《高压电技术》
第一章 电介质的极化、电导和损耗
本章要点：
1.电介质的极化； 2.电介质的电导； 3.电介质的损耗。
本章目标：
1.掌握电介质极化的概念、分类及特点；
2.掌握相对介电常数的概念，了解电介质极化在工程上的意义； 3.掌握电介质电导的概念及其特点；
4.掌握电介质损耗的概念、特点及其工程意义。
本章重点：
1.电介质极化的概念；
2.电介质电导的概念及其工程意义； 3.电介质损耗的概念及其工程意义。
本章难点
1.电介质的极化、电导和损耗的概念
一、单项选择题：
1.极化时间最长的是( D )。 A.电子式极化 B.离子式极化
C.偶极子极化
D.空间电荷极化
2.下列因素中，对固体电介质的tgδ影响不明显的是( D )。 A.湿度
B.电源频率
C.表面污秽
D.大气压强
3.下列电介质中属于离子结构的是（ B ）。 A.纤维
B.云母
C.空气
D.变压器油
二、填空题：
1.夹层极化相当于 增大了 整个电介质的等值电容。
2.电介质极化的基本形式有电子式极化、离子式极化、偶极子式极化、空间电荷极化（夹层式极化） 。
3.εr是表征电介质 在电场作用下极化程度的物理量 。
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4.在电介质的四种极化形式中，无损极化形式有电子式极化、离子式极化。
5.在电介质的四种极化形式中，有损极化形式有偶极子式极化、空间电荷极化（夹层式极化）。 6.选用电容器的绝缘介质时，希望εr 大些 ，这样可使电容器单位容量的体积和质量减小。 7.电介质的电导是 离子性 电导，金属的电导是 电子性 电导。 8.电导率是表征电介质 电导强弱程度 的物理量。
9.影响液体介质电导的主要因素有 电场强度 、 温度 、 杂质 。 10.固体电介质的电导分为 体积电导 和 表面电导 。
11.给电介质加上较低的电压时，介质中的能量损耗有 电导损耗 和 极化损耗 。 12.在直流电压作用下，电介质中只有 电导 损耗。 13.在交流电压作用下，介质中的有功功率P = U2?Ctg? 。 14.中性或弱极性液体介质的损耗主要是 电导 损耗。
三、简答题：
1.为什么电介质的电导率随温度的升高而升高，而导体的电导率随温度的升高而下降？
答：电介质的电导为离子性电导，随着温度的升高，分子的热运动加剧，分子之间的联系减弱，介质中离解出的离子数目增多，所以电导率增大。而导体的电导是电子性电导，温度升高，分子的热运动加剧，电子在电场作用下定向运动时遇到的阻力增大，所以电导率降低。 2.直流电压下和交流电压下电介质中的能量损耗是否相同？为什么？
答：不同。电介质在直流电压作用下只有电导损耗，而在交流电压作用下除了电导损耗外还有周期性极化引起的极化损耗，所以同样条件下，电介质在交流电压下的损耗大于直流电压下的损耗。
3.试比较电介质的电导与导体的电导有什么不同。
答：电介质的电导是离子性电导，而金属导体的电导是电子性电导；电介质的电导率小，导体的电导率大；随温度升高，电介质的电导率增大，导体的电导率减小。
第二章 气体电介质的击穿特性
本章要点：
1.均匀电场中气隙的击穿过程； 2.不均匀电场中气隙的击穿过程；
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3.冲击电压下空气间隙的击穿过程； 4.提高气体间隙击穿场强的方法； 5.沿面放电；
6.大气条件对外绝缘放电电压的影响。
本章目标：
1.掌握气体间隙在均匀电场及不均匀电场作用下的击穿特性； 2.掌握冲击电压作用下气体间隙的放电特点； 3.掌握提高气体间隙绝缘强度的方法； 4.掌握沿面放电的概念及防止污闪事故的措施； 5.了解大气状态对外绝缘放电电压的影响。
本章重点：
1.气体介质在均匀电场及不均匀电场作用下的击穿特性； 2.冲击电压作用下气体介质的放电特点； 3.提高气体间隙绝缘强度的方法； 4.沿面放电的概念及防止污闪事故的措施。
本章难点
1.汤逊理论、流注理论； 2.放电时延； 3.极性效应。
作业题
一、单项选择题：
1.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
2.先导通道的形成是以（ C ）的出现为特征。 A.碰撞游离
B.表面游离
C.热游离
D.光游离
3.电晕放电是一种（ A ）。 A.自持放电
B.非自持放电 C.电弧放电
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D.沿面放电
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4.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（ C ）。 A.碰撞游离
B.光游离
C.热游离
D.表面游离
5.解释气压较高、距离较长间隙中的气体放电过程可用（ B ）。 A.汤逊理论
B.流注理论
C.巴申定律
D.小桥理论
6.流注理论比汤逊理论多考虑了( D ) 。 A.碰撞
B.表面游离
C.热游离
D.电荷畸变电场
7.以下四种气体间隙的距离均为5cm，在直流电压作用下，击穿电压最低的是（ A ） A.棒—板间隙，棒为正极 C.棒—棒间隙
B.棒—板间隙，棒为负极 D.球—球间隙(球径30cm)
8.设S1、S2分别为某避雷器及其被保护设备的伏秒特性曲线，要使设备受到可靠保护必须（ C ） A.S1高于S2
B.S1等于S2
C.S1低于S2
D.S1与S2相交
9.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
10. 以下哪种材料具有憎水性（ A ）。 A.硅橡胶
B.电瓷
C.玻璃
D金属
11. 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
12. 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%
13. 雷电流具有冲击波形的特点：（ C ）。
A.缓慢上升，平缓下降 B.缓慢上升，快速下降 C.迅速上升，平缓下降 D.迅速上升，快速下降
14.我国国家标准规定的雷电冲击电压标准波形通常可以用符号（ C ）表示。 A.(1.2±30%)μs
B.(50±30%)μs
C.1.2/50μs
D.(1.2±20%)μs
二、填空题：
1.气体放电的主要形式： 辉光放电 、 火花放电 、 电弧放电 、 电晕放电 。 2.根据巴申定律，在某一δd值下，击穿电压存在 最小 值。 3.在极不均匀电场中，空气湿度增加，空气间隙击穿电压 升高 。
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4.流注理论认为，碰撞游离和 空间光游离 是形成自持放电的主要因素。
5.工程实际中，常用棒－板或 棒—棒 电极结构研究极不均匀电场下的击穿特性。 6.气体中带电质子的消失有 扩散 、复合、附着效应等几种形式
7.提高气体间隙击穿电压的方法总体可分为两大类，其一为 改善电场分布 ，其二为 削弱气隙中的游离过程 。
8.沿面放电就是沿着 固体介质 表面气体中发生的放电。
9.标准参考大气条件为：温度t0 = 20℃ ，压力 p0 = 101.3 kPa，绝对湿度h0=11g/m3。 10.越易吸湿的固体介质，沿面闪络电压就越 低 。
11.常规的防污闪措施有： 增大 爬距，加强清扫，采用硅油、地蜡等涂料 12.我国国家标准规定的标准操作冲击波波形 250/2500 μs。
13.极不均匀电场中，屏障的作用是由于其对 空间电荷 的阻挡作用，造成电场分布的改变。 14.调整电场的方法： 增大 电极曲率半径、改善电极边缘、使电极具有最佳外形
三、简答题：
1.试分析为什么在相同的条件下，棒－板间隙中棒为正极性时电晕起始电压比负极性时略高？而负棒—正板间隙的击穿电压高于正棒—负板间隙的击穿电压。
答：（1）因棒极附近场强很高，不论棒的极性如何，当外加电压达到一定值后，此强场区内的气体首先发生游离。当棒具有正极性时，间隙中出现的电子向棒极运动，进入强电场区，引起碰撞游离，形成电子崩。在放电达到自持、爆发电晕之前，在间隙中存在大量游离过程。当电子崩达到棒极后，其中的电子就进入棒极，而正离子仍留在空间，相对来说缓慢地向板极移动。即在棒极附近，积聚起正空间电荷，从而减少了紧贴棒极附近的电场，而加强了游离区外部空间的电场。这样，棒极附近的电场被削弱，难以形成流柱，这就使得自持放电也即电晕放电难以形成，所以电晕起始电压高，击穿电压低。 （2）当棒具有负极性时，阴极表面形成的电子立即进入强电场区，形成电子崩。当电子崩中的电子离开强电场区后，电子就不再能引起游离，而以越来越慢的速度向阳极运动。电子崩中的正离子逐渐向棒极运动而消失于棒极，但由于其运动速度较慢，所以在棒极附近总是积聚着正空间电荷。而在其后则是较分散的负空间电荷。负空间电荷由于浓度小，对外电场的影响不大，而正空间电荷将使电场畸变。棒极附近的电场得到加强，因而自持放电条件易于得到满足、易于转入流柱而形成电晕放电，所以电晕起始电压低。间隙深处的电场被削弱，使流注不易向前发展，因而其击穿电压较高。
2.什么叫伏秒特性？其形状与电场形式有何关系？伏秒特性有什么用途？ 答：伏秒特性：对某一冲击电压波形，间隙的击穿电压与击穿时间的关系曲线。
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