高电压技术教案
高电压技术教案
课题：第一章高电压绝缘
教学目的：使学生对气体放电有一个基本的认识、培养专业兴趣。重点：介质的绝缘性能。
难点：对介质绝缘性能的理解。
组织课题：第一章高电压绝缘
教学目的：使学生对气体放电有一个基本的认识、培养专业兴趣。重点：介质的绝缘性能。
难点：对介质绝缘性能的理解。
组织教学：点名。
复习旧课：
引入新课：基本概念
§1—1 概述
一、电介质的极化
极化的基本形式有：电子式极化、离子式极化、偶极子极化
1、电子式极化：
可以存在于液体、固体、气体中。
E=0时（对称的）对外不显电性，
E不等于0时（对称的）对外显电性。
特点：（1）极化过程快，10-15s且介电系数与电源无关。
（2）极化过程属于弹性，无损耗。
（3）其介电系数有负的温度系数。
2、离子式极化
（1）极化过程快，10 -13s，且介电系数与频率无关。
（2）极化过程属于弹性，无损耗。
（3）其介电系数有正的温度系数。
3、偶极子极化
极性电介质━由偶极子分子构成
特点：（1）极化过程长，10-10～10-2s ，且介电系数与频率有关。
（2）极化过程属于非弹性，有损耗。
（3）其介电系数有关。
综述：
1）、气体的介电系数很小通常实践中介电系数约等于1，
2）、液体 ：a 、极性（3~6)，如：蓖麻油
b 、非极性（1.8~2.5)，如变压器油
c 、强极性（>10) ，如水、酒精
4、夹层式极化
组成：设备的绝缘由几种不同的材料组成
特点：1、进行过程特别长，
2、有明显的损耗。
等效图如右所示，过程分析： 在合闸瞬间：1
2210C C U U t =→ 到达稳态时：1
221
g g U U t =∞→ 若介质是均匀的，则C1/C2=g1/g2,可得
∞→→=t t U U U U 2121
0，
即合闸后两层电荷不会发生重新分配。 若介质不均匀，则合闸后C1、C2上的电荷要重新分配。设
C1>C2,g1
称为吸收电荷，相当于电容增大称为夹层电介质极化。
电介质极化的意义：
１、对于电容器而言希望εr 大，这样单位容量的体积和重量
可减小。但其它绝缘希望εr 小，可减小充电电流。
2、高压设备在使用时应注意各材料εr 的配合，介电系数小的
材料承受较大的电场强度；介电系数大的材料承受较小的电场强度。
3、夹层介质极化现象在绝缘试验中，可用于判断绝缘受潮的情
况。
4、材料的介质损耗与极化形式有关。
二、 电介质的电导
1、绝缘电阻I
U R =
∞ I ──泄漏电流，也即电导电流 绝缘电阻对固体介质来说包括：绝缘电阻的体积绝缘和表面绝缘电阻。
介质的绝缘电阻决定着介质中的泄漏电流，它将引起介质发热，
加速绝缘老化。
2、电介质电导与电金属电导的区别 电介质电导──离子，电导小，电阻大，电导与温度成正比；
金属电导──自由电子， 电导很大，电阻很小，电导与温度成反比
3、直流电压下介质电流的变化
（1）i1 电容电流
（2）i2吸收电流，夹层式极化引起，过程长，衰减慢。
（3） I 泄漏电流，电介质电导引起。
介质电流 i ＝i1+i2+I
4、气体介质电导。
在oa 段可视为常数，通常气体绝缘工作在ab 段，只要工作在
场强低于其击穿值时，可不必考虑。
5、液体介质电导
构成液体介质电导的因素主要有两种：一是由液体本身的分子
和杂质的分子离解为离子；另一种是液体中的胶体质点，吸附电荷
后变成带电质点。
影响液体介质电导的因素主要是杂质和温度。
6、固体介质的电导。
分体积电导和表面电导。体积电导由本身离子和杂质离子构成。
与受潮及温度有关。
三、电介质的损耗
四、讨论绝缘电阻的作用
1、在预防性试验中的应用，以绝缘电阻值判断绝缘的优劣或是否受潮。
2、介质中的电压分布与电导成反比，设计时应合理使用绝缘材料
3、绝缘的使用环境，特是对湿度的要求。
4、并非所有场合需R很大。如半导体高压套管上的法兰附近的半导体釉，是为了改善电压分布，使电场更均匀。
小结新课：电介质的极化；电介质的电导；电介质的损耗
布置作业
P24页练习题
1-1
1-2
板书设计：
课题：第一章高电压绝缘
教学目的：使学生对气体放电有一个基本的认识、培养专业兴趣。重点：介质的绝缘性能
难点：对介质绝缘性能的理解
组织教学：点名
复习旧课：绝缘材料在电场的作用下会产生许多物理现象，如极化、电导电离、损耗和击穿放电等现象，本次课将介绍电介
质的极化；电介质的电导；电介质的损耗等内容
引入新课：
§1—2 气体的绝缘性能
一、气体原子的激发与游离
激发：当原子由外界获得能量时，其电子可跃至能级较高的轨道。
游离：由外部获得的能量足够大，以致使原子的一个或几个电子脱离原子核束缚而成为自由电子与正离子
1、带电质点的产生
（1）碰撞游离
（2）光游离
（3）热游离
（4）负离子的形成
2、气体品带电质点的消失
（1）扩散
（2）复合
（3）定向运动
3、自持放电与非自持放电
（1）非自持放电需要外界游离因素的作用。
（2）自持放电无需外界游离因素的作用，放电仅靠电场作用得以连续下去。
起始放电电压：由非自持放电转入自持放电的电压
U＝U＝UB (击穿电压）（均匀电场，击穿场强约为30kV/cm）U ＝U （极不均匀电场中）＜＜U
二、汤逊放电理论
1、条件：低气压、小间隙。
2、理论实质：
非自持的三个阶段：o—a、a—b、b—c。
c 以后－－自持阴极表面产生游离（聚积）。
3、非自持→自持放电条件。
4、巴申定律：U＝f(pd)
压力增大，气体密度δ随之增大，电子在运动过程易与气体分子相碰撞，平均自由行程缩短，每次碰撞，由电子积聚的能量不足以引起气体分子的游离，因而击穿电压升高，反之，压力减小，δ减小，电子在运动过程中不易与气体分子碰撞。
5、汤逊理论的适用范围：低气压小间隙的放电现象。
6、汤逊放电理论解释大气压下放电的不符之处。
〈1〉放电时间：
以汤逊理论计算出的击穿时间与实际的击穿时间有很大不同，
〈2〉阴极材料的作用。
以汤逊理论，阴极性质在击穿过程中起重要作用，然而在大气压力下的空气中，间隙击穿电压与阴极性质无多大关系。
〈3〉放电形式。
以汤逊理论放电沿整个间隙是均匀放连续发展的，但在大气中
气体击穿时，会出现有分枝的明亮细通道。
三、流注理论
以电子崩为基础发展的结果为基础
1、空间电荷对电场畸变作用。
2、光游离的作用。
3、正流注的形成。
4、负流注的形成。
5、用流注理论解释，大气中的放电。
（1）放电时间短。
（2）与阴极材料无关。
（3）放电形成。
四、极不均匀电场的放电过程。
（一）电晕放电
1、性质：极不均匀电场中所特有的自持放电现象。
2、定义：在曲率半径小的电极附近，电场强度将先达到引起游离过程的数值，间隙在这一局域形成的自持放电。
开始发生电晕时的电压称为电晕起始电压，电极表面的电场强度称为电晕起始电场强度。
3、现象：光、咝咝的放电声
4、危害：能量损耗，产生臭氧及氧化氮，引起电磁干扰
a、电能损耗
b、腐蚀电器材料
c、对通信线路产生干拢
(二）极性效应
1、棒为负－－板为正：
易形成电晕放电，自持放电易电形成，间隙击穿难形成（放电难形成）
UB电晕－低、放电电压UB－高。
2、棒为正－－板为负：
电晕放电难实现，不易形成自持放电，易形成放电。
UB电晕－高放电压UB－低。
棒极为正极性放电电压较棒为负极性时的放电电压为低。
3、棒－棒：
UB棒－棒＜UB棒－－板＋
（三）工频电压下的击穿
UB＝UB棒＋（直流）：击穿总是在棒为极性为正、电压达到
幅值时发生。
棒――棒间隙的平均击穿场强约为 3.8Kv/cm（有效值）或5.36kVcm
棒――板间隙的平均击穿场强约为3.35Kv/cm（有效值）或
4.8kVcm
五、冲击电压作用下的空气击穿
1、冲击电压的定义
作用时间短暂的电压
2、冲击电压的标准波形
冲击波波形可由波头长度τ1及波长τ2加以确定，现用的波形参数为1.2/50μS
3、雷电冲击电压下50％击穿电压
由于完成击穿过程需要一定时间，所以间隙的冲击击穿特性和外施电压波形有关。
在实际工程中用50％冲击击穿电压，即在多次施加电压时，其中半数导致击穿的电压，以反映间隙的耐受冲击电压特性。
4、伏秒特性
用间隙上出现的电压最大值和放电时间的关系来表征间隙在冲击电压下的击穿特性，称为伏秒特性。
伏秒特性曲线和间隙电场的均匀程度有关。对于不均匀电场，平均击穿场强低，放电时延长，分散性亦大；对于均匀电场，平均击穿场强较高，流注发展较快，放电时延较短，其伏秒特性平坦。
伏秒特性对比较不同绝缘设备的冲击击穿特性有重要意义。单是50％冲击击穿电压不能充分说明间隙的冲击击穿特性，在考虑不同间隙绝缘配合时，为更全面反映间隙的冲击特性，就必须采用间隙的伏秒特性进行配合。
小结新课：气体非自持放电和自持放电；气体放电的汤逊理论、流注理论。
布置作业：
P24页练习题
1-3
板书设计：
课题：第一章高电压绝缘
教学目的：使学生对气体放电有一个基本的认识、培养专业兴趣。重点：介质的绝缘性能。
难点：对介质绝缘性能的理解。
组织教学：点名。
复习旧课：气体非自持放电和自持放电；气体放电的汤逊理论、流注理论；熟练掌握汤逊理论、流注理论的适用条件，流
注理论和汤逊理论在解释大气压下气体放电现象的区
别。
引入新课：
§1—3 液体的绝缘性能
一、讨论液体介质的击穿过程
1、对纯净油┈┈碰撞游离理论
油中少量杂质在电场的作用下碰撞原子、导致液体介质的击穿。
很高
击穿过程U
B
2、含杂质（水份）油——“小桥”理论
由于水分或杂质的介电系数大，在电场作用下易沿电场方向排列，形成杂质小桥，当杂质小桥接通后电极后，将使泄漏电流增大，发热增多，因而又使水分汽化，气泡扩大，游离加强，最后可能在气体通道中形成击穿。
二、影响液体介质击穿因素
1、水份含量、温度等。
2、压力↑水份变为溶解状，击穿电压升高
3、纤维和其他杂质
4、电场均匀程度
a、纯净油改善电场均匀程度，击穿电压变化明显。
b、含杂质的油：时间↓，击穿电压提高，受电场影响小。
5、电压作用时间油间隙的击穿电压随电压的作用时间的增大而减小。
油的耐压实验加压1分钟，杂质的聚集，介质的发热所需时间。
油的净度及温度提高，电压作用时间对油的击穿电压影响减小。
三、提高液体介质击穿电压的措施。
1、过滤与干燥
白土、硅胶处理或压滤机过滤
2、祛气
将油中气体赶出来，密封性好
3、油和固体绝缘组合，防止小桥的形成，还可以改善电场分布
a、覆盖层
b、绝缘层，有耐电强度，阴止小桥形成更好的作用。
c、屏障：改善电场均匀程度，阻止小桥形成，也能提高油的Ub。
d、设多重屏障，长油道（长间隙）→短油道（短间隙）。击穿电压Ub↑小桥不易形成，缩小变压器的体积、造价。
小结新课：电介质的击穿的过程、影响因素。
布置作业：
板书设计：
课题：第一章高电压绝缘
教学目的：使学生对气体放电有一个基本的认识、培养专业兴趣。
通过学习应了解双层介质的电场分布；局部放电；应掌
握沿面放电的有关内容。
重点：固体介质的击穿；沿面放电的有关内容。
难点：固体介质的击穿；双层介质的电场分布；局部放电；沿面放电。
组织教学：点名。
复习旧课：液体的电击穿、气泡击穿、悬浮粒子产生的击穿理论
电介质的击穿的过程、影响因素
引入新课：
§1—4 固体的绝缘性能
一、固体介质的击穿
1、电击穿，固体介质在强电场作用下，碰撞游离，导致击穿。
特点：击穿过程快，击穿电压值高，介质温度没升高，击穿与环境温度无关。
2、热击穿，受电压作用，介质内部温度的吸热比发热快，最终丧失绝缘性能。
特点：与环境温度有关，击穿电压较低。
3、老化定义
设备运行时间很长以后，运行中其绝缘受到热、化学、机械作用，绝缘性能逐渐变坏，在电压去除后，介质不再恢复它原来特性，这过程称为老化。
造成老化原因，介质过热，放电发生气体腐蚀、机械撞击及不同温度系数的应力引起的损伤；或介质不均匀及电场边缘场强集中引起局部过电压。
4、电化学击穿：介质在电场作用下，又受介质发热、化学腐蚀、机械同时作用最终导致击穿。
二、影响液体介质击穿的因素及提高其电气强度的措施。
1、电压作用时间：图2-19 时间较长→热击穿
2、温度：温度↑，Ub ↓强度大，时短→电击穿
图2-20 电瓷t=900C以前，与温度基本无关，直线关系 t>900C，Ub↓不同材料相同材料，不同厚度
3、电场均匀程度，图2-21
均匀致密材料，均匀电场击穿电压随温度斜线上升。
固体介质本身含杂质，不均匀电场，温度的变化增加 Ub 效果小
4、电压种类，交、直、冲击电压下
冲击电压>直流耐压>交流耐压
冲击系数，冲击击穿电压与工频击穿电压值比>1。
5、累积效应：
交流电压作用下，介质中含局部缺陷，下次再加电压便会击穿，击穿电压下降
6、受潮：Ub下降
7、机械负荷：Ub 由于介质出现裂纹而下降
电介质的其它性能
一、电介质的热性能
温度每升高8°C平均寿命减少一半
1、耐寒性，
2、耐热性，
3、耐弧性，
4、脆性材料──耐冲击稳定性
绝缘材料的耐热等级：
二、电介质的机械性能、吸潮、生化性能
1、机械性能
2、吸潮性
3、生化性能
§1—5 复合绝缘体的绝缘性能
一、介绍双层介质的电场分布
二、气体中的沿面放电
1.什么叫沿面放电
沿着固体介质表面的气体发生的放电
沿面放电电压通常比纯空气间隙的击穿电压要低
2.界面电场分布的三种典型情况
气体介质与固体介质的交界称为界面
(1).固体介质处于均匀电场中,且界面与电力线平行;
(2).固体介质处于极不均匀电场中,且电力线垂直于界面的分量比平行于界面的分量大得多;类似套管
(3).固体介质处于极不均匀电场中,且电力线平行于界面的分量以垂直于界面的分量大得多。类似支持绝缘子
3.均匀电场中的沿面放电
其放电特点:
(1).放电发生在沿着固体介质表面,且放电电压比纯空气间隙的放电电压要低.
其原因：a.固体介质与电极表面没有完全密合而存在微小气隙,或者介面有裂纹.
b.介质表面不可能绝对光滑,使表面电场不均匀.
c.介质表面电阻不均匀使电场分布不均匀
d.介质表面易吸收水分,形成一层很薄的膜,水膜中的离子在电场作用下向两极移动,易在电极附近积聚电荷,使电场不均匀
4. 极不均匀电场具有强法线分量时的沿面放电(套管型)
(1) 放电发展特点:
a.电晕放电
b.线状火花放电
c.滑闪放电
d.闪络放电
(2) 影响沿面放电因素分析
等值电路图如图1-17所示
a.固体介质厚度越小，则体积电容越大，沿介质表面电压分布越不均匀，其沿面闪络电压越低；
b.同理，固体介质的体积电阻越小，沿面闪络电压越低
c.固体介质表面电阻减少，可降低沿面的最大电场强度，从而提高沿面闪络电压
(3).提高沿面闪络电压措施
a.减少套管的体积电容。如增大固体介质厚度，加大法兰处套管的外经
b.减少绝缘的表面电阻。如在套管近法兰处涂半导体漆或半导体釉
5.极不均匀电场具有强切线分量时的沿面放电(支柱绝缘子型)
由于电极本身的形状和布置己使电场很不均匀，故介质表面积聚电荷使电压重新分布不会显著降低沿面闪络电压，为了提高沿面闪络电压，一般从改进电极形状，如采用屏蔽罩和均压环。
6.绝缘子串的电压分布；如图1-18所示，分析如下：
a.绝缘子片数越多，电压分布越不均匀
b.靠近导线端第一个绝缘子电压降最高，易产生电晕放电。在工作电压下不允许产生电晕，故对330kv及以上电压等级考虑使用均压环
7.绝缘子表面污秽时的沿面放电
户外绝缘子，会受到工业污秽或自然界盐碱、飞尘等污染，在干燥时，由于污秽尘埃电阻很大，绝缘子表面泄漏电流很小，对绝缘子安全运行无危险；但下雨时，绝缘子表面容易冲掉，而大气湿度较高，或在毛毛雨、雾等气候下，污秽尘埃被润湿，表面电导剧增，使绝缘子的泄漏电流剧增，降低闪络电压。
8.防止绝缘子的污闪，应采取措施
(1).对污秽绝缘子定期或不定期进行清洗
(2).绝缘子表面涂一层憎水性防尘材料
(3).加强绝缘和采用防污绝缘子
(4).采用半导体釉绝缘子
小结新课：固体介质的击穿和电介质的其它性能；固体绝缘材料的电击穿理论；热击穿理论；电化学击穿理论；双层介质
的电场分布；局部放电；沿面放电
布置作业：
P50页练习题
1-4
板书设计：
课题：第2章高电压下的绝缘评估及试验方法
第1节绝缘评估
第2节绝缘劣化
教学目的：通过学习应了解机械性能的要求；温度和热稳定的要求；
化学稳定性；掌握高压设备的绝缘水平。通过学习还应
了解设备绝缘故障的分类；掌握老化（电老化、热老化、
机械老化、环境老化）
重点：高压设备的绝缘水平；老化（电老化、热老化、机械老
化、环境老化）
难点：高压设备的绝缘水平
组织教学：点名
复习旧课：双层介质的电场分布；局部放电；沿面放电
引入新课：
§2—1绝缘评估
一.高压设备的绝缘水平
绝缘水平:设备耐受电压能力的大小称为绝缘水平,应保证绝缘在最大工作电压的持续作用下和过电压短时作用下都能安全工作.
在实际运行中应注意的事项:长期工作不得超过其最大工作电压
检验手段:用短时工频过电压等效进行试验,判断其绝缘水平的高低.
二.机械性能的要求
三.温度和热稳定的要求
四.化学稳定性
§2—2 绝缘的劣化
一、电力设备的组成:导电材料\导磁材料\结构材料\绝缘材料组成.
二、绝缘缺陷
集中性缺陷:缺陷集中于绝缘的某一个或几个部分.
分布性缺陷:指由于受潮,过热,动力负荷及长时间过电压作用导致
的电气设备整体绝缘性能下降.
三、老化:绝缘在各种因素的长期作用下发生一系列的化学,物理变化,导致绝缘性能和机械性能等不断下降,最终导致电力设备绝缘击穿.
老化可分为:电老化,热老化,机械老化,环境老化
四、表征绝缘劣化的特征量:
直接表征绝缘剩余寿命的特征量如耐电强度,机械强度等
间接表征绝缘剩余寿命的特征量,如绝缘电阻,介质损失角正切,泄漏电流,局部放电量,油中气体含量/水分含量.
小结新课：机械性能的要求；温度和热稳定的要求；化学稳定性；
掌握高压设备的绝缘水平；设备绝缘故障的分类；老化
（电老化、热老化、机械老化、环境老化）
布置作业：
P44页练习题
2-1
板书设计：
课题：第2章高电压下的绝缘评估及试验方法
第3节绝缘评估的试验方法
第4节电气设备状态监测与故障诊断
教学目的：通过学习应掌握绝缘电阻的测量；泄漏电流的试验；介质损失角正切值的测量；耐压试验；（试验原理试验
操作、测量方法及注意事项）。通过学习应了解电气设备
状态监测与故障诊断
重点：绝缘电阻的测量；泄漏电流的试验；介质损失角正切值的测量；耐压试验（试验原理）
1、实验目的
2、实验所需器材
3、实验内容
4、实验原理
5、实验接线图
6、实验步骤
7、实验电压的测量
8、实验注意事项
（本试验内容见高压试验指导书）
难点：绝缘电阻的测量；泄漏电流的试验；介质损失角正切值的测量；耐压试验（试验原理）
组织教学：点名
复习旧课：设备绝缘故障的分类；老化（电老化、热老化、机械老化、环境老化）
引入新课：
§2—3
一、试验作用：
发现电气设备绝缘内部隐藏的缺陷，以便在进行设备检修时加以消
除。
缺陷的分类：一类为集中性的缺陷；另一类为分布性缺陷（指电气
设备整体绝缘老化、变质、受潮能力下降）
二、设备（试品）缺陷原因：
⑴、厂家生产制造所致。
⑵、长期运行。
三、试验分类：
⑴、破坏性试验：试验电压大于正常额定电压，有积累效应。
⑵、非破坏性试验：试验电小于正常额定电压。对设备的考验不够严格，无积累效应。特点是在较低的电压下或者是用其他不会损伤绝缘的办法来测量绝缘的各种特性，从而判断绝缘内部的缺陷。
四、预防性试验的常测项目：
⑴、绝缘电阻的测量及吸收试验。
⑵、tgδ值的测定。
⑶、局部放电实验。
⑷、油的色谱分析。
⑸、交流耐压实验。
⑹、直流泄漏及耐压试验。
⑺、接地电阻的测量。
一、绝缘电阻的测量
做为最简单最常用的非破坏性试验。
直流电压作用介质时，通过它的电流可包含三部分：泄漏电流、电容电流和吸收电流。用兆欧表去测量绝缘电阻变化：兆欧表内直流电压一定，故绝缘电阻与电流成反比。
当被试品有贯穿性缺陷时，反映泄漏电流的绝缘电阻明显下降。对于电容量大设备，可利用吸收现象来测量它们的绝缘电阻随时间的变化，以判断绝缘状况。
一.绝缘电阻和吸收比测量
(一).绝缘电阻的测量
1.兆欧表的工作原理如图2-2所示
2.作用
能发现绝缘受潮或有集中性的导电通道
3.接线
(完整版)高电压技术考试试题答案
高电压技术考试试题答案 一、选择题（每小题1分共１５分） 1、气体中的带电质点是通过游离产生的。 2、气体去游离的基本形式有漂移、扩散、复合、吸附效应。 3、气体放电形式中温度最高的是电弧放电。表现为跳跃性的为火花放电。 4、根据巴申定律，在某一Pd的值时，击穿电压存在极小值。 5、自然界中的雷电放电就是属于典型的超长间隙放电。 6、在极不均匀电场中，空气湿度增加，空气间隙击穿电压提高。 7、即使外界游离因素不存在，间隙放电仅依靠外电场作用即可继续进行的放电，称为自持放电。 8、交流高电压试验设备主要是指高电压试验变压器。 9、电磁波沿架空线路的传播速度为C或真空中的光速。 10、一般当雷电流过接地装置时，由于火花效应其冲击接地电阻小于工频接地电阻。 11、线路的雷击跳闸率包括雷击杆塔跳闸率和绕击跳闸率。 12、为了防止反击，要求改善避雷线的接地，适当加强绝缘，个别杆塔使用避雷器。 13、考虑电网的发展，消弧线圈通常处于过补偿运行方式。 14、导致铁磁谐振的原因是铁芯电感的饱和特性。 15、在发电厂、变电所进线上，设置进线段保护以限制流过避雷器的雷电流幅值和入侵波的陡度。 二、判断题（每小题2分共20分正确的在题后括号内打“×”错误的在题后打“√”） 1、气体状态决定于游离与去游离的大小。当去游离小于游离因素时最终导致气体击穿。（√） 2、游离主要发生在强电场区、高能量区；复合发生在低电场、低能量区。（√） 3、游离过程不利于绝缘；复合过程有利于绝缘。（√） 4、巴申定律说明提高气体压力可以提高气隙的击穿电压。（√） 5、空气的湿度增大时，沿面闪络电压提高。（×） 6、电气设备的绝缘受潮后易发生电击穿。（×） 7、输电线路上的感应雷过电压极性与雷电流极性相同。（×） 8、避雷器不仅能防护直击雷过电压，也能防护感应雷过电压。（√） 9、．带并联电阻的断路器可以限制切除空载线路引起的过电压。（√） 10、输电线路波阻抗的大小与线路的长度成正比。（×） 三、选择题（在每个小题的四个备选答案中，按要求选取一个正确答案，并将正确答案的序号填在题后括号内。每小题1分共15分） 1、电晕放电是一种（ A ）。 A．自持放电B．非自持放电C．电弧放电D．均匀场中放电 2、SF6气体具有较高绝缘强度的主要原因之一是（ D ）。 A．无色无味性B．不燃性C．无腐蚀性D．电负性 3、在极不均匀电场中，正极性击穿电压比负极性击穿电压（ A ）。 A.．小B．大C．相等D．不确定 4、减少绝缘介质的介电常数可以（ B ）电缆中电磁波的传播速度。 A．降低B．提高C．不改变D．不一定 5、避雷器到变压器的最大允许距离（ A ）。
高电压技术教案
课题：第一章高电压绝缘 教学目的：使学生对气体放电有一个基本的认识、培养专业兴趣。重点：介质的绝缘性能。 难点：对介质绝缘性能的理解。 组织教学：点名。 复习旧课： 引入新课：基本概念 §1—1 概述 一、电介质的极化 极化的基本形式有：电子式极化、离子式极化、偶极子极化 1、电子式极化： 可以存在于液体、固体、气体中。 E=0时（对称的）对外不显电性， E不等于0时（对称的）对外显电性。 特点：（1）极化过程快，10-15s且介电系数与电源无关。 （2）极化过程属于弹性，无损耗。 （3）其介电系数有负的温度系数。 2、离子式极化 （1）极化过程快，10 -13s，且介电系数与频率无关。 （2）极化过程属于弹性，无损耗。 （3）其介电系数有正的温度系数。 3、偶极子极化 极性电介质━由偶极子分子构成 特点：（1）极化过程长，10-10～10-2s，且介电系数与频率有关。 （2）极化过程属于非弹性，有损耗。 （3）其介电系数有关。 综述： 1）、气体的介电系数很小通常实践中介电系数约等于1，
2）、液体 ：a 、极性（3~6)，如：蓖麻油 b 、非极性（1.8~2.5)，如变压器油 c 、强极性（>10) ，如水、酒精 4、夹层式极化 组成：设备的绝缘由几种不同的材料组成 特点：1、进行过程特别长， 2、有明显的损耗。 等效图如右所示，过程分析： 在合闸瞬间：1 2210C C U U t =→ 到达稳态时：1 221 g g U U t =∞→ 若介质是均匀的，则C1/C2=g1/g2,可得 ∞→→=t t U U U U 21210， 即合闸后两层电荷不会发生重新分配。 若介质不均匀，则合闸后C1、C2上的电荷要重新分配。设 C1>C2,g1
高电压技术考试试题答案
高电压技术考试试题答案． 高电压技术考试试题答案分共１５分）一、选择题（每小题1 1、气体中的带电质点是通过游离产生的。复合、扩散、、气体去游离的基本形式有漂移、2
吸附效应。气体放电形式中温度最高的是电弧放电。表3、 现为跳跃性的为火花放电。的值时，击穿电4、根据巴申定律，在某一Pd 压存在极小值。自然界中的雷电放电就是属于典型的超长间5、 隙放电。在极不均匀电场中，空气湿度增加，空气间、6 。隙击穿电压提高即使外界游离因素不存
在，间隙放电仅依靠7、 外电场作用即可继续进行的放电，称为自持放电。交流高电压试验设备主要是指高电压试验变、8 。压器 或真空中电磁波沿架空线路的传播速度为、C9 的光速。一般当雷电流过接地装置时，由于火花10、 工频接地电阻。于小效应其冲击接地电阻线路的雷击跳闸率包括雷击杆塔跳闸率、11和绕击跳闸率。为了防止反击，要求改善避雷线的接12、 地，适当加强绝缘，个别杆塔使用避雷器。． 消弧线圈通常处于过考虑电网的发展，13、运行方式。补偿 导致铁磁谐振的原因是铁芯电感的饱和特、14 性。
变电所进线上，设置进线段保在发电厂、15、以限制流过避雷器的雷电流幅值和入侵波 的护 陡度。二、判断题（每小题2分共20分正确的在题后括号内打“×”错误的在题后打“√”） 1、气体状态决定于游离与去游离的大小。当去游离小于游离因素时最终导致气体击穿。（√） 2、游离主要发生在强电场区、高能量区；复合发生在低电场、低能量区。（√）
3、游离过程不利于绝缘；复合过程有利于绝缘。（√） 4、巴申定律说明提高气体压力可以提高气隙的击穿电压。（√） 5、空气的湿度增大时，沿面闪络电压提高。（×） 6、电气设备的绝缘受潮后易发生电击穿。（×） 7、输电线路上的感应雷过电压极性与雷电流极性相同。（×） 8、避雷器不仅能防护直击雷过电压，也能防护）√（感应雷过电压。． 9、．带并联电阻的断路器可以限制切除空载线路引起的过电压。（√） 10、输电线路波阻抗的大小与线路的长度成正比。（×）
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
高电压技术习题答案
第一章1‐1 极化种类电子式极化离子式极化偶极子极化夹层极化产生场合任何电介质离子式结构电介质极性电介质多层介质的交界面所需时间10-15 s 10-13 s 10-10～10-2 s 10-1 s～数小时能量损耗无几乎没有有有产生原因束缚电子运行轨道偏移离子的相对偏移偶极子的定向排列自由电荷的移动 1‐4 金属导体气体，液体，固体电导形式（自由电子）电子电导电导率γ很大 （自由电子、正离子、负离子、杂质电导、自身离解、杂质、离子）γ很小离子电导ρ很大 金属导电的原因是自由电子移动；电介质通常不导电，是在特定情况下电离、化学分解或热离解出来的带电质点移动导致。 1‐6 由于介质夹层极化，通常电气设备含多层介质，直流充电时由于空间电荷极化作用，电荷在介质夹层界面上堆积，初始状态时电容电荷与最终状态时不一致；接地放电时由于设备电容较大且设备的绝缘电阻也较大则放电时间常数较大（电容较大导致不同介质所带电荷量差别大，绝缘电阻大导致流过的电流小，界面上电荷的释放靠电流完成），放电速度较慢故放电时间要长达5～10min。补充： 图中C1 代表介质的无损极化（电子式和离子式极化），C2 —R2 代表各种有损极化，而R3则代表电导损耗。 图1－4－2 中，Rlk 为泄漏电阻；I lk 为泄漏电流；C g 为介质真空和无损极化所形成的电容；I g 为流过 C g 的电流；C p 为无损极化所引起的电容；Rp 为无损极化所形成的等效电阻；I p 为流过Rp－C p 支路的电流，可以分为有功分量I pr 和无功分量I pc 。 J g 为真空和无损极化所引起的电流密度，为纯容性的；J lk 为漏导引起的电 流密度，为纯阻性的；J p 为有损极化所引起的电流密度，它由无功部分J pc 和有功部分J pr 组成。容性电流J c 与总电容电流密度向量J 之间的夹角为δ ，称为介质损耗角。
高电压技术第7章习题答案教学文稿
高电压技术第7章习 题答案
第七章 输电线路和绕组中的波过程 7-1为什么需要用波动过程研究电力系统中过电压？ 7-2试分析波阻抗的物理意义及其与电阻之不同点？ 7-3试分析直流电势E 合闸于有限长导线(长度为l ，波阻为Z)的情况，末端对地接有电阻R(习题7-3图)。假设直流电源内阻为零。 (1)当R=Z 时，分析末端与线路中间2l 的电压波形； (2)∞=R 时，分析末端与线路中间2 l 的电压波形； (3)当R=0时，分析末端的电流波形和线路中间2 l 的电压波形。 习题7-3图 7-4母线上接有波阻抗分别为1Z 、2Z 、3Z 的三条出线，从Z1线路上传来幅值为E 的无穷长直角电压波。求出在线路Z3出现的折射波和在线路Z1上的反射波。 7-5有一直角电压波E 沿被阻抗为Z ＝500Ω的线路传播，线路末端接有对地电容C ＝O.0l F μ。 (1)画出计算末端电压的彼德逊等值电路，并计算线路末端电压波形； (2)选择适当的参数，把电容C 等值为线段，用网格独计算线路末端的电压波形； (3)画出以上求得的电压波形，并进行比较。
7-6波在传播中的衰减与畸变的主要原因？说明冲击电晕对雷电波波形影响的原因？ 7-7当冲击电压作用于变压器绕组时，在变压器绕组内将出现振荡过程，试分析出现振荡的根本原因，并由此分析冲击电压波形对振荡的影响。 7-8说明为什么需要限制旋转电机的侵入波陡度。
7-1为什么需要用波动过程研究电力系统中过电压？ 答：实际电力系统采用三相交流或双极直流输电，属于多导线线路，而且沿线路的电场、磁场和损耗情况也不尽相同，因此所谓均匀无损单导线线路实际上是不存在的。但为了揭示线路波过程的物理本质和基本规律，可暂时忽略线路的电阻和电导损耗，假定沿线线路参数处处相同，故首先研究均匀无损单导线中的波过程。 7-2 试分析波阻抗的物理意义及其与电阻之不同点？ 答：分布参数线路的波阻抗与集中参数电路的电阻虽然有相同的量纲，但物理意义上有着本质的不同： （1）波阻抗表示向同一方向传播的电压波和电流波之间比值的大小；电磁被通过波阻抗为Z 的无损线路时，其能量以电磁能的形式储存于周围介质中．而不像通过电阻那样被消耗掉。 （2）为了区别不同方向的行波，Z 的前面应有正负号。 （3）如果导线上有前行波，又有反行波，两波相遇时，总电压和总电流的比值不再等于波阻抗，即 Z u u u u Z i i u u i u b f b f b f b f ≠-+=++= （4）波阻抗的数值Z 只与导线单位长度的电感L 0和电容C 0有关，与线路长度无关。 7-3试分析直流电势E 合闸于有限长导线(长度为l ，波阻为Z)的情况，末端对地接有电阻R(如图7-24所示)。假设直流电源内阻为零。 (1)当R=Z 时，分析末端与线路中间 2 l 的电压波形； (2)R =∞时，分析末端与线路中间2 l 的电压波形； (3)当R=0时，分析末端的电流波形和线路中间2l 的电压波形。
高电压技术练习试题及答案解析
高电压技术练习题（一） 一、填空题 1.描述气体间隙放电电压与气压之间关系的是（A）
A、巴申定律 B、汤逊理论 C、流注理论 D、小桥理论。 2.防雷接地电阻值应该（ A ）。 A、越小越好 B、越大越好 C、为无穷大 D、可大可小 3.沿着固体介质表面发生的气体放电称为（B） A电晕放电 B、沿面放电 C、火花放电 D、余光放电 4.能够维持稳定电晕放电的电场结构属于（C） A、均匀电场 B、稍不均匀电场 C、极不均匀电场 D、同轴圆筒 5.固体介质因受潮发热而产生的击穿过程属于（B） A、电击穿 B、热击穿 C、电化学击穿 D、闪络 6.以下试验项目属于破坏性试验的是（A ）。 A、耐压试验 B、绝缘电阻测量 C、介质损耗测量 D、泄漏测量 7.海拔高度越大，设备的耐压能力（B）。 A、越高 B、越低 C、不变 D、不确定 8.超高压输电线路防雷措施最普遍使用的是（B ） A、避雷针 B、避雷线 C、避雷器 D、放电间隙 9.变电站直击雷防护的主要装置是（A ）。 A、避雷针 B、避雷线 C、避雷器 D、放电间隙 10.对固体电介质，施加下列电压，其中击穿电压最低的是（C）。
A、直流电压 B、工频交流电压 C、高频交流电压 D、雷电冲击电压 11.纯直流电压作用下，能有效提高套管绝缘性能的措施是（C）。 A、减小套管体电容 B、减小套管表面电阻 C、增加沿面距离 D、增加套管壁厚 12.由于光辐射而产生游离的形式称为（ B ）。 A、碰撞游离 B、光游离 C、热游离 D、表面游离答案：B 19.解释气压较高、距离较长的间隙中的气体放电过程可用（ A ） A、流注理论 B、汤逊理论 C、巴申定律 D、小桥理论 13测量绝缘电阻不能有效发现的缺陷是（ D ）。 A、绝缘整体受潮 B、存在贯穿性的导电通道 C、绝缘局部严重受潮 D、绝缘中的局部缺陷 14.设 S1、S2 分别为某避雷器及其被保护设备的伏秒特性曲线，要使设备受到可靠保护必须（ B ）。 A、S1高于S2 B、S1低于S2 C、S1等于S2 D、S1与S2 相交 15.表示某地区雷电活动强度的主要指标是指雷暴小时与（ B ）。 A、耐雷水平 B、雷暴日 C、跳闸率 D、大气压强 16.极不均匀电场中的极性效应表明（ D ）。 A、负极性的击穿电压和起晕电压都高 B、正极性的击穿电压和起晕电压都高 C、负极性的击穿电压低和起晕电压高 D、正极性的击穿电压低和起晕电压高
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)
高电压技术教学大纲2017版201711240学时
《高电压技术》教学大纲 课程中文名称：高电压技术 课程英文名称：High V oltage Engineering 课程编号：C1036 学分：2.5 学时：40（其中：讲课学时：40实验学时：0实践学时：0） 先修课程：高等数学、大学物理、电路原理、电子技术基础、工程电磁场、电机学、电力系统分析、发电厂电气部分 适用专业：电气工程及其自动化 课程类别：专业核心课、学位课（如专业基础课程/必修） 使用教材：沈其工. 高电压技术（4版）. 北京：中国电力出版社，2012 开课单位：电气与新能源学院 一、课程性质 《高电压技术》课程是电气工程及其自动化专业必修的专业核心课程和学位课。高电压技术是为解决高压输电的绝缘问题而形成的电气工程学科分支，主要介绍高电压下的绝缘问题、高电压的产生及测试技术、电力系统过电压的成因及其限制措施以及电力系统的绝缘水平与绝缘配合等内容。本课程是一门专业课，又具备专业基础课的性质，本课程的特点是具有较强的实验性、理论性和学科交叉性。 二、教学目标： 1、能运用大学物理、电磁场和绝缘放电的基本原理解释典型的气体绝缘放电现象、液体和固体绝缘的老化劣化现象，支撑指标点1.3、2.1、2.5； 2、能结合电力设备绝缘系统工程问题，运用绝缘放电的基本原理，解释典型的绝缘结构并能改进绝缘结构，支撑指标点1. 3、1. 4、2.2、2.5； 3、掌握电气设备绝缘实验的原理和方法，能选择现代实验设备和工具，设计绝缘实验方案，支撑指标点4.2； 4、能结合工程问题，运用电路原理、波过程的基本理论和过电压计算软件对电力系统过电压进行计算和分析，支撑指标点1.3、2.1 、2.5； 5、能结合电力系统过电压的形成机理，选择、设计过电压防护方法和设备，并能应用于电力系统过电压防护和电力设备绝缘配合设计，支撑指标点1.4、2.2、2.5、3.3；
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—考试题库及答案
单选题 某架空线路的电容为0.01μF/km，电感为0.9mH/km，这该架空线的波阻抗为（）。 收藏 A. 400 B. 300 C. 500 D. 200 回答错误!正确答案： A 空载线路自动重合闸，产生的过电压最大值为电源电压的（）倍。 收藏 A. 3 B. 1 C. 4 D. 2
线路末端开路，则电压反射系数为（）。 收藏 A. 1/2 B. C. 1 D. -1 回答错误!正确答案：C 不均匀的绝缘试品,如果绝缘受潮,则吸收比K将（）。收藏 A. 远小于1 B. 不宜确定 C. 远大于1 D. 约等于1
我国标准对雷暴日等于40天的地区，取地面落雷密度为（）。收藏 A. 0.09 B. 0.05 C. 0.11 D. 0.07 回答错误!正确答案：D 对于线路的冲击电晕，下列说法不正确的是（）。 收藏 A. 冲击电晕使线路间耦合系数减小 B. 不易确定 C. 冲击电晕使线路得波阻抗减小 D. 冲击电晕使线路得波速度降低
为防止避雷针对构架发生反击，它们空气间距离应（）。收藏 A. ≥5m B. ≤5m C. ≥3m D. ≤3m 回答错误!正确答案： A 下列表述中，对波阻抗描述不正确的是（）。 收藏 A. 波阻抗的大小与线路的几何尺寸有关 B. 线路越长，波阻抗越大 C. 波阻抗是前行波电压与前行波电流之比 D. 波阻抗与线路的单位长度电感和电容有关
我国有关规程建议雷道波阻抗取（）。 收藏 A. 300Ω B. 500Ω C. 400Ω D. 50Ω 回答错误!正确答案： A 星形接法中性点不接地的三相变压器，当冲击电压波仅沿一相入侵时，绕组中性点的最大电位可达入侵波幅值的（）。 收藏 A. 2 B. 2/3 C. 4/3 D. 1
高电压技术课程教学大纲
高电压技术课程教学大纲 （适用电气工程及其自动化专业电气工程方向） （共 48 学时） 一、课程的性质、地位、任务和教学目标 （一）课程的性质和地位 本课程是电气工程及其自动化专业本科生的专业选修课程。它是研究电气设备的绝缘及其问题的学科。作为从事电力系统的设计、安装、调试及其运行的工程技术人员，都会遇到属于高电压的问题，因此需专修本门课程，也是从事电力系统的专业人员需要掌握的专业知识。本课程具有完整的理论体系，又是一门实践性很强的学科，对学生的基础理论、基本知识和实践经验、技能都有较好的培养和锻炼。 （二）课程的主要任务 本课程的主要任务是：使学生掌握气体、液体及固体绝缘主要电气特性（特别是击穿过程）的基本概念，了解电气设备绝缘结构的基本特性和试验方法,掌握电力系统中雷电过电压和主要内部过电压的产生机理、影响因素及防护措施等基本知识，正确理解电力系统绝缘配合的基本概念、理论依据和处理原则，以及使学生了解高电压试验及绝缘预防性试验中常用的高压试验装置及测试仪器的原理与用法，以及高电压试验的特点、基本程序和安全措施等。 （三）课程的教学目标 通过本课程的学习，使学生了解和掌握电气设备在高电压作用下绝缘电气性能的基本知识和高电压试验的基本技术；了解和掌握过电压的基本理论和过电压的保护方法；能针对各种不同的过电压采取不同的防护措施，并能根据系统电路及元器件的性质，设计保护的类型，为今后从事高电压工程领域的研究和技术工作打下必要的专业基础。 二、课程教学环节组成 本课程的教学环节包括课堂讲授，师生讨论学生自学，习题讨论课，实验，习题，答疑，质疑，期中测验和期末考试。 三、课程教学内容纲要
高电压工程基础-第11章习题答案
第11章 习题 11-1变电所中的大气过电压有几种？如何防止？ 直击雷过电压和感应雷过电压两种。 对于直击雷的防护措施是采用避雷针、避雷线及良好的接地网。 对入侵波防护的措施是在变电所、发电厂内安装避雷器以限制电气设备上的过电压幅值；同时发电厂、变电所通过进线保护段上采取相应的措施，对于直配电机，在电机母线上装设电容器，限制入侵波的陡度。 11-2 当用避雷器保护变压器时，避雷器动作后，作用于变压器的电压高于避雷器的残压，为什么？ 当避雷器和变压器有一段距离时，雷击高压线路后，避雷器动作，雷电波在运动，不管被保护设备在避雷器来波前面还是在避雷器来波后面，两者之间始终出现一 个电压差，由分析可知，数值为Δu=2a l v ，这就是为什么变压器上的电压会高于避雷器上的残压的原因，也说明避雷器有一定的保护范围（距离）。 11-3 某 220kV 变电所一路出线，其允许侵入波陡度为 300kV/μs ，若分别用普通阀式避雷器、磁吹避雷器、金属氧化物避雷器来保护变压器，试估算避雷器与变压器的最大电气距离。 解：避雷器与变压器的最大电气距离为：= 2/j R m u u l v α-。 根据教材174-175页表9-1至9-3，可以找到： 普通阀式避雷器5kA 残压为652kV 、磁吹避雷器5kA 残压为520kV ，金属氧化物避雷器10kA 残压不大于520kV 。 取变压器三次截波耐压值最大值为1090kV ，波速为300m/μs ，根据上面的公式可得： 普通阀式避雷器：1090652= =219m 2/2300/300j R m u u l v α--=?； 磁吹阀式避雷器：1090520==285m 2/2300/300 j R m u u l v α--=?； 金属氧化物按照10kA 残压计算，同上，285m m l =。
高电压技术课后习题答案详解
1-1气体放电过程中产生带电质点最重要的方式是什么，为什么？ 答: 碰撞电离是气体放电过程中产生带电质点最重要的方式。 这是因为电子体积小，其自由行程(两次碰撞间质点经过的距离)比离子大得多，所以在电场中获得的动能比离子大得多。其次．由于电子的质量远小于原子或分子，因此当电子的动能不足以使中性质点电离时，电子会遭到弹射而几乎不损失其动能；而离子因其质量与被碰撞的中性质点相近，每次碰撞都会使其速度减小，影响其动能的积累。 1-2简要论述汤逊放电理论。 答: 设外界光电离因素在阴极表面产生了一个自由电子，此电子到达阳极表面时由于过程，电子总数增至d eα个。假设每次电离撞出一个正离子，故电极空间共有（d eα－1）个正离子。这些正离子在电场作用下向阴极运动，并撞击阴极．按照系数γ的定义，此（d eα－1） eα－1）个正离子在到达阴极表面时可撞出γ（d 个新电子，则(d eα-1)个正离子撞击阴极表面时，至少能从阴极表面释放出一个有效电子，以弥补原来那个产生电子崩并进入阳极的电子，则放电达到自持放电。即汤逊理论的自持放电条件可表达为r(d eα＝1。 eα-1)=1或γd 1-3为什么棒－板间隙中棒为正极性时电晕起始电压比负极性时略高？ 答:（1）当棒具有正极性时，间隙中出现的电子向棒运动，进入强电场区，开始引起电离现象而形成电子崩。随着电压的逐渐上升，到放电达到自持、爆发电晕之前，在间隙中形成相当多的电子崩。当电子崩达到棒极后，其中的电子就进入棒极，而正离子仍留在空间，相对来说缓慢地向板极移动。于是在棒极附近，积聚起正空间电荷，从而减少了紧贴棒极附近的电场，而略为加强了外部空间的电场。这样，棒极附近的电场被削弱，难以造成流柱，这就使得自持放电也即电晕放电难以形成。 （2）当棒具有负极性时，阴极表面形成的电子立即进入强电场区，造成电子崩。当电子崩中的电子离开强电场区后，电子就不再能引起电离，而以越来越慢的速度向阳极运动。一部份电子直接消失于阳极，其余的可为氧原子所吸附形
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
《高电压技术》课程教学大纲
《高电压技术》课程教学大纲 大纲执笔人：罗玉雄大纲审核人： 课程编号：0808000415 英文名称：High Voltage Techniques 学分：2.5 总学时：40。其中，讲授34 学时，实验 6 适用专业: 电气工程及其自动化 先修课程：电路理论，电机学，发电厂电气主系统，电磁场，电力系统稳态分析，电力系统暂态分析等。 一、课程性质与教学目的 本课程是电气工程及其自动化专业本科生的专业必修课程，是研究电气设备的 绝缘及其问题的学科。是从事电力系统的设计、安装、调试及其运行的工程技术人 员必须掌握的专业知识。本课程具有完整的理论体系，又是一门实践性很强的学科， 对学生的基础理论、基本知识和实践经验、技能都有较好的培养和锻炼。 二、基本要求 本课程是电气工程及其自动化专业的专业课程，必修。通过本课程的教学，使学生掌握电力设备绝缘性能、试验方法和电力系统过电压及防护等方面的基本知识，并获得解决上述问题的初步能力和试验技能。 三、重点与难点 重点：各类电介质在高电场下的特性、电气设备绝缘试验技术、电力系统过电压与绝缘配合。 难点内容：气体、液体、固体电介质的基本电气特性及电介质理论，波过程理论。 四、教学方法 课堂讲授、结合生产实际与案例教学（本课程配有6学时的试验）。
五、课程知识单元、知识点及学时分配 见表1。 表1 课程的知识单元、知识点及学时分配
六、实验、上机与实训教学条件及内容 实验内容 1气体放电实验 学时：2学时。 实验内容：研究不同电极情况下极间距离为0.5 , 1 , 1.5, 2 cm时放电电压的变化规律。 实验要求：熟悉安全规则和高压设备的接线和操作规则；了解极间间隙的变化对放电电压的影响。 主要仪器：单相高压试验变压器及其套件。 2 绝缘预防实验 学时：2学时。 实验内容：用兆欧表测量电容器的绝缘电阻R和吸收比K；利用直流高压测量阀型避雷器的泄漏电流。 实验要求：了解测量吸收比和绝缘电阻、泄漏电流的意义和方法。 主要仪器：单相高压试验变压器及其套件；兆欧表；阀型避雷器；整流二极管。 3 绝缘子链实验
高电压技术—考试题库及答案.doc
单选题 某架空线路的电容为0.01诉F/km，电感为0.9mH/km ,这该架空线的波阻抗为 ()。收藏 A. 400 B. 300 C. 500 D. 200 回答错误！正确答案：A 空载线路自动重合闸，产生的过电压最大值为电源电压的()倍。 收藏 A. 3 B. 1 C. 4 D.
线路末端开路，则电压反射系数为（）。 收藏 A. 1/2 B. C. 1 D. -1 回答错误！正确答案：C 不均匀的绝缘试品，如果绝缘受潮，则吸收比K将（）收藏 A. 远小于1 B. 不宜确定 C. 远大于1 D.
我国标准对雷暴日等丁40天的地区，取地面落$密度为（）收藏 A. 0.09 B. 0.05 C. 0.11 D. 0.07 回答错误！正确答案：D 对丁线路的冲击电晕，下列说法不正确的是（）。 收藏 A. 冲击电晕使线路间耦合系数减小 B. 不易确定 C. 冲击电晕使线路得波阻抗减小 D. 冲击电晕使线路得波速度降低
为防止避$针对构架发生反击，它们空气间距离应（）收藏 A. > 5m B. < 5m C. > 3m D. < 3m 回答错误！正确答案：A 下列表述中，对波阻抗描述不正确的是（）。 收藏 A. 波阻抗的大小与线路的几何尺寸有关 B. 线路越长，波阻抗越大 C. 波阻抗是前行波电压与前行波电流之比 D.
波阻抗与线路的单位长度电感和电容有关 我国有关规程建议$道波阻抗取（）。 收藏 A. 300 Q B. 500 Q C. 400 Q D. 50 Q 回答错误！正确答案：A 星形接法中性点不接地的三相变压器，当冲击电压波仅沿一相入侵时，绕组中性点的最大电位可达入侵波幅值的（）。 收藏 A. 2 B. 2/3 C. 4/3
高电压技术(第二版)吴广宁电子教案
周次： 时间： 课题：气体放电的基本物理过程（一） 课时：2课时 教学目标：1、了解带电质点的产生与消失 2、掌握电子崩的形成与汤逊理论 重点、难点：电子崩的形成与汤逊理论 教具：教材粉笔 ￥ 教学方法：讲授法 时间分配：回顾10分钟授课65分钟小结10分钟作业布置5分钟 教学过程： 气体放电的基本物理过程 高压电气设备中的绝缘介质有气体、液体、固体以及其它复合介质。由于气体绝缘介质不存在老化问题，击穿后自愈能力强，且其成本廉价，因此气体成为了在实际应用中最常见的绝缘介质。 气体击穿过程的理论研究虽然还不完善，但是相对于其他几种绝缘材料来说最为完整。因此，高电压绝缘的论述一般都由气体绝缘开始。 1.1.1 带电质点的产生 气体放电是对气体中流通电流的各种形式统称。 } 由于空气中存在来自空间的辐射，气体会发生微弱的电离而产生少量的带电质点 正常状态下气体的电导很小，空气还是性能优良的绝缘体； 在出现大量带电质点的情况下，气体才会丧失绝缘性能 1、气体中电子与正离子的产生 电离是指电子脱离原子核的束缚而形成自由电子和正离子的过程。电离可一次完成，也可以是先激励再电离的分级电离方式。 （1）热电离 常温下，气体分子发生热电离的概率极小。气体中发生电离的分子数与总分子数的比值m 称为该气体的电离度。
（2）光电离 当满足以下条件时，产生光电离。 — （3）碰撞电离 高速运动的质点与中性的原子或分子碰撞时，如原子或分子获得的能量等于或大于其电离 能，则会发生电离。 （4）分级电离 电子在外界因素的作用下可跃迁到能级较高的外层轨道，称之为激励，其所需能量称为激 励能。原子或分子在激励态再获得能量而发生电离称为分级电离。 2、电极表面的电子逸出 （1）正离子撞击阴极 ！ （2）光电子发射 （3）强场发射 （4）热电子发射 3、气体中负离子的形成 电子亲合能：使基态的气体原子获得一个电子形成负离子时所放出的能量，其值越大则越 易形成负离子。 1.1.2 带电质点的消失 1.带电质点受电场力的作用流入电极 ； 2.带电质点的扩散； 。 3.带电质点的复合。 1.1.3 电子崩与汤逊理论 1、放电的电子崩阶段 （1）非自持放电和自持放电的不同特点 （2）电子崩的形成 外界电离因子在阴极附近产生 了一个初始电子，如果空间电 eEx mv 22 1
《高电压工程基础(第2版)》大纲(40学时)
《高电压工程基础》教学大纲 课程学时：40学时（讲授36+实践4）适用专业: 电气工程及其自动化 先修课程：电路、发电厂电气主系统等 教材:《高电压工程基础》（第二版），施围，邱毓昌，张乔根. 机械工业出版社，2014参考书 1. 《电气工程基础》，（第二版）王锡凡主编，西安交通大学出版社，2009 2. 《高电压绝缘技术》，严璋，中国电力出版社，2002 3. 《高电压工程》，梁曦东，清华大学出版社，2004 一、课程的性质、目的及任务 《高电压工程基础》是电气工程及其自动化专业一门重要的专业课程，该课程理论性和实践性并重，着重强调工程应用中的理论知识。 通过对本课程的学习，使学生掌握气体放电的基本理论、液体和固体电介质的电气特性，掌握电气设备绝缘试验的相关知识，以及电力系统过电压产生机理及抑制措施等基本知识，具有从事绝缘、高电压技术等领域的设计、安装、运行、试验，及研究工作的专业知识基础。 二、教学内容及基本要求 第1章绪论 （1）教学内容 1.1 高压输电的必要性；1.2 我国电力工业的发展；1.3电力工业对高电压技术 发展的促进作用；1.4 新材料和新技术在高电压技术中的应用；1.5 高电压技术在 其他领域的应用。 （2）基本要求 掌握我国输电线路电压等级的划分；掌握高压输电产生的背景及高压输电的必 要性；掌握分裂导线的结构及优点；了解高电压技术在其他领域的应用；了解高电 压技术中的新技术；了解我国电力工业的发展。 - 1 -
第2章气体放电的基本物理过程 （1）教学内容 2.1 带电质点的产生与消失；2.2 放电的电子崩阶段；2.3 自持放电条件；2.4 不均匀电场中气体放电的特点。 （2）基本要求 掌握气体中带电粒子的产生与消失；掌握气体的自持放电现象和流注放电理论、气隙的击穿特性及提高气体间隙抗电强度的方法；pd值较大和pd值较小时放电现象的异同，以及各自的自持放电条件；理解输电线上的电晕放电以及绝缘子表面的气体放电。 第3章气体间隙的击穿强度 （1）教学内容 3.1 稳态电压下的击穿；3. 2 雷电冲击电压下的击穿；3.3 操作冲击电压下的击穿；3.4大气密度和湿度对击穿的影响；3.5 SF6气体间隙中的击穿；3.6 提高气隙击穿电压的措施。 （2）基本要求 掌握直流电压、工频电压作用下气隙的击穿特点；掌握冲击电压下气隙的击穿特点；掌握雷电冲击以及操作冲击电压的标准波形、伏秒特性曲线的概念和做法；统计时延的含义；了解SF6气体的击穿特性；掌握大气条件对气体击穿的影响；掌握提高气隙击穿电压的措施。 第4章气体中沿固体绝缘表面的放电 （1）教学内容 4.1 界面电场分布的典型情况；4.2 均匀电场中的沿面放电；4.3 极不均匀电场中的沿面放电；4.4 受潮表面的沿面放电；4.5 脏污绝缘表面的沿面放电（2）基本要求 掌握均匀电场、强垂直分量、强平行分量三种情况下沿面放电的特点；了解表面凝露、表面淋雨对沿面放电的影响；了解污闪的发展过程；掌握污闪的概念、特点；掌握防止污闪的措施。 - 1 -
高电压技术考试试题及其答案精编5套
《高电压技术》期末冲刺试卷(1) 1.流注理论未考虑( B )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 )。 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( C )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 ） 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（ D ）。 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（ D ）。 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( C ) A.远大于1 B.远小于1 C.约等于1 D.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（ B ） 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。 《高电压技术》期末冲刺试卷(2) 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。（） A.温度 B.外加电压 C.湿度 D.电压的频率 3.SF6气体具有较高绝缘强度的主要原因之一是( ) A.无色无味性 B.不燃性 C.无腐蚀性 D.电负性 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.下列哪种电介质存在杂质“小桥”现象( ) A.气体 B.液体