高电压技术第三章答案全

第三章参考1、试比较电介质各种极化的性质和特点极化形式介质极化时间（频率）能量损耗温度影响电子位移极化所有介质10-14 ~10-15 s 无极小离子位移极化离子式结构的介质10-l2~10-13 s 几乎无损耗具有正的温度系数转向极化极性电介质10-10~10-2 s电源频率提高时极化率减小旋转时克服分子间的吸引力而消耗的电场能量有较大影响：最初随温度增高而增加，当热运动变得较强烈时，又随温度升高而减小。

空间电荷极化层式结构介质介质中有晶格缺陷从几十分之一秒到几分钟，甚至有长达几小时有能量损耗温度影响电导，电导影响空间极化2、极性液体和极性固体电介质的相对介电常数与温度和电压频率的关系如何？为什么？答：温度对极性介质的rε有很大影响。

低温时，分子间的黏附力强，转向较难，转向极化对介电常数的贡献较小；随着温度升高，分子间联系减弱，转向极化加强，介电常数随之增大。

但另一方面，温度升高时，分子的热运动加剧，对极性分子定向排列的干扰也随之增强，使极化减弱。

所以极性电介质的介电常数最初随温度或高而增加，以后当热运动变得较强烈时，又随温度升高而减小。

3、正弦交变电场作用下，电介质的等效电路是怎样的？为什么测量高压电气设备绝缘电阻时需要按照在标准规范的时间下记录，并同时记录温度？答：在正弦交变电场作用下，电介质的等效电路如下：Cg：代表介质的几何电容及无损极化过程，流过的电流i g；C p --R p ：代表有损极化电流支路，流过电流i p ；R lk ：代表电导电流支路，流过的电流为i lk 。

如绝缘良好，则R lk 和R p 的值都比较大，这就不仅使稳定的绝缘电阻值（就是R lk 的值）较高，而且要经过校长的时间才能达到此稳定值（因中间串联支路的时间常数较大)。

如绝缘受潮，或存在穿透性的导电通道，则不仅最后稳定的绝缘电阻值R lk 很低，而且还会很快达到稳定值。

因此，用绝缘电阻随时间变化的关系来反映绝缘的状况。

在测量中通常用记录加压60s 时的绝缘电阻与加压15s 时的绝缘电阻。

两者的比值称为吸收比。

电介质绝缘的漏电导随温度上升而增大，近似于指数关系0t it G G e a =（G 0温度为0℃的绝缘电阻；G it 为温度为t ℃的漏电导；α为温度系数），因此在测量漏电导（绝缘电阻）时应记录当时的温度。

4、某些电容量较大的设备经直流高电压试验后，其接地放电时间要求长达5～10min ，为什么？答：因设备的电容量较大时，这些设备往往存在空间电荷极化现象，去掉外加电压之后，介质内部电荷释放通过电导完成，时间常数τ 很大，过程十分缓慢。

5、比较气体、液体、固体介质耐电强度的高低，并解释其内在的原因。

答：空气的耐电强度一般在3 ~ 4 kV/mm 左右；液体的耐电强度在10 ~ 20kV/mm ；固体的耐电强度在十几至 几百kV/mm 。

按电击穿理论考虑，固体介质的密度最大，液体介质次之，气体介质最大，电子的自由行程却相反，在发生碰撞时，气体分子最易电离，液体次之，固体分子电离最不易，因此，固体介质的耐电强度最高，液体介质次之，气体介质最低。

6、固体电介质电击穿的特点是什么？提高固体电击穿电压的方法都有哪些？答：特点：a) 击穿是由于固体电介质中发生碰撞电离。

b) 击穿前时间与击穿电压的关系：击穿前时间在几分之一微秒到10微秒范围内，击穿电压随击穿前时间的缩短而提高，类似于气体介质击穿的伏秒特性；击穿前时间在10微秒到0.2秒范围内，击穿电压与击穿前时间无关。

c) 无关因素：击穿电压和介质温度、散热条件、频率、介质厚度（均匀场）等因素都无关。

d)如果介质内含气孔或其它缺陷，对电场造成畸变，导致介质击穿电压降低；e)在不均匀电场中，随着介质厚度的增大，平均击穿场强减小。

f)累积效应：在极不均匀电场及冲击电压作用下，介质有明显的不完全击穿现象，导致绝缘性能逐渐下降，称为累积效应。

介质击穿电压会随冲击电压施加次数的增多而下降；提高固体击穿电压的方法：（1）改进制造工艺：尽量消除固体介质中的杂质。

（2）改进绝缘设计：使各部分绝缘的耐电强度与其承担的场强有适当的配合等；（3）改善运行条件：防潮、保持良好的通风散热条件。

7、固体电介质热击穿的特点是什么？高压设备绝缘受潮后为什么容易造成热击穿？提高固体热击穿电压的方法都有哪些？答：特点：a)击穿是由于有介质损耗，介质逐渐发热升温，介质电阻下降，使电流进一步增大，损耗发热也随之增大，即是由于介质不断发热升温，以致引起电介质分解炭化，最终击穿。

b)温度对击穿电压的影响：温度超过某临界值后，击穿电压随介质温度的增加而迅速下降。

c)介质厚度对击穿电压的影响：在均匀电场中，介质厚度愈大，击穿场强越小。

d)电压频率的影响：频率增加，介质损耗发热加强，击穿场强降低。

e)介质受潮度的影响：含水量的增大，电导和介损迅速增大，易造成热击穿。

提高固体热击穿电压的方法：（1）改进制造工艺：尽量消除固体介质中的杂质。

（2）改善运行条件：防潮、保持良好的通风散热条件。

8、纯净液体电介质的电击穿理论和气泡击穿理论两者之间有差别吗？为什么？答：两种理论有差别：纯净液体电介质的电击穿理论认为击穿是由液体分子的电离发展起来的。

气泡击穿理论认为击穿是由于液体中气泡的电离发展起来的。

纯净液体电介质的电击穿理论认为，液体中因强场发射等原因产生的电子，在电场中被加速，与液体分子发生碰撞电离，在高场强区域发展起电子崩，然后是流注发展阶段，流注是分级地向另一电极发展，后一级在前一级通道的基础上发展，放电通道会出现分枝，最后流注通道贯通整个间隙，击穿完成。

纯净液体电介质的气泡穿理论认为，在电场作用下液体中产生气泡，气泡先行电离，且当电离的气泡在电场中堆积成气体通道，击穿在气泡通道内完成。

9、在均匀场中，纯净的和含杂质的液体电解质分别施加工频和冲击电压，其击穿电压有何不同？为什么？答：施加工频电压，液体电介质中杂质沿电场力线排列成“小桥”，故击穿电压比纯净的液体电介质击穿电压要低。

施加冲击电压，由于杂质本身的惯性，不可能在极短的电压作用时间内沿电场力线排列成“小桥”，故油的品质对冲击击穿电压无影响。

10、 在极不均匀电场中，油的纯净度对击穿电压有何影响？为什么？答：在极不均匀电场电场中，油的纯净度对击穿电压的影响很小。

因为，电极（高场强区）附近的电场已很高，引起强烈的电离，电场力对带电质点强烈的吸斥作用使该处的油受到剧烈的扰动，以致杂质和水分等很难形成“小桥”。

11、 一充油的均匀场间隙距离为30mm ，油的εr1=2，极间施加工频电压300kV ，若在极间放置厚度为3mm 的屏障，屏障的εr2=4，求此时油中的电场强度，若将屏障厚度增加为10mm ，油中的电场强度又为多少？根据计算结果，试解释为什么油纸组合绝缘的耐电强度比纸或油的耐电强度都高？答： 224===y p p yE E εε p p p p y E E E U U U 5732270=⨯+⨯=+=mm kV E E mm kV U E p y p /5.102/26.5570====12、 总结提高液体电解质击穿电压的各种方法。

略《高电压技术》期末冲刺试卷精编5套《高电压技术》期末冲刺试卷(1)一、单项选择题(本大题共8小题，每小题2分，共16分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。

1.流注理论未考虑( )的现象。

A.碰撞游离B.表面游离C.光游离D.电荷畸变电场2.极化时间最短的是( )。

A.电子式极化B.离子式极化C.偶极子极化D.空间电荷极化3.先导通道的形成是以( )的出现为特征。

A.碰撞游离B.表现游离C.热游离D.光游离4.下列因素中，不会影响液体电介质击穿电压的是（）A.电压的频率B.温度C.电场的均匀程度D. 杂质5.电晕放电是一种（）。

A.滑闪放电B.非自持放电C.沿面放电D.自持放电6.以下四种气体间隙的距离均为10cm，在直流电压作用下，击穿电压最低的是（）。

A.球—球间隙(球径50cm)B.棒—板间隙，棒为负极C.针—针间隙D.棒—板间隙，棒为正极7.不均匀的绝缘试品，如果绝缘严重受潮，则吸收比K将( )A.远大于1B.远小于1C.约等于1D.不易确定8.雷击线路附近地面时，导线上的感应雷过电压与导线的（）A. 电阻率成反比B.悬挂高度成反比C.悬挂高度成正比D. 电阻率成正比二、填空题(本大题共9小题，每空1分，共18分)1.固体电介质电导包括_______电导和_______电导。

2.极不均匀电场中，屏障的作用是由于其对________的阻挡作用，造成电场分布的改变。

3.电介质的极化形式包括________、________、________和夹层极化。

4.气体放电现象包括_______和_______两种现象。

5.带电离子的产生主要有碰撞电离、______、______、表面电离等方式。

6.工频耐压试验中，加至规定的试验电压后，一般要求持续_______秒的耐压时间。

7.按绝缘缺陷存在的形态而言,绝缘缺陷可分为_______缺陷和______缺陷两大类。

8.在接地装置中，接地方式可分为________、________、________。

9.输电线路防雷性能的优劣主要用________和_________来衡量。

三、判断题(本大题共5小题，每小题2分，共10分)在每小题的括号内对的打“√”，错的打“×”。

1.无论何种结构的电介质，在没有外电场作用时，其内部各个分子偶极矩的矢量和平均来说为零，因此电介质整体上对外没有极性。

（）2.在四种电介质的基本极化形式中，只有电子式极化没有能量损耗。

（）3.测量电气设备的绝缘电阻时一般要加直流电压，绝缘电阻与温度没有关系。

（）4.防雷接地装置是整个防雷保护体系中可有可无的一个组成部分。

（）5.管式避雷器实质上是一只具有较强灭弧能力的保护间隙。

（）四、名词解释题(本大题共5小题，每小题6分，共30分)1.吸收比：2.雷击跳闸率：3.雷暴日：4.伏秒特性：5.气体击穿：五、简答题(本大题共2小题，每小题8分，共16分)1.什么是电介质？它的作用是什么？2.简述避雷针的保护原理。

六、计算题(本大题共1小题，共10分)1.某电厂原油罐直径为10m，高出地面10 m，现采用单根避雷针保护，针距罐壁最少5 m，试求该避雷针的高度是多少？《高电压技术》期末冲刺试卷(2)一、单项选择题(本大题共8小题，每小题2分，共16分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。

1.衡量电介质损耗的大小用（）表示。

A.相对电介质B.电介质电导C.电介质极化D.介质损失角正切2.以下哪种因素与tgδ无关。