2022年高电压技术复习总结 .pdf

学习好资料欢迎下载第 2 章气体放点的基本物理过程（这章比较重要，要记得知识点很多，要认真看）在第二章标题下面有一句话“与固体和液体相比 ” （1.电离是指电子脱离原子的束缚而形成自由电子、正离子的过程电离是需要能量的，所需能量称为电离能Wi(用电子伏eV 表示，也可用电离电位Ui=Wi/e 表示 ) 2.根据外界给予原子或分子的能量形式的不同，电离方式可分为热电离、光电离、碰撞电离（最重要）和分级电离。3.阴极表面的电子溢出：（1）正离子撞击阴极：正离子位能大于2 倍金属表面逸出功。（2）光电子发射 ：用能量大于金属逸出功的光照射阴极板。光子的能量大于金属逸出功。（3）强场发射 ：阴极表面场强达到106V/cm（高真空中决定性）（4）热电子发射 ：阴极高温4.气体中负离子的形成：电子与气体分子或原子碰撞时，也有可能发生电子附着过程而形成负离子，并释放出能量 （电子亲合能）。电子亲合能的大小可用来衡量原子捕获一个电子的难易，越大则越易形成负离子。负离子的形成使自由电子数减少，因而对放电发展起抑制作用。SF6气体含F，其分子俘获电子的能力很强，属强电负性气体，因而具有很高的电气强度。5.带点质点的消失：（1）带电质点的扩散：带电质点从浓度较大的区域向浓度较小的区域的移动，使带电质点浓度变得均匀。电子的热运动速度高、自由行程大，所以其扩散比离子的扩散快得多。（2）带电质点的复合：带异号电荷的质点相遇，发生电荷的传递和中和而还原为中性质点的过程， 称为复合。 带电质点复合时会以光辐射的形式将电离时获得的能量释放出来，这种光辐射在一定条件下能导致间隙中其他中性原子或分子的电离。6.气体间隙中电流与外施电压的关系：第一阶段： 电流随外施电压的提高而增大，因为带电质点向电极运动的速度加快复合率减小第二阶段 ：电流饱和，带电质点全部进入电极，电流仅取决于外电离因素的强弱（良好的绝缘状态）第三阶段 ：电流开始增大，由于电子碰撞电离引起的电子崩第四阶段 自持放电： 电流急剧上升放电过程进入了一个新的阶段（击穿）外施电压小于U0时的放电是非自持放电。电压到达U0后，电流剧增，间隙中电离过程只靠外施电压已能维持，不再需要外电离因素。自持放电7.电子碰撞电离系数 ： 代表一个电子沿电力线方向行经1cm 时平均发生的 碰撞电离 次数。8.自持放电的条件：必须在气隙内初始电子崩消失之前产生新的电子（二次电子） 来取代外电离因素产生的初始电子；实验表明： 二次电子的产生与气压气隙长度的乘积（pd）有关:Pd 较小，自持放电可由汤逊理论 (和巴申定律 ) 解释 ; Pd较大，自持放电可由流注理论 解释。汤逊理论认为二次电子的来源是正离子碰撞阴极表面发生的电子逸出。ad ln精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 19 页学习好资料欢迎下载pd 值较大时，放电也是从电子崩 开始的，但当电子崩发展到一定阶段后，会产生电离特强、发展速度更快的空间的光电离，形成 流注（等离子体） 。流注的发展速度比电子崩的快一个数量级，且出现曲折分支。流注理论认为， 二次电子的主要来源是空间的光电离。一旦出现 流注 ，放电就可以由 空间光电离 自持维持；若电场均匀，间隙将被击穿。ad = ln流注理论可以解释汤逊理论无法说明的pd 值大时的放电现象。两种理论各适用于一定条件的放电过程， 不能用一种理论取代另一种理论。两种理论的自持放电条件具有完全相同的形式，但两者维持放电的过程不同。（书上的这一段话要好好看，三种现象以后好像考研面试有用）9.稍不均匀电场中放电的特点与均匀电场中相似，在间隙击穿千看不到有什么放电的迹象，极不均匀电场中放电则不同，当所加电压达到某一临界值时，曲率半径较小的电极附近空间的电场强度首先达到了起始场强E0，在这个局部区域出现蓝紫色的晕光，并伴随有“滋滋”声、电磁辐射和能量损耗。这种仅仅发生在强场区的电晕放电是一种自持放电。10.电场不均匀系数：f = /，即间隙中最大场强与平均场强的比值。通常f4 时为极不均匀电场。补充：电晕放电的危害与对策（四班老师复习强调）p22 11.在极不均匀电场间隙中自持放电条件即是电晕起始的条件。12.在极不均匀电场中，放电一定从曲率半径较小的那个电极表面开始，与该电极极性无关。但后来的发展过程、气隙的电气强度、击穿电压等都与该电极的极性有密切的关系。极不均匀电场中的放电存在着明显的极性效应。同一间隙在不同电压极性下的电晕起始电压不同，击穿电压也不同，这就是放电的极性效应。13. 正极性 (棒)电晕放电棒极带正电位时，电子崩头部的电子到达棒极后即被中和，棒极附近空间留下许多正离子。这些正离子虽朝板极移动，但速度很慢而暂留在棒极附近。这些 正空间电荷削弱了棒极附近的电场强度，而加强了正离子群外部空间的电场。正空间电荷阻止了正棒极附近流注的形成，使电晕起始电压有所提高。14.负极性棒板间隙击穿电压比正极性棒板电极高正极性棒板电极容易被击穿。补充： 1214 点很重要，会画图，描述，记住结论。P25第三段有知识点，大家看一下。第 3 章气体间隙的击穿场强1.均匀电场中的击穿： （特点）1）均匀电场中电极布置对称，击穿无极性效应；2）均匀场间隙中各处电场强度U 相等，击穿所需时间极短，直流击穿电压、工频击穿电压峰值、 50%冲击击穿电压相同；3）击穿电压的分散性很小。（书旁边的图看一下）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 19 页学习好资料欢迎下载间距 1 10cm 均匀电场击穿场强为30kV/cm。（312 这一节只要记住P25 页的结论（上边补充的）就可以了，其他不作要求，四班的老师如是说）32 这一节很重要，知识较多，大家好好看2.冲击电压的标准波形：（这个图很重要，各点的意义要知道）雷电冲击电压与系统电压无关。避雷器动作后，作用在系统上的为避雷器的残压。标准雷电波的波形：=1.2s30，=50s 20 对于不同极性: +1.2/50s或 -1.2/50s 操作冲击波的波形：/=250( 20 ) / 2500( 60) s 3.放电时延 （要理解）：要使气体间隙击穿，除了足够场强、引起电子崩并导致流注的有效电子外，气隙击穿还需要一定的时间，让放电得以逐步发展并完成击穿。4. 50击穿电压：多次施加电压时有半数会导致击穿的电压值低概率击穿电压：= - 35.冲击系数：同一间隙50冲击击穿电压与稳态击穿电压之比，称为击穿系数 。均匀和稍不均匀电场：1 放电时延短，分散性小；极不均匀电场：1 放电时延长，击穿常一般发生在波尾。6. 伏秒特性：在同一冲击电压波形下，击穿电压值与放电时延（或电压作用时间）有关的特性。 50%击穿电压只是50%伏-秒特性曲线上的一个点，即在冲击全波作用下的50%击穿电压。 （重要，还有书上的相关图形）7.大气密度和湿度对击穿的影响：在极不均匀电场中，空气中的水分（湿度增大）能使间隙的击穿电压有所提高。随着海拔高度增加，外绝缘的放电电压将下降。补充：3.3 这一节四班老师提到几个知识点，其中操作冲击电压的击穿对象，有“U 形曲线”，3.3.3 这一小节中 ” 由图可见 . 这一句老师有提到。3.4.1 不要求，海拔的影响要求。8. 是理想的气体绝缘介质和灭弧介质，在均匀电场中气体的绝缘强度约为空气的2.5倍，其灭弧能力是空气的100 以上。（设备的几种要记住）气体的液化温度较低，一般可满足工程实际的应用，如0.75MPa（ 7 个大气压，作为断路器的绝缘）的液化温度是25， 0.45MPa（4 个大气压，作为GIS绝缘）的液化温度不高于 40。气体的应用可大大降低设备尺寸，与空气介质相比，500kV 的 GIS是敞开式的1/50。气体广泛应用于高压断路器、GIS 、 充气管道电缆， 充气体的变压器和开关柜也在发展中。只有在均匀电场和稍不均匀电场，气体才能发挥其优异的绝缘性能，因而一般应用气体做绝缘时，应尽量保证其电场的均匀性。此外，气体中水含量的增加，将会大大降低其绝缘性能，因而使用中应定期检测其微水含量。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 19 页学习好资料欢迎下载气体价格高，温室效应相当于的 23900 倍，且气体不会自然分解，在大气中寿命长达 3200 年。一般工程中多采用混合气体。气体在极不均匀电场中击穿的异常现象：一是击穿电压随气压的变化出现驼峰现象；二是在驼峰气压范围内，雷击冲击击穿电压明显低于稳态击穿电压。补充： P38 第一句， p39 页倒数第二段第一句，老师有提到，其他的没有怎么说。3.5.3 以后的章节四班老师没有要求，大家参考一下9.提高气隙击穿电压的措施：改善电场分布的措施：改善电极形状； 利用空间电荷对原电场的畸变作用；极不均匀电场中屏蔽的采用。削弱电离过程的措施：高气压的采用；强电负性气体的应用；高真空的采用。第 4 章气体中沿固体绝缘表面的放电章节标题下的那一段要了解1. 沿面闪络：指沿气体介质与固体介质交界面上发展的放电现象。补充： 4.2 这一节的第一句，有提到。后面的消除气隙放电的措施p47. 2.沿面放电： 均匀电场中固体介质的引入并不影响电极间的电场分布，但放电总是发生在界面，且闪络电压比空气间隙的击穿电压要低得多。说明电场畸变严重。（特点）1）沿面闪络电压与固体绝缘材料特性有关2）固体介质与电极接触紧密程度对闪络电压有影响3）介质表面粗糙，也会使电场分布畸变，从而使闪络电压降低4）上述影响因素在高气压时表现得更为明显3.具有强垂直分量时的沿面放电：（电晕放电 细线状辉光放电 滑闪放电 闪络） （重要）随着外施电压升高， 首先在接地法兰处出现电晕放电形成的光环， 这是因为该处的电场强度最高。随着电压的升高，放电区逐渐形成由许多平行的火花细长线组成的光带。当外施电压超过某一临界值后，放电性质发生变化，个别细线开始迅速增长，转变为树枝状有分叉的明亮的火花通道，称为滑闪放电。滑闪放电通道中电流密度较大，压降较小，其伏秒特性具有下降特性，故滑闪放电是以介质表面放电通道中发生了热电离为特征的。4.要提高套管的电晕起始电压和滑闪放电电压可以采取：一减小比电容：增大固体介质厚度，加大法兰处外套管的外径，采用瓷-油绝缘代替纯瓷介质；二减小绝缘表面电阻：套管附近靠近法兰处涂半导体釉。补充： P50 图 49,及旁边的文字说明，p51 页第一段第一句，有提到。 4.4.1 前两段老师有提到。5.湿闪络路径：1）沿湿表面AB和干表面BCA发展 ,绝缘子湿闪电压为干闪时的 4050。2）沿湿表面AB 和空气间隙BA发展，绝缘子湿闪电压不会下降很多。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 19 页学习好资料欢迎下载3）沿湿表面AB 和水流 BB发展，湿闪电压降低到很低的数值。6. 污闪：户外绝缘子常会受到工业污秽或自然界盐碱、飞尘等污染。干燥情况下，对闪络电压没多大影响。但当绝缘子表面污层被湿润，其表面电导剧增使绝缘子泄漏电流急剧增加。绝缘子的闪络电压（污闪电压）大大降低，甚至有可能在工作电压下发生闪络。7. 污闪的发展过程（施加恒定的工频电压，使污层受潮）：老师强调（a）污层刚受潮时，介质表面有明显的泄漏电流流过，电压分布是较均匀；（b）出现高电阻的 “干燥带” ，使污层的泄漏电流减小，并在干燥带形成很大的电压降；（c）当干燥带的电位梯度超过沿面闪络场强时，干燥带发生放电，放电具有电弧特性，这就是出现局部电弧的阶段；（d）局部电弧发展成为闪络。（爬电）8.影响污闪电压的因素：污秽的性质和污染程度；湿润的方式； 泄露距离； 外施电压的形式。9. 污秽等值附盐密度（mg/） ：与绝缘子表面单位面积上污秽物导电性相当的等值盐(NaCl)量。同时表征污秽性质及污秽量，以描述的污秽严重程度。10.等值附灰密度 （mg/）: 与绝缘子表面单位面积上污秽物中不容于水的惰性物质的含量。11. 单位泄漏距离（泄漏比距或爬电比距）：绝缘子每千伏额定线电压的平均泄漏距离，cm/kV 。 （表 4-1 要认真看一下）12.防止污闪的措施：1）定期或不定期的清扫；2）防污闪涂料进行表面处理；3）加强绝缘和采用耐污绝缘子；4）使用其他材质的绝缘子。第 5 章液体和固体介质的电气特性电气特性的四个参数，P58 页最后一段和59 页的比较重要。老师有提到1.电介质极化的形式：电子式、离子式、偶极式、夹层极化。2.电介质的能量损耗简称介质损耗 （P = Qtan = ） ，包括由 电导 引起的损耗和由极化 引起的损耗。 （直流电压作用下无极化损耗，电阻率（或电导率）即可反映其损耗的大小） 。3.纯净的液体介质的电击穿理论： 击穿过程与气体击穿的过程很相似：碰撞电离、 电子崩，导致液体介质击穿。由于液体密度比气体密度大得多，电子的平均自由行程很小，其击穿场强高（很小的均匀场间隙中可达到1MV/cm ） 。4.含气纯净液体介质的气泡击穿理论。气泡与液体介质串连，在交流电压下， 其电场强度的分布与介质的r 成反比。气泡r 最小，且其电气强度又比液体介质低很多，气泡先发精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 19 页学习好资料欢迎下载生电离。气泡电离后温度上升、体积膨胀、密度减小，电离发展。电离使油分解出气体，气体通道扩大。气泡在电场中排列成气体小桥，击穿。5.工程用的液体介质的小桥击穿理论： 工程液体介质的击穿是由液体中的气泡或杂质等引起的，水和纤维的r 很大，易沿电场方向极化定向，并排列成杂质小桥。即气泡或杂质在电场作用下在电极间排成“小桥”，引起击穿，即“ 小桥理论 ” 。6.影响液体介质击穿的因素：杂质、温度、油体积、电压形式。油的击穿场强随间隙中油体积的增加而明显下降，这是因为间隙中缺陷（即杂质） 出现的概率随油体积的增加而增大的缘故。7.减小杂质影响的措施：过滤、防潮、祛气、用固体介质减小油中杂质的影响。补充： 5.3 有几个知识点，大家好好看一下，热击穿第一段的第二句，电化学击穿第一段老师有提到。8.固体介质击穿的形式：电击穿、热击穿、电化学击穿。电击穿：固体介质电击穿与气体相似，碰撞电离形成电子崩，当电子崩足够强时破坏介质晶格结构导致击穿。击穿场强高达105106kV/m。体积效应 ：加大式样的面积或体积，使材料弱点出现的概率增大，会使击穿场强降低。累积效应：不均匀电场中，在幅值不很高的过电压、特别是雷电冲击电压作用下，固体介质内部可能出现局部损伤，留下局部碳化、烧焦或裂缝等痕迹。固体介质为非自恢复绝缘。则多次作用下部分损伤会扩大而导致击穿。热击穿：绝缘介质在电场作用下，电导电流和介质极化引起介质损耗，使介质发热。 如果介质中产生的热量总是大于散热，则温度不断上升，造成材料的热破坏而导致击穿。特点：1）击穿所需 时间较长 ，常常需要几个小时，即使在提高试验电压时也常需要好几分钟。2）直流电压作用下，正常未受潮绝缘很少发生热击穿。电化学击穿：对绝缘施加电压几个月甚至几年后，击穿场强仍在下降，这是由于介质长期加电压引起介质劣化。绝缘劣化的主要原因 往往是介质内气隙的局部放电 造成的。介质中可长期存在局部放电而并不击穿。局部放电产生的活性气体如O3，NO，NO2等对介质将产生 氧化和腐蚀 作用，此外由于带电粒子对介质表面的撞击，也会使介质受到机械的损伤和局部的过热，导致介质的劣化。理解局部放电的过程及其等效电路和发生局部放电时气隙上的电压变化图。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 19 页学习好资料欢迎下载这两个图比较重要，要会画。后面大概的要会画。5.4 不要求9.介质中气隙两端的电压变化与气隙电容的乘积为气隙局部放电的真实放电量；气隙放电时试品上的电压变化与试品电容的乘积为局部放电的视在放电量。进行局部放电测量的是视在放电量。绝缘老化这一节要看一下10.电气设备的绝缘在运行中，受到各种因素的长期作用，会发生一系列不可逆的变化，导致其物理、化学、电和机械等性能的劣化，如机械强度降低，介质损耗及电导增大。将这种现象称为绝缘老化。11.绝缘老化的原因很多，主要有热的作用、电的作用、机械的作用以及水分、氧化、射线及微生物的作用。第 6 章电气设备绝缘的预防性试验1.电气设备绝缘缺陷的分类：a.集中性缺陷 （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；电缆绝缘逐渐损坏等）b. 分布式缺陷（电气设备整体绝缘性能下降，如电机、变压器、套管中有机绝缘材料的受潮、老化、变质）2.预防性试验方法的分类：a. 破坏性试验（耐压试验）。能揭露危险性大的集中性缺陷b. 非破坏性试验（在较低的电压下或用其它不会损伤绝缘的办法来测量绝缘的各种特性，从而判断绝缘的内部缺陷）3.吸收现象：阴影部分面积为绝缘在充电过程中逐渐“吸收” 的电荷。“吸收现象”对应的电流称为吸收电流Ia。由介质中偶极子逐渐转向，并沿电场方向排列而产生的。当绝缘受潮或有缺陷时，电流的吸收现象不明显，总电流随时间下降较缓慢。根据其变化，可初步判断绝缘的状况。4.吸收比：= /=/其中，为加压 15s时的电流和对应的绝缘电阻； 如果绝缘状况良好，则吸收现象明显，吸收比值远大于1(一般取 1.3)，如果受潮严重，由于大增，迅速衰减，值接近于1。5.测量绝缘电阻时，其值是不断变化的；稳态时，等于两层介质绝缘电阻的串联值。规定所加电压60s（稳态） 后测得的数值为绝缘电阻值 。6.绝缘电阻和吸收比是反映绝缘性能的最基本的指标之一，通常用兆欧表（俗称摇表） 进行。规定所加电压60s 后测得的数值为试品的绝缘电阻补充： 6.2 泄漏电流的测量这一节第一段。极化指数和泄露指数，怎样判断好坏，7.泄漏电流指外加直流电压时绝缘上流过的电流精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 19 页学习好资料欢迎下载泄漏电流的测量不仅可反映绝缘电阻大小，还可反映兆欧表所不能反映的绝缘损坏或弱点。泄漏电流的测量除关注电流值之外，还特别关注电流随外加电压变化的曲线。8.测量泄漏电流应注意的事项：电压的稳定性；测量仪表的保护；杂散电流造成的误差；被试品的接地。9.介质损失角正切tg（重要）： 交流电压作用下电介质中电流的有功分量和无功分量的比值， 是一个无量纲的数。介质的功率损耗P与介质损耗角正切值成正比，反映的是电介质内单位体积中能量损耗的大小。10.测量 tg 值，最常用的方法是采用西林电桥：（原理，画出西林电桥原理接线图）（原理接线图要会画，以及反接法和旁边的文字说明）正接法：试品高、低压端对地绝缘（被试品的一端C接地， D 点和屏蔽网接高压，调节臂、检流计和屏蔽网处于高电位，注意测试人员的安全）。但设备一般都是外壳接地的，也就是试品往往一端固定接地，无法实现正接法，应采用反接法。11.局部放电： 6.4 这一节要好好看，危害：局部放电将加速绝缘物的老化和破坏，发展到一定程度时， 可能导致整个绝缘的击穿。所以， 测定电气设备在不同电压下局部放电强度与变化规律，能预示设备的绝缘状态，也是估计绝缘电老化速度的重要依据。局部放电的检测量：视在放电量q、放电能量W 。衡量局部放电强度的参量：放电的重复率（放电频率），平均放电电流、平均放电功率、局部放电的起始电压与熄灭电压等。检测方法有： 脉冲电流法、超声检测法、光测法、化学检测方法、红外热像法、超高频法、射频检测法以及数字化局放的检测。也将油的气相色普分析归为局部放电检测的方法。目前采用电脉冲法测量局部放电。脉冲电流法测量局部放电的检测回路：（这三个图形要会画）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 19 页学习好资料欢迎下载检测原理： 耦合电容器为被试品和测量阻抗之间提供一个低阻抗的通道。被试品一发生局部放电，因被试品Cx、耦合电容Ck和检测阻抗Zm构成的回路内有电流流过，就可由检出阻抗把与脉冲电流成比例的脉冲电压检测出来，检测到的信号通过放大器送到测量仪器上。12.绝缘油的气相色谱分析：p87 倒数第三段，认真看绝缘油在不同性质的故障下受热分解，产生不同成分、 不同含量的烃类气体。通过气相色普分析可以发现充油设备中某些用tg 等方法所不能发现的局部性缺陷（如局部过热、局部放电） ，迅速简便，不需要设备停电。取出运行中电气设备的油样，将油样经喷嘴喷入真空罐内，使油中溶解的气体迅速释放出来。然后将脱出的气体压缩至常压，用注射器抽取试样后送入气相色普仪，对不同气体进行分离和定量。变压器内部存在裸金属部分局部过热，变压器油色谱分析的主要特征是总烃含量较高，甲烷、乙烯较多；如果固体绝缘过热，气体中CO 和 CO2含量加大；存在局部放电时，乙炔和H2含量较大。6.7 节不要求，第 7 章电气设备绝缘的高电压试验总结：三大电压的产生原理及原理接线图要求。1.工频电压的产生（这个图很重要及傍边的文字说明，各元件的作用）工频试验变压器的特点：1）电压高工频高压试验以短时（1min）工频试验考核设备在长期工作电压、雷电过电压或者内部过电压作用下的绝缘性能。试验电压很高。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 19 页学习好资料欢迎下载2）调压与波形正负半波对称的正弦波形，频率范围4555Hz。可速度连续、平稳地调节电压。3） 容量不大试验变压器的容量由试品电容决定，大多试品电容不超过5000pF。 对于 250kV以上的试验变压器通常采用1A 就能满足要求。P= CU210-9 kVA 调压装置：对调压装置的要求：输出电压质量好；调压特性好。常用的调压装置：a）自耦式调压装置；b ）移圈式调压器；c）感应调压器。按现行国家标准和IEC规定，工频电压的测量无论是有效值或峰值，都要求误差不超过3。高压实验室中常用的测量工频高电压的方法有：用测量球隙或峰值电压表测量峰值；用静电电压表测量有效值；也可用电容分压器+示波器测量。通常测量工频电压采用的分压器是电容分压器。用电阻分压器只适用于被测电压低于100kV的情况。串级实验变压器不要求2.串联谐振交流高压的产生：（ 四班老师没有要求）串联谐振方法的优点：1） 试验回路对基波频率产生谐振，因而波形的畸变小；2） 被试品发生击穿时谐振条件被破坏，串联电抗器限制短路电流，故绝缘击穿处的电弧不会将故障点扩大。3.交流高压试验：1 ）防止工频高压试验中可能出现的过电压2 ）试验电压的波形畸变3 ）外施高压试验和感应高压试验4.应用最广泛的产生直流高压的方法是将交流电压通过整流原件整流获得的。5.半波整流回路：6. 直流高压试验设备的基本技术参数：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 19 页学习好资料欢迎下载在测量直流电压的算术平均值，有效值和最大值时，其测量误差不大于3，测量脉动幅值时不大于 10。7.倍压整流回路： （原理）1）当 T的高压绕组的端点3 相对于 0 点电压为负时， D1正向导通，使电容C1充电，充电稳定后点3 点位 -UM ，1 点电位接近0。2）电源电压升高(3 点电位保持 )，1 点电位被抬高，当点 1 相对于 0 为正时， D1 截止；3）在点 1电位高于点2 为时， D2 导通。电源通过C1、D2 向 C2充电。充电稳定时，由于点3 相对于0 的最高电压可达UM， 而点 1 相对于 3 点已有UM 电压，所以点1 的对地电压最高可达2UM，最终可使C2充上 2UM 的电压。补充：图 7-9 重要，理解原理，要会画。8.测量直流电压的常用方法：用球隙测量最大值；用静电电压表测有效值（平均值）；用电阻分压器或电阻串微安表测平均值。9. 直流高电压试验的特点：1) 试验设备的容量较小；2) 在试验时可以同时测量泄漏电流，能有效地显示绝缘内部的集中性缺陷或受潮，提供有关绝缘状态的补充信息；3) 在某种程度上带有非破坏性试验的性质，在直流高压下，局部放电较弱，不会加快有机绝缘材料分解或老化；4) 对交流电气设备绝缘的考验不如交流试验那样接近实际情况。10. 冲击电压特性（雷电冲击电压、操作冲击电压）：持续短、电压上升速度快、缓慢下降精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 19 页学习好资料欢迎下载的暂态电压。由波头时间、波尾时间、峰值和极性来表示。11.冲击电压发生器： （原理，并联充电，串联放电。基本回路图，放电时的等值回路图）图7-13 十分重要，还要会算，四班老师好像说是给一个电压值算输出的值，大家好好研究一下。1） 充电过程：向充电，建立电压，形成波头；2） 放电过程：当、上的电压相等时，并联对放电，形成波尾。12.截断波产生原理：老师没要求 )将一截断间隙与试品并联，调节间隙距离使之具有所需击穿电压； 冲击电压发生器送出一全波，由于截断间隙的击穿，作用在被试品上的电压就是截断波。13. 操作冲击电压的获得： （老师没要求）1）利用冲击电压发生器产生操作波2）利用电容器和工频试验变压器产生操作波14. 电力运行部门测量稳态高压的方法：利用电压互感器和电压表实现。15.实验室中测量稳态高压常用的方法：利用气体放电测量交流高电压，例如测量球隙。利用静电力测量高电压，例如静电电压表。利用整流电容电流或充电电压来测量高电压，例如峰值电压表。利用分压器测量高电压，如电容分压器和电阻分压器。16.冲击电压的测定，包括幅值测量和波形记录两个方面。17.目前最常用的冲击电压的测量方法有：测量球隙； 分压器 +峰值电压表； 分压器 示波器。18.50%放电电压：指在一定距离的球间隙，一定电压作用下球间隙的放电概率为50%。确定 50%放电电压的方法分为多级法和升降法两种。19.测量冲击电压的分压器：（有电容和电阻两种。 ）用电阻分压器测量冲击电压的回路图，电缆两端的匹配要求R2+R3=Z=R4 ， 以及分压比的计算。用电容分压器测量冲击电压回路图，电缆首端匹配条件R1=Z和分压比 k=(C1+C2)/C1计算， 首末端匹配条件R1R2=Z，C1C2 C3+Cc 和 分 压 比 的 计 算K 2(C1+C2)/C1 。测量系统的特性： （分压比，响应）分压比：分压器输入端所加电压的峰值除以测量系统输出端出现的电压峰值。响应：分压器的输入端施加某一波形电压A(t)，与之相对应，在测量系统的输出端会出现电压 U(t)，U(t)即为对 A(t)的响应。通常采用A(t)为直角波时的响应来反映分压器的特性。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 19 页学习好资料欢迎下载补充： p110 页中电阻分压器的适用范围，四班老师有提到，7,5 这一节四班老师当时在复习时很犹豫， 画了一些，最后说不用了，我没有听懂啥意思，有必要的话大家和四班的同学交流交流。第 9 章雷电及防雷装置1.雷电参数：雷电活动强度 雷暴日及雷暴小时：雷暴日（小时） ：每年中有雷电的天数（小时数）。年平均雷暴日不超过15 的地区为少雷区；超过40 的为多雷区；超过90 及根据运行经验雷害特别严重地区为强雷区。落雷密度：每一个雷暴日、每平方公里对地面落雷次数。电力行业标准DL/T620-1997 建议取 = 0.07 次平方公里 . 雷电日。避雷线引雷范围：避雷线间距b+4h 雷电通道波阻抗： 雷电通道如同一个导体，雷电流在导体中流动，对电流波呈现一定的阻抗，该阻抗叫做雷电通道波阻抗（规程建议取300）雷电流的极性：实测表明负极性雷约占75 90 %。雷电流幅值：与被击物的波阻抗有关。规程规定雷电流指雷击于波阻抗小于30的接地电阻时，流过该物体的电流。雷电流幅值与气象、自然条件有关。雷电流的波头、陡度及波长（统计结果）：波头： 1 5 s 范围内变化，多为2.5 2.6 s，规程规定取2.6 s；波长： 20 100 s ，多数为50 s 左右。为简化计算，视为无限长；陡度：雷电流的上升速度，陡度与幅值I 有线性的关系，幅值愈大陡度愈大。 I/2.6kA/ s 雷电流的波形：a） 与实际雷电流波形最相近的双指数波b） 防雷计算简化的斜角平顶波c） 与标准波波头接近的半余弦波2.在线路防雷计算时，我国规程规定雷电流波头时间为2.6us。我国标准雷电冲击波形的波头、波长分别为1.2/50us。3. 现代电力系统中实际采用的防雷保护装置主要有：避雷针、避雷线、各种避雷器、防雷接地等等。4. 保护范围：表示避雷装置的保护效能。保护范围是相对的每一个保护范围都有规定的绕击（概）率。绕击：是指雷电绕过避雷装置而击中被保护物体的现象。我国有关规程所推荐的保护范围对应于0.1的绕击率。联合保护范围大于各自保护范围的和。外侧保护范围由单根避雷针的保护半径确定。两精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 19 页学习好资料欢迎下载针间的保护保护范围增大，范围按照上部边缘最低点O 的圆弧确定。等高三针联合保护范围可以两针两针地分别计算其保护范围。避雷线比避雷针的保护范围要小。5. 当雷电侵入波或操作波超过某一电压值后，避雷器将先于被保护电力设备放电，从而限制了过电压，使与其并联的电力设备得到保护。避雷器放电时，强大的冲击电流泄入大地，大电流过后，工频电流将沿原冲击电流的通道继续流过，此电流称为工频续流。6. 避雷器的技术要求：1）过电压作用时，避雷器先于被保护电力设备放电，当然这要由两者的全伏秒特性的配合来保证；2）避雷器应具有一定的熄弧能力，以可靠地切断在第一次过零时的工频续流。7. 避雷器的种类：保护间隙，管式避雷器，阀式避雷器（包括氧化锌避雷器）。8. 金属氧化锌避雷器具有以下优点：1）可省去串联火花间隙，结构大大简单；2）具有极好的非线性伏安特性，保护性能优越；3）无续流、动作负载轻、能重复动作实施保护；4）流通容量大，能制成重载避雷器；5）耐污性好。由于金属氧化锌避雷器保护性能优于碳化硅避雷器，已在逐步取代碳化硅避雷器，广泛用于交、直流系统，保护发电、变电设备的绝缘，尤其适合于中性点有效接地(见电力系统中性点接地方式 )的 110 千伏及以上电网。9. 避雷器的灭弧电压是由安装点可能出现的工频电压升高值决定的，它必须大于这个升高值。我国有关规程规定，阀式避雷器的灭弧电压，在中性点直接接地的系统中，应取设备最高运行线电压的80%， 而在中性点非直接接地系统中，取值不应低于设备最高运行线电压的100%。10. 残压：流过避雷器的冲击电流一定幅值、一定波形，在避雷器两端上产生的最大压降。11. 把残压与灭弧电压的比值叫做保护比，该值越小越好。（p154 页的切断比、灭弧电压定义，四班老师有提及）12. 接地电阻：把接地点处的电位与接地电流的比值定义为该点的接地电阻。它是大地电阻效应的总和。 （接地电阻不是接地导体的电阻，接地电阻实质上是接地电流在地中流散时土壤所呈现的电阻， 与土壤电阻率和接地体形状有关。由于金属的电阻率远小于土壤的电阻率，所以接地体本身的电阻在接地电阻中可以忽略不计。）13. 接地装置：埋入地中的金属接地体称为接地装置。14. 接触电压：当人触及漏电外壳，加于人手脚之间的电压。15. 跨步电压：当人在分布电位区域跨开一步，两脚（水平0.8m）的电位差。补充： p159 金属氧化物避雷器的优点重要第 10 章输电线路的防雷保护1.雷击架空输电线路有四种可能：1）雷击线路附近地面2）雷击塔顶及附近避雷线（雷击塔顶）3）雷击档距中央避雷线（雷击避雷线）4）雷击导线2.输电线路防雷的任务：采用技术上与经济上的合理措施，使系统雷害降低到运行部门能够接受的程度，保证系统安全可靠运行。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 19 页学习好资料欢迎下载3.输电线路防雷的措施（ “四道防线” ） ：还有耐雷水平，反击等定义。防止雷 直击 导线；防止雷击塔顶或避雷线后引起绝缘闪络（或称反击）；防止雷击闪络后转化为稳定的工频电弧（建弧率）；防止线路中断供电。4.衡量输电线路防雷性能的两个指标：耐压水平：承受雷电流幅值的能力。雷击跳闸率（单位：次/ l00km 40 雷电日）：雷击跳闸率是指折算为统一的条件下，因雷击而引起的线路跳闸的次数。此统一条件规定为每年40 个雷电日和l00km 的线路长度。线路的耐雷水平较高，就能承受较高幅值的雷电流，线路绝缘发生闪络的机会就较小，雷击跳闸率就较小。5.感应过电压的两个主要组成部分：对一般高度的线路，感应过电压最大值: 有避雷线时的感应过电压：= ( Ihd/2.6)(1-Kc) 无避雷线时 ,雷击导线的过电压及耐雷水平: 无避雷线时雷击塔顶时的过电压及耐雷水平: 塔顶电位：导线感应过电压: 绝缘子串上的电压: 线路耐雷水平：6.有避雷线时雷击塔顶线路的过电压及耐雷水平：（计算题）流经被击杆塔的入地电流为：杆塔电位为：+/2.6 避雷线电位与杆塔电位相同，避雷线与导线间存在耦合，极性与雷电流相同，作用在绝缘子串的这部分电压为：(+/2.6)(1-Kc) 雷击塔顶时的感应过电压为：hdIhd/2.6，避雷线的存在，感应过电压为Ihd/2.6(1-Kc) 此时，绝缘子串上的过电压为：(P170 10-24) 耐雷水平为： (P170 10-25) 7. 反击跳闸率n1（次 / 100km 40 雷电日）;绕击跳闸率n2（次 / 100km 40 雷电日）反击包括两部分：一是雷击塔顶及杆塔附近的避雷线，雷电流经杆塔入地，造成塔顶较高点位，使绝缘子闪络；一部分是雷击避雷线档距中央，一般不会发生闪络，当然不会引起反击跳闸。第 11 章 发电厂和变电站的防雷保护1.发电厂、变电所的雷电过电压有两个来源：1） 雷直击发电厂、变电所；一般采取避雷针或避雷线。2） 雷击输电线路产生的雷电波沿线路侵入发电厂和变电所。2.对入侵波防护的主要措施是发电厂、变电所内安装避雷器以限制电气设备上的过电压幅值；同时在发电厂、变电所的进线保护段上采取相应措施，以限制流过避雷器的雷电流dhUUKUc)1(IIZZIU100422100%50UI)6.2/(gtchLRIUdd6.2hIhU)6 .2/6 .2/(dgtchhLRIUj6 .2/6.2/dgtch50%hLRUI精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 19 页学习好资料欢迎下载和降低侵入波的陡度；对于直配电机，在母线上装设电容器以降低来波陡度，保护电机匝绝缘和中性点绝缘。3.发电厂、变电所防止直击雷的措施：采用避雷针、避雷线及良好的接地网。4.110kV 及以上配电装置，由于绝缘较强，一般可将避雷针装设在构架上。但因构架离电气设备较近，必须保证不发生反击，装避雷针的构架接地体与变压器接地体间保持15m以上。但土壤电阻率大于2000 m地区，宜装独立避雷针。主变的门形构架上不装避雷针。 35kV 及以下配电装置的绝缘较弱，需要装设独立避雷针。发电厂厂房一般不装避雷针，以免发生感应或反击使继电保护误动作，甚至造成绝缘损坏。5.我国有关规程规定： 110kV 及以上的配电装置（设备绝缘水平高不易反击）可将线路的避雷线引接到出线门型构架上；但土壤电阻率大于 1000 m 地区，应加装3 5 根接地极。35 60kV 配电装置（设备绝缘水平低）在不大于500 m 的地区，允许将线路的避雷线引接到出线门型构架上，但应装设3 5 根接地极；当500 m 时，避雷线应终止于线路终端杆塔，进变电所一档线路可装设避雷针保护。6.线路的冲击耐压比变电