高电压技术2019总复习

发布 2022-10-26 18:54:28 阅读 8466

第一篇各类电介质在高场强下的特性。

第1章气体的放电基本物理过程和电气强度。

1、气体中带电质点产生的方式:

热电离、光电离、碰撞电离、表面电离。

2、气体中带电质点消失的方式:

流入电极、逸出气体空间、复合。

3、电子崩与汤逊理论:

电子崩的形成、汤逊理论的实质及适用范围。

4、巴申定律及其适用范围:

击穿电压与气体相对密度和极间距离乘积之间的关系。

5、流注理论:

考虑了空间电荷对原有电场的影响和空间光电离的作用,流注理论的实质及适用范围。

6、极不均匀电场中的电晕放电:

电晕放电的概念、起始场强、放电的极性效应。

7、极不均匀电场中的放电过程:

间距离相同的正、负极性“棒—板”气隙在自持放电前、后气体放电的差异。

8、冲击电压作用下气隙的击穿特性:

1)雷电和操作过电压波的波形。

2)冲击电压作用下的放电延时与伏秒特性

3)50%击穿电压的概念。

9、电场形式对放电电压的影响:

1)均匀电场无极性效应、各类电压形式放电电压基本相同、分散性小。

2)极不均匀电场中极间距离为主要影响因素、极性效应明显。

10、电压波形对放电电压的影响:

1)电压波形对均匀和稍不均匀电场影响不大。

2)对极不均匀电场影响相当大,稳态电压和冲击电压。

11、气体状态对放电电压的影响:

湿度、密度、海拔高度的影响。

12、气体性质对放电电压的影响:

在间隙中加入高电强度气体,可大大提高击穿电压,主要指一些含卤族元素的强电负性气体,如sf6

13、提高气体放电电压的措施:

1)电极形状的改进。

2)空间电荷对原电场的畸变作用。

3)极不均匀场中屏障的采用。

4)提高气体压力的作用。

5)高真空。

6)高电气强度气体sf6的采用。

14、沿面放电的概念:

沿着固体介质表面发展的气体放电现象,多发生在绝缘子、套管与空气的分界面上,沿面滑闪和沿面闪络。

15、绝缘子污染状态下的沿面放电:

污闪的发展过程和防止污闪的措施。

第2章液体、固体介质的电气强度。

1、电介质的极化:

极化:在电场的作用下,电荷质点会沿电场方向产生有限的位移现象,并产生电矩(偶极矩)

介电常数:电介质极化的强弱可用介电常数的大小来表示,与电介质分子的极性强弱有关。

极性电介质和非极性电介质:具有极性分子的电介质称为极性电介质。

由中性分子构成的电介质。

极化的基本形式:电子式、离子式(不产生能量损失)

转向、夹层介质界面极化(有能量损失)

2、电介质的电导:

气体的电导:主要来自于外界射线使分子发生电离和强电场作用下气体电子的碰撞电离。

液体的电导:离子电导和电泳电导。

固体的电导:离子电导和电子电导。

3、电介质的损耗:

1)介质损耗针对的是交流电压作用下介质的有功功率损耗。

2)介质损耗一般用介损角的正切值来表示。

4、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。

5、固体电介质的击穿:

电击穿、热击穿、电化学击穿的击穿机理及特点。

6、影响固体电介质击穿电压的主要因素:

电压作用时间、温度、电场均匀程度、受潮、累积效应、机械负荷。

第三篇电力系统过电压与绝缘配合。

过电压的概念:

指电力系统**现的对绝缘有危险的电压升高和电位差升高。

过电压的分类:

第6章线路和绕组中的波过程。

1、无损耗单导线上的波过程:

1)波速和波阻抗的计算公式。

2)前行波(反行波)电压、电流之间的关系。

3)线路中任意一点的电压(电流)等于前行波电压(电流)和反行波电压(电流)之和。

4)波阻抗与电阻的区别。

2、线路末端的折射、反射:

1)末端开路反射,在反射波所到之处电压提高1倍,而电流降为0

2)末端短路反射在反射波所到之处电流提高1倍,而电压降为0

3)末端接集中负载时的折反射当r和z1不相等时,来波将在集中负载上发生折反射。

4)集中参数等效电路(彼德逊法则)

3、行波通过串联电感和并联电容:

1)波通过电感(电容)时的最大陡度公式。

2)波穿过电感初瞬,在电感前发生电压正的全反射,使电感前电压提高1倍。

3)波旁过电容初瞬,则在电容前发生电压负的全反射,使电容前的电压下降为0

4)由于反射波会使电感前电压提高,可能危及绝缘,所以常用并联电容降低波陡度。

4、波在多导线系统中的传播:

1)自波阻抗、互波阻抗的公式。

2)多导线中电压、电流之间的关系方程。

3)耦合系数的重要概念。

5、绕组中的波过程。

1)变压器在雷电冲击波作用瞬间,可等值为一个电容,称为入口电容。

2)在末端接地的单相绕组中,最大电压将出现在绕组首端附近,其值可达1.4u0

3)在末端不接地的单相绕组中,最大电压将出现在中性点附近,其值可达1.9u0

4)通过在绕组首端部位加一些电容环和电容匝以及增大纵向电容可降低电位梯度。

5)三相变压器多相进波时的最大电位(星形接线、三角形接线)

6)变压器绕组之间的波过程通过静电耦合和电磁耦合传递。

7)旋转电机匝间绝缘上的电压与入侵波陡度成正比。

第7章雷电及防雷设备装置。

1、雷电放电和雷电过电压:

雷电的放电过程:

先导放电阶段、主放电阶段、余辉放电阶段,每个阶段的特点。

主要的雷电参数:

雷电日及雷电小时、地面落雷密度、雷电流幅值、雷电流等值波形及陡度。

雷电过电压的分类:

1)直击雷过电压。

2)感应雷过电压。

2、避雷针防雷原理及保护范围。

1)作用是吸引雷电击于自身,并将雷电流迅速泄入大地,从而使被保护物体免遭直接雷击。

2)避雷针需有足够截面的接地引下线和良好的接地装置,以便将雷电流安全可靠地引入大地。

3)单根和双根等高避雷针的保护范围。

3、避雷线(地线)防雷原理及保护范围:

1)避雷线的防雷原理与避雷针相同,主要用于输电线路的保护。

2)可用来保护发电厂和变电所,近年来许多国家采用避雷线保护500kv大型超高压变电所。

3)用于输电线路时,避雷线除了防止雷电直击导线外,同时还有分流作用,以减少流经杆塔入地的雷电流从而降低塔顶电位。

4)避雷线对导线的耦合作用还可以降低导线上的感应雷过电压。

5)单根及双根避雷线的保护范围。

4、避雷器工作原理及常用种类:

1)避雷针(线)不能完全避免设备不受雷击;从输电线路上也可能有危及设备绝缘的过电压波传入发电厂和变电所。

2)避雷器实质上是一种过电压限制器,与被保护的电气设备并联连接,当过电压出现并超过避雷器的放电电压时,避雷器先放电,从而限制了过电压的发展,使电气设备免遭过电压损坏。

3)避雷器的常用类型有:保护间隙、管型避雷器、阀式避雷器和金属氧化物避雷器。

5、对避雷器的基本要求:

1)绝缘强度的合理配合:避雷器与被保护设备的伏秒特性应有合理的配合;在绝缘强度的配合中,要求避雷器的伏秒特性比较平直、分散性小。

2)绝缘强度的自恢复能力:避雷器一旦在冲击电压作用下放电,就造成对地短路;随之工频短路电流(工频续流)要流过此间隙,避雷器应当具有自行截断工频续流,恢复绝缘强度的能力,使电力系统得以继续正常工作。

3)阀型避雷器的保护原理及阀片的作用。

4)残压、灭弧电压的重要概念。

第8章电力系统防雷保护。

1、输电线路耐雷性能参数:

1)输电线路落雷次数:每100km线路每年的雷击次数。

2)耐雷水平:雷击线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值,以ka为单位。

3)雷击跳闸率:每100km线路每年由雷击引起跳闸次数。这是衡量线路防雷性能的综合指标。

2、输电线路的直击雷过电压和耐雷水平。

我国110kv及以上线路一般全线都装设避雷线,而35kv及以下线路一般不装设避雷线,中性点直接接地系统有避雷线的线路遭受直击雷一般有三种情况:

1)雷击杆塔塔顶;

2)雷击避雷线档距**;

3)雷电绕过避雷线击于导线。

3、线路跳闸需满足的条件:

1)线路落雷。

2)雷电流超过线路耐雷水平,线路绝缘发生冲击闪络,雷电流沿闪络通道流入大地,但作用时间很短,线路开关来不及动作。

3)当闪络通道流过的工频短路电流的电弧持续燃烧时,才会跳闸停电。

4、雷击跳闸率计算。

雷击杆塔时的跳闸率。

绕击跳闸率。

输电线路雷击跳闸率。

5、输电线路的防雷保护措施。

1)架设避雷线、降低杆塔接地电阻、架设耦合地线、采用不平衡绝缘、装设自动重合闸、采用消弧线圈、装设避雷器、加强绝缘是主要的防雷方式。

2)确定输电线路防雷方式时,还应全面考虑线路综合因素,因地制宜地采取合理的保护措施。

6、发电厂、变电所遭受雷害的两个方面:

1)雷直击于发电厂、变电所:防护措施是采用避雷针或避雷线。

2)雷击输电线后产生的雷电波侵入发电厂、变电所:防护措施是装设避雷器,同时还应限制流过避雷器的雷电流幅值和陡度。

7、发电厂、变电所的直击雷保护。

1)110kv及以上的配电装置,一般将避雷针装在构架上。但在土壤电阻率的地区,仍宜装设独立避雷针,以免发生反击。

2)35kv及以下的配电装置仍宜采用独立避雷针。

3)60kv的配电装置,在地区宜采用独立避雷针的地区采用构架避雷针。

8、阀式避雷器的保护作用。

变压器承受雷电波能力变电所中变压器距避雷器的最大允许电气距离。

9、变电所的进线段保护。

1)为使变电所内避雷器能可靠地保护电气设备,必须限制流经避雷器的电流幅值不超过5ka(330kv-500kv为10ka)、限制侵入波陡度α不超过一定的允许值。

2)35-110kv无避雷线线路,雷击变电所附近导线时,两者都有可能超过。

3)进线段保护是指在临近变电所1-2km的一段线路上加强防雷保护措施,从而使避雷器雷电流的幅值和陡度都降低到合理范围内。

35kv及以上变电所的进线段保护。

保护角不宜超过20度。

10、变压器的防雷保护。

1)三绕组变压器的防雷保护。

2)自耦变压器的防雷保护。

3)变压器中性点的防雷保护。

4)全绝缘、分级绝缘的概念。

11、旋转电机的防雷保护。

旋转电机的防雷保护特点。

1)旋转电机主绝缘的冲击耐压值远低于同级变压器的冲击耐压值。

2)运行中的旋转电机主绝缘低于出厂时的核定值。

3)保护旋转电机用的磁吹避雷器的保护性能与电机绝缘水平的配合裕度很小(主绝缘)

4)由于电机绕组匝间电容较小,匝间承受电压正比于陡度,要求来波陡度较小(匝间绝缘)

5)电机绕组中性点一般不接地,三相进波时,中性点电压可达进波电压的两倍(中性点绝缘)

直配电机的防雷措施。

1)避雷器保护。

2)电容器保护。

3)电缆段保护。

4)电抗器保护。

第9章电力系统内部过电压。

内部过电压:电力系统中,除了雷电过电压外,还存在由于自己内部原因而引起的过电压,包括稳态过电压和操作过电压。

操作过电压:当开关操作或事故状态时引起系统拓扑结构发生改变时,各储能元件的能量重新分配时发生振荡,从而出现的电压升高的现象,持续时间0.1s以内。

高电压技术复习

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