2.5 雷电冲击电压下空气的击穿电压
2.4冲击电压下气体的击穿过程
一、雷电冲击电压下空气的击穿电压 （一）、标准冲击电压波形
为了检验绝缘耐受冲击电压的能力，在实验室中可以利用冲击电压发 生器（图1-28）产生冲击电压，以模拟实际产生的过电压。为了使 得到的结果可以互相比较，需规定标准波形。 模仿雷电及操作过电压等
冲击电压 发生器
冲击电压的电源装臵，主
要用于绝缘冲击耐压及介 质冲击击穿、放电等试验。
3.雷电冲击电压
脉冲性质电压
4.操作冲击电压
2.4
冲击电压下气体的击穿过程
电力系统中冲击电压是指作用时间短暂的电压，它包括雷电冲击电 压和操作冲击电压。
雷电冲击电压是由雷云放电引起的，其持续时间极短，只有约几个 微秒到几十个微秒，与击穿所需的时间相当； 操作冲击电压是指当电力系统在操作或发生事故时，因状态发生突 然变化引起电感—电容回路的振荡产生的过电压，其作用时间介于 雷电冲击电压与工频电压之间。 由于冲击电压的作用时间短暂，故空气间隙在冲击电压作用下的击 穿具有与持续电压作用下不同的特点。
（二）、放电时延
升压时间t0：电压从零升高到静态击穿 电压U0所需的时间 。 统计时延ts：从电压升到U0的时刻起到 间隙中形成第一个有效电子的时间 。 具有分散性。 放电形成时延tf：从形成第一个有效电 子的时刻起到间隙完全被击穿的时间 。
击穿时间:从开始加压的瞬时起到间隙完全击穿为止的时间 tb=t0+ts+tf
1000 800 4
Ub / kV
600 3 400 2 200 1 50 100
5
0
150 200 d /cm
250
300
350
1-球极直径D=12.5cm；2-D=25cm；3-D=50cm； 4-D=75cm；5-“棒-板”气隙（虚线）
《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ss 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CR 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。
气体击穿的理论分析和空气间隙绝缘
能级：根据原子中电
子的能量状态，原子
具有一系列可取的确
定能量状态，称为能
级。
.
8
第二节 带电质点的产生
(二) 原子的激励和电离
一次电离：中性原子失去最外 层电子。
激励 复合
原子核 基态电子
电离能
.
电离
9
第二节 带电质点的产生
(二) 原子的激励和电离
气体
N2 O2 CO2 SF6 H2 H2O
电离能 15.5 12.5 13.7 15.6 15.4 12.7
U0
f
( pl,
R1 l
, )
➢ 放电相似定律：不均匀电场中，温度不变时，对于几何相 似间隙，其起始电压是气体压力和决定间隙形状的某个几 何尺寸间乘积的函数。
➢ 气体压力和间隙尺寸反比变化，则起始电压可以不变。
.
51
第五节 不均匀电场中气体击穿的发展过程
三、极不均匀电场中的电晕放电 (一)、电晕放电的一般描述
.
36
第四节 均匀电场中气体击穿的发展过程
三、气体击穿的流注理论—火花击穿的发展 (一)、在电离室中进行放电发展的实验研究
电离室：利用 饱和蒸汽束缚 气体放电形成 的带电粒子， 使放电轨迹得 以记录和显示。
.
37
第四节 均匀电场中气体击穿的发展过程
三、气体击穿的流注理论—火花击穿的发展
E
负极
E3 E2
电晕现象
曲率半径小的电极 尖端发生的蓝紫色 晕光状放电。
极不均匀场的一种 特有的自持放电形 式。
.
52
第五节 不均匀电场中气体击穿的发展过程
三、极不均匀电场中的电晕放电 (一)、电晕放电的一般描述
2023年电气试验备考押题2卷合壹(带答案)卷27
2023年电气试验备考押题2卷合壹（带答案）（图片大小可自由调整）全文为Word可编辑，若为PDF皆为盗版，请谨慎购买！第一卷一.全能考点(共100题)1.【判断题】支柱绝缘子表面的电场分布属于强垂直分量的不均匀电场。
参考答案：×2.【单选题】电气装置的金属外壳配电装置的构架和线路杆塔等,由于绝缘损坏有可能带电,为防止其危及人身和设备的安全而设的接地称为()。
A、工作接地B、保护接地C、雷电保护接地参考答案：B3.【判断题】M型介质试验器测量出被试品支路的视在功率S和有功损耗功率P,则其介质损耗角正切值tanδ=P/S。
参考答案：√4.【单选题】电力设备的额定电压高于实际使用工作电压时的试验电压,如采用额定电压较高的设备作为代用设备时,其试验电压应按照()来确定。
A、.可承受的最高试验电压B、.设备的额定电压的试验标准C、.实际使用的额定工作电压参考答案：C5.【单选题】电气设备在进行大修后,或者在进行局部改造后,要进行检修后试验,试验应执行电力行业标准()中规定的大修、小修试验项目和试验合格标准。
A、.《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》B、.《电气设备预防性试验规程》C、.《电业安全工作规程》参考答案：B6.【判断题】电气设备在运行时可能承受过电压,因此除了必须按规定采取过电压保护措施外,同时电气设备必须具备规定的机械强度。
参考答案：×7.【单选题】绝缘电阻表用来测量电气设备的()。
A、.电压B、.绝缘电阻C、.电流参考答案：B8.【单选题】能维持稳定电晕放电的不均匀电场,一般可称为()。
A、.极不均匀电场B、.稍不均匀电场C、.稳定不均匀电场参考答案：A9.【单选题】温度对tanδ测试结果具有较大影响,一般同一被试设备,tanδ随温度的升高而()。
A、.升高B、.降低C、.不变参考答案：A10.【判断题】测量电气设备介质损耗角正切值tanδ时,消除电场干扰影响的方法中利用外加的特制可调电源,向测量回路上施加一个反干扰电压,使电桥平衡后再加试验电压的方法称为干扰平衡法。
高电压技术2流注理论
24
分裂导线
• 输电线路上旳电晕
25
• 扩径导线
26
六分裂导线
• 导线位于正六边形旳顶点
27
四分裂导线
• 导线间距450毫米
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三分裂导线
29
• 二分裂
30
2. 极性效应
以棒－板间隙为例
1. 非自持放电阶段
当棒具有正极性时
在棒极附近，积聚起 正空间电荷，降低了 紧贴棒极附近旳电场， 而略微加强了外部空 间旳电场，棒极附近 难以造成流注，使得 自持放电、即电晕放
（ｃ）ｋｍ由流注转变为先导和形成流注ｍｎ；（ｄ）流注头部电子崩旳形成；
（ｅ）沿着先导和空气间隙电场强度旳分布
38
流注根部 温度升高
热电离 过程
电离加强，更为明亮
先导 通道
电导增大 轴向场强更低 发展速度更快
长空气间隙旳平均击穿场强远低于短间隙
39
4．主放电
主放电发展和通道中轴向电场强度分布图
当先导通道头部极为接近 板极时，间隙场强可达 极大数值，引起强烈旳 电离，间隙中出现离子 浓度远不小于先导通道 旳等离子体
10
一旦形成流注，放电就进入了新旳阶 段，放电能够由本身产生旳空间光电离而 自行维持，即转入自持放电了。假如电场 均匀，间隙就将被击穿。所以流注形成旳 条件就是自持放电条件，在均匀电场中也 就是造成击穿旳条件
11
流注理论旳自持放电条件
ed 常数
d 常数
经研究认为常数值约为20
12
3.流注理论对pd很大时放电现象旳 解释
f<2时，稍不均匀电场 f>4后，极不均匀电场
17
2023年电气试验电工作业模拟考试题库试卷三100题,含答案
2023年电气试验电工作业模拟考试题库试卷三（IOO题，含答案）1、（判断题）国家规定要求:从事电气作业的电工，必须接受国家规定的机构培训、经考核合格者方可持证上岗。
参考答案：正确2、（判断题）在电路中，将两个及以上的电阻的一端全部连接在一点上，而另一端全部连接在另一点上，这样的连接称为电阻的并联。
参考答案：正确3、（判断题）在交流电路中，电压、电流、电动势不都是交变的。
参考答案：错误4、（判断题）对油浸式变压器等充油设备，应以被试物上层油温作为测试温度。
参考答案：正确5、（判断题）感应耐压试验所施加的试验电压是一个持续时间很短的冲击波。
参考答案：错误6、（判断题）典型雷电冲击电压波形由波峰时间和半峰值时间确定。
参考答案：错误7、（判断题）在交流电压作用下，油纸组合绝缘中的油层电场强度比纸层电场强度低。
参考答案：错误8、（判断题）电阻的倒数称为电导，电阻越大，电导越小。
参考答案：正确9、（判断题）高压试验结束后，试验报告除交付被试设备所属单位收存外，还应上报调度。
参考答案：错误10、（判断题）含杂质的液体电介质的击穿过程和气体的击穿过程相似。
参考答案：错误11、（判断题）电击穿是固体介质中存在的少量自由电子在强电场的作用下产生碰撞游离，最后导致击穿。
参考答案：正确12、（判断题）在室外使用灭火器时，使用人员应站在上风侧。
（）参考答案：正确13、（判断题）在外电场的作用下，电介质的极化是由正、负离子相对位移形成的称为空间电荷极化。
参考答案：错误14、（判断题）测量电气设备的绝缘电阻一般使用万用表。
参考答案：错误15、（判断题）电力系统的架空线路和电气设备的外绝缘一般采用大气作为绝缘间隙，并不处于真空，因此不会出现辉光放电。
参考答案：正确16、（判断题）在外电场的作用下，原子中的电子运行轨道发生了变形位移，电子负电荷的作用中心与原子核的正电荷不再重合，形成电矩。
参考答案：正确17、（判断题）在一定的大气条件下，一定直径的铜球,球隙间的放电电压决定于球隙的上下位置关系。
2023年电气试验备考押题二卷合一带答案4
2023年电气试验备考押题二卷合一带答案（图片大小可自由调整）全文为Word可编辑，若为PDF皆为盗版，请谨慎购买！第1卷一.全能考点(共100题)1.【判断题】固体电介质电击穿的击穿场强与电场均匀程度密切相关。
参考答案：√2.【判断题】电气设备交接试验,除按现行的《电业安全工作规程》执行外,还应参考设备制造厂对产品的技术说明和有关要求进行。
参考答案：×3.【判断题】组合绝缘属于均匀介质时才具有吸收现象。
参考答案：×4.【判断题】通过手摇(或电动)直流发电机或交流发电机经倍压整流后输出直流电压作为电源的绝缘电阻表机型称为发电机型。
参考答案：√5.【判断题】油纸绝缘是由浸透绝缘油的纸层和纸层间缝隙内的油层两部分组成的组合绝缘。
参考答案：√6.【判断题】温度对tanδ测试结果具有较大影响,一般同一被试设备,tanδ随温度的升高而升高。
参考答案：√7.【单选题】在现场直流耐压试验中,规程规定应采用()接线。
A、.负极性或正极性B、.正极性C、.负极性参考答案：C8.【判断题】50%击穿放电电压,是指在该冲击电压作用下放电的概率为50%。
参考答案：√9.【判断题】在不均匀电场中,直流击穿电压与工频击穿电压的幅值接近相等。
参考答案：×10.【单选题】不能用手工铲磨的方法对缺陷进行清除的是：（）。
A、焊瘤B、内部裂纹C、焊缝超宽D、焊缝超高参考答案：B11.【单选题】对油浸式变压器及电抗器的绝缘试验应在充满合格油,并静止一定时间,待气泡消除后进行,一般来说设备额定电压为220kV及330kV时,静止时间要求()。
A、.>48hB、.>72hC、.>24h参考答案：A12.【判断题】当作用在空气间隙上的电压特别高,在初始电子崩从阴极向阳极发展的途中即出现二次电子崩,形成流注,这种流注称为正流注。
参考答案：×13.【判断题】对电气设备进行耐压试验时,需要施加一个比正常运行电压高出很多的试验电压,因此耐压试验属于破坏性试验。
气体电介质的击穿特性
（a ）
2018/9/3
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(b)
3.
间隙距离一般不很大，放电发展所需时间短。直流击穿电压、
交流击穿电压、正负50%冲击击穿电压几乎一致，且分散性不 大。
2018/9/3
18
稍不均匀电场的击穿电压与电场均匀度关
系极大，没有能概括各种电极结构的统一的经
验公式。通常是对一些典型的电极结构做出一
批实验数据，实际的电极结构只能从典型电极
中选取类似结构进行估算。
2018/9/3 22
均匀电场的击穿特点 击穿前无电晕、无极性效应、各种电压作 用时其击穿电压（峰值）都相同。 稍不均匀电场的击穿特点 击穿前无稳定电晕、极性效应不明显、各 种电压作用时其击穿电压（峰值）几乎一致。 极不均匀电场的击穿特点 击穿前有稳定电晕、有明显的极性效应、 外加电压波形对击穿电压影响很大。
流注通道和二次崩留下的正电荷大大加强了流注发展方向的电场产生新电子崩从而使流注向前发流注不断向阴极报进头部电场越来越强因而其发展也越快流注发展到阴极间隙被导电良好的等离子通道所贯通间隙击穿在电离室中得到的初始电子崩照片图a和图b的时间间隔为1107p270毫米汞柱e105千伏厘米初始电子崩转变为流注瞬间照片p273毫米汞柱e12千伏厘米电子崩在空气中的发展速度约为12510cms在电离室中得到的阳极流注发展过段的照片正流注的发展速度约为110cms自持放电条件形成流注空间光电离维持放电自持放电如果电场均匀间隙就将被击穿
击穿场强远小于短间隙的平均击穿场强。
2018/9/3 14
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总放电时间：
静态 击穿电压
tb t0 ts t f
后面两个分量之和 称为放电时延
t1 ts t f
升压时间： 0- Uo
三、伏秒特性
一个间隙要发生击穿，不仅需要足够高的电压， 而且还必须有充分的电压作用时间。 对于冲击电压波，气隙的击穿电压与该电压的波 形有很大的关系。其击穿电压不能简单地用单一 的击穿电压值表示，而必须用电压峰值和延续时 间两者共同表示。
图为标准雷电冲击压下 下棒—板及棒—棒间隙 的U50%和距离的关系。
棒—板间隙具有明显的 极性效应，棒—棒间隙 也具有弱极性效应。这 是由于大地的影响，使 不接地的棒极附近电场 增强的缘故。
当间隙距离更大时，实 验数据如图所示。与间 隙距离间仍保持良好的 线型关系。
小结
1、放电时间的组成为：tb=t0+ts+tf
若两间隙伏秒特性曲线相交：
交点左边在时延较短的区 域S1先被击穿。 交点右边在时延较长的区 域S2先被击穿。 在两曲线交叉区域，可能 是S1先被击穿，也可能是 S2先被击穿。
则S2不能可靠保护S1。
四、雷电冲击50%击穿电压
间隙的伏秒特性虽能全面反映冲击击穿特性，但 求取较繁琐。在工程实际中常用50％冲击电压 （ U50% ）来表示间隙的冲击击穿特性。 U50% ——间隙被击穿的概率为50%的冲击电压峰 值。
2、冲击电压波形的标准化 ① 标准雷电冲击电压波 ② 标准雷电截波
3、冲击电压下气隙的击穿特性 ① 采用击穿百分比为50％时的电压来表征气隙 的冲击击穿特性； ② 伏秒特性表征气隙的冲击击穿电压与放电时 间的关系。
伏秒特性曲线主要用于比较不同设备绝缘的冲击 特性。
如果一个电压同时作用在两个并联的气体间隙S1 和S2上，其中一个间隙先击穿，则电压波被短接 截断，另一个就不会再击穿了。
避雷器
电气设备
绝缘配合的要求： S2始终处于S1的下方，在任何电压波形下，S2都 比S1先被击穿。
保护设备绝缘的伏秒特性曲线应平坦一些，即采 用电场比较均匀的绝缘结构。
标准波形通常表示为±1.2/50μs
➢ 标准雷电冲击电压波形
波前时间
半峰值时间
标准雷电波的波形： T1=1.2μs±30％， T2=50μs±20％ 对于不同极性：+1.2/50μs或-1.2/50μs
（二）标准雷电截波 用来模拟雷电过电压引起气隙击穿或外绝缘闪络 后出现的截尾冲击波，如图所示。
实际中，施加10次电压中有4-6次击穿了，这一 电压即可认为是50％冲击击穿电压。
U50%与U0静态击穿电压的比值称为冲击系数β， ➢ 均匀和稍不均匀电场下，β ≈ 1; ➢ 极不均匀电场中,β > 1，冲击击穿电压的分散
性也较大，其标准偏差可取3％。
因U50%只是在一定波形下对应于某个固定击穿时 间的击穿电压，所以它不能代表任何击穿时间下 间隙的击穿电压。即U50%不能全面反映间隙的冲 击击穿特性。
伏秒特性——对某一冲击电压波形，间隙上出现
的电压最大值和间隙击穿时间的关系曲线。用实
验的方法求取。
击穿发生在波前或
峰值，取此刻值
保持一定波形（T1/T2一定），
逐渐升高电压，从示波图求取。
击穿发生在波 尾，取峰值
由于放电时延具有分散性， 实际的伏秒特性曲线如图 所示，是一个以上、下包 络线为界得带状区域。
高压电气绝缘与测试
电气0929-0931班 任课教师 罗旖旎
第五节 雷电冲击电压下空气的击穿电压
➢ 标准冲击电压波形 ➢ 放电时间 ➢ 伏秒特性 ➢ 雷电冲击50%击穿电压
一、标准波形
为使实验结果能相互比较，需规定标准波形 （一）标准雷电冲击电压波 波形由波前时间T1、半峰值时间T2确定。 T1=1.2μs，允许偏差±30%；(波头时间) T2=50μs，允许偏差±20%；(波长时间)
➢ 直流电压、工频交流等持续作用的电压，满足上 述三个条件不成问题；
➢ 当所加电压变化速度很快、作用时间很短的冲击 电压，因有效作用时间短，以微秒计，此时放电 时间就变成一个重要因素。
静要击也的 的态到穿称幅 越击达时为放值 快穿此间全电，U：电值部有时压，放间tb关间和间 电U隙0，t隙时从：tb1和总中间开持越开。始放续的短始出电电趋。有现压时势统压一始放电作计达个电延是电压用时能子UotU延引崩时过到下1越：起所的起程完间从击需，高长。全隙穿的外到，的第施出短）击的初一电现放穿击都电所穿与放从效到需电过所电出自间用压程形现由隙加的。成第电完发电时一子全时（延个时被展压间只：有起击，， 个有效电子所需时间 穿为止的时间
1——上包络线 2——下包络线
伏秒特性的形状与间隙中电 场的均匀程度有关
➢ 对均匀或稍不均匀电场因平 均场强高，放电时延短，故 曲线比较平坦（例如1μs 处），且分散性也较小。
➢ 对极不均匀电场因平均场强 低，放电时延长，故曲线较 陡峭，且分散性也较大
1——均匀电场或稍不均匀电场 2——极不均匀电场
T1——波前时间 Tc——~5μs
二、击穿时间
完成气隙击穿的三个必备条件： ➢ 足够大的电场强度或足够高的电压 ； ➢ 在气隙中存在能引起电子崩并导致流注和主放电
的有效电子 ； ➢ 需要有一定的时间，让放电得以逐步发展并完成
击穿。
完成击穿所需放电时间是很短的（微秒级）：