西南交《电气设备状态监测》离线作业
主观题(共10道小题，每题10分)
1. 叙述电介质的定义
答：电介质是指在电场作用下能建立极化的一切物质，广义上说来，电介质不仅包括绝缘材料，而且包括各种功能材料，如压电、热释电、光电、铁电等材料。

2. 电介质有哪些类
答：根据电荷在分子中的分布特性，可以把电介质分为非极性电介质、极性电介质、离子型电介质；电介质按照存在的形态分成几种基本类型：固体电介质、液体电介质、气体电介质和真空电介质。

3. 说明固体电介质介质损耗的特点
答：普通的无机晶体介质只有位移极化，其介质损耗主要来源于电导；玻璃的介质损耗可以认为主要由三部分组成：电导损耗、松弛损耗和结构损耗；非极性有机介质，既没有弱联系离子，也不含极性基团，因此在外电场作用下只有电子位移极化，其介质损耗主要是由杂质电导引起的；极性有机介质分子量一般较大，分子间相互联系的阻碍作用较强，因此除非在高温之下，整个极性分子的转向难以建立，转向极化只可能由极性基团的定向所引起。

4. 什么是界面极化和损耗？
答：不均匀介质的界面极化，不是由束缚电荷或弱联系离子的位移或转向引起的，而是由自由电荷的移动产生的。

在电场作用下，介质中自由电荷移动，可以被介质中的缺陷或不同介质的分界面所捕获，形成空间电荷的局部积聚，使得介质中自由电荷分布不均匀从而产生宏观偶极矩的现象，称为界面极化或空间电荷极化。

5. 说明介质损耗角正切的测量方法与特点
答：电桥法：间接测量法，作为最传统的方法技术成熟，准确而可靠，但用于在线监测时把元件串入电路，降低了系统的可靠性；
谐振法：当测量频率增高至上kHz时，由于元件杂散电容、残余电感等的影响，一般电桥已不能用于绝缘材料的相对介电常数与介质损耗角正切的测量，在这种情况下广泛使用谐振法；
相位差法：直接测试介质损耗角，容易理解，用于在线监测非常方便，但对硬件要求很高，误差较大。

全数字法：采集信号后，所以计算均有微型计算机完成，方便、准确，对计算机计算要求较高
6. 按导电载流子种类，电介质的电导可分为哪些类型？举例说明。

答：（1）电子电导（包括空穴电导）：载流子是带负电荷的电子（或带正电荷的空穴）。

（2）离子电导：载流子是离解了的原子或原子团（离子），它们可以带正电荷，也可以带负电荷，如Na+、Cl－、(OH)－等。

离子导电时，伴随有电解现象发生。

（3）胶粒电导：载流子是带电的分子团即胶粒，如油中处于乳化状态的水等。

7. 说明气体电介质的电导特性。

答：常温、常压下的气体在较低电场强度下都是优良的绝缘体，能够通过气体的电流极其微弱，只有采用很高灵敏度的静电计才能检测出来（j < 10-14A/m2）。

气体中载流子的浓度与外界影响因素密切相关，如气体受到光、热、辐射等外因作用时，分子发生电离而产生正、负离子对；或由于光、热、辐射作用使阴极发射出电子。

显然，气体中载流子浓度的大小主要取决于光、热、辐射等电离源的强弱。

8. 列表说明运行中35kV、110kV、220kV、500kV油纸型高压套管在20℃时tanδ
的规定值（％）
解：
9. 什么是GIS
答：SF
封闭式组合电器（气体绝缘金属封闭开关设备）是将断路器、隔离开
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关、快速接地开关、电流互感器、避雷器、母线、套管和/或电缆终端等电气元件封闭组合在接地的金属外壳中，以SF
气体作为绝缘介质，简称GIS，其作用相当
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于一个开关站。

10.简述真空断路器的优点，及其主要应用场所。

答：不爆炸，低噪声，体积小，高可靠性，检修周期长。

35kV级以下（含）电压等级中占主导地位。