高电压工程基础概念总结(共10页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上第1章 气体放电的基本理论1、气体中带电粒子产生和消失的形式：碰撞电离（游离），光电离（游离），热电离（游离），表面电离（游离）。注：电离=游离。2、气体去电离的基本形式：(1)带电粒子向电极定向运动并进入电极形成回路电流，从而减少了气体中的带电离子。(2)带电粒子的扩散。(3)带电粒子的复合。(4)吸附效应。将吸附效应也看做是一种去电离的因素是因为：吸附效应能有效地减少气体中的自由电子数目，从而对碰撞电离中最活跃的电子起到强烈的束缚作用，大大抑制了电离因素的发展。游离过程吸收能量产生电子等带电质点，不利于绝缘；复合过程放出能量，使带电质点减少消失，有利于绝缘。两种过程在气体中同时存在，条件不同，强弱程度不同。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、汤逊放电实验的过程：(1)线性段OA;(2)饱和段AB; (3)电离段BC;(4)自持放电段C点以后。4、电子崩：指电子在电场作用下从阴极奔向阳极的过程中与中性分子碰撞发生电离，电离的结果产生出新的电子，新生电子又与初始电子一起继续参加碰撞电离，从而使气体中的电子数目由1变2，又由2变4急剧增加，这种迅猛的发展的碰撞电离过程犹如高山上发生的雪崩，因此被形象的称之为电子崩。5、自持放电条件：（ -1）1；巴申定律：Ub=f(pd)，假设d或者p任意一个不变，改变另外一个因素p或者d，都会导致气隙的击穿电压Ub增大。6、流注理论与汤逊理论的不同：流注理论认为电子的碰撞电离和空间光电离是形成自持放电的主要因素，并特别强调空间电荷对电场的畸变作用；而汤逊理论则没有考虑放电本身所引发的空间光电离对放电过程的重要作用。汤逊理论：汤逊理论认为电子碰撞电离是气体放电的主要原因。二次电子主要来源于正离子碰撞阴极，而阴极逸出电子。二次电子的出现是气体自持放电的必要条件。二次电子能否接替起始电子的作用是气体放电的判据。汤逊理论主要用于解释短气隙、低气压的气体放电。流注理论：流注理论认为气体放电的必要条件是电子崩达到某一程度后，电子崩产生的空间电荷使原有电场发生畸变，大大加强崩头和崩尾处的电场。另一方面气隙间正负电荷密度大，复合作用频繁，复合后的光子在如此强的电场中很容易形成产生新的光电离的辐射源，二次电子主要来源于光电离。流注理论主要解释高气压、长气隙的气体放电现象7、形成流注放电的条件：初始电子崩头部的空间电荷数量必须达到某一临界值，才能使电场得到足够的畸变和加强，并造成足够的空间光电离，一般认为当ad20即可满足条件。8、极不均匀电场中气隙放电的重要特征：电场越不均匀，其电晕起始电压越低，击穿电压也越低。不均匀电场气隙的电晕起始电压低于其击穿电压。9、极不均匀电场中气隙的极性效应：(1) 正极性棒（正棒负板）：电晕起始电压相对较高，击穿电压较低。(2) 负极性棒（负棒正板）：电晕起始电压相对较低，击穿电压较高。第1章 气体电介质的击穿特性1、常见的电压类型：工频交流电压、直流电压、雷电冲击电压、操作冲击电压。2、50%击穿电压：在气隙上加N次同一波形及峰值的冲击电压，可能只有几次发生击穿，这时的击穿概率P=n/N，如果增大或减小外施电压的峰值，则击穿电压也随之增加或减小，当击穿概率等于50%时电压即称为气隙的50%击穿电压。3、伏秒特性：工程上用气隙击穿期间出现的冲击电压的最大值和放电时间的关系来表征气隙在冲击电压下的击穿特性，称为伏秒特性。把这种表示击穿电压和放电时间关系的“电压-时间”曲线称为伏秒特性曲线。伏秒特性在绝缘配合中有重要的实用意义，如用作过电压保护的设备(避雷器或间隙)，则要求其伏秒特性尽可能平坦，并位于被保护设备的伏秒特性之下，且二者永不相交，只有这样保护设备才能做到保护可靠，被保护设备才能免遭冲击过电压的侵害。4、操作冲击电压下气隙击穿的特点：(1)操作冲击电压波形对气隙击穿电压的影响。(2)气隙操作冲击电压有可能低于工频击穿电压。(3)长间隙操作冲击击穿特性的饱和效应。(4)操作冲击击穿电压的分散性大。5、均匀电场气隙在稳态电压下的击穿特性：直流、工频交流和冲击电压作用下的击穿电压相同，放电分散性也很小，击穿电压与电压作用时间基本无关。6、在大气条件下，气隙的击穿电压随的增大而升高，U=Uo（适用条件：间隙d1m的电场均适用）。温度升高，海拔高度升高，均会导致气隙击穿电压升高。7、提高气隙击穿电压的方法：(1)改善电场分布(2)采用绝缘屏障(3)采用高气压(4)采用高抗电强度气体(5)采用高真空。or 提高气体介质电气强度的方法有哪些措施？其原理是什么？（一）改善均匀电场1) 改进电机形状以改善均匀电场2) 利用空间电荷以改善均匀电场3) 极不均匀电场用屏蔽改善均匀电场原理：均匀电场的平均击穿电压较不均匀场的平均击穿电压高（二）削弱或抑制电离过程1） 高电压2） 采用强电负性气体3） 高真空原理：1）高气压时电子的自由平均行程短，从而削弱或抑制电离过程2）采用强电负性气体，利用电子的强附着效应抑制电离过程3）高真空可以使电子的自由平均行程远大于极间距离，使电离过程几乎成为不可能8、SF6优异的绝缘性能只有在比较均匀的电场中才能得到充分的发挥，因此，在进行充SF6气体的绝缘结构设计时应尽可能设法避免极不均匀电场情况。SF6气体绝缘结构的绝缘水平是由负极性电压决定的。9、电晕放电：若构成气体间隙的电极曲率半径很小，或电极间距离很大，当电压升到一定数值时，将在电场非常集中的尖端电极处发生局部的类似月亮晕光的光层，这时用仪表可观测到放电电流。随着电压的增高，晕光层逐渐扩大，放电电流也增大，这种放电形式称为电晕放电。电晕放电是极不均匀电场中特有的一种气体自持放电形式，当高幅值的冲击电压波作用于导线时，使得导线周围的电场强度超过空气的击穿场强时导线周围空气会发生局部击穿的现象。电晕放电取决于电极外气体空间的电导，即外加电压、电极形状、极间距离、气体的性质和密度等。电晕放电的作用：增大了导线间的耦合系数，削弱了来波的幅值和陡度。10、电晕放电的效应：(1)具有声、光、热等效应。(2)在尖端或电极的某些凸起处，电子和离子在局部强电场的驱动下高速运动并与气体分子交换动量，形成所谓的电风，引起电极或导线的振动。(3)电晕产生的高频脉冲电流会造成对无线电的干扰。(4)在空气中产生臭氧及NO等，在其他气体中也会产生许多化学反应。所以电晕是促使有机绝缘老化的重要因素之一。(5)上述电晕的某些效应也有可利用的一面。11、降低导线表面场强的方法：(1)增大线间距离D(2)增大导线半径r，通用办法是采用分裂导线。12、现代紧凑型输电线路的基本原理：采用分裂导线在保持同样截面条件下，导线表面积比单导线时增大，但导线的电容和电荷都增加的很少，这就使导线表面场强得以降低；同时通过对分裂导线的合理布置，还可以有效改善线路参数，增大线路电容，减小线路电感，视线阻抗匹配，达到提高线路输送功率的目的。13、气体放电现象包括击穿和闪络 。气体击穿：气体由绝缘状态变为导电状态的现象称为击穿。沿面闪络：若气体间隙存在固体或液体电介质，由于固体和液体的交界面处是绝缘薄弱环节，击穿常常发生在固体和液体的交界面上，这种现象称为沿面闪络。14、污秽闪络：当大气湿度较高时，绝缘子表面污秽尘埃被湿润，表面电导剧增，使绝缘子在工频和操作冲击电压下的闪络电压大大降低，甚至可以在其工作电压下发生的闪络。15、防止绝缘子污秽闪络的措施：(1)采用适当的爬电比距。(2)选用新型的合成绝缘子。(3)定期对绝缘子进行清扫，或采取带电水清洗的方法。(4)在绝缘子表面涂憎水性的防污涂料，使绝缘子表面不易形成连续的水膜。(5)采用半导体釉绝缘子。(6)加强绝缘或使用大爬电距离的所谓的防污绝缘子。第2章 固体电介质和液体电介质的击穿特性1、固体电介质的击穿方式：电击穿、热击穿、电化学击穿。（1）、电击穿 固体介质中的电子在外电场作用下，发生碰撞电离，使传导电子增多，最后导致击穿。特点：击穿过程所需时间极短，击穿电压高，介质温度不高；击穿电压与周围环境温度无关；击穿电压和电场分布形式有关，电场均匀程度对击穿电压影响很大。（2）、热击穿 介质长时间受电压的作用，由于泄漏电流的存在，产生损耗，引起介质发热，温度升高，绝缘劣化，最后造成击穿。 特点：击穿时间长，具有负的温度依存性，击穿电压随环境温度的升高呈指数规律下降；击穿电压直接与介质的散热条件和环境温度相关，散热条件越差，绝缘热击穿电压则越低；击穿过程与电压作用的时间有关，加压时间短，热击穿电压降升高；与电源的频率以及介质本身情况有关。（3）、电化学击穿 运行中的绝缘长期受到电、热、化学、机械力等的作用，使其绝缘性能逐渐劣化，导致绝缘性能变坏，引起击穿。绝缘劣化的主要原因：绝缘内部的局部放电。2、影响固体电介质击穿电压因素：电压作用时间、电场均匀程度、温度、受潮程度、累积效应。3、固体电介质的老化：(1)电老化。分电离性老化、电导性老化、电解性老化。(2)热老化。4、固体电介质电导包括体积电导和表面电导5、变压器油的作用包括 绝缘 和 冷却 6、影响液体电介质击穿电压因素：水分及其它杂质、电压作用时间、电压均匀程度、温度的影响、压力的影响、绝缘油的老化。7、延缓绝缘油老化的方法：(1)装设扩张器。(2)在油呼吸器通道中装设吸收氧气和水分的过滤器。(3)用氮气来排挤出油内吸收的空气。(4)掺入抗氧化剂，以提高油的稳定性。(5)将已老化的变压器油进行再生处理。8、提高变压器油击穿电压的措施：设法减少油中杂质、提高油的品质是首要措施。通常方法有(1)通过过滤提高油的品质。(2)在绝缘结构设计中采用对金属电极覆盖一层很薄的固体绝缘层。(3)包绝缘层。(4)采用绝缘屏障。9、采用组合绝缘的组合原则：(1)由多种介质构成的层叠绝缘，应尽可能使组合绝缘中各层介质所分配到的电场强度与其抗电强度成正比。(2)要注意温度差异对各层介质的电气特性和电压分布的影响，温度升高，介质电导增大。(3)应尽可能使他们各自的优缺点进行互补，从而使总体的电气强度得到加强。(4)采用合理工艺，处理好每层介质的接缝及介质与电极界面的过渡处理。10、小桥理论：在电场力的作用下，液体油中的杂质很容易沿着电场方向极化定向，并排列成杂质小桥，如果杂质小桥贯穿于两电极之间，由于组成小桥的纤维及水分的电导较大，发热增加，促使水分汽化，形成气泡小桥连通两极，导致油的击穿。11、在直流电压下，各层介质承受的电压与其电导成反比；在交流和冲击电压下，各层介质所分到的电压则与其介电常数成反比。第2章 电介质的基本电气特性1、绝缘材料：即在高电压工程中所用的各种电介质，又称绝缘介质。绝缘的作用：是将不同电位的导体以及导体与地之间分隔开来，从而保持各自的电位。2、电介质的基本电气特性：极化特性，电导特性，损耗特性，击穿特性。它们的基本参数分别是相对介电常数，电导率，介质损耗因数tg，击穿电场强度Eb。3、电介质的极化：在外电场的作用下，电介质中的正、负电荷将沿着电场方向作有限的位移或者转向，从而形成电矩的现象。4、极化的基本形式：电子式极化，离子式极化，偶极子式极化，空间电荷极化，夹层极化。电介质的极化形式有几种？各种极化形式发生场合和特点是什么？类型发生场合特点电子式任何电介质不耗能离子式离子式结构电介质不耗能偶极子式极性电介质耗能夹层介质界面多层介质的交界面耗能空间电荷电极附近5、吸收现象：直流电压U加在固体电介质时，通过电介质中的电流将随着时间而衰减，最终达到某一稳定值的现象。6、电介质的电导是离子式电导，其电导随着温度的上升而上升；金属的电导是电子式电导，其电导随着温度的上升而下降。7、电介质的电导在工程实际中的意义：(1)在绝缘预防性试验中，通过测量绝缘电阻和泄露电流来反映绝缘的电导特性，以判断绝缘是否受潮或存在其他劣化现象。(2)对于串联的多层电介质的绝缘结构，在直流电压下的稳态电压分布与各层介质的电导成反比。(3)表面电阻对绝缘电阻的影响使人们注意到如何合理地利用表面电阻。8、电介质的损耗：分电导损耗和极化损耗。极性液体介质tg随温度和频率变化的曲线就从这两个损耗上说。总趋势：先增大，后减小，最后再增大。其中电导损耗一直增大，极化损耗先增大，最后一直减小。9、按照国家标准GB11021-1989“电气绝缘的耐热性评定和分级”将各种电工绝缘材料耐热程度划分等级，以确定各级绝缘材料的最高持续工作温度。其中各级的最高持续温度：A级绝缘材料的最高持续温度是105，E级为120，B级为130，F级是155，H级为180，C级大于180。第3章 电气设备绝缘特性的测试1、绝缘缺陷：分为(1)集中性的缺陷，如绝缘子瓷质开裂、发电机挤压破裂；(2)分布性的缺陷，如绝缘材料老化、受潮。2、测量介质损耗角正切用交流电源，测量吸收比用直流电源。3、测量介质损耗因数tg的值是判断电气设备绝缘状态的一种灵敏有效的方法，tg的数值能够反映的缺陷：（1）绝缘体受潮，绝缘老化；（2）贯穿性缺陷；（3）分布式缺陷；（4）小型设备集中性缺陷（严重局部缺陷）。大型设备的局部性缺陷可能被掩盖，所以现场仍要做分解试验。tg测量过程中可能受到两种外界的干扰，一种是电场干扰，一种是电磁干扰。工频电压下，用西林电桥测量某介质的tg值，4、在测试电气设备的介质损失角正切值时什么时候用正接线，什么时候用反接线；正接线和反接线各有什么特点？答：使用西林电桥的正接线时，高压西林电桥的高压桥臂的阻抗比对应的低压臂阻抗大得多，所以电桥上施加的电压绝大部分都降落在高压桥臂上，只要把试品和标准电容器放在高压保护区，用屏蔽线从其低压端连接到低压桥臂上，则在低压桥臂上调节R3和C4就很安全，而且测量准确度较高。但这种方法要求被试品高低压端均对地绝缘，实验室一般采用此方法测试材料及小设备。使用反接线时，即将R3和C4接在高压端，由于R3和C4处于高电位，被测试品一端固定接地。桥体位于高压侧，抗干扰能力和准确度都不如正接线。实际上，绝大多数电气设备的金属外壳是直接放在接地底座上的，故现场试验通常采用反接线试验方法。5、吸收比K：指的是电流衰减过程中的两个瞬间测得的两个电流值或两个相应的绝缘电阻值之比。（或指被试品加压60秒时的绝缘电阻与加压15秒时的绝缘电阻之比。）吸收比越大越好，正常K>=1.36、局部放电是怎样产生的？在电力系统中常用什么方法进行测量,为什么？答：杂质存在导致电场分布不均匀，电压U达到一定值时，会首先在气泡或杂质中产生放电，既局部放电。 局部放电的检测方法： 直接用局部放电检测仪进行测量，用专用的无晕电源设备。 油色谱分析：主要是检测绝缘油中乙炔气体的含量。7、目前高压实验室中用来测量稳态高压常用的有哪几种方法？ 1）利用气体放电测量交流高电压，如测量球隙。 2）利用静电力测量高电压，如静电电压表。 3）利用整流电容电流或充电电压来测量高电压，如峰值电压表。 4）利用分压器测量高电压，如电容分压器和电阻分压器。【重要】这些测量装置可以测交流或直流的哪些参量？ß 测量球隙：利用气体放电测量交、直流高电压的峰值ß 静电电压表：利用静电力测量交流高电压的有效值、直流高电压的平均值ß 峰值电压表：利用整流电容电流或整流充电电压来测量交流高电压的峰值ß 电压表+电容分压器 测交流高电压（根据所接仪表不同，eg静电电压表、峰值电压表或示波器，可测有效值、平均值、峰值、脉动值等等）ß 电压表+电阻分压器 测直流高电压（根据所接仪表不同，eg静电电压表、峰值电压表或示波器，可测有效值、平均值、峰值、脉动值等等）ß 高欧姆电阻串联直流毫安表测直流电压平均值ß 另：电压互感器+电压表（多用于现场，不适用于超高压）8、冲击高电压的测量：ß 球隙放电法：利用气体放电测量冲击高电压ß 测量冲击电压的分压器，常用的冲击电压分压器有电阻式分压器、电容式分压器、阻尼式电容分压器（串联阻容分压器）、微分积分系统9、直流高压的获得 ：（1）由交流高压半波整流电路；（2）直流高压发生器第4章 线路和绕组的波过程1、过电压：超过设备最高运行电压而对绝缘有危害的电压升高。分为雷电过电压和内部过电压。线路末端短路时电压反射波为 与入射波电压相同 ，电流反射波为 与入射波电流相反 。反向行波电压和反向行波电流的关系是 u= - Z i 。2、彼德逊法则：将阻抗Z1和Z2作为集中参数处理后，可画出与之相应的等值集中参数电路如图所示，等值电路图中电源电动势为入射电压Uq1的两倍，等值集中参数电路的内阻为入射波所经过的波阻抗Z1，Z2作为负载电阻。3、彼德逊法则的条件：(1)波沿分布参数的线路射入。(2)波在该节点只有一次折、反射过程。4、串联电感起到削弱来波陡度的作用，串联电感后的的陡度为 2*Uo*Z2/L 5、并联电容起到削弱来波陡度的作用，并联电容后的的陡度为 2*Uo/(C*Z1) 在何种情况下应使用串联电感降低入侵波的陡度？在何种情况下应使用并联电容？试举例说明。    电压入射波不是无限长直角波，而是波长很短的矩形波，应使用串联电感，不但能拉平波前和波尾，而且还能在一定程度上降低其峰值，如冲击截波；在无限长直角波的情况下应使用并联电容，此时电容充满电后相当于开路，如电容式电压互感器。6、改善变压器绕组的起始电压分布的方法：(1)增加电容环(2)采用纠结式绕组(3)在线饼之间插入附加导线的纵向补偿法。7、变压器绕组的内部保护：即是在变压器的内部结构上采取保护措施，减少暂态震荡。其关键是改善变压器绕组的起始电压分布，使绕组的始态电位分布尽量接近稳态电位分布，从而降低绕组对地过电压和最大电位梯度。8、入口电容CT：变压器绕组电感较大，遭受较陡冲击波时，10s内绕组电感电流很小，可忽略。这段时间绕组可等值成一个电容链，对外等值成一个集中参数电容，CT。变压器绕组的入口电容CT等于绕组单位长度的对地电容Co和单位长度纵向互电容Ko的几何平均值，即Cr=sqrt(Ko*Co)9、波阻抗与集中参数电阻的本质上的区别：（1）波阻抗表示同一方向的电压波与电流波的比值，电磁波通过波阻抗为Z的导线时，能量以电能、磁能的方式储存在周围介质中，而不是被消耗掉。（2）若导线上前行波与反行波同时存在时，则导线上总电压与总电流的比值不再等于波阻抗（3）波阻抗Z的数值只取决于导线单位长度的电感和电容，与线路长度无关。（4）为了区别不同方向的流动波，波阻抗有正、负号。10、电晕对导线上波过程的影响(1).使导线的耦合系数增大(2).使导线的波阻抗和波速减小(3).使波在传播过程中幅值衰减，波形畸变 11、行波的折射与反射：当波沿传输线路传播，遇到线路参数发生突变，即有波阻抗发生突变的节点时，会在波阻抗发生突变的节点上产生折射与反射第5章 雷电参数及防雷装置1、雷电放电三阶段：(1)先导放电阶段(2)主放电阶段(3)余光放电阶段。2、主放电阶段的特点：主放电存在的时间极短；电流极大。3、避雷针和避雷线的作用：将雷电吸引到自身上来，并将其安全导入地中，从而使其附近的建筑和设备免遭直接雷击。4、避雷针的保护原理是当雷云放电时使地面电场畸变，在避雷针的顶端形成局部场强集中的空间，以影响雷闪先导放电的发展方向，使雷闪对避雷针放电，再经过接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。避雷针的保护范围使指被保护物体再此空间范围内不致遭受直接雷击。单根避雷针保护范围：式中，的单位均为m。p是避雷针的高度影响系数，时，p1；时，；时按照120m计算。5、避雷器是一种普遍采用的侵入波保护装置，它是一种电压限制器。避雷器的类型：保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器、氧化锌避雷器6、避雷器保护装置的基本要求：(1)保护装置的冲击放电电压Ub应低于被保护设备绝缘的冲击耐压值。(2)放电间隙应有平坦的伏秒特性曲线和尽可能高的灭弧能力。7、排气式避雷器的主要缺点：(1)伏秒特性太陡，且放电分散性较大，难以和被保护设备实现合理的绝缘配合。(2)排气式避雷器动作后会产生高幅值的截波，对变压器的纵绝缘不利。8、氧化锌避雷器的优点：(1)结构简单，并具有优异的保护特性。(2)耐重复动作能力强。(3)通流容量大。(4)造价较低，技术经济效益显著。9、接地种类：填空与选择(1)工作接地(2)保护接地(3)防雷接地 (4)静电接地。 简答： 1）工作接地，电力系统为了运行的需要，将电网某一点接地，其目的是为了稳定对地电位与继电保护的需要。 2）保护接地，为了保护人身安全，防止因电气设备绝缘劣化，外壳可能带电而危及工作人员安全（0.5分）。 3）防雷接地，导泄雷电流，以消除过电压对设备的危害。 4）静电接地，在可燃物场所的金属物体，为防止蓄有静电后爆发火花，引起火灾，因此要对这些金属物体接地。10、接地电阻主要是指接地体与零电位之间的土壤的电阻。11、冲击接地电阻的两种效应：(1)火花效应(2)电感效应。12、雷暴日：指某地区一年四季中有雷电放电的天数，一天中只要听到一次及以上雷声就是一个雷暴日。落雷密度是每雷暴日中每平方公里地面内落雷的次数13、我国规程中规定线路防雷设计用雷电流波头时间为2.6s第6章 输电线路的防雷保护1、输电线路防雷性能的重要指标：耐雷水平和雷击跳闸率。耐雷水平：雷击时线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值（kA）。雷击跳闸率：折算到每年40个雷暴日和每100km输电线每年由雷击引起的跳闸次数（次/100km·年）2、雷电过电压的两种形式：感应雷过电压，直击雷过电压。3、电压分量：塔顶电位，横担电位，导线电位。4、输电线路遭受雷击发生跳闸需要满足的两个条件，并解释建弧率的概念。答：输电线路遭受雷击发生跳闸需要满足两个条件。首先是直击线路的雷电流超过线路的耐雷水平，线路绝缘将发生冲击闪络。但是它的持续时间只有几十微秒，线路开关还来不及跳闸。因此必须满足第二个条件冲击电弧转化为稳定的工频电弧，才能导致线路跳闸。 建弧率：由冲击闪络转变为稳定工频电弧的概率。5、输电线路的防雷措施：(1)架设避雷线(2)降低杆塔接地电阻(3)架设耦合地线(4)采用中性点非有效接地方式(5)加强线路绝缘(6)采用不平衡绝缘方式(7)架设自动重合闸(8)采用线路用避雷器。6、架设避雷器的作用：其主要作用是防止雷直击导线；同时在雷击塔顶时起分流作用，可以减小塔顶电位；对导线有耦合作用，可以降低绝缘子串上的电压；对导线有屏蔽作用，可以降低导线上的感应过电压。7、雷击跳闸率的计算：雷击跳闸率=雷击杆塔顶时的跳闸率n1+线路绕击跳闸率n2。8、为什么绕击时的耐雷水平远低于雷击杆塔的耐雷水平？因为绕击时雷闪过避雷线而直接击中了导线产生的影响较大。雷击杆塔时，雷电流可以通过杆塔接地电阻和地线分流，但绕击导线只能向两侧以波的形式传播，同样幅值的雷电流在绝缘子串两端产生的过电压远大于反击时所需的过电压，即只要小雷电流即可使绝缘子串闪络。故绕击时耐雷水平远低于雷击杆塔的耐雷水平。第6章 发电厂和变电站的防雷保护1、安装避雷针(线)的注意事项：在发电厂和变电站的建筑物及露天配电装置中，必须加装多跟避雷针(线)，并可靠接地，以防止直击雷的危害。同时要注意，雷击避雷针(线)时，高达上百千安的雷电流流经接地线引下线，会在接地电阻Ri和避雷针铁塔本身的电感上产生压降，所以被保护物不能与避雷针靠的太近，以免发生反击现象。应防止反击。(1)避雷针与被保护设备的空气距离Sk不小于5米，地中距离Sd不小于3米。根据防止反击的要求和配电装置的布置，决定针的安装位置，即决定了避雷针与被保护设备的水平距离。(2)独立避雷针应距道路3m以上，否则应铺碎石或沥青路面，以保证人身不受跨步电压的危害。(3)严禁将架空照明线、电话线、广播线及天线等装在避雷针上或其构架上。(4)发电厂主厂房上一般不装设避雷针，以免发生感应或反击，使继电保护误动作或者造成绝缘损坏。(5)列车电站的电气设备装在金属车厢内，受到车厢一定程度的屏蔽作用，但因发电机的绝缘较弱，雷击车厢时可能发生反击事故。(6)110KV及以上的配电装置，可以将线路的避雷线引导出线门型构架上，但土壤电阻率大于1000·m的地区，应装设集中接地装置。2、电机防雷的特点：(1)电机的冲击绝缘强度低。(2)保护电机用的磁吹式避雷器FCD的冲击放电电压及残压不够低。(3)要求限制来波陡度。3、直配电机防雷保护措施：(1)发电机出线母线上装一组氧化锌避雷器或FCD避雷器，以限制侵入波幅值，取其3kA下的残压与电机的绝缘水平相配合。(2)在发电机的电压母线上装一组并联电容器C，以限制侵入波陡度a和降低感应过电压。(3)采用进线段保护，限制流经FCD中的雷电流，使之小于3kA。(4)发电机中性点有引出线时，中性点加装避雷器保护，否则需加大母线并联电容器以进一步降低侵入波陡度。4、母线装设并联电容器的作用：限制母线上的冲击波陡度，降低感应过电压，起到分担部分感应电荷的作用，保护了电机绕组的匝间绝缘和可靠地限制感应过电压。5、进线段：对于全线有避雷线的线路，在1-2km进线上加强保护措施，如减小避雷线的保护角及杆塔的接地电阻Ri，提高这段进线的耐雷水平，以减少在这段进线内绕击和反击导线的概率，这段进线称为进线段。6、进线段的作用：有了进线段之后，在进线段首端及以外遭受雷击时，由于进线段导线波阻抗的作用，限制了流过避雷器的雷电流幅值；此外，由于导线上冲击电晕的作用，使沿导线的来波陡度大为降低。7、配电变压器的保护四点接地：构成变压器高压侧FS的接地端点、低压绕组的中性点和变压器铁壳三点联合接地；低压避雷器的接地端直接同变压器铁壳连接共同接地。8、正变换：指雷直击于低压线或者低压线遭受感应雷，此时通过电磁耦合，将低压侧过电压按变比关系传到高压侧，由于高压侧绝缘的裕度比低压侧小，会损坏高压侧绕组。9、反变换：指雷击高压线路或者高压线路遭受感应雷，高压侧避雷器动作，冲击大电流在接地电阻上产生压降IR，此电压将同时作用于低压绕组的中性点上，而低压侧出线相当于经不大的导线波阻接地，因此IR的绝大部分都加在低压绕组上，经过电磁耦合，在高压绕组上同样会按变比关系感应出过电压。10、反击：雷击于避雷针及避雷线后，它们的地电位可能提高，如果它们与被保护设备的距离不够大，则有可能在避雷针、避雷线与被保护设备之间发生放电，这种现象称为避雷针（线）对电气设备的反击。11、35KV及以下的输电线路为什么一般不采取全线架设避雷线的措施？ 答：我国35KV及以下电网采用中性点不接地系统，当发生由雷电引起的冲击闪络后，若雷电流超过耐雷水平，会发生塔顶对一相导线放电。由于工频电流很小，不能形成稳定的工频电弧，故不会引起线路跳闸，故35KV及以下的输电线路一般不架设避雷线。12、简述变电所的进线段保护作用。 答：变电所的进线保护段的作用有两个，一是限制雷电侵入波电压作用下流过避雷器的电流，二是降低最终进入变电所雷电侵入波的波头陡度。对进线保护段的要求是其应具有比线路更高的耐雷水平，为此这段线路的避雷线应具有更小的对导线的保护角，而全线无避雷线的线路则当然应在这段线路上架设避雷线。第8章 操作过电压及其防护1、电力系统中操作过电压的种类（1）空载线路合闸过电压 ：包括正常空载线路合闸过电压和重合闸过电压（2）切除空载线路过电压 （3）切除空载变压器过电压 （4）中性点不接地系统中弧光过电压2、切除小电感负载产生过电压的原因是什么？限制措施是什么？切除小电感负载产生过电压的原因是由于断路器的“截流”现象引起的。限制切除小电感负载过电压的措施包括降低变压器的特性阻抗、在断路器上并联高值分闸电阻和装设避雷器。切除小电容负载时产生过电压的原因是什么？限制措施是什么？切除小电容负载时负载产生过电压的原因是由于电弧的多次“重燃”引起的。限制切除小电容负载过电压的措施包括采用不重燃的断路器、并联分闸电阻R（10003000欧）以及在线路首末端装设避雷器。3、绝缘配合的原则：所谓绝缘配合就是根据设备在系统中可能承受的各种电压，并考虑限压装置的特性和设备的绝缘特性来确定必要的耐受强度，以便把作用于设备上的各种电压电压所引起的绝缘损坏和影响连续运行的概率，降低到在经济和运行上能接受的水平。这就要求在技术上处理好各种电压、各种限制措施和设备承受能力之间的配合关系，以及经济上协调设备投资费、运行维护费和事故损失费三者之间的关系。这样，既不因绝缘水平取得过高使设备尺寸过大，造价太贵，造成不必要的浪费；也不会由于绝缘水平取的太低，虽然一时节省了设备造价，但增加了运行中的事故率，导致停电损失和维护费用大增，最终不仅造成经济上更大的浪费，而且造成供电可靠性的下降。4、绝缘配合的基本方法：（1）惯用法：按作用于绝缘上的最大过电压和最小绝缘强度的概念来配合的，即首先确定设备上可能出现的最危险的过电压；然后根据经验乘上一个考虑各种因素的影响和一定裕度的系数，从而决定绝缘应耐受的电压水平。（2）统计法：统计法是根据过电压幅值和绝缘的耐电强度都是随机变量的实际情况，在已知过电压幅值和绝缘闪络电压的概率分布后，用计算的方法求出绝缘闪络的概率和线路的跳闸率，在进行了技术经济比较的基础上，正确地确定绝缘水平。5、操作过电压的限制措施（1）利用断路器并联电阻限制分合闸过电压：a、利用并联电阻限制合空线过电压；b、利用并联电阻限制切空线过电压 （2）利用避雷器限制操作过电压6、线路上的空气间隙主要有：（1）导线对大地（2）导线对导线（3）导线对架空地线（4）导线对杆塔及横担6、绝缘水平的确定(1)、220KV及以下系统，绝缘水平主要由大气过电压决定(2)、330KV及以上超高压系统，在绝缘配合中，操作过电压起主导作用(3)、污秽严重地方的电网处绝缘水平主要由系统最大运行电压决定7、切除空载线路和切除空载变压器为什么会产生过电压？断路器中电弧的重燃对两种过电压有什么影响？切除空载线路和切除空载变压器是由于电力系统内部储存的电磁能量发生互换和振荡产生过电压，影响：（1）中性点非有效接地电网的中性点电位有可能发生位移。（2）重放次数对这种过电压的最大值有次侧生的影响。（3）当母线同时接有几条出线，只切除其中的一条，这种过电压较小。（4）断路器外侧有电磁式电压电感器将使线路上的剩余电荷有了附加的泄放路径。8、内部过电压倍数K：内部过电压幅值比上系统最高运行相电压幅值。9、自动重合闸的工作原理是： 当线路故障跳闸后0.6s重新合闸1次，如果故障仍然存在，则永久跳闸不再进行重合。10、空载线路合闸产生过电压原因是什么？最严重情况是什么？此时过电压倍数是多少？原因：空载线路中存在电感和电容，合闸时电感和电容组成的电磁振荡形成过电压。一般情况下过电压倍数是1.52倍；三相重合闸时过电压最严重，此时过电压倍数是3。专心-专注-专业