1、0Ch1 1、气体放电、气体放电的表现形式答：当加在气体间隙上的电场强度达到某一个临界值后，间隙中的电流会突然剧增，气体介质会失去绝缘性能而导致击穿，这种现象称为气体放电。用 UF 表示。气体放电的表现形式：火花放电、电弧放电、局部放电2、局部放电答：在极不均匀电场中，可能只有局部间隙中的场强达到临界值，在此局部处首先出现放电，叫做局部放电。高压输电线导线周围出现的电晕放电就属于局部放电。3、激发、游离答：气体原子在外界因素（电场、高温等）的作用下，吸收外界能量使其内部能量增加，这时气体原子核外的电子将从离原子核较近的轨道跳到离原子核较远的轨道上去，此过程称为原子的激发，也称激励。如果中性原子
2、由外界获得足够的能量，以致使原子中的一个或者几个电子完全脱离原子核的束缚而成为自由电子和正离子（即带电质点） ，此过程称为原子的游离，也称电离。4、按照外界能量来源的不同，游离的形式和形成条件答：碰撞游离方式。在这种方式下，游离能为与中性原子（分子）碰撞瞬时带电粒子所具有的功能。虽然正、负带电粒子都有可能与中性原子（分子）发生碰撞，但引起气体发生碰撞游离而产生正、负带电质点的主要是自由电子而不是正、负离子。光游离方式。在这种方式下，游离能为光能。由于游离能需达到一定的数值，因此引起光游离的光主要是各种高能射线而非可见光。热游离方式。在这种方式下，游离能为气体分子的内能。由于内能和绝对温度成正比
3、，因此只有温度足够高时才能引起热游离。金属表面游离方式。严格地讲，应成为金属电极表面逸出电子，因这种游离的结果在气体中只得到带负电的自由电子。使电子从金属电极表面逸出的能量可以是各种形式的能。5、去游离的形式答：导致带电质点从游离区域消失，或者削弱的相反过程，称为去游离过程。形式为：带电质点的扩散。带电质点从浓度大的区域向浓度小的区域运动而造成原区域中带电质点的消失，扩散是一种自然规律。复合。复合是正、负带电质点相互结合后成为中性原子（分子）的过程。复合是游离的逆过程，因此复合的过程需要释放能量，一般为光能。电子吸附。这主要是某些气体（如 SF6、水蒸气）分子易吸附气体中自由电子成为负离子，从
4、而使气体中的自由电子（负的带电粒子）消失。6、均匀电场中气体间隙的放电特性-汤逊放电理论答：汤逊在均匀电场、低气压、短间隙的条件下进行了放电试验，依据试验研究结果提出了比较系统的理论和计算公式。解释了整个间隙放电的过程和击穿条件，这是最早的电气理论，称为汤逊的电子崩理论（亦称汤逊放电理论）17、均匀电场中气体间隙的伏安特性答： P5 图 1-28、汤逊放电理论放电自持条件答：没有外界游离因素的存在，放电也能继续下去，即放电达到了自持。条件为：1)(Se9 汤逊理论不能解释的问题和忽略的问题答：A.不能解释的问题：根据汤逊放电理论计算出来的击穿过程所需的时间，至少应等于正离子走过极间距离的时 间
5、，但实测的放电时间比此值小 10100 倍。按汤逊放电理论，阴极材料在击穿过程中起着重要的作用，然而在大气压下的空隙中，间隙的击穿电压与阴极材料无关。按汤逊放电理论，气体放电应在整个间隙中均匀连续地发展。低气压下的气体放电确实占据了整个电极空间，如放电管中的辉光放电，但在大气中气体间隙击穿时会出现有分支的明亮细通道。B.忽略的问题：在放电发展过程中空间电荷对电场所引起的畸变作用以及光游离的作用。10、流注理论、形成流注的条件答：当气体的间隙上所加的电压超过 Ub 后，会出现电流迅速增长，这是由于外界游离因素的作用，阴极产生光电子发射，使间隙中产生自由电子，这些起始电子在较强的电场作用下，从阴极
6、奔向阳极的过程中得到加速，其动能增加，并不多地与气体分子（原子）碰撞发生碰撞游离。由此产生的新电子和原有的电子一起又将从电场获得动能，继续引起碰撞游离。这样，就出现了一个迅猛发展的碰撞游离，使间隙中的带电质点数迅速增大，成为电子崩。-BP/E=AP形成流注的条件为：需要初始电子崩头部的电荷达到一定的数量，使电场得到足够的畸-s变和加强并造成足够的空间光游离。一般认为当 S 约=20，或者 e =108 时就满足条件了。11、电晕放电、不均匀电场中放电的极性效应答：电晕放电：一定电压作用下，在曲率半径小的电极附近发生局部游离，并发出大量光辐射，有些像日月的晕光，称为电晕放电对于电极形状不对称的帮
7、-板间隙，击穿电压与棒的极性有很大的关系，这就是极性效应。正棒-负板：电晕起始电压高，击穿电压低。2负棒-正板：电晕起始电压低，击穿电压高。12、雷电冲击电压、标准波形答：雷电冲击电压标准波形为 T1=(1.2+_30%),T2=(50+_20%),标准波形通常用符号+_1.2/50S13、50%冲击放电电压答：工程上采用 50%冲击放电电压，用 U50%表示，U50%就是指在该冲击电压作用下，放电的概率为 50%。用 U50%来反映绝缘耐受冲击电压的能力。14、伏秒特性曲线答：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。工程上常用伏
8、秒特性曲线来表征间隙在冲击电压作用下的击穿特性。被保护设备绝缘的伏秒特性曲线的下包线必须始终高于保护设备的伏秒特性曲线的上包线。 （结合书上 P17P18 的图）15、操作过电压、标准波形答：电力系统在操作或发生事故时，因状态发生突然保护而引起电感和电容回路的振荡产生过电压，称为操作过电压。标准波形为 250、2500s，容许的偏差为波前时间+_20%,半峰值时间+_60%。P15 图 1-1416、大气条件对气体间隙击穿电压的影响答：大气条件（气压、温度、湿度）不同时，同一气体间隙的击穿电压也不同。气压和温度引起气体相对密度的变化，而气体相对密度变化使得间隙击穿电压变化。气压增大或者温度降低
9、使气体相对密度变大，自由电子容易与中性原子（分子）发生碰撞，但是不容易引起碰撞游离，所以击穿电压高。湿度变化，则改变了水蒸气分子吸附气体中自由电子的程度，自由电子数目的改变使电子碰撞游离程度改变而使间隙击穿电压改变。湿度增大，水蒸气分子吸附能力增强，自由电子数减少，电子碰撞游离程度削弱，计息击穿电压提高。由于这种吸附自由电子需要一定时间而均匀电场放电过程又快，因此湿度对均匀电场气体间隙击穿电压影响很小。海拔高度对气体间隙击穿电压的影响使计算也是通过气体相对密度来影响的。17、提高气体间隙绝缘强度的两个途径答：改善电场分布，使电场变得均匀。具体措施有改变电极形状和采用极间屏障。要注意的是：负棒-
10、正极气体间隙极间加屏障后不一定都能提高击穿电压，这要看屏障的位置。削弱游离过程。气体击穿的根本原因是发生了游离，若采用措施修若这种游离过程，当然击穿电压也就提高了。具体措施是采用三“高“：高气压，高真空，高绝缘强度气体（如 SF6气体）18、改善间隙电场的分布提高绝缘强度的方法答：改变电极形状。用改变电极形状、增大电极曲率半径的方法来改善间隙中的电场分布，以提高其击穿电压。3利用空间电荷对电场的畸变作用。极不均匀电场中屏障的作用。19、削弱游离过程的措施答：具体措施是采用三“高“： 高气压。 高真空。 高绝缘强度气体（如 SF6和 CCL2F2 气体） 。20、沿面放电、闪络、套管沿面放电的过
11、程分析答：当加在这些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，这种沿着国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行放电时，称为沿面闪络，简称闪络。套管沿面放电的过程：首先在套管的法兰边缘处发生电晕放电，随电压升高而变成线性火花放电。随着电压进一步提高到某一数值，出现明亮的树枝状火花放电，这种火花放电位置不固定，此起彼伏，这种放电称为滑闪放电。滑闪放电是强垂直分量电场行沿面放电所持有的，它具有热游离的性质。电压提高至沿面闪络电压，滑闪放电发展成侧面闪络。21、污闪、防止绝缘子污闪的措施答：户外绝缘子在污秽的状态下发生沿面闪络成为绝缘子的污闪。污秽
12、绝缘子的闪络往往发生在大气湿度很高等等不利的气候条件下，此时闪络电压（污闪电压）大大降低，可能在工作电压下发生闪络从而加剧了事故的严重性。防止绝缘子发生污闪的措施有： 清除污秽层。这要通过监测手段及时确定清扫的时间。 提高绝缘子的帮忙耐潮性喝憎水性。这是因为污秽绝缘子在受潮的情况下闪络电压降低最多。具体可采用憎水性材料或绝缘子表面涂各种憎水性材料。 加强绝缘和采用防污绝缘子。增加绝缘子串中绝缘子地片数，以增大爬电距离。 采用半导体釉绝缘子。Ch21、极化、极化的基本形式答：极化形式 形成原因 过程快慢 损耗 受温度影响电子式 电子轨道的相对位移 快 无 极小离子式 正、负离子空间位移 快 无
13、小偶极式 极性电介质分子（偶极子）的转向 慢 有 大空间电荷 空间电荷的积聚 缓慢 有 大2、吸收现象答：电介质上加上直流电压后，流过电介质的电流开始较大，而后随时间衰减变小，最后稳定于某一数值，这一现象称为“吸收“现象。表面看起来似乎有一部分电流被电介质“吸收“掉，但是出现”吸收“现象的实质是电介质在直流电压（电场）作用下，电介质发生极化、电导过程综合的结果。在直流电压作用下电介质有发生极化过程和电导过程。4由于极化过程，就有有损几乎对应的电流 ia。由于电导过程，就有泄露电流 ig。次卧还有纯电容性电流 ic，它表示五电介质时等值电容的充电电流。Ic 存在时间极短，很久衰减为零，ia 经过
14、一段时间后也衰减为零，而 ig 不随时间变化。流过的介质的总电流为i=ic+ia+ig,说明了”吸收“现象的必然性。 ”吸收“现象是电介质在直流电压作用下发生的。如果电介质的等值电容很小，吸收现象不明显。3、直流电压作用下，流过电介质的电流的组成成分、泄露电流答：P38 图 2-8 流过介质的电流 i 由三个分量组成，即 i=ic+ia+ig 其中 ic 为纯电容电流。ia 为有损极化所对应的电流 ig 为电介质中少量离子定向移动所形成的电导电流泄露电流是电介质中少量带电粒子在电场（电压）作用下形成的电导电流4、介质损耗、介质损耗的基本形式、介质损失角正切答：电介质出现功率损耗的构成成为介质损
15、耗。基本形式为：电导损耗；极化损耗；游离损耗。主要为电导损耗。5、影响 tg 的主要因素，各因素对 tg 的影响答：影响 tg 的主要因素有温度、频率和电压。温度：当温度在 tt2 时，tg 随温度升高而增大。频率：在频率不太高的一定范围内，随频率的升高，tg 增大；超过某一数值后，tg下降。电压：在电场强度不太高的一定服务内，电场强度增大（由于电压升高） ，tg 几乎不变；达到莫伊数值后，tg 随电场强度的升高而迅速增大。此外，介质受潮后，电导损耗增大，tg 也增大。6、液体电介质的击穿原理-小桥理论答：7、影响液体电介质击穿的因素答：液体电介质的自身品质。温度。压力。8、提高液体电介质击穿
16、电压的具体措施答：过滤。防潮。 脱气。采用固体电介质。9、固体电介质的击穿与液体和气体比较的不同答：一般固体电介质的击穿强度要比液体高，液体比气体高。510、固体电介质的击穿形式答：击穿形式 击穿过程 击穿强度 击穿前温度 击穿过程快慢电击穿 碰撞游离导致 很高 不高 极快热击穿 温度很高造成热破坏 不高 高 慢电化学击穿 电介质劣化导致 低 不高（电击穿）高（热击穿）缓慢11、影响固体电介质击穿电压的因素电压作用时间。电场均匀强度与介质厚度。电压种类。电压作用的积累效应。受潮。12、提高固体电介质击穿电压的措施答：改进绝缘设计。这主要从绝缘材料（现在绝缘强度高的材料） 、绝缘结构（使绝缘尽量
17、处于均匀电场中）以及组合绝缘这三方面来考虑。改进制造工艺。使绝缘材料保持良好的先天绝缘性能，主要是减少劣质、气泡、水分等。尤其是包含水泡，因不能采取措施补救（如所含水分可以通过烘干减少）而埋下今后引起电老化的隐患。改善运行条件。这主要是防潮和加强散热冷却，这也是运行部门应该注意的。13、电介质的老化分三类答：电老化、热老化、环境老化。14、固体绝缘材料的 7 个耐热等级答：耐热等级 最高允许工作温度 相应材料Y 90 未浸渍的棉纱、丝、纸或其组合物A 105 浸渍过或浸入油中的上述材料E 120 合成有机薄膜，合成有机漆等B 130 用有机胶粘剂或浸渍剂粘合或浸渍的无机物（云母、石棉等）F 1
18、55 用相应的合成树脂粘合或浸渍的无机物H 180 耐热硅有机树脂、硅有机漆或用它们浸渍的无机物C 180 硅塑料、聚酰亚胺以及与玻璃纤维、云母、陶瓷的组合物。未浸渍的玻璃、云母、石英、氧化铝、氧化镁等无机物。Ch31、绝缘的缺陷的分类答：一类是局部性或集中性的缺陷，例如悬式绝缘子的瓷质开裂；发电机绝缘局部磨损、挤压破裂；电缆由于局部有气隙在工作电压作用下发生局部放电逐步损坏绝缘，以及其他的机6械损伤、受潮等等。一类是整体性或分布性的缺陷，它是指由于受潮、过热及长期运行过程中所引起的整体绝缘老化、变质、受潮、绝缘性能下降。2、绝缘的预防性试验分两类答：第一类是非破坏性实验，它是指在较低的电压下
19、或者用其他不会损伤绝缘的方法测量绝缘的各种特性，以间接地判断绝缘内部的状况。另一类叫耐压试验，它是模拟电气设备绝缘在运行中可能遇到的各种等级的电压（包括电压幅值、波形等） ，对绝缘进行试验，从而检验绝缘耐受这类电压的能力，特别是能暴露一些危险性较大的集中性缺陷。3、绝缘电阻的测量原理、兆欧表的工作原理答：p494、测量套管绝缘电阻的接线图答：p505、绝缘电阻的吸收比和极化指数答：通常测定加压后 15S 的绝缘电阻 R”15 值和 60s 时的绝缘电阻 R”60 值,吸收比为 K= R”60/ R”15还采用测定加压后 10min 的绝缘电阻 R10 值和 1min 时的绝缘电阻 R1 值，极
20、化指数：R 10/ R16、平衡电桥的工作原理、介质损失角正切的测量原理答：P52-P537、平衡电桥正反两种接线的比较答：8、平衡电桥测量介质损失角正切干扰的消除方法答：1、尽量远离干扰源 2、采用移相电源 3、采用倒相法9、局部放电的测量回路及基本原理答:P58 图 3-11 原理：P5710、工频耐压实验的接线及工作原理答：P60 图 3-111、工频实验变压器的特点答：P61 工频高压试验变压器的工作电压很高，而且要求工作电压在很大的范围内调节；工作时不会遭受到大气过电压或电力系统内过电压的作用，而且不是连续运行，因此其绝缘裕度很低；漏磁通较大，短路电抗值也较大，试验时允许通过短时的短
21、路电流；容量小、工作时间断，因此，不需要像电力变压器那7样装设散热管及其他附加散热装置；工频试验变压器大多数为油浸式，有金属壳及绝缘壳两类。12、串接式工频实验变压器答：P6213、工频实验变压器的调压方式答：用自偶调压器调压、用移圈式调压器调压14、直流泄漏电流的测量接线及工作原理答：P6915、倍压整流电路的原理答：P70 图 3-2316、微安表的保护接线及原理答:P71 图 3-2517、直流耐压实验与交流耐压实验的比较答;直 流 耐 压 试 验 ： 能 有 效 地 发 现 绝 缘 受 潮 ， 脏 污 等 整 体 缺 陷 ， 并 能 通 过 电 流与 泄 漏 电 流 的 关 系 曲 线
22、 发 现 绝 缘 的 局 部 缺 陷 。 由 于 直 流 电 压 下 按 绝 缘 电 阻 分压 ， 所 以 ， 能 比 交 流 更 有 效 地 发 现 端 部 绝 缘 缺 陷 。 同 时 ， 因 直 流 电 压 下 绝 缘基 本 上 不 产 生 介 质 损 失 ， 因 此 ， 直 流 耐 压 对 绝 缘 的 破 坏 性 小 。 另 外 ， 由 于 直流 耐 压 只 需 供 给 很 小 的 泄 漏 电 流 ， 因 而 所 需 试 验 设 备 容 量 小 ， 携 带 方 便 。 交 流 耐 压 试 验 ： 在 被 试 设 备 电 压 的 2.5 倍 及 以 上 进 行 ,从 介 质 损 失 的 热
23、击 穿 观 点 出 发 ,可 以 有 效 地 发 现 局 部 游 离 性 缺 陷 及 绝 缘 老 化 的 弱 点 。 由 于 在交 变 电 压 下 主 要 按 电 容 分 压 ， 故 能 够 有 效 地 暴 露 设 备 绝 缘 缺 陷 。 但 是 ， 交 流耐 压 对 绝 缘 的 破 坏 性 比 直 流 大 ， 而 且 由 于 试 验 电 流 为 电 容 电 流 ， 所 以 需 要 大容 量 的 试 验 设 备 。 综 上 所 述 ， 直 流 耐 压 试 验 和 工 频 交 流 耐 压 试 验 都 能 有 效 地 发 现 绝 缘 缺 陷 ， 但各 有 特 点 ， 因 此 两 种 方 法 不 能
24、 相 互 代 替 ， 必 要 时 ， 应 同 时 进 行 ， 相 互 补 充 。18、冲击高压发生器的基本回路及工作原理答： G R1 G R1U0 u U0 u(t=0) R1 (t=0) (t=0) R1 (t=0)C1 C2 C1 C21. 冲击主电容上充至 U0 电压。多级冲击电压发生器这一过程需经点火球隙触发放电后将各级电容串联起来实现2. 放电球隙点火击穿后，经 R1 向被试品等值电容充电，使被试品上电压升高，由于 R1阻值较小，C2 比 C1 小得多，时间常数 R1C2 较小，这样 C2 上电压升高很快，从而形成冲击电压的波前部分。故 R1 称为波头电阻3. 当 C2 上电压打到
25、最大值后，反过来经 R1 并与 C1 一起经 R2 放电，被试品 C2 上电压下降。由于 R2 比 R1 大得多，这样 C2 上电压下降较慢而形成冲击电压的波尾部分，R2 也称为波尾电阻819、冲击电压发生器的利用系数答：冲击电压发生器的利用系数(效率) 发生器输出电压（被试品上的电压）与发生器充电主电容在形成冲击电压前所冲电压 的比值。0U0mCh41、过电压、大气过电压、内部过电压答：超过额定的最高运行电压为过电压。由于雷击或者雷电感应引起的过电压称为大气过电压。由于内部因素引起的过电压称为内部过电压。2、波过程、行波、波速、波阻抗、波动方程答：当线路的某一点出现电压、电流的突然变化时，这
26、一变化并不能立即在其他各点出现，而要以一定的形式，按一定的速度从该点向其他各点传播。这时，该路线中电压和电流不仅与时间有关，而且还与离该点距离有关。同时，由于线路、绕组有电感、对地有电容，绕组匝间又存在电容，因此输电线路和绕组就不能用一个集中参数元件来代替，而要考虑沿线上参数的分布性，即用分布参数来表征这些元件的特征。而分布参数的过渡过程实质上就是电磁波的传播过程，我们称之为波过程。电压波和电流波沿线路的流动就是电磁波传播的过程。这种电压波、电流波以波的形式沿导线传播称为行波。波速： smvrr/10380对架空线 r=1， r=1，所以 v= 8（m/s)=C( 真空中的光速）对于电缆 r4
27、， r=1，所以 v 1.510C/2（m/s)，约为光速的一半波阻抗： rhInZd210对于架空线，Z=60Id（ ）一般单导线架空线路 Z 500（）对于电缆， r=1， r4，大约为十几至几十欧不等。9波动方程：通解: 01)()(),(CLvivtxititxiuufqf式 中又可以写成： ZuiiiZuvtxvtxZtxiufqf ，式 中 ， )()(1),(3、前行波、反行波、折射波、反射波、入射波电压、电流的关系答：P83 公式4、折射系数、反射系数1. 答：折射系数：折射波电压与入射波电压的比值 永远是正的且21Z20反射系数：反射波电压与入射波电压的比值 ，211.5、彼德逊法则及应用1. 答：线路波抗阻 Z1 用数值相等的集中参数电阻代替2. 把线路上的入射电压波的两倍 2U1q 作为等值电压源。应用：把分布参数中的波过程的许多问题简化成集中参数电路的计算6、行波的多次折射和反射及其计算答：例 4-4
