(11010)1.212k J -????=
为保证电阻不至于因发热而烧坏，考虑电容rf 、rt 上可能消耗的最大能量，从而选择
电阻材料（康铜丝）和结构。
电阻最高温升为150℃，电阻丝长为L(m)，截面积为A(2
mm ) （1） 试品不放电时，全部能量消耗在rt ，即1.21kJ
采用双股反绕的无感电阻结构，则波尾电阻每股阻值2*237.5=475ohms ，消耗能量1.21/2=0.605kJ 。冲击放电时间极短，故电阻上消耗能量的过程看作是绝热过程，能量全部转化为电阻温升。（注：下式是参照清华大学张仁豫教授的《高电压试验技术》第一版的结论而列写的，其中的系数0.24我也未理解其含义，而且在该书第二版中该系数也被不存在，个人也倾向于第二版的结论，但这里仍按第一版的结论计算）
34750.488.91000.1150 1.21100.24
100
L
A
A L ?=????
?????=???? 解得：
L=46. 3964m ，A=0.0469mm
选择与上述值最接近的电阻丝，线径0.250mm ，截面积0.04912
mm ，9.78ohms/m ，应取长度L=475/9.78=48.57m ，可得此时实际温升137℃<150℃，符合要求。
（2） 试品放电时，rt 、rf 的分流作用导致电容能量的237.5
0.8979
237.527=+，即
0.8979*1.21=1.0865kJ ，消耗在rf 。
采用双股反绕的无感电阻结构，则波尾电阻每股阻值2*27=54ohms ，消耗能量1.0865/2=0.5432kJ 。（注：下式是参照清华大学张仁豫教授的《高电压试验技术》第一版的结论而列写的，其中的系数0.24我也未理解其含义，而且在该书第二版中该系数也被不存在，个人也倾向于第二版的结论，但这里仍按第一版的结论计算）
3540.488.91000.11500.5432100.24100
L
A
A L ?=????
?????=???? 解得：
L= 10.4814m ，A= 0.0932mm2
选择截面积0.09622
mm ，线径0.350mm ，4.99ohms/m ，应取长度L=54/4.99= 10.82m ，可得此时实际温升141℃<150℃，符合要求。 （3） 绝缘筒的选择
波头电阻绝缘筒：选外径为50mm ，壁厚为3mm 的环氧绝缘筒来绕电阻丝。为使电阻丝承受最大冲击电压时，匝间和表面不放电，根据1mm 极板间隙放电电压为1kV ，则绝缘筒上来绕电阻丝的槽的直径选为1mm 。由绝缘筒截面周长约为157mm 。
波前电阻丝所绕圈数10481.4/157= 67圈，故67圈电阻丝之间承受电压为
110/67=1.6418kV/圈，故电阻丝间距必须大于1.7mm ，取1.7mm ，则绕制波前电阻丝的绝缘
筒长度为1.74242113.4m m ?+=。
波尾电阻绝缘筒：选外径为80mm ，壁厚为3mm 的环氧绝缘筒来绕电阻丝。为使电阻丝承受最大冲击电压时，匝间和表面不放电，根据1mm 极板间隙放电电压为1kV ，则绝缘筒上来绕电阻丝的槽的直径选为1mm 。由绝缘筒截面周长约为250mm 。
波尾电阻丝所绕圈数46396.4/250=185.6=186，圈绝缘必须大于110/186=0.5914kV/圈，取0.6，故绕制波尾电阻的绝缘筒长度为0.6186186297.6m m ?+=
14. 分压器的选择
（1）采用电容式分压器,考虑到前文中估算负荷电容时将电容分压器的电容估计为
600pF,所以电容分压器除考虑分压比外，还需考虑其等效电容值，选用集中式电容分压器。
示波器选择：SBGM-2.5kV
由于冲击电压峰值约700kV,而示波器输入电压约为2.5kV,故分压比可选择为500:1，
则
11
12500
C
C C
=
+，即C2=499C1
等效电容为600pF，则
12
600
12
C C
p F
C C
?
=
+
所以，
1600
2300000
C p F
C p F
=
=
（2）考虑阻抗匹配
如下图，其中Z为电缆波阻抗，匹配电阻R1、R2大小等于Z。脉冲波第一次进入电缆
线时，波大小为
1111
1
121212
C Z U C
U
C C Z R C C
=
+++，而示波器可等效为一电容，其电容值很小，
故波在此处发生全反射，使末端电压为
1
1
12
C
U
C C
+，而此反射波到达R1时由于R1=Z故不发
生反射，这样就实现了阻抗匹配。
图9 冲击电压测量装置阻抗匹配
15.容性试品
前文在估算容性试品电容值时，假设了可能选取的最大情况，即互感器1000pF（不考虑整卷电缆线的情况），而充电电容的电容量是按照这个值进行计算的，所以对电容小于1000pF的试品此装置均可满足要求，而实际试验时为满足波形的要求，可补偿一电容器使等效负荷电容为1000pF。
关于该冲击电压发生器的不同试验试品所能达到的电压等级可参看GB 311-64。。16.冲击电压发生器结构设计
考虑到级数为7为奇数，为保证空间对称性从而杂散参数对称，故采用单柱柱式结构。
图10 冲击电压发生器柱式结构
17.测量装置的抗干扰
图11 冲击电压发生器各系统位置关系
（1）分压器与试品间为避免相互的电场及电磁场的干扰影响，两者必须相距一定的距离。
（2）测量仪表必须远离高压试区外，同时应放置在屏蔽室或屏蔽箱中使用，而且要采取其他严密的防干扰及反击措施.
（3）为了消除记录仪器与高压试区间的强电场和电磁干扰及安全事故，须采取几十米长的射频同轴电缆，从分压器下端把电压信号引至记录仪器。
（4）同轴电缆的外层屏蔽层良好接地，屏蔽静电场，防止静电场对内导体的作用。
在实验室内击穿放电时，会产生很大的振荡的短路电流，若仅用简单的导线作为接地回路，不可能使电压降减至很小。为了减小阻抗应采用高导电材料的铜或铝制成的大金属板。许多近期建造的高压实验室把这种接地回路与整个法拉第笼焊接在一起，使之构成全屏蔽的实验室。在较老的实验室里，至少应采用较宽的金属带来组成接地回路。
二、实验仿真
按设计过程有冲击电压发生器性能参数如下： 90%充电时间：8.4s 冲击发生器效率：93.2% 输出波形1.2/50μs
1.充电时间仿真
采用Multisim 仿真，电路如下图：
图 12 充电回路Multisim 电路仿真
以最后一级电容器充电完成时间作为充电回路充电时间，将数据导入Matlab 做出图形如下。
246
8101214
4
t/s
U /k V
冲击电压发生器充电回路末端电容充电过程
图 13 冲击电压发生器充电过程（最后一级电容器电压）
由上图知90%充电时间为8.026s ，而理论充电时间8.4s 时充电，9.963e4/110e3=90.6%=91%，与理论值吻合。
2．冲击发生器效率与冲击波形仿真
电路如下
图 14 冲击电压发生器放电回路仿真
0123
4567
8
x 10
-5
5
输出脉冲波形
t/s
V
图 15 冲击电压仿真波形
计算波头
x 10
-7
5
波头时间计算
t/s
图 16 冲击电压波波头时间计算
Tf=t2-t1=0.9007-(-0.1906)=1.0913μs=1.2μs+9%（符合ＩＥＣ标准）
计算波长
x 10
-5
5
波头时间计算
t/s
图 17 冲击电压波长时间计算
波长Tt=t3-t1=52.5-(-0.1906)=52.7μs=50μs +5%（符合ＩＥＣ标准） 效率5
5
6.9781090.6%
7.710η?==?，而估算值为92.3%，相差不大。
三、结束语
本次课程设计主要参考了清华大学张仁豫教授主编的《高电压试验技术》第一版，根据书中的介绍完成了发生器参数的计算和相关元件型号的选择。其次还参考了林福昌老师编著的《高电压工程》，以及其他一些文献，在此对作者表示感谢。此外还要谢谢老师和同学的帮助。
本次课程设计总体来说不是很满意，其中关于触发器的选择、冲击电压发生器的绝缘、发生器各结构间的空间布置没有做认真的论述，一方面这与手中资源有限和检索方式落后有关，而也存在自身的原因。当然工程设计设计很广泛的知识，要考虑的问题很多，而现阶段我也不可能考虑的很全面。
当然这次课设还是有很大收获的，首先对冲击电压发生器的工作原理有了更深的理解，结合高电压技术和电路理论的知识能分析发生器基本电路及某些等效电路工作状态；其次通过装置的设计过程掌握了其设计的基本流程和注意事项；而最重要的则是学会从多方面考虑问题，工程设计都是非理想状态，如何把握模型的精确性与可解性，如何综合多种因素得出一个最优或较优的方案，这些都是需要系统的理论学习和实践才能掌握好的。
四、参考文献：
[1]张仁豫. 高电压试验技术. 北京：清华大学，1982
[2]林福昌. 高电压工程. 北京：中国电力出版社，2006
[3]清华大学电力系高电压技术专业. 冲击大电流技术. 北京：高等教育出版社，2001
[4]朱胜龙梁震肖登明. 36kV标准雷电波冲击电压发生器的研制. 《电工技术杂志》2004
年第12期
[5]李智威.高电压技术课程设计冲击电压发生器
高电压技术课程设计-冲击电压发生器的设计
高电压技术课程设计 ——冲击电压发生器的设计 专业：>>>>>> 班级：>>>>>> 设计者：>>>>>> 学号：>>>>>> 指导老师：>>>>>> 冲击电压发生器的设计
电力系统种的高压电气设备，除了承受长时期的工作电压外，在运行过程种，还可能会承受短时的雷电过电压和操作过电压的作用。一般用冲击高压试验来检验高压电气设备的雷电过电压和操作过电压作用下的绝缘性能或保护性能。 雷电冲击高压试验采用全波冲击电压波形或截波冲击电压波形，这种冲击电压持续时间较短，约数微秒至数十微秒，它可以由冲击电压发生器产生；操作冲击电压试验采用操作冲击电压波形，其持续时间较长，约数百微秒至数千微秒，它利用变压器产生，也可利用冲击电压发生器产生。许多高电压试验室的冲击电压发生器既可以产生雷电冲击电压波，也可以产生操作冲击电压波。 冲击电压发生器是产生冲击电压波的装置。雷电冲击电压波是一个很快地从零上升到峰值然后较慢地下降地单向性脉冲电压。 一.设计目标： 输出波形为1.2/50μs标准波形，回路采用高效率回路，输出电压为300～800kV，发生器级数为4～8级。 二.设计过程： 1．试品电压等级的确定 表1.冲击电压发生器标称电压与被测试设备额定电压间关系 要求的输出电压为300~800kV，根据上表，可以暂定试品的电压等级为66kV。 根据66kV设备雷电冲击耐受电压(峰值)表，可知变压器类设备的内绝缘的耐受电压最高，为385kV，击穿电压和闪络电压都高于试验电压，考虑为研究试验取裕度系数1.3；长期工作时冲击电压发生器会发生绝缘老化，考虑老化系数取1.1；假定冲击电压发生器的效率为85%，故冲击电压发生器的标称电压应不低于： 1385 1.3 1.1/0.85647 U kV kV =??=所以可取冲击电压发生器的标称电压为660kV 2．冲击电容的选定
电一高电压工程基础往年试卷答案
高电压 一、填空题(每空1分，共40分) 1.气体放电与气体压强及气隙长度的乘积pd 有关，pd 值较小时气体放电现象可用__汤逊理论_____进行解释；pd 值较大时，一般用__流注理论___进行解释。 2.按照外界能量来源的不同，游离可分为碰撞游离、___光游离____、热游离和表面游离等不同形式。 3.SF6气体具有较高的电气强度的主要原因之一是____强电负_______性。 4.在极不均匀电场中，空气湿度的增加会____提高____空气间隙击穿电压。 5.电晕放电一般发生在曲率半径较____小___的电极表面附近。 6.通常用____等值附盐密度_____来表征绝缘子表面的污秽度。 7.形成表面污闪的必要条件是___局部放电____的产生，流过污秽表面的____泄漏电流____足以维持一定程度的热游离是闪络的充分条件。 8.对支持绝缘子，加均压环能提高闪络电压的原因是__改善（电极附近的）电场分布_____。 9.当绝缘油干净时，改善电场均匀程度能使持续电压作用下的击穿电压__提高______。 10.电介质的绝缘电阻随温度上升而____降低______。 11.变压器油做工频耐压试验时的加压时间通常为__1min_______。 12.测量微小的局部放电的方法是__电脉冲法（电测法）___。 13静电电压表中屏蔽电极的作用是消除___边缘效应______影响。 14.用平衡电桥法测量试品的tg δ时，若试品一极接地，则只能采用__反____接法，调节元件将处在_____高______电位。 15.工频耐压试验时，当试品的电容为C (u F)，试验电压为U (kV)，则工频试验变压器的 容量S (kV ·A)应不小于___2310CU ω-?____。 16.对变压器绕组做雷电冲击试验，除了要做全波试验，一般还要做___雷电阶段波___试验。 17.己知单位长度导线的电容和电感分别为C 。和Lo ，则波在导线上的传播速度 _____ 18.电力架空线路上雷电行波的传输速度为___3?108m/s______。 19.电力电缆上雷电行波的传播速度为___1.5?108m/s ________。 20.行波经过并联电容或串联电感后能____降低______(抬高、降低)波的陡度。 21.交压器绕组间过电压的传递含两个分量，即__静电分量_和_电磁耦合分量_____。 22.接地装置的冲击系数α =__Ri/R____，当火花效应大于电感效应时，α 将__>1_____。 23.雷击塔次数与雷击线路次数的比值称为__击杆率_______。 24.当导线受到雷击出现冲击电晕以后，它与其它导线间的耦合系数将____增大_____。 25.避雷针的保护范围是指具有___0.1%____左右____雷击____概率的空间范围。 26.发电厂大型电网的接地电阻值除了与当地土质情况有关外，主要取决于_接地网的面积。 27·电气设备的基本冲击绝缘水平(BIL)与避雷器残压Ur 的关系为__BIL=（1.25~1.4）Ur__。 28.我国35-220kV 电网的电气设备绝缘水平是以避雷器_____5_____kA 下的残压作为绝缘配合的设计依据。 29.设变压器的激磁电感和对地杂散电容为100mH 和1000pf ，则当切除该空载变压器时，设 在电压为100kV 、电流为10A 时切断，则变压器上可能承受的最高电压为__141.4kV_______。 30.导致非线性谐振的原因是铁芯电感的____饱和______性。
高电压技术第章习题答案
高电压技术第5章习题 答案 公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]
第五章电气绝缘高电压试验 5-1简述直流耐压试验与交流相比有哪些主要特点。 5-2直流耐压试验电压值的选择方法是什么 5-3高压实验室中被用来测量交流高电压的方法常用的有几种 5-4简述高压试验变压器调压时的基本要求。 5-5 35kV电力变压器，在大气条件为时做工频耐压试验，应选用球隙的球极直径为多大球隙距离为多少 5-6工频高压试验需要注意的问题 5-7简述冲击电流发生器的基本原理。 5-8冲击电压发生器的起动方式有哪几种 5-9最常用的测量冲击电压的方法有哪几种
5-1简述直流耐压试验与交流相比有哪些主要特点。 答：（1）直流下没有电容电流，要求电源容量很小，加上可么用串级的方法产生高压直流，所以试验设备可以做得比较轻巧，适合于现场预防性试验的要求。特别对容量较大的试品，如果做交流耐压试验，需要较大容量的试验设备，在一般情况下不容易办到。而做直流耐压试验时，只需供给绝缘泄漏电流（最高只达毫安级），试验设备可以做得体积小而且比较轻便，适合现场预防性试验的要求。 （2）在试验时可以同时测量泄漏电流，由所得的“电压一电流”曲线能有效地显示绝缘内部的集中性缺陷或受潮，提供有关绝缘状态的补充信息。 （3）直流耐压试验比之交流耐压试验更能发现电机端部的绝缘缺陷。其原因是直流下没有电容电流流经线棒绝缘，因而没有电容电流在半导体防晕层上造成的电压降，故端部绝缘上分到的电压较高，有利于发现该处绝缘缺陷。 （4）在直流高压下，局部放电较弱，不会加快有机绝缘材料的分解或老化变质，在某种程度上带有非破坏性试验的性质。 5-2直流耐压试验电压值的选择方法是什么 答：由于直流下绝缘的介质损耗很小，局部放电的发展也远比交流下微弱，所以直流下绝缘的电气强度一般要比交流下的高。在选择试验电压值时必须考虑到这一点，直流耐压试验所用的电压往往更高些，并主要根据运行经验来确定，一般为额定电压的2倍以上，且是逐级升压，一旦发现异常现象，可及时停止试验，进行处理。直流耐压试验的
《高电压工程》习题答案完整版
《高电压工程》习题答案 第一章 1. 解释绝缘电阻、吸收比、泄漏电流、tan δ的基本概念。为什 么可以用这些参数表征绝缘介质的特性? 绝缘电阻：电介质的电阻率很大，只有很小的泄漏电流（一般以 μA 计）流过电介质，对应的电阻很大，称为绝缘电阻。绝缘电阻是 电气设备和电气线路最基本的绝缘指标。绝缘电阻值的大小常能灵敏 的反映绝缘情况，能有效地发现设备局部或整体受潮和脏污，以及绝 缘击穿和严重过热老化等缺陷。 吸收比：吸收比K 定义为加上直流电压后60s 与15s 时的绝缘电阻值之比。即s s R R K 1560=。若绝缘良好，比值相差较大；若绝缘裂化、受潮或有缺陷，比值接近于1，因此绝缘实验中可以根据吸收比K 的 大小来判断绝缘性能的好坏。 泄漏电流：流过电介质绝缘电阻的纯阻性电流，不随时间变化， 称为泄漏电流。泄漏电流实际上就是电气线路或设备在没有故障和施加电压的作用下，流经绝缘部分的电流，因此，它是衡量电器绝缘性 好坏的重要标志之一。 tan δ ：介质损耗因数是在交流电压作用下，电介质中电流的有 功分量与无功分量的比值。即C R I I = δtan 。tan δ是反映绝缘介质损耗大小的特征参数。
2. 为什么一些电容量较大的设备如电容器、电力电缆等经过直流高压实验后，要用接地棒将其两极间短路放电长达5-10min? 因为容型设备的储存电荷较多，放电实质是一个RC电路，等效的公式为U（1-e T），其中时间常数T=R*C ，电容越大，放电的时间越长。为了操作安全以及不影响下一次试验结果，因此要求电容要充分放电至安全程度，时间长达5-10min。 3. 试比较气体、液体、固体电介质的击穿场强大小及绝缘恢复特性。 固体电介质击穿场强最大，液体电介质次之，气体电介质最小；气体电介质和液体电介质属于自恢复绝缘，固体电介质属于非自恢复绝缘。 4. 何谓电介质的吸收现象?用电介质极化、电导过程的等值电路说明出现此现象的原因。为什么可以说绝缘电阻是电介质上所加直流电压与流过电介质的稳定体积泄漏电流之比? （1）一固体电介质加上直流电压U，如图1-1a所示观察开关S1合上之后流过介质电流i的变化情况。电流从大到小随时间衰减，最终稳定于某一数值，此现象称为“吸收现象”。如图1-1b所示。 图1-1 直流电压下流过电介质的电流
高电压技术实验实验报告(二)
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实验一．介质损耗角正切值的测量 一．实验目的 学习使用QS1型西林电桥测量介质损耗正切值的方法。 二．实验项目 1．正接线测试 2．反接线测试 三．实验说明 绝缘介质中的介质损耗（P=ωC u2 tgδ）以介质损耗角δ的正切值(tgδ)来表征,介质损耗角正切值等于介质有功电流和电容电流之比。用测量tgδ值来评价绝缘的好坏的方法是很有效的，因而被广泛采用，它能发现下述的一些绝缘缺陷： 绝缘介质的整体受潮； 绝缘介质中含有气体等杂质； 浸渍物及油等的不均匀或脏污。 测量介质损耗正切值的方法较多，主要有平衡电桥法（QS1），不平衡电桥法 及瓦特表法。目前，我国多采用平衡电桥法，特别是 工业现场广泛采用QS1型西林电桥。这种电桥工作电 压为10Kv，电桥面板如图2-1所示，其工作原理及操 作方法简介如下： ⑴．检流计调谐钮⑵．检流计调零钮 ⑶．C4电容箱（tgδ）⑷．R3电阻箱 ⑸．微调电阻ρ（R3桥臂）⑹．灵敏度调节钮 ⑺．检流计电源开关⑻．检流计标尺框 ⑼．+tgδ/-tgδ及接通Ⅰ/断开/接通Ⅱ切换钮 ⑽．检流计电源插座⑾．接地 ⑿．低压电容测量⒀．分流器选择钮⒁．桥体引出线 1）工作原理： 原理接线图如图2-2所示，桥臂BC接入标准电容C N （一般C N =50pf），桥臂BD由固定的无感电阻R 4 和可调电 容C 4并联组成，桥臂AD接入可调电阻R 3 ，对角线AB上接 QS1西林电桥面板图
入检流计G ，剩下一个桥臂AC 就接被试品C X 。 高压试验电压加在CD 之间，测量时只要调节R 3和C 4就可使G 中的电流为零，此时电桥达到平衡。由电桥平衡原理有： BD CB AD CA U U U U = 即： BD CB AD CA Z Z Z Z = （式2-1） 各桥臂阻抗分别为： X X X X CA R C j R Z Z ?+= =?1 44441R C j R Z Z BD ?+==? 33R Z Z AD == N N CB C j Z Z ?1= = 将各桥臂阻抗代入式2-1，并使等式两边的实部和虚部分别相等，可得： 3 4 R R C C N X ? = 44R C tg ??=?δ （式2-2） 在电桥中，R4的数值取为=10000/π=3184（Ω），电源频率ω=100π，因此： tg δ= C 4（μf ） （式2-3） 即在C 4电容箱的刻度盘上完全可以将C 4的电容值直接刻度成tg δ值（实际上是刻度成tg δ（%）值），便于直读。 2）接线方式： QS1电桥在使用中有多种接线方式，如下图所示的正接线、反接线、对角接线，低压测量接线等。 正接线适用于所测设备两端都对地绝缘的情况，此时电桥的D 点接地，试验高电压在被试品及标准电容上形成压降后，作用于电桥本体的电压很低，测试操作很安全也很方便，而且电桥的三根引出线（C X 、C N 、E ）也都是低压，不需要与地绝缘。 反接线适用于所测设备有一端接地的情况，这时是C 点接地，试验高电压通过电桥加在被试品及标准电容上，电桥本体处于高电位，在测试操作时应注意安全，电桥调节手柄应保证具有15kv 以上的交流耐压能力，电桥外壳应保证可靠接地。电桥的三根引出线为高压线，应对地绝缘。 对角接线使用于所测设备有一端接地而电桥耐压又不够，不能使用反接线的情况，但这种接线的测量误差较大，测量结果需进行校正。 低压接线可用来测量低压电容器的电容量及tg δ值，标准电容可选配0.001μf （可测C X 范围为300pf ～10μf ）或0.01μf （可测C X 范围为3000pf ～100μf ） 3．分流电阻的选择及tg δ值的修正：
14秋天大《高电压技术》在线作业
《高电压技术》在线作业一 试卷总分：100 测试时间：-- 试卷得分：100 判断题 包括本科在内的各科复习资料及详细解析，可以联系屏幕右上的“文档贡献者” 一、判断题（共20 道试题，共100 分。）得分：100V 1. 大型设备的吸收时间较长，可用极化指数表征其吸收过程A. 错误 B. 正确 满分：5 分得分：5 2. 流注理论的特点在于考虑了空间电荷畸变电场和光电离的作用A. 错误 B. 正确 满分：5 分得分：5 3. 气体介质的介质损耗仅当气隙中出现局部放电时，才发生显著增大A. 错误 B. 正确 满分：5 分得分：5 4. 穿墙套管沿面闪络的发展过程中，因法向电场作用而产生的电弧热效应起着关键作用A. 错误 B. 正确 满分：5 分得分：5 5. 极不均匀电场气隙的伏秒特性较平缓，均匀电场气隙的伏秒特性较陡A. 错误 B. 正确 满分：5 分得分：5 6. 任何气体介质的相对介电常数均近似等于1A. 错误 B. 正确 满分：5 分得分：5 7. SF6气体具有较高电气强度的原因是其具有电负性。A. 错误 B. 正确 满分：5 分得分：5 8. 测量绝缘电阻时能发现局部受潮缺陷A. 错误 B. 正确 满分：5 分得分：5 9. 交联聚乙烯绝缘电缆中的电树枝老化是电、热、机械联合作用的结果，影响电缆的长期运行安全A. 错误 B. 正确 满分：5 分得分：5 10. 变压器油的相对介电常数约在4-5A. 错误 B. 正确 满分：5 分得分：5 11. 变压器油中水分若处于悬浮状态，则其对油的击穿场强影响不大A. 错误 B. 正确 满分：5 分得分：5 12. 冲击电压作用下气隙的放电时间由统计时延和放电时延组成A. 错误 B. 正确
高电压工程第二版答案-林福昌讲解学习
高电压工程第二版答案1到11章25 -------------------------------------------------------------------------------- 1-1答：汤逊理论的核心是：①电离的主要因素是空；1-2答：自持放电的条件是式（1-9），物理意义；1-3答：均匀场放电特点：再均匀电场中，气体间隙；1-4答：由大到小的排列顺序为：板—板，负极性棒；1-5答：冲击特点见P23：①当冲击电压很低时；1-6答：伏秒特性的绘制方法见P24，其意义在于；1-7答：（1）工频电压作用下的特点：见P19—；1-8答：影 1-1答：汤逊理论的核心是：①电离的主要因素是空间碰撞电离。②正离子碰撞阴极导致的表面电离是自持放电的必要条件。汤逊理论是在气压较低，Pd值较小的条件下的放电基础上建立起来的，因此这一理论可以较好地解释低气压，短间隙中的放电现象，对于高气压，长间隙的放电现象无法解释（四个方面大家可以看课本P9）。流注理论认为：。。。（P11最下面），该理论适用于高气压长间隙的放电现象的解释。 1-2答：自持放电的条件是式（1-9），物理意义为：当一个电子从阴极发出向阳及运动的过程中，发生碰撞电离，产生正离子，在正离子到达阳极后，碰撞阴极再次产生电子，只有当产生的电子比上一次多的时候才会形成电子崩，进而出现自持放电现象。因此该式为自持放电的条件。 1-3答：均匀场放电特点：再均匀电场中，气体间隙内的流注一旦形成，放电将达到自持的成都，间隙就被击穿；极不均匀场放电特点：P13下侧。 1-4答：由大到小的排列顺序为：板—板，负极性棒—板，棒--棒，正极性棒—板。其中板--板之间相当于均匀电场，因此其击穿电压最高，其余三个的原因见P20图1-20以及上面的解析。 1-5答：冲击特点见P23：①当冲击电压很低时。。。②随着电压的升高。。。③随着电压继续升高。。。④最后。。。用50%冲击击穿电压或伏秒特性来表示击穿特性，但是工程上为方便起见，通常用平均伏秒特性或者50％伏秒特性来表示气体间隙的冲击穿特性。 1-6答：伏秒特性的绘制方法见P24，其意义在于（P23最下面）并且通过伏秒特性，可以进一步对保护间隙进行改进设计，从而更好地保护电气设备的绝缘。 1-7答：（1）工频电压作用下的特点：见P19—P20，包括均匀场，稍不均匀场，极不均匀场的放电特点。（2）雷电冲击电压作用下的特点：同1-5题。（3）操作冲击电压作用下的特点：P25第二段：研究表明。。。。正极性操作冲击电压击穿电压较负极性下要低得多。 1-8答：影响气体间隙击穿的主要因素为气体间隙中的电场分布，施加电压的波形，气体的种类和状态等. 1-9答：提高间隙击穿电压的措施：一,改善电场的分布：①②③二，削弱活抑制电离过程①②③具体内容见P28。
最新高电压工程第二版答案,林福昌
1 高电压工程第二版答案1到11章25 2 ----------------------------------------------------------------3 ---------------- 4 1-1答：汤逊理论的核心是：①电离的主要因素是空；1-2答：自持放电的5 条件是式（1-9），物理意义；1-3答：均匀场放电特点：再均匀电场中，气体间6 隙；1-4答：由大到小的排列顺序为：板—板，负极性棒；1-5答：冲击特点见7 P23：①当冲击电压很低时；1-6答：伏秒特性的绘制方法见P24，其意义在于；8 1-7答：（1）工频电压作用下的特点：见P19—；1-8答：影 9 10 11 1-1答：汤逊理论的核心是：①电离的主要因素是空间碰撞电离。②正离子12 碰撞阴极导致的表面电离是自持放电的必要条件。汤逊理论是在气压较低，Pd 13 值较小的条件下的放电基础上建立起来的，因此这一理论可以较好地解释低气14 压，短间隙中的放电现象，对于高气压，长间隙的放电现象无法解释（四个方15 面大家可以看课本P9）。流注理论认为：。。。（P11最下面），该理论适用于高气16 压长间隙的放电现象的解释。 17 18 1-2答：自持放电的条件是式（1-9），物理意义为：当一个电子从阴极发出19 向阳及运动的过程中，发生碰撞电离，产生正离子，在正离子到达阳极后，碰20 撞阴极再次产生电子，只有当产生的电子比上一次多的时候才会形成电子崩，21 进而出现自持放电现象。因此该式为自持放电的条件。 22
23 1-3答：均匀场放电特点：再均匀电场中，气体间隙内的流注一旦形成，放24 电将达到自持的成都，间隙就被击穿；极不均匀场放电特点：P13下侧。 25 26 1-4答：由大到小的排列顺序为：板—板，负极性棒—板，棒--棒，正极性27 棒—板。其中板--板之间相当于均匀电场，因此其击穿电压最高，其余三个的28 原因见P20图1-20以及上面的解析。 29 30 1-5答：冲击特点见P23：①当冲击电压很低时。。。②随着电压的升高。。。 31 ③随着电压继续升高。。。④最后。。。用50%冲击击穿电压或伏秒特性来表示击穿 32 特性，但是工程上为方便起见，通常用平均伏秒特性或者50％伏秒特性来表示33 气体间隙的冲击穿特性。 34 35 1-6答：伏秒特性的绘制方法见P24，其意义在于（P23最下面）并且通过36 伏秒特性，可以进一步对保护间隙进行改进设计，从而更好地保护电气设备的37 绝缘。 38 39 1-7答：（1）工频电压作用下的特点：见P19—P20，包括均匀场，稍不均40 匀场，极不均匀场的放电特点。（2）雷电冲击电压作用下的特点：同1-5题。（3）41 操作冲击电压作用下的特点：P25第二段：研究表明。。。。正极性操作冲击电压42 击穿电压较负极性下要低得多。 43
高电压技术实验实验报告(二)
高电压技术实验实验报告(二)
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专业电气工程及其自动化
实验一．介质损耗角正切值的测量 一．实验目的 学习使用QS1型西林电桥测量介质损耗正切值的方法。 二．实验项目 1．正接线测试 2．反接线测试 三．实验说明 绝缘介质中的介质损耗（P=ωC u2 tgδ）以介质损耗角δ的正切值(tgδ)来表征,介质损耗角正切值等于介质有功电流和电容电流之比。用测量tgδ值来评价绝缘的好坏的方法是很有效的，因而被广泛采用，它能发现下述的一些绝缘缺陷： 绝缘介质的整体受潮； 绝缘介质中含有气体等杂质； 浸渍物及油等的不均匀或脏污。 测量介质损耗正切值的方法较多，主要有平衡电桥法（QS1），不平衡电桥法 及瓦特表法。目前，我国多采用平衡电桥法，特别是 工业现场广泛采用QS1型西林电桥。这种电桥工作电 压为10Kv，电桥面板如图2-1所示，其工作原理及操 作方法简介如下： ⑴．检流计调谐钮⑵．检流计调零钮 ⑶．C4电容箱（tgδ）⑷．R3电阻箱 ⑸．微调电阻ρ（R3桥臂）⑹．灵敏度调节钮 ⑺．检流计电源开关⑻．检流计标尺框
⑼．+tg δ/-tg δ及接通Ⅰ/断开/接通Ⅱ切换钮 ⑽．检流计电源插座 ⑾．接地 ⑿．低压电容测量 ⒀．分流器选择钮 ⒁．桥体引出线 1）工作原理： 原理接线图如图2-2所示，桥臂BC 接入标准电容C N （一般C N =50pf ），桥臂BD 由固定的无感电阻R 4和可调电容C 4并联组成，桥臂AD 接入可调电阻R 3，对角线AB 上接入检流计G ，剩下一个桥臂AC 就接被试品C X 。 高压试验电压加在CD 之间，测量时只要调节R 3 和C 4就可使G 中的电流为零，此时电桥达到平衡。由电桥平衡原理有： BD CB AD CA U U U U = 即： BD CB AD CA Z Z Z Z = （式 2-1） 各桥臂阻抗分别为： X X X X CA R C j R Z Z ?+= =?1 4 44 41R C j R Z Z BD ?+= =? 3 3R Z Z AD == N N CB C j Z Z ?1= = 将各桥臂阻抗代入式2-1，并使等式两边的实部和虚部分别相等，可得： 3 4R R C C N X ? = 4 4 R C tg ??=?δ （式 2-2） 在电桥中，R4的数值取为=10000/π=3184（Ω），电源频率ω=100π，因此： QS1西林电桥面板图 QS1西林电桥面板图
高电压技术在线作业1
若电源漏抗增大,将使空载长线路的末端工频电压（ A ）下列表述中，对波阻抗描述不正确的是（ D ）极化时间最短的是（ C ）下列不属于偶极子极化特点的是（ C ）若固体电介质被击穿的时间很短、又无明显的温升，可判断是（ D ） 根据我国有关标准，220kV线路的绕击耐雷水平是（ A ）1. (5.0分) a 升高 b 不变 c 减弱 d 畸变 2. (5.0 分) a 波阻抗是前行波电压与前行波电流之比 b 对于电源来说波阻抗与电阻是等效的 c 波阻抗的大小与线路的几何尺寸有关 d 线路越长，波阻抗越大 3. (5.0 分) a 偶极子极化 b 离子式极化 c 电子式极化 d 空间电荷极化 4. (5.0 分) a 极化时间长 b 有损耗 c 弹性极化 d 温度影响大 5. (5.0 分) a 热击穿 b 电化学击穿 c 各类击穿都有 d 电击穿 6. (5.0分) a 12kA
某气体间隙的击穿电压UF与PS的关系曲线如图1所示。当 时，U F 达最小值。当 时，击穿电压为U 0，若其它条件不变，仅将间隙距离增大到4/3倍，则其击穿电压与U 0 相比，将（ C ）。 以下属于操作过电压的是（ A ）对于500kV线路，一般悬挂的瓷绝缘子片数为（ A ）b 120kA c 80kA d 16kA 7. (5.0 分) a 增高 b 不确定 c 降低 d 不变 8. (5.0 分) a 电弧接地过电压 b 变电所侵入波过电压 c 工频电压升高 d 铁磁谐振过电压 9. (5.0 分) a 28 b 24 c 26 d 30 10.
流注理论未考虑（ B ）的现象。在极不均匀电场中,正极性击穿电压比负极性击穿电压（ D ）（ B ）型绝缘子具有损坏后“自爆”的特性。电晕放电是一种（ C ）空载线路合闸的时候，可能产生的最大过电压为（ D ）下列措施中，不能有效限制空载线路合闸过电压的是（ B ）(5.0 分) a 电荷畸变电场 b 表面游离 c 光游离 d 碰撞游离 11. (5.0 分) a 不确定 b 高 c 相等 d 低 12. (5.0 分) a 硅橡胶 b 钢化玻璃 c 乙丙橡胶 d 电工陶瓷 13. (5.0 分) a 电弧放电 b 非自持放电 c 自持放电 d 均匀场中放电 14. (5.0 分) a 4 b 2 c 1.5 d 3 15. (5.0分)
高电压技术实验参考资料
高电压技术实验参考资料-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
高电压技术实验参考资料 一、高电压实验课的目的和任务 1.熟悉和掌握高电压试验的基本技术。 2.通过实验，培养同学分析问题和解决问题的能力，使同学们初步掌握进行实验研究的一些基本方法。 3.树立安全第一的观点，保证人身和设备的安全是进行高压试验特别强调的问题，思想上必须自始至终保持高度的重视。 4.培养同学重视实际、遵守制度、爱护国家财产和严谨踏实的工作作风。 二、高电压试验的基本技术 1.掌握高电压试验的基本安全技术。 通过实验，同学们不仅在思想上要树立安全第一的观点，而且在实际工作中要养成严格的安全习惯。所以，要求同学们正确而熟练的掌握以下的基本安全技术。 a、掌握高压实验中必须的安全措施(防护栏、联锁、接地和安全距离)以及试验前的安全检查内容。 b、按照实验规则的要求，呼叫口令，并按实验程序进行操作。 c、掌握基本安全工具——接地杆的使用和检查。 2.学会安排试验条件和掌握工频试验变压器的正确使用。 3.掌握高电压试验的基本方法和典型仪器的使用。 a、掌握主要电力设备(套管、避雷器、电力变压器、线路绝缘子、电缆、电容器等)绝缘的基本检查和试验方法，包括绝缘电阻、泄漏电流、介质损耗因数、局部放电等的测量。以及击穿试验、耐压试验等。 b、掌握测量球隙、静电电压表、多种分压器、兆欧表、以及数字量的测量和使用方法。
三、对同学们的要求 1.预习：要求掌握实验内容、方法及基本原理，并选择试验所需设备、元件、仪器、仪表(包括使用方法)及试验点。画出试验线路图和原始记录表格。 2.实验：必须认真操作，观察实验中发生的现象，记录每次数据，注意安全，严格遵守实验规则，听从教师指导，实验后清理现场。 3.写出实验报告： 格式如下： a、实验目的 b、实验线路图，线路图要整齐、清楚(不得徒手画)，并对图中设备的符号列表说明 c、实验内容及数据整理：数据应列表，对所用符号的含义和单位应加以说明，需计算部分应列出引用的公式和说明计算方法。必要时，应绘曲线。 d、现象描述：主要是放电现象，或在实验中遇到的其它现象(如故障现象)，若无此内容，可省略。 e、分析讨论：对整个实验的数据、波形、实验现象用所学的知识进行分析讨论，并加以总结。 f、.严格遵守课堂纪律，不得迟到、早退。按时交报告。 四、高压实验室学生实验规则： (一) 实验前： 1.预习与组织： a、同学必须认真预习实验内容，教师要提问检查，不预习者不得参加实验，实验前应交前次实验报告。 b、每实验组推选组长一人，组内可轮流担任，并兼安全监护人。 2.实验前的检查：
高电压工程基础-第08章习题答案
第8章 习题 8.1 直流电源合闸于L-C 电路，电容C 上电压会比电源高吗？ 为什么？如果电源是交流，电 容C 上电压会发生什么变化，它与哪些因素有关？ 解： 1）直流电源合闸于L-C 电路，电容C 上电压会比电源高。因为，如图所示 C 假定一个无穷大直流电源对集中参数的电感、电容充电，且t=0-，i=0, u c =0。 在t=0时合闸：()()()()dt t i C dt t di L t u t u E c L ?+=+=1 ，即()()E t u dt t u d LC c c =+22，解为()()01cos c u t E t ω=- ，0ω= C 上的电压可达到2E 。 也可以这样理解，当电容上电压为E 时，回路中电流达最大值，电感中电流不能突变，继续给电容充电，使得电容上电压达到2E 。 2）如果电源是交流，在15-16个周波后，暂态分量可认为已衰减至零，电容电压的幅值为 2 022 0C U E ωωω =-，0ω为回路的自振角频率。此时电容电压与回路自振角频率和电源频率有关，可见电容上电压在非常大的范围内变化。 8.2 什么是导线的波速、波阻抗？分布参数的波阻抗的物理意义与集中参数电路中的电阻有何不同？ 解：波阻抗：在无损均匀导线中，某点的正、反方向电压波与电流波的比值是一个常数Z ，该常数具有电阻的量纲Ω，称为导线的波阻抗。 波速：平面电磁波在导线中的传播速度，0 01C L ±=ν，波速与导线周围介质有关，与导 线的几何尺寸及悬挂高度无关。 波阻抗虽然与电阻具有相同的量纲，而且从公式上也表示导线上电压波与电流波的比值，但两者的物理含义是不同的： 1) 波阻抗表示只有一个方向的电压波和电流波的比值，其大小只决定于导线单位长度的电
高电压技术第5章习题答案.doc
第五章电气绝缘高电压试验 5-1简述直流耐压试验与交流相比有哪些主要特点。 5-2直流耐压试验电压值的选择方法是什么？ 5-3高压实验室中被用来测量交流高电压的方法常用的有几种？ 5-4简述高压试验变压器调压时的基本要求。 5-5 35kV电力变压器,在大气条件为时做工频耐压试验,应选用球隙的球极直径为多大？球隙距离为多少？5-6工频高压试验需要注意的问题？ 5-7简述冲击电流发生器的基本原理。 5-8冲击电压发生器的起动方式有哪几种？ 5-9最常用的测量冲击电压的方法有哪几种？
5-1简述直流耐压试验与交流相比有哪些主要特点。 答：（1）直流下没有电容电流,要求电源容量很小,加上可么用串级的方法产生高压直流,所以试验设备可以做得比较轻巧,适合于现场预防性试验的要求。特别对容量较大的试品,如果做交流耐压试验,需要较大容量的试验设备,在一般情况下不容易办到。而做直流耐压试验时,只需供给绝缘泄漏电流（最高只达毫安级）,试验设备可以做得体积小而且比较轻便,适合现场预防性试验的要求。 （2）在试验时可以同时测量泄漏电流,由所得的“电压一电流”曲线能有效地显示绝缘内部的集中性缺陷或受潮,提供有关绝缘状态的补充信息。 （3）直流耐压试验比之交流耐压试验更能发现电机端部的绝缘缺陷。其原因是直流下没有电容电流流经线棒绝缘,因而没有电容电流在半导体防晕层上造成的电压降,故端部绝缘上分到的电压较高,有利于发现该处绝缘缺陷。 （4）在直流高压下,局部放电较弱,不会加快有机绝缘材料的分解或老化变质,在某种程度上带有非破坏性试验的性质。 5-2直流耐压试验电压值的选择方法是什么？ 答：由于直流下绝缘的介质损耗很小,局部放电的发展也远比交流下微弱,所以直流下绝缘的电气强度一般要比交流下的高。在选择试验电压值时必须考虑到这一点,直流耐压试验所用的电压往往更高些,并主要根据运行经验来确定,一般为额定电压的2倍以上,且是逐级升压,一旦发现异常现象,可及时停止试验,进行处理。直流耐压试验的时间可以比交流耐压试验长一些,所以发电机试验时是以每级0.5倍额定电压分阶段升高,每阶段停留1min,读取泄漏电流值。电缆试验时,在试验电压下持续5min,以观察并读取泄漏电流值。 5-3高压实验室中被用来测量交流高电压的方法常用的有几种？ 答：用测量球隙或峰值电压表测量交流电压的峰值,用静电电压表测量交流电压的有效值（峰值电压表和静电电压表还常与分压器配合使用以扩大仪表的量程）,为了观察被测电压的波形,也可从分压器低压侧将输出的被测信号送至示波器显示波形。 5-4简述高压试验变压器调压时的基本要求。 答：试验变压器的电压必须从零调节到指定值,同时还应注意： (1) 电压应该平滑地调节,在有滑动触头的调压器中,不应该发生火花； (2) 调压器应在试验变压器的输入端提供从零到额定值的电压,电压具有正弦波形且没有畸变； (3) 调压器的容量应不小于试验变压器的容量。 5-5 35kV 电力变压器,在大气条件为5 1.0510Pa,t 27P =?=℃时做工频耐压试验,应选用球隙的球极直径为多大？球隙距离为多少？ 解：根据《规程》,35kV 电力变压器的试验电压为 8585%72(kV)s U =?= 因为电力变压器的绝缘性能基本上不受周围大气条件的影响,所以保护球隙的实际放电电压应为 0(1.05~1.15)s U U = 若取0 1.05 1.0572106.9(kV,s U U ==?=最大值）,也就是说,球隙的实际放电电压等于106.9kV(最大值）。因为球隙的放电电压与球极直径和球隙距离之间关系是在标准大气状态下得到的,所以应当把实际放电电压换算到标准大气状态下的放电电压U0,即 027327106.9105.7(kV,0.2891050 U +=?=?最大值）, 查球隙的工频放电电压表,若选取球极直径为10cm,则球隙距离为4cm 时,在标准大气状态下的放电电压为105kV(最大值）。而在试验大气状态下的放电电压 '00.2891050105106.2(kV 300U ?= ?=，最大值） 5-6工频高压试验需要注意的问题？ 答：在电气设备的工频高压试验中,除了按照有关标准规定认真制定试验方案外,还须注意下列问题： (1) 防止工频高压试验中可能出现的过电压； (2) 试验电压的波形畸变与改善措施。 5-7简述冲击电流发生器的基本原理。 答：由一组高压大电容量的电容器,先通过直流高压并联充电,充电时间为几十秒到几分；然后通过触发球隙的击穿,并联地对试品放电,从而在试品上流过冲击大电
西交《高电压技术》在线作业1答案
西交《高电压技术》在线作业 试卷总分:100 得分:0 一、单选题(共30 道试题,共60 分) 1.以下属于操作过电压的是（） A.工频电压升高 B.电弧接地过电压 C.变电所侵入波过电压 D.铁磁谐振过电压 正确答案:B 2.下列电介质中属于离子结构的是（） A.纤维 B.变压器油 C.空气 D.云母 正确答案:D 3.解释气压较高、距离较长间隙中的气体放电过程可用（） A.汤逊理论 B.流注理论 C.巴申定律 D.小桥理论 正确答案:B 4.电晕放电是一种（） A.自持放电 B.非自持放电 C.电弧放电 D.沿面放电 正确答案:A 5.冲击系数是（）冲击放电电压与静态放电电压之比 A.25% B.50% C.75% D.100% 正确答案:B 6.工频耐压试验一般要求持续（）的耐压时间
A.3 min B.2 min C.1 min D.5 min 正确答案:C 7.波阻抗为Z的线路末端接负载电阻R，且R＝Z，入射电压U0到达末端时，波的折反射系数为（） A.折射系数α＝1，反射系数β＝0 B.折射系数α＝－1，反射系数β＝1 C.折射系数α＝0，反射系数β＝1 D.折射系数α＝1，反射系数β＝－1 正确答案:A 8.避雷针的保护范围通常是指雷击概率为（） A.0%的空间范围 B.1%的空间范围 C.0.1%的空间范围 D.10%的空间范围 正确答案:C 9.阀式避雷器的保护比是指残压与（）电压之比 A.灭弧 B.额定 C.冲击电压 D.工频放电 正确答案:A 10.当避雷器与被保护设备之间有一定距离时，若有雷电波侵入,则在被保护设备绝缘上出现的过电压将比避雷器的残压（） A.低一个ΔU B.高一个ΔU C.一样大 D.不一定 正确答案:B 11.切除空载变压器出现过电压的主要原因是( ) A.电弧重燃 B.中性点不接地
高电压工程答案(清华大学版)
高电压工程课后答案 1.1空气作为绝缘的优缺点如何？ 答：优点：空气从大气中取得，制取方便，廉价，简易，具有较强的自恢复能力。缺点：空气比重较大，摩擦损失大，导热散热能力差。空气污染大，易使绝缘物脏污，且空气是助燃物当仿生电流时，易烧毁绝缘，电晕放电时有臭氧生成，对绝缘有破坏作用。 1.2为什么碰撞电离主要是由电子而不是离子引起？ 答：由于电子质量极小，在和气体分子发生弹性碰撞时，几乎不损失动能，从而在电场中继续积累动能，此外，一旦和分子碰撞，无论电离与否均将损失动能，和电子相比，离子积累足够造成碰撞电离能量的可能性很小。 1.5负离子怎样形成，对气体放电有何作用？ 答：在气体放电过程中，有时电子和气体分子碰撞，非但没有电离出新电子，碰撞电子反而别分子吸附形成了负离子，离子的电离能力不如电子，电子为分子俘获而形成负离子后电离能力大减，因此在气体放电过程中，负离子的形成起着阻碍放电的作用。 1.7非自持放电和自持放电主要差别是什么？ 答：非自持放电必须要有光照，且外施电压要小于击穿电压，自持放电是一种不依赖外界电离条件，仅由外施电压作用即可维持的一种气体放电。 1.13电晕会产生哪些效应，工程上常用哪些防晕措施？ 答：电晕放电时能够听到嘶嘶声，还可以看到导线周围有紫色晕光，会产生热效应，放出电流，也会产生化学反应，造成臭氧。 工程上常用消除电晕的方法是改进电极的形状，增大电极的曲率半径。 1.14比较长间隙放电击穿过程与短间隙放电放电击穿过程各有什么主要特点？ 答：长时间放电分为先导放电和主放电两个阶段，在先导放电阶段中包括电子崩和流注的形成和发展过程，短间隙的放电没有先导放电阶段，只分为电子崩流注和主放电阶段。 2.1雷电放电可分为那几个主要阶段？ 答：主要分为先导放电过程，主放电过程，余光放电过程。 2.4气隙常见伏秒特性是怎样制定的？如何应用伏秒特性？ 答：制定的前提条件是①同一间隙②同一波形电压③上升电压幅值。当电压较低时击穿发生在波尾，取击穿时刻t1作垂线与此时峰值电压横轴的交点为1，当电压升高时，击穿也发生在峰值，取击穿时刻的值t2作垂线与此时峰值电压横轴的交点为2，当电压进一步升高时，击穿发生在波前，取此时击穿时刻t3作垂线与击穿电压交点为3，连接123 应用：伏秒特性对于比较不同设备绝缘的冲击击穿特性有重要意义，如果一个电压同时作用于两个并联气隙s1和s2上，若某一个气隙先击穿了，则电压被短接截断，另一个气隙就不会击穿。 2.7为什么高真空和高压力都能提高间隙的击穿电压？简述各自运用的局限性？ 答：在高气压条件下，气压增加会使气体密度增大，电子的自由行程缩短，削弱电离工程从而提高击穿电压，但高气压适用于均匀电场的条件下而且要改进电极形状，点击应仔细加工光洁，气体要过滤，滤去尘埃和水分 在高真空条件下虽然电子的自由行程变得很大，但间隙中已无气体分子可供碰撞，故电离过程无从发展，从而可以显著提高间隙的击穿电压，但是在电气设备中气固液等几种绝缘材料往往并存，而固体液体绝缘材料在高真空下会逐渐释放出气体，因此在电气设备中只有在真空断路器等特殊场合下才采用高真空作为绝缘。 2.8什么是细线效应？
高电压技术课程设计报告
《高电压技术》课程设计报告 题目：基于Power World/Simulator(13.0版) 开式电力网（放射式）防雷仿真设计 所在学院电气工程学院 专业班级xx级电气工程及其自动化xx班 学生姓名xx 学生学号20113008xxx 同组队员xxx 指导教师刘x丹 提交日期 2013 年 12 月 xx 日
电气工程学院高电压技术课程设计评阅表学生姓名xx 学生学号20113008xx 同组队员xx 专业班级11级电气工程及其自动化争先班 题目名称基于Power World/Simulator(13.0版)开式电力网（放射式）防雷仿真设计一、学生自我总结 二、指导教师评定
目录 一、设计背景 (1) 二、设计要求 (1) 三、设计指标及参数 (2) 四、设计内容 4.1-正常运行 (6) 4.2-发电机2跳闸 (7) 4.3-主变压器2跳闸 (7) 4.4-输电线路6跳闸 (7) 4.5-3KV母线负荷跳闸 (8) 4.6-潮流分布 (9) 4.7-短路电流计算 (9) 五、防雷设计 (12) 六、总结（感想与心得） (14)
一、设计背景 Power World程序是一个大型的电力系统可视化规划、分析与运行控制程序，其设计界面友好，并有高度的交互性。该程序能够进行专业性的大型工程实践分析，并且由于其良好的交互性和可视化功能，它还可以用于向非专业人员生动逼真地解释电力系统运行的基本原理和操作过程。它能够有效地计算高达10，0000个节点的电力系统，因此当它作为一个独立的潮流分析包时，实用性非常强大。 Power World程序有2种操作模式：编辑模式和运行模式。编辑模式用来创建新模型或修改己存在的工程；而运行模式则用来模拟演示实际系统。通过点击程序栏的编辑MODE（编辑模式）和RUN MODE（运行模式）按钮，可在两者之间随意切换。 下面从基本功能和高级功能两部分说明Power World V13.0版的使用方法。 1、再次学习、巩固发电机、变压器、输电线路、负荷的功能和特点。 2、学习Power World/Simulator(13.0版)软件的使用。 3、锻炼了自己主动思考和动手能力以及团队合作。 二、设计要求 1、设计一个小型开式或闭式电力网。（2-6台发电机、2-6回输电线路） 2、发电机、变压器、输电线路参数可以改变。 3、验证供电网络的可靠性、节点功率平衡。 4、进行潮流计算、短路计算仿真；进行数据分析。 5、进行发电机、主变压器、输电线路、厂用变压器、断路器、隔离开关、CT、PT 等电气设备选型（根据个人能力进行选择）。特别是避雷器、避雷线、防雷装置的设计，试画出设计简图、原理分析。