高电压技术复习资料
试品电容量的影响;⑤试品表面泄漏的影响。
为什么电介质损耗往往用 tgδ 表示,而不用损耗功率表示?答:①P 值与试验电压 U 的高低等因素有关;②tgδ 与电压、 频率、绝缘尺寸无关仅取决于介质的损耗特性;③tgδ 可以用高压电桥等仪器直接测量. 就试验后果来看,绝缘试验可以分为哪两大类?它们之间有什么关系?答:绝缘试验可以分为破坏性试验和非破坏性试 验。两者之间的关系是:①没有固定的定量关系;②两类实验都不可以缺少;③一般先进行非破坏性实验再进行破坏性 实验。 什么叫吸收比?绝缘干燥时和受潮后的吸收现象有何特点?答:吸收比是指绝缘电阻测量中,加压 60 秒时的绝缘电阻值 与加压 15 秒时的绝缘电阻值之比。即 k = R60/R15。一些设备(如变压器)的绝缘为多层介质,绝缘良好时存在明显的吸 收现象,绝缘电阻达到稳态值所需的时间较长(即吸收现象进行的较慢) ,稳态电阻值也高,吸收比远大于 1;当绝缘受 潮时,吸收现象不明显,绝缘电阻达到稳态值所需的时间短(即吸收现象进行的较快) ,稳态电阻值也较低,吸收比近似 等于 1。 直流高压试验和交流耐压试验相比主要有哪些特点。答:a.只有微安级泄漏电流,试验设备不需要供给试品的电容电流, 试验设备的容量较小,b.试验时可同时测量泄漏电流,由所得得“电压-电流”曲线能有效地显示绝缘内部的集中性缺陷 或受潮。C.在直流高压下,局部放电较弱,不会加快有采购绝缘材料的分解或老化变质,一定程度具有非破坏性试验的性 质。 D. 直流电压下,绝缘内的电压分布由电导决定,因而与交流运行电压下的电压分布不同,所以交流电气设备的绝缘 考验不如交流耐压试验那样接近实际。 若个别绝缘试验项目不合格,达不到规程的要求,可使用三比较方法。试简述三比较办法答:a.与同类型设备作比较:同 类型设备在同样条件下所得的试验结果应该大致相同,若差别很大就可能存在问题;b.在同一设备的三相试验结果之间进 行比较:若有一相结果相差达 50%以上,该相很可能存在缺陷;c.与该设备技术档案中的历年试验数据进行比较:若性能指标 有明显下降情况,即可能出现新的缺陷 何谓局部放电?高压电气设备的绝缘内部总是存在一些缺陷,如气泡空隙、杂质等。由于这些异物的电导和介电常数不同 于绝缘物,故在外加电场作用下,这些异物附近将具有比周围更高的场强,有可能引起该处物质产生电离放电现象,称 为局部放电。 请综述局部放电检测方法? 答:近年来,局部放电测试技术发展很快,检测方法很多,具体可以分为非电检测法和电气检测法两大类。非电检测法 灵敏度不高,只能进行定性检测,用以判断是否发生局部放电;电气检测法不仅可以灵敏地检测出是否发生局部放电, 还可以判断局部放电的强弱。 非电检测法主要有以下几种:①噪声检测法:最早利用人的听觉进行检测,这样做灵敏度第,且带有试验人员的主观因 素;后来改用微音器或其它传感器和超声波探测仪等做非主观性的声波和超声波检查,主要用于放电定位;②光检测法: 通过检测局部放电所发出的光量判断是否发生局部放电,但仅适用于透明介质;③化学检测法:通过气相色谱仪分析绝 缘油中所溶解气体的成份和含量判断绝缘油中是否发生局部放电。该方法灵敏度高,操作简便,且设备不需停电,适合 在线绝缘诊断,因而获得了广泛的应用。 电气检测法主要有以下几种:①脉冲电流法:此方法测量的是局部放电的视在放电量。该方法灵敏度高,应用广泛。② 介质损耗法: 该方法利用西林电桥测出介质的 tgδ-U 关系曲线, 曲线突然升高的地方对应的电压就是局部起始放电电压。 该方法的优点是不需要专门添加测试仪器,操作比较方便;缺点是灵敏度比脉冲电流法低的多,且 tgδ 随电压增大的现象 也有可能是其它因素引起,要排除这些因素的影响比较困难。
. .
在交流电压作用下调节 R3 和 C4,使电桥达到平衡(检流计 G 中的电流为零) ,此时有:
U CA
.
U CB
.
U AD
考虑到桥臂 CA,AD 中的电流相等且桥臂 CB,BD 中的电流相等,故有: Z1
U BD
Z3 Z2 Z4
将 Z1,Z2 ,Z3,Z4 表达式带入可得: C x
R4C N 2 2 R3 (1 2 C4 R4 )
C
。
自持放电(名词解释)即使外界游离因素不存在,间隙放电仅依靠电场作用即可继续进行的放电,称为自持放电。 电弧放电(名词解释)若放电回路阻抗较小,电源容量又大,气体间隙一旦放电电流极大,放电间隙温度极高,放电通 道发出耀眼的光亮,这种放电形式称为电弧放电。 气体击穿(名词解释)气体由绝缘状态变为导电状态的现象称为击穿。 沿面闪络(名词解释)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。 电子崩(名词解释)电子在电场作用下由阴极向阳极运动时,将与气体原子(或分子)碰撞,如果电场很强、电子的能 量足够大时,会发生碰撞电离,使原子分解为正离子和电子,此时空间出现两个电子。这两个电子又分别与两个原子发生碰 撞电离,出现 4 个自由电子。如此进行下去,空间中的自由电子将迅速增加,类似于电子雪崩,故名电子崩。 爬电比距(名词解释)外绝缘相-地之间的爬电距离与系统最高工作线电压之比。 简述绝缘污闪的发展机理。答: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;但是在雾、露天气时,污层湿润度不断增大,泄漏电流 也逐渐增大,在一定电压下能维持的局部电弧长度也不断增大,绝缘子表面这种不断延伸发展的局部电弧俗称“爬电”。一 旦局部电弧达到某一临界长度时,弧道温度已很高,弧道的进一步伸长不需要更高的电压,而是自动形成沿面闪络。
30
线路设计时已确定某线路相邻导线间气隙应能耐受峰值为正负 2000kV 的雷电冲击电压,试利用经验公式估算线间距离。 答:正极性雷电冲击时:由 U 50% 75 5.6 d 可知: d 负极性雷电冲击时:由 U 50% 110 6d 可知: d
2000 75
343.75cm
U1 U2
C2 C1
3 4
3
,则有: U1 60kV , U 2 80kV
Q1 C1U 1 4000 10
12
60 10 2.4 10 C ; Q2 C2U 2 3000 1012 80 103 2.4 10 4 C
4
②到达稳态后:
5.6 2000 110 6
315cm 所以线间距离应取为 343.75cm。
试估算标准大气条件下下半径分别为 1cm 和 1mm 的光滑导线的电晕起始场强。 答:半径 1cm 的光滑导线: Ec 30 m (1
0.3 r
) 30 1 1 (1
0.3 1 1 0.3
保护,使运行人员不受电场和磁场的影响;④安装工作量小,检修周期长。 试利用经验公式估计 d=20cm 的均匀电场气隙在标准大气压下的平均击穿场强。
Eb
Ub d
24.55 d 6.66 d d
24.55 6.66
d 25.76kV / cm
24.55 6.66 1
) 39 kV / cm
半径为 1mm 的光滑导线: Ec 30 m (1
0.3 r
) 30 1 1 (1
) 58.46 kV / cm
1 0.1
第三章
在高气压下,气隙的击穿电压和电极表面 A.粗糙度 B.面积 C.电场分布 A 有很大关系 D.形状 极化(名词解释)电介质中的带电质点在电场作用下沿电场方向产生有限位移和偶极子的取向现象。 试述提高液体电介质击穿电压的措施: 提高油品质,采用覆盖、绝缘层、极屏障等措施 某设备对地电容为 3200 PF,工频下 tgδ=0.01,如果所施加的工频电压等于 32kV,试求:1. 该设备绝缘所吸收的无功功 率和有功功率各为多少?2. 如果该设备的绝缘用并联电路来表示, 其中电阻阻值 R 为若干?3. 如果用串联等值电路来表 示,其中电容 Cs 和电阻值 r 各为若干? 答:① P U C p tg (32 10 ) 314 3200 10
Rx
2 2 R3 (1 2C4 R4 ) 2 2 C4 R4 C N
介质损耗角的正切为: tg
1 C4 R4 ,若取电阻 C x Rx
R4 的值为
10000 ,电容
C4 的单位为 F ,则有:
tg C4 。该项目测量的准确度受以下因素的影响:①外界电磁场的干扰影响;②温度的影响;③试验电压的影响;④
第一章
根据巴申定律,在某一 PS 值下,击穿电压存在 极小 值。 沿面放电就是沿着 固体介质 表面气体中发生的放电。 常规的防污闪措施有: 增加爬距,加强清扫,采用硅油、地蜡等涂料。 在极不均匀电场中,空气湿度增加,空气间隙击穿电压 提高 。 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 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 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 冲击系数是____B__放电电压与静态放电电压之比。 A.25% B.50% C.75% D.100% 气体内的各种粒子因高温而动能增加,发生相互碰撞而产生游离的形式称为 A.碰撞游离 B.光游离 C.热游离 D.表面游离 以下哪个不是发生污闪最危险的气象条件? D 。 A.大雾 B.毛毛雨 C.凝露 D.大雨
第二章
在极不均匀电场中,正极性击穿电压比负极性击穿电压 A. 小 B.大 C.相等 D.不确定 A 。 简述提高气体放电电压的措施。答:a. 电极形状的改进; b. 空间电荷对原电场的畸变作用;c. 极不均匀场中屏障的采用; d. 提高气体压力的作用;e. 高真空;f. 高电气强度气体 SF6 的采用 GIS(名词解释)GIS 是封闭式气体绝缘组合电器的简称,是指由断路器、隔离开关、接地刀闸、互感器、避雷器、母线、 连线和出线终端等部件组合而成,全部封闭在充 SF6 气体的金属外壳中的电气设备。 对支持绝缘子,加均压环能提高闪络电压的原因是 改善电极附近电场分布 。 为什么 SF6 气体具有特别高的电气强度并成为除空气外应用得最广泛的气体介质?试述 GIS 有哪些重要的优点?SF6 气体 属强电负性气体,容易吸附电子成为负离子,从而削弱了游离过程,因此该气体具有特别高的电气强度。SF6 气体提高压力 后可相当于一般液体或固体绝缘的绝缘强度。它是一种无色、无味、无臭、无毒、不燃的不活泼气体,化学性能非常稳 定,无腐蚀作用。且 SF6 气体的液化温度低,常温下是气体。它具有优良的灭弧性能,其灭弧能力是空气的 100 倍,故该 气体成为除空气外应用最广泛的气体介质。GIS 优点:①大大节省占地面积和空间体积;②运行安全可靠;③有利于环境