第一篇：高电压技术第4章习题答案
第四章 绝缘的预防性试验
4-1测量绝缘电阻能发现哪些绝缘缺陷?试比较它与测量泄漏电流试验项目的异同。4-2绝缘干燥时和受潮后的吸收特性有什么不同？为什么测量吸收比能较好的判断绝缘是否受潮？
4-3简述西林电桥的工作原理。为什么桥臂中的一个要采用标准电容器?这—试验项目的测量准确度受到哪些因素的影响?
4-4在现场测量tanδ而电桥无法达到平衡时，应考虑到什么情况并采取何种措施使电桥调到平衡?
4-5什么是测量tanδ的正接线和反接线?它们各适用于什么场合?
4-6综合比较本章中介绍的各种预防性试验项目的效能和优缺点(能够发现和不易发现的绝缘缺陷种类、检测灵敏度、抗干扰能力、局限性等)。
4-7总结进行各种预防性试验时应注意的事项。
4-8对绝缘的检查性试验方法，除本章所述者外，还有哪些可能的方向值得进行探索研究的?请开拓性地、探索性地考虑一下，也请大致估计一下这些方法各适用于何种电气设备，对探测何种绝缘缺陷可能有效。
4-9综合计论：现行对绝缘的离线检查性试验存在哪些不足之处?探索一下：对某些电气设备绝缘进行在线检测的可能性和原理性方法。
4-1测量绝缘电阻能发现哪些绝缘缺陷?试比较它与测量泄漏电流试验项目的异同。答：测量绝缘电阻能有效地发现下列缺陷：总体绝缘质量欠佳；绝缘受潮；两极间有贯穿性的导电通道；绝缘表面情况不良。测量绝缘电阻和测量泄露电流试验项目的相同点：两者的原理和适用范围是一样的，不同的是测量泄漏电流可使用较高的电压(10kV及以上)，因此能比测量绝缘电阻更有效地发现一些尚未完全贯通的集中性缺陷。
4-2绝缘干燥时和受潮后的吸收特性有什么不同？为什么测量吸收比能较好的判断绝缘是否受潮？ 答：绝缘干燥时的吸收特性RR2，而受潮后的吸收特性1。如果测试品受R0R0
潮，那么在测试时，吸收电流不仅在起始时就减少，同时衰减也非常快，吸收比的比值会有明显不同，所以通过测量吸收比可以判断绝缘是否受潮。
4-3简述西林电桥的工作原理。为什么桥臂中的一个要采用标准电容器?这—试验项目的测量准确度受到哪些因素的影响?
答：
西林电桥是利用电桥平衡的原理，当流过电桥的电流相等时，电流检流计指向零点，即没有电流通过电流检流计，此时电桥相对桥臂上的阻抗乘积值相等，通过改变R3和C4来确定电桥的平衡以最终计算出Cx和tanδ。采用标准电容器是因为计算被试品的电容需要多个值来确定，如果定下桥臂的电容值，在计算出tanδ的情况下仅仅调节电阻值就可以最终确定被试品电容值的大小。
这一试验项目的测量准确度受到下列因素的影响：处于电磁场作用范围的电磁干扰、温度、试验电压、试品电容量和试品表面泄露的影响。
4-4在现场测量tanδ而电桥无法达到平衡时，应考虑到什么情况并采取何种措施使电桥调到平衡?
答：此时可能是处于外加电场的干扰下，应采用下列措施使电桥调到平衡：
（1）加设屏蔽，用金属屏蔽罩或网把试品与干扰源隔开；
（2）采用移相电源；
（3）倒相法。
4-5什么是测量tanδ的正接线和反接线?它们各适用于什么场合?
答：正接线是被试品CX的两端均对地绝缘，连接电源的高压端，而反接线是被试品接于电源的低压端。反接线适用于被试品的一极固定接地时，而正接线适用于其它情况。
4-6综合比较本章中介绍的各种预防性试验项目的效能和优缺点(能够发现和不易发现的绝缘缺陷种类、检测灵敏度、抗干扰能力、局限性等)。
答：测量绝缘电阻能有效地发现下列缺陷：总体绝缘质量欠佳；绝缘受潮；两极间有贯穿性的导电通道；绝缘表面情况不良。测量绝缘电阻不能发现下列缺陷：绝缘中的局部缺陷：如非贯穿性的局部损伤、含有气泡、分层脱开等；绝缘的老化：因为已经老化的绝缘，其绝缘电阻还可能是相当高的。
4-7总结进行各种预防性试验时应注意的事项。
答：测量绝缘电阻时应注意下列几点：
(1)试验前应将试品接地放电一定时间。对容量较大的试品，一般要求5-10min．这是为了避免被试品上可能存留残余电荷而造成测量误差。试验后也应这样做，以求安全。
(2)高压测试连接线应尽量保持架空，确需使用支撑时，要确认支撑物的绝缘对被试品绝缘测量结果的影响极小。
(3)测量吸收比时，应待电源电压达稳定后再接入试品，并开始计时。
(4)对带有绕组的被试品，加先将被测绕组首尾短接，再接到L端子：其他非被测绕组也应先首尾短接后再接到应接端子。
(5)绝缘电阻与温度有十分显著的关系。绝缘温度升高时，绝缘电阻大致按指数率降低．吸收比的值也会有所改变。所以，测量绝缘电阻时，应准确记录当时绝缘的温度，而在比较时，也应按相应温度时的值来比较。
(6)每次测试结束时，应在保持兆欧表电源电压的条件下，先断开L端子与被试品的连线，以免试品对兆欧表反向放电，损坏仪表。
4-8对绝缘的检查性试验方法，除本章所述者外，还有哪些可能的方向值得进行探索研究的?请开拓性地、探索性地考虑一下，也请大致估计一下这些方法各适用于何种电气设备，对探测何种绝缘缺陷可能有效。
答：略
4-9综合计论：现行对绝缘的离线检查性试验存在哪些不足之处?探索一下：对某些电气设备绝缘进行在线检测的可能性和原理性方法。
答：不足之处：需要停电进行，而不少重要的电力设备不能轻易地停止运行；监测间隔周期较长，不能及时发现绝缘故障；停电后的设备状态与运行时的设备状态不相符，影响诊断的正确性。
第二篇：高电压技术习题与答案
第一章
气体放电的基本物理过程
一、选择题
1)
流注理论未考虑的现象。
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．自持放电
B．非自持放电
C．电弧放电
D．均匀场中放电
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。
A.碰撞游离
B.光游离
C.热游离
D.表面游离
5)
______型绝缘子具有损坏后“自爆”的特性。
A.电工陶瓷
B.钢化玻璃
C.硅橡胶
D.乙丙橡胶
6)
以下哪个不是发生污闪最危险的气象条件？
A.大雾
B.毛毛雨
C.凝露
D.大雨
7)
污秽等级II的污湿特征：大气中等污染地区，轻盐碱和炉烟污秽地区，离海岸盐场3km~10km地区，在污闪季节中潮湿多雾但雨量较少，其线路盐密为。
A.≤0.03
B.>0.03~0.06
C.>0.06~0.10
D.>0.10~0.25
8)
以下哪种材料具有憎水性？
A.硅橡胶
B.电瓷
C.玻璃
D金属
二、填空题
9)
气体放电的主要形式：、、、、10)
根据巴申定律，在某一PS值下，击穿电压存在值。
11)
在极不均匀电场中，空气湿度增加，空气间隙击穿电压。
12)
流注理论认为，碰撞游离和
是形成自持放电的主要因素。
13)
工程实际中，常用棒－板或
电极结构研究极不均匀电场下的击穿特性。
14)
气体中带电质子的消失有、复合、附着效应等几种形式
15)
对支持绝缘子，加均压环能提高闪络电压的原因是。
16)
沿面放电就是沿着
表面气体中发生的放电。
17)
标准参考大气条件为：温度，压力
kPa，绝对湿度
18)
越易吸湿的固体，沿面闪络电压就越______
19)
等值盐密法是把绝缘子表面的污秽密度按照其导电性转化为单位面积上__________含量的一种方法
20)
常规的防污闪措施有：
爬距，加强清扫，采用硅油、地蜡等涂料
三、计算问答题
21)
简要论述汤逊放电理论。
22)
为什么棒－板间隙中棒为正极性时电晕起始电压比负极性时略高？
23)
影响套管沿面闪络电压的主要因素有哪些？
24)
某距离4m的棒-极间隙。在夏季某日干球温度，湿球温度，气压的大气条件下，问其正极性50%操作冲击击穿电压为多少kV?（空气相对密度）
25)
某母线支柱绝缘子拟用于海拔4500m的高原地区的35kV变电站，问平原地区的制造厂在标准参考大气条件下进行1min工频耐受电压试验时，其试验电压应为多少kV？
第二章
气体介质的电气强度
一、选择题
1)
SF6气体具有较高绝缘强度的主要原因之一是______。
A．无色无味性 B．不燃性 C．无腐蚀性 D．电负性
2)
冲击系数是______放电电压与静态放电电压之比。
A．25% B．50% C．75% D．100%
3)
在高气压下，气隙的击穿电压和电极表面______有很大关系
A．粗糙度
B．面积 C．电场分布 D．形状
4)
雷电流具有冲击波形的特点：______。
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
5)
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
二、填空题
6)
我国国家标准规定的标准操作冲击波形成______。
7)
极不均匀电场中，屏障的作用是由于其对______的阻挡作用，造成电场分布的改变。
8)
下行的负极性雷通常可分为3个主要阶段：、、。
9)
调整电场的方法：______电极曲率半径、改善电极边缘、使电极具有最佳外形
三、计算问答题
10)
保护设备与被保护设备的伏秒特性应如何配合？为什么？
11)
某1000kV工频试验变压器，套管顶部为球形电极，球心距离四周墙壁均约5m，问球电极直径至少要多大才能保证在标准参考大气条件下，当变压器升压到1000kV额定电压时，球电极不发生电晕放电？
12)
一些卤族元素化合物（如SF6）具有高电气强度的原因是什么？
第三章
液体和固体介质的电气特性
一、选择题
1)
电介质按极性强弱分类，在下面的介质中，弱极性电介质有______，中性电介质有______，强极性电介质有______。
A.H2
B.N2
C.O2
D.CO2
E.CH4
F.空气
G.水
H.酒精
I.变压器油
J.蓖麻油
2)
按照国家标准GB11021-1989“电气绝缘的耐热性评定和分级”将各种电工绝缘材料耐热程度划分等级，以确定各级绝缘材料的最高持续工作温度。其中A级绝缘材料的最高持续温度是______，F级绝缘材料的最高持续温度是______。
A.90
B.105
C
.120
D.130
E.155
F.180
二、填空题
3)
影响液体电介质击穿电压的因素有______、______、______、______、______。
4)
固体介质的击穿形势有______、______、______。
5)
电介质是指______，根据化学结构可以将其分成______、______、______。
6)
电介质极化的基本形式有______、______、______、______、______。
7)
介质损失角正切的计算公式是_______，表示______。
8)
一般来说，标准电容器采用______绝缘，电力电容器采用______绝缘，为什么？
9)
两个标准油杯，一个是含杂质较多的油；另一个是含杂质较少的油，试问：（1）当施加工频电压时，两杯油击穿电压______。（2）当施加雷电冲击电压时，两杯油击穿电压______，是因为______。
10)
纤维等杂质对极不均匀电场下变压器的击穿电压影响较小，这是因为______。
11)
介质热老化的程度主要是由______和_______来决定的。
12)
转向极化程度与电源频率和温度有关，随着频率的增加，极化率______，随着温度的增加，极化程度______。
13)
纯净液体介质的击穿理论分为______和_______。
14)
影响固体介质击穿电压的主要因素有______、______、______、______、______。
三、计算问答题
15)
测量绝缘材料的泄漏电流为什么用直流电压而不用交流电压？
第四章
电气设备绝缘预防性试验
一、选择题
1)
下面的选项中，非破坏性试验包括______，破坏性实验包括______。
A.绝缘电阻试验
B.交流耐压试验
C.直流耐压试验
D.局部放电试验
E.绝缘油的气相色谱分析
F.操作冲击耐压试验
G.介质损耗角正切试验
H.雷电冲击耐压试验
二、填空题
2)
根据绝缘特征的诊断规则的不同，可将诊断方法可以分为______、______、______。
3)
当绝缘良好时，稳定的绝缘值______，吸收过程相对_______；绝缘不良或受潮时，稳定的绝缘电阻值______，吸收过程相对______。
4)
测量泄漏电流的方法有______和_______。其中______测量泄漏电流更好，因为______。
5)
目前实用的局部放电测量的方法，使用得最多的测量方法是______、______、______。
6)
在局部放电测量中，称为______，是指______。
7)
用阻抗法进行局部放电测量，阻抗Z的位置很重要，根据Z位置不同，可以分为______和______。如果试样电容很大的话，这里应该使用______，因为______。
8)
在对电力设备绝缘进行高电压耐压试验时，所采用的电压波形有______、______、______、______。
三、计算问答题
9)
正接法和反接法西林电桥各应用在什么条件下？
10)
如图所示，介质的三电容模型，试推导说明视在放电电荷量q与介质中真实放电电荷qr之间的关系,要求写出推导过程。
第五章
绝缘的高压试验
一、选择题
1)
用铜球间隙测量高电压，需满足那些条件才能保证国家标准规定的测量不确定度？
A
铜球距离与铜球直径之比不大于0.5
B
结构和使用条件必须符合IEC的规定
C
需进行气压和温度的校正
D
应去除灰尘和纤维的影响
2)
交流峰值电压表的类型有：
A电容电流整流测量电压峰值
B整流的充电电压测量电压峰值
C
有源数字式峰值电压表
D
无源数字式峰值电压表
3)
关于以下对测量不确定度的要求，说法正确的是：
A
对交流电压的测量，有效值的总不确定度应在±3％范围内
B
对直流电压的测量，一般要求测量系统测量试验电压算术平均值的测量总不确定度应不超过±4％
C
测量直流电压的纹波幅值时，要求其总不确定度不超过±8％的纹波幅值
D
测量直流电压的纹波幅值时，要求其总不确定度不超过±2％的直流电压平均值。
4)
构成冲击电压发生器基本回路的元件有冲击电容C1，负荷电容C2，波头电阻R1和波尾电阻R2，为了获得一很快由零上升到峰值然后较慢下降的冲击电压，应使______。
A．C1＞＞C2、R1＞＞R2 B．C1＞＞C2、R1＜＜R2
C．C1＜＜C2、R1＞＞R2 D．C1＜＜C2、R1＜＜R2
5)
用球隙测量交直流电压时，关于串接保护电阻的说法，下面哪些是对的？
A
球隙必须串有很大阻值的保护电阻
B
串接电阻越大越好
C
一般规定串联的电阻不超过500Ω
D
冲击放电时间很短，不需要保护球面。
6)
电容分压器的低压臂的合理结构是______。
A低压臂电容的内电感必须很小
B
应该用同轴插头，插入低压臂的屏蔽箱
C
电缆输入端应尽可能靠近电容C2的两极。
D
abc环路线应该比较长
7)
标准规定的认可的冲击电压测量系统的要求是：
A
测量冲击全波峰值的总不确定度为±5％范围内
B
当截断时间时，测量冲击截波的总不确定度在±5％范围内
C当截断时间时，测量冲击电压截波的总不确定度在±4％范围内
D测量冲击波形时间参数的总不确定度在±15％范围内
8)
光电测量系统有哪几种调制方式：
A
幅度－光强度调制（AM－IM）
B
调频－光强度调制（FM－IM）
C
数字脉冲调制
D
利用光电效应
二、填空题
9)
交流高电压试验设备主要是指______。
10)
试验变压器的体积和重量都随其额定电压值的增加而急剧增加，试验变压器的额定容量Pn应按______来选择。
11)
在电压很高时，常采用几个变压器串联的方法，几台试验变压器串联的意思是______。
12)
如果串级数为n，串级变压器整套设备的装置总容量W装为______，随着串级数的增加，装置的利用率明显下降，一般串级数n______。
13)
串级数为4级试的串级试验变压器的利用率为______。
14)
试验变压器容性试品上的电压的电压升高，分为______和______。
15)
利用高压实验变压器产生操作冲击波，而不用冲击电压发生器来产生冲击波，是因为______。
16)
电力系统外绝缘的冲击高压试验通常可以采样15次冲击法，即是______。
17)
用高压静电电压表测量稳态高电压的优点是______；缺点是______。
18)
冲击电压发生器的原理是______。
19)
在冲击电压发生器的等效电路中，若考虑回路电感效应，为获得非振荡冲击波的条件是_________
20)
冲击电流的试验设备的功用是______。
21)
测量冲击大电流的仪器有______和______。
22)
实验室测量冲击高电压的方法有______。
23)
影响球隙测量电压的可靠性的因素有______和______。
24)
常用的冲击电压分压器有______。
25)
为了补偿分压器的对地电容，在分压器的高压端安装一个圆伞形______。
三、计算问答题
26)
一台测工频高电压的电阻分压器，额定电压为100kV（有效值），阻值为4MΩ，对地杂散电容为1000pF，求由杂散电容引起的峰值和相位测量误差，以及在额定测量电压下热耗的功率值。
27)
压充电标准电容器有什么功用？
28)
高压直流分压器的选择原则是什么？
29)
35kV电力变压器，在大气条件为，℃
时做工频耐压试验，应选用球隙的球极直径为多大？球隙距离为多少？
30)
怎样选择试验变压器的额定电压和额定容量？设一被试品的电容量为4000pF，所加的试验电压有效值为400kV，试求进行这一工频耐压试验时流过试品的电流和该试验变压器的输出功率。
31)
高压实验室中被用来测量交流高电压的方法常用的有几种？
32)
在说明多极冲击电压发生器动作原理时，为什么必须强调装置对地杂散电容所起的作用？
33)
某冲击电压发生器的等效电路如图8-13所示。已知C1为20nF，C2为2nF，阻尼电阻Rd为100Ω,若要获得标准雷电冲击波形，设暂不计L的影响，请用近似公式计算Rf,Rt。
34)
冲击电流波形有哪两类？
35)
对两类冲击波，中国和IEC标准怎么规定的？
36)
简述冲击电流发生器的基本原理。
37)
名词解释：50％放电电压
38)
简述对冲击电压测量系统响应特性的要求。
39)
测量高电压的弱电仪器常受一些电磁干扰，干扰来源主要有哪些？
40)
简述高电压试验时的抗干扰措施。
41)
利用试验变压器产生操作冲击电压波以及电力变压器进行感应操作冲击电压波试验时，为什么波长时间TZ与铁心中的起始磁通量和铁心的饱和磁通量相关？
42)
串级倍压直流高压装置的串级数受到什么因素的制约？
第六章
输电线路和绕组中的波过程
一、选择题
1)
波在线路上传播，当末端短路时，以下关于反射描述正确的是______。
A．
电流为0，电压增大一倍
B．
电压为0，电流增大一倍
C．
电流不变，电压增大一倍
D．
电压不变，电流增大一倍
2)
下列表述中，对波阻抗描述不正确的是______。
A．
波阻抗是前行波电压与前行波电流之比
B．
对于电源来说波阻抗与电阻是等效的C．
线路越长，波阻抗越大
D．
波阻抗的大小与线路的几何尺寸有关
3)
减少绝缘介质的介电常数可以______电缆中电磁波的传播速度。
A．降低
B．提高
C．不改变
D．不一定
二、填空题
4)
电磁波沿架空线路的传播速度为______。
5)
传输线路的波阻抗与______和______有关，与线路长度无关。
6)
在末端开路的情况下，波发生反射后，导线上的电压会______。
7)
波传输时，发生衰减的主要原因是______、______、______。
8)
Z1、Z2两不同波阻抗的长线相连于A点，行波在A点将发生折射与反射，反射系数的β取值范围为______。
三、计算问答题
9)
简述波传播过程的反射和折射。
10)
波阻抗与集中参数电阻本质上有什么不同？
11)
彼得逊法则的内容、应用和需注意的地方。
第七章
雷电放电及防雷保护装置
第八章
电力系统防雷保护
一、选择题
1)
根据我国有关标准，220kV线路的绕击耐雷水平是______。
A．12kA
B．16kA
C．80kA
D.120kA
2)
避雷器到变压器的最大允许距离______。
A．
随变压器多次截波耐压值与避雷器残压的差值增大而增大
B．
随变压器冲击全波耐压值与避雷器冲击放电电压的差值增大而增大
C．
随来波陡度增大而增大
D．
随来波幅值增大而增大
3)
对于500kV线路，一半悬挂的瓷绝缘子片数为______。
A．24
B．26
C．28
D.30
4)
接地装置按工作特点可分为工作接地、保护接地和防雷接地。保护接地的电阻值对高压设备约为______
A．0.5～5
B．1～10
C．10～100
D小于1
5)
在放电厂和变电站中，对直击雷的保护通常采用哪几种方式？
A．
避雷针
B．
避雷线
C．
并联电容器
D．
接地装置
二、填空题
6)
落雷密度是指______。
7)
雷电波的波头范围一般在______到______范围内，在我国防雷设计中，通常建议采用______长度的雷电流波头长度。
8)
埋入地中的金属接地体称为接地装置，其作用是______。
9)
中等雷电活动地区是指该地区一年中听到雷闪放电的天数Td范围为______。
10)
对于500kV的高压输电线路，避雷线的保护角一般不大于______。
11)
输电线路防雷性能的优劣，工程上主要用______和______两个指标来衡量。
12)
GIS的绝缘水平主要取决于______。
13)
降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平防止______的有效措施。
14)
避雷针加设在配电装置构架上时，避雷针与主接地网的地下连接点到变压器接地线与主接地网的地下连接点之间的距离不得小于______m。
15)
我国35~220kV电网的电气设备绝缘水平是以避雷器______kA下的残压作为绝缘配合的设计依据。
三、计算问答题
16)
防雷的基本措施有哪些？请简要说明。
17)
电容器在直配电机防雷保护中的主要作用是什么?
18)
感应过电压是怎么产生的？请介绍简单的计算公式。
19)
简述避雷针的保护原理和单根保护范围的计算。
第九章
内部过电压
第十章
电力系统绝缘配合一、选择题
1)
空载线路合闸的时候，可能产生的最大过电压为______。
A．1.5
B．2
C．3
D.4
2)
在110kV～220kV系统中，为绝缘配合许可的相对地操作过电压的倍数为______。
A．4.0倍
B．3.5倍
C．3.0倍
D2.75倍
3)
空载线路合闸过电压的影响因素有______。
A．合闸相位
B．线路损耗
C．线路上残压的变化
D．单相自动重合闸
4)
以下属于操作过电压的是______。
A．工频电压升高
B．电弧接地过电压
C．变电所侵入波过电压
D．铁磁谐振过电压
二、填空题
5)
在中性点非直接接地系统中，主要的操作过电压是______。
6)
对于220kV及以下系统，通常设备的绝缘结构设计允许承受可能出现的______倍的操作过电压。
7)
三相断路器合闸时总存在一定程度的不同期，而这将加大过电压幅值，因而在超高压系统中多采用______。
8)
要想避免切空线过电压，最根本的措施就是要______。
9)
目前切空变过电压的主要限制措施是采用______。
10)
工频耐受电压的确定，通常是通过比较______和______的等值工频耐受电压来完成的。
11)
在污秽地区或操作过电压被限制到较低数值的情况下，线路绝缘水平主要由______来决定。
12)
设变压器的激磁电感和对地杂散电容为100mH和1000pF，则当切除该空载变压器时，设在电压为l00kV、电流为10A时切断，则变压器上可能承受的最高电压为______。
三、计算问答题
13)
简述电力系统中操作过电压的种类及其产生过程。
14)
试说明电力系统中限制操作过电压的措施。
15)
为什么在断路器的主触头上并联电阻有利于限制切除空载长线时的过电压？
16)
简述绝缘配合的原则和基本方法。
第一章
气体放电的基本物理过程
一、选择题
1、B2、C3、A4、C5、B6、D7、C8、A
二、填空题
9、答案：辉光放电、电晕放电、刷状放电、火花放电、电弧放电
10、极小（最低）
11、提高
12、光电离
13、棒－棒
14、扩散
15、改善(电极附近)电场分布
16、固体介质17、101.318、低19、20、增加
三、计算问答题
21、当外施电压足够高时，一个电子从阴极出发向阳极运动，由于碰撞游离形成电子崩，则到达阳极并进入阳极的电子数为eas个(α为一个电子在电场作用下移动单位行程所发生的碰撞游离数；s为间隙距离)。因碰撞游离而产生的新的电子数或正离子数为(eas-1)个。这些正离子在电场作用下向阴极运动，并撞击阴极．若1个正离子撞击阴极能从阴极表面释放r个(r为正离子的表面游离系数)有效电子，则(eas-1)个正离子撞击阴极表面时，至少能从阴极表面释放出一个有效电子，以弥补原来那个产生电子崩并进入阳极的电子，则放电达到自持放电。即汤逊理论的自持放电条件可表达为r(eas-1)=1。
22、（1）当棒具有正极性时，间隙中出现的电子向棒运动，进入强电场区，开始引起电离现象而形成电子崩。随着电压的逐渐上升，到放电达到自持、爆发电晕之前，在间隙中形成相当多的电子崩。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。于是在棒极附近，积聚起正空间电荷，从而减少了紧贴棒极附近的电场，而略为加强了外部空间的电场。这样，棒极附近的电场被削弱，难以造成流柱，这就使得自持放电也即电晕放电难以形成。
（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，造成电子崩。当电子崩中的电子离开强电场区后，电子就不再能引起电离，而以越来越慢的速度向阳极运动。一部份电子直接消失于阳极，其余的可为氧原子所吸附形成负离子。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存在着正空间电荷。结果在棒极附近出现了比较集中的正空间电荷，而在其后则是非常分散的负空间电荷。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增强，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。
23、（1）电场分布情况和作用电压波形的影响
（2）电介质材料的影响
（3）气体条件的影响
（4）雨水的影响
24、查《高电压工程》52页图2-24曲线4可知，距离为4m的棒-极间隙，其标准参考大气条件下的正极性50%操作冲击击穿电压=1300kV
查《高电压工程》65页图3-2可得空气绝对湿度。从而再由图3-1求得参数。求得参数=1300/（500×4×0.95×1.1）=0.62，于是由图3-3得指数。
空气密度校正因数
湿度校正因数
所以在这种大气条件下，距离为4m的棒-极间隙的正极性50%操作冲击击穿电压为
25、查《高电压工程》附录A中的表A-2，亦即GB311.1-1997的规定可知，35kV母线支柱绝缘子的1min干工频耐受电压应为100kV，则可算出制造厂在平原地区进行出厂1min干工频耐受电压试验时，其耐受电压U应为
第二章
气体介质的电气强度
一、选择题
1、D2、B3、A4、C5、A
二、填空题6、250/25007、空间电荷
8、先导、主放电、余光
9、增大
三、计算问答题
10、保护设备的伏秒特性应始终低于被保护设备的伏秒特性。这样，当有一过电压作用于两设备时，总是保护设备先击穿，进而限制了过电压幅值，保护了被保护设备
11、此球形电极与四周墙壁大致等距离，可按照上述的同心球电极结构来考虑。变压器的球电极为同心球的内电极，四周墙壁为同心球的外电极。
按题意须保证点要求升压到1000kV（有效值）时，球电极表面最大场强小于球电极的电晕起始场强，即保证
将U=1414V峰值，R=500cm，代入此不等式，算得r=60cm时球电极表面最大场强=26.7kV/cm，小于同心球内电极的电晕起始场强=27.1
kV/cm。球电极的起始电晕电压=1012kV＞1000kV。
因此，在这种距离四周墙壁仅5m的空间尺寸下，球电极的直径应达120cm才能保证当变压器升压到1000kV额定电压时球电极不发生电晕放电。
12、（1）由于含有卤族元素，这些气体具有很强的电负性，气体分子容易和电子结合成为负离子，从而削弱了电子的碰撞电离能力，同时又加强了复合过程。
（2）这些气体的分子量都比较大，分子直径较大，使得电子在其中的自由行程缩短，不易积聚能量，从而减少了碰撞电离的能力。
（3）电子在和这些气体的分子相遇时，还易引起分子发生极化等过程，增加能量损失，从而减弱碰撞电离的能力。
第三章
液体和固体介质的电气特性
一、选择题
1、A,B,C,D,E,F
I
H,G2、B
E
二、填空题
3、能在其中建立静电场的物质
非极性（弱极性）电介质
偶极性电介质
离子性电介质
4、电子位移极化
离子位移极化
转向极化
介质界面极化
空间电荷极化
5、交流下的介质损耗
6、杂质
温度
电压作用时间
电场均匀程度
压力
7、电击穿
热击穿
电化学击穿
8、气体
油纸
气体电介质的相对介电常数接近1，极化率极小，气体电介质的损耗就是电导损耗，当电场强度小于使气体分子电离所需要值时，气体介质损耗很小，所以标准电容器采用气体绝缘。
而电力电容器采用油纸绝缘是因为油纸绝缘具有优良的电气性能，干纸和纯油组合后，油填充了纸中薄弱点的空气隙，纸在油中又起了屏障作用，使总体的耐电强度提高很多。
9、差别很大
差别很小
冲击击穿电压作用时间太短，杂质来不及形成桥
10、不均匀场强处扰动大，杂质不易形成桥
11、温度
介质经受热作用时间
12、减小
先增加后减小
13、电子碰撞电离理论
气泡击穿理论
14、电压作用时间
电场均匀程度
温度
累积效应
受潮程度
三、计算问答题
15、答：因为直流电压作用下的介质损失仅有漏导损失，而交流作用下的介质损失不仅有漏导损失还有极化损失。所以在直流电压下，更容易测量出泄漏电流。
第四章
电气设备绝缘预防性试验
一、选择题
1、ADEG
BCFH
二、填空题
2、逻辑诊断
模糊诊断
统计诊断
3、较高
较慢
较低
较快
4、微安表直读法
光电法
光电法
安全，可靠，准确度高
5、绝缘油的气相色谱分析
超声波探测法
脉冲电流法
6、视在放电量
三电容模型里总电容上的放电量
7、串联法
并联法
并联法
防止试样上很大的放电电流通过阻抗Z8、直流
交流
雷电过电压
操作冲击波
三、计算问答题
9、答：正接法一般应用于实验室内的测试材料及小设备，实现样品的对地绝缘。
实际上，绝大多数电气设备的金属外壳是直接放在接地底座上的，换句话说，就是试品的一极是固定接地的，这时就要用反接法。
10、（过程略）
第五章
绝缘的高压试验
一、选择题
1、ABCD2、ABC3、A4、B5、B6、ACD7、ABC8、ABCD
二、填空题
9、高电压试验变压器10、11、使几台变压器高压绕组的电压相叠加12、3～413、14、稳态性的电压升高
瞬态性的电压升高
15、冲击电压发生器产生长波前操作波时效率低，而且火花间隙中容易出现熄弧现象
16、被试品施加正、负极性冲击全波试验电压各15次，相邻两次冲击时间间隔应不小于1min17、吸收功率极小；外界电场对表的影响严重，不宜用于有风的环境。
28、电容器并联充电，串联放电29、20、研究雷闪电流对绝缘材料和结构以及防雷装置的热能或电动力的破坏作用。
21、分流器和罗戈夫斯基线圈
22、球隙法，分压器－峰值电压表法，分压器－示波器法，光电测量法。
23、球面的尘污和球隙间空气游离不充分。
24、电阻分压器、电容分压器、串联阻容分压器、微分积分系统
25、屏蔽环
三、计算问答题
26、解：幅值误差
相角误差
热耗的功率值
27、由于气体介质基本上无损耗，接近于理想介质，所以由它构成的电容器的电容量不受作用电压的影响，准确而稳定。这种电容器有良好的屏蔽，有无晕的电极，电容值不受周围环境的影响。
28、国际电工委员会规定不低于0.5mA。一般选择在0.5mA～2mA之间。
29、根据《规程》，35kV电力变压器的试验电压为
因为电力变压器的绝缘性能基本上不受周围大气条件的影响，所以保护球隙的实际放电电压应为
若取
也就是说，球隙的实际放电电压等于106.9kV(最大值）。因为球隙的放电电压与球极直径和球隙距离之间关系是在标准大气状态下得到的，所以应当把实际放电电压换算到标准大气状态下的放电电压U0
即
查球隙的工频放电电压表，若选取球极直径为10cm，则球隙距离为4cm时，在标准大气状态下的放电电压为105kV(最大值）。而在试验大气状态下的放电电压为
30、试验变压器高压侧电流和额定容量都主要取决于被试品的电容。
31、利用气体放电测量交流高电压，例如静电电压表；利用静电力测量交流高电压，例如静电电压表；利用整流电容电流测量交流高电压，例如峰值电压表；利用整流充电电压测量交流高电压，例如峰值电压表。
32、因为对地杂散电容引起容易高频振荡，产生冲击过电压。
33、解：
解得
Rf＝103Ω
Rt=3179.5Ω
34、第一类：电流从零值以较短的时间上升到峰值，然后以近似指数规律或强阻尼正弦波形下降到零。第二类冲击电流波形近似为方波。
35、第一类波形，中国和IEC标准规定了4种该类冲击波，即1μs/20μs，4μs/10μs,8μs/20μs和30μs/80μs冲击电流波。第二类规定的冲击电流波形峰值持续时间规定为500μs，1000μs，2000μs，或者2000μs与3200μs之间。
36、由一组高压大电容量的电容器，先通过直流高压并联充电，充电时间为几十秒到几分；然后通过触发球隙的击穿，并联地对试品放电，从而在试品上流过冲击大电流。
37、球隙的冲击放电电压是有分散性的，球隙的50％放电电压是指在此电压作用下，相应的球间隙距离的放电概率为50％
38、标准规定：对于认可的冲击电压测量系统，在测量波前时间为Tf的雷电标准冲击电压时，它的过冲β和部分阶跃响应时间Tα
与Tf的比值，应处在图9-13中的剖面线所划的范围以内。测量波前截断波时，除了要满足这一要求外，还规定了实验阶跃响应时间TN和部分响应时间Tα应满足另一附加要求。即。当考虑测量雷电冲击电压时，要求它的部分响应时间，而且实验响应时间。当考虑测量雷电冲击电压波前截波时，要求，而。
39、测量用的射频同轴电缆外皮中通过的瞬态电流引起的干扰，间隙放电时产生的空间电磁辐射，仪器电源线引入的干扰
40、改善接地回线；实验室采用全屏蔽；专为应用于高压测试中的通用数字示波器及其附属设备建一小屏蔽室或屏蔽盒；分压器应置于紧靠集中接地极的地点，并以最短的连线相接；由分压器到测量仪器敷设宽度较大的金属板或金属带作为接地连线；测量电缆采取两端匹配的接线方式；测量电缆长度应尽可能短；采用双屏蔽同轴电缆，或在单屏蔽同轴电缆外再套一金属管，甚至在双屏蔽同轴电缆外再套金属管；在测量电缆上加设共模抑制器；提高传递信号环节的信噪比。
41、答：第一个半波持续的时间取决于铁心饱和出现的时刻，也就是取决于饱和磁通量和初始磁通量的差值。理论上说，做了第一次操作波试验后，铁心上会留下同向剩磁，在做第二次同极性操作波试验时，波长会有所缩短。
42、答：电路的随级数n的平方倍关系上升，随n的立方倍关系上升。当级数n超过一定值时，再增加n也无助于输出电压的增加，而元件数量和整个结构高度去会随n而正比上升。
第六章
输电线路和绕组中的波过程
一、选择题
1、A2、C3、B
二、填空题4、3×m/s5、单位长度电感和电容
6、提高一倍
7、导线电阻和线路对地电导
大地电阻和地中电流等值深度的影响
冲击电晕的影响
8、－1≤β≤1
三、计算问答题
9、当波沿传输线路传播，遇到线路参数发生突变，即有波阻抗发生突变的节点时，会在波阻抗发生突变的节点上产生折射与反射。
10、（1）波阻抗表示同一方向的电压波与电流波的比值，电磁波通过波阻抗为Z的导线时，能量以电能、磁能的方式储存在周围介质中，而不是被消耗掉。（2）若导线上前行波与反行波同时存在时，则导线上总电压与总电流的比值不再等于波阻抗（3）波阻抗Z的数值只取决于导线单位长度的电感和电容，与线路长度无关。（4）为了区别不同方向的流动波，波阻抗有正、负号。
11、在计算线路中一点的电压时，可以将分布电路等值为集中参数电路：线路的波阻抗用数值相等的电阻来代替，把入射波的2倍作为等值电压源。这就是计算节点电压的等值电路法则，也称彼得逊法则。
利用这一法则，可以把分布参数电路中波过程的许多问题简化成一些集中参数电路的暂态计算。但必须注意，如果Z1,Z2是有限长度线路的波阻抗，则上述等值电路只适用于在Z1，Z2端部的反射波尚未回到节点以前的时间内。
第七章
雷电放电及防雷保护装置
第八章
电力系统防雷保护
一、选择题
1、A2、A3、C4、B5、AB
二、填空题
6、每雷暴日中每平方公里地面内落雷的次数7、8、降低接地电阻9、15～4010、15°
11、耐雷水平和雷击跳闸率
12、雷电冲击水平
13、反击14、3m15、5
三、计算问答题
16、基本措施是设置避雷针、避雷线、避雷器和接地装置。避雷针（线）可以防止雷电直接击中被保护物体，称为直击雷保护；避雷器可以防止沿输电线侵入变电所的雷电冲击波，称为侵入波保护；接地装置的作用是减少避雷针（线）或避雷器与大地之间的电阻值，达到降低雷电冲击电压幅值的目的。
17、用是限制侵入波陡度，和降低感应雷过电压。
18、对地放电过程中，放电通道周围的空间电磁场将发生急剧变化。因而当雷击输电线附近的地面时，虽未直击导线，由于雷电过程引起周围电磁场的突变，也会在导线上感应出一个高电压来，这就是感应过电压，它包含静电感应和电磁感应两个分量，一般以静电感应分量为主。
设地面雷击点距输电线路正下方的水平距离为S，一般当S超过65m时，规程规定，导线上感应过电压的幅值可按下式计算：kV，其中，I为雷电流幅值，单位为kA；S为地面雷击点距线路的水平距离，单位为m；h为导线平均对地高度，单位为m。
19、避雷针的保护原理是当雷云放电时使地面电场畸变，在避雷针的顶端形成局部场强集中的空间，以影响雷闪先导放电的发展方向，使雷闪对避雷针放电，再经过接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。避雷针的保护范围使指被保护物体再此空间范围内不致遭受直接雷击。对于单根避雷针的保护范围，有计算公式：
式中，的单位均为m。p是避雷针的高度影响系数，时，p＝1；时，；时按照120m计算。
第九章
内部过电压
第十章
电力系统绝缘配合一、选择题
1、C2、C3、ABCD4、B
二、填空题
5、弧光接地过电压6、3～47、单相重合闸
8、改进断路器的灭弧性能
9、采用阀型避雷器
10、雷击冲击耐受电压和操作冲击耐受电压
11、最大工作电压
12、kV
三、计算问答题
13、（1）空载线路合闸过电压
：包括正常空载线路合闸过电压和重合闸过电压
（2）切除空载线路过电压
（3）切除空载变压器过电压
（4）操作过电压的限制措施
14、（1）利用断路器并联电阻限制分合闸过电压：1、利用并联电阻限制合空线过电压2、利用并联电阻限制切空线过电压
（2）利用避雷器限制操作过电压
15、如图所示，切除空载长线时，主触头S1首先断开，而电阻R和辅助触头S2并未开断，因此线路上的残余电荷通过电阻R释放，电阻R能掏振荡，这时主触头两端的电压仅为R上的压降。然后辅助触头S2开断，线路上的残压已较低，辅助触头S2上的恢复电压也较低，所以断路器两端不容易发生电弧重燃，也就不至于形成很高的过电压。
16、原则：所谓绝缘配合就是根据设备在系统中可能承受的各种电压，并考虑限压装置的特性和设备的绝缘特性来确定必要的耐受强度，以便把作用于设备上的各种电压电压所引起的绝缘损坏和影响连续运行的概率，降低到在经济和运行上能接受的水平。这就要求在技术上处理好各种电压、各种限制措施和设备承受能力之间的配合关系，以及经济上协调设备投资费、运行维护费和事故损失费三者之间的关系。这样，既不因绝缘水平取得过高使设备尺寸过大，造价太贵，造成不必要的浪费；也不会由于绝缘水平取的太低，虽然一时节省了设备造价，但增加了运行中的事故率，导致停电损失和维护费用大增，最终不仅造成经济上更大的浪费，而且造成供电可靠性的下降。
绝缘配合的基本方法
（1）惯用法：按作用于绝缘上的最大过电压和最小绝缘强度的概念来配合的，即首先确定设备上可能出现的最危险的过电压；然后根据经验乘上一个考虑各种因素的影响和一定裕度的系数，从而决定绝缘应耐受的电压水平。
（2）统计法：统计法是根据过电压幅值和绝缘的耐电强度都是随机变量的实际情况，在已知过电压幅值和绝缘闪络电压的概率分布后，用计算的方法求出绝缘闪络的概率和线路的跳闸率，在进行了技术经济比较的基础上，正确地确定绝缘水平。
第三篇：高电压技术第二版张一尘习题答案
高电压技术第二版张一尘习题答案
第一章
1—1
气体中带电质点是通过游离过程产生的。游离是中性原子获得足够的能量(称游离能)后成为正、负带电粒子的过程。根据游离能形式的不同，气体中带电质点的产生有四种不同方式：
1.碰撞游离方式
在这种方式下，游离能为与中性原子(分子)碰撞瞬时带电粒子所具有的动能。虽然正、负带电粒子都有可能与中性原子(分子)发生碰撞，但引起气体发生碰撞游离而产生正、负带电质点的主要是自由电子而不是正、负离子。
2.光游离方式
在这种方式下，游离能为光能。由于游离能需达到一定的数值，因此引起光游离的光主要是各种高能射线而非可见光。
3.热游离方式
在这种方式下，游离能为气体分子的内能。由于内能与绝对温度成正比，因此只有温度足够高时才能引起热游离。
4.金属表面游离方式
严格地讲，应称为金属电极表面逸出电子，因这种游离的结果在气体中只得到带负电的自由电子。使电子从金属电极表面逸出的能量可以是各种形式的能。
气体中带电质点消失的方式有三种：
1.扩散
带电质点从浓度大的区域向浓度小的区域运动而造成原区域中带电质点的消失，扩散是一种自然规律。
2.复合复合是正、负带电质点相互结合后成为中性原子(分子)的过程。复合是游离的逆过程，因此在复合过程中要释放能量，一般为光能。
3.电子被吸附
这主要是某些气体(如SF6、水蒸汽)分子易吸附气体中的自由电子成为负离子，从而使气体中自由电子(负的带电质点)消失。
1—2
自持放电是指仅依靠自身电场的作用而不需要外界游离因素来维持的放电。外界游离因素是指在无电场作用下使气体中产生少量带电质点的各种游离因素，如宇宙射线。讨论气体放电电压、击穿电压时，都指放电已达到自持放电阶段。
汤生放电理论的自持放电条件用公式表达时为
γ(eαs-1)=1
此公式表明：由于气体中正离子在电场作用下向阴极运动，撞击阴极，此时已起码撞出一个自由电子(即从金属电极表面逸出)。这样，即便去掉外界游离因素，仍有引起碰撞游离所需的起始有效电子，从而能使放电达到自持阶段。
1—3
汤生放电理论与流注放电理论都认为放电始于起始有效电子通过碰撞游离形成电子崩,但对之后放电发展到自持放电阶段过程的解释是不同的。汤生放电理论认为通过正离子撞击阴极，不断从阴极金属表面逸出自由电子来弥补引起电子碰撞游离所需的有效电子。而流注放电理论则认为形成电子崩后，由于正、负空间电荷对电场的畸变作用导致正、负空间电荷的复合，复合过程所释放的光能又引起光游离，光游离结果所得到的自由电子又引起新的碰撞游离，形成新的电子崩且汇合到最初电子崩中构成流注通道，而一旦形成流注，放电就可自己维持。因此汤生放电理论与流注放电理论最根本的区别在于对放电达到自持阶段过程的解释不同，或自持放电的条件不同。
汤生放电理论适合于解释低气压、短间隙均匀电场中的气体放电过程和现象，而流注理论适合于大气压下，非短间隙均匀电场中的气体放电过程和现象。
1—4
极不均匀电场中的气体放电过程有两个不同于均匀电场、稍不均匀电场中气体放电的特性：
1.持续的电晕放电
电晕放电是在不均匀电场中，电场强度大的局部区域中发生的放电，此时整个气体间隙仍未击穿，但在局部区域中气体已击穿。在稍不均匀电场中，电晕放电起始电压很接近(略低于)间隙的击穿电压，也观察不到明显的电晕放电现象。而在极不均匀电场中则可观察到明显的电晕放电现象，且电晕放电起始电压要低于(或大大低于----取决于电场均匀程度)间隙的击穿电压。
2.长间隙气体放电过程中的先导放电
当气体间隙距离较长(＞1m)时，流注通道是通过具有热游离本质的先导放电不断向前方(另一电极)推进的。由于间隙距离较长，当流注通道发展到一定距离，由于前方电场强度不够强(由于电场不均匀)流注要停顿。此时通过先导放电而将流注通道前方电场加强，从而促使流注通道进一步向前发展。就这样，不断停顿的流注通道通过先导放电而不断推进，从而最终导致整个间隙击穿。
3.不对称极不均匀电场中的极性效应
不对称极不均匀电场气体间隙(典型电极为棒—板间隙)的电晕起始电压及间隙击穿电压随电极正、负极性的不同而不同。正棒—负板气体间隙的击穿电压要低于相同间隙距离负棒—正板气体间隙的击穿电压，而电晕起始电压则相反。解释这种结果的要点是间隙中正空间电荷产生的电场对原电场的增强或削弱。判断间隙击穿电压高低看放电发展前方的电场是加强还是削弱，而判断电晕起始电压高低则看出现电晕放电电极附近的电场是增强还是削弱。出现正空间电荷的原因是由于气体游离产生的正、负带电粒子定向运动速度差异很大，带负电的自由电子很快向正极性电极移动，而正空间电荷(正离子)由于移动缓慢，此时几乎仍停留在原地从而形成正空间电荷。对于正棒-负板气体间隙，正空间电荷的电场加强了放电发展前方的电场，有利于流注向前方发展，有利于放电发展。但此空间电荷的电场对于棒电极附近的电场是起削弱作用，从而抑制了电晕放电。对于负棒-正板气体间隙，情况则相反。这就导致上面所述击穿电压和电晕起始电压的不同。
1—5
电晕放电与气体间隙的击穿都是自持放电，区别仅在于放电是在局部区域还是在整个区域。若出现电晕放电，将带来许多危害。首先是电晕放电将引起功率损耗、能量损耗，这是因为电晕放电时的光、声、热、化学等效应都要消耗能量。其次，电晕放电还将造成对周围无线电通讯和电气测量的干扰，若用示波器观察，电晕电流为一个个断续的高频脉冲。另外，电晕放电时所产生的一些气体具有氧化和腐蚀作用。而在某些环境要求比较高的场合，电晕放电时所发出的噪声有可能超过环保标准。为此，高压、超高压电气设备和输电线路应采取措施力求避免或限制电晕放电的产生。反过来，在某些场合下，电晕放电则被利用，如利用冲击电晕放电对波过程的影响作用可达到降低侵入变电站的雷电波波头陡度和幅值。电晕放电也被工业上某些方面所利用而达到某种用途。
1—6
气体间隙的击穿电压UF是气体压力P和间隙距离S乘积的函数，这一规律称为巴申定律。这种函数关系常用曲线表示，气体种类不同，电极材料不同，这种函数关系的曲线也不同。巴申定律是由实验而不是通过解析的方法得到的气体放电规律。巴申定律的曲线是表示均匀电场气体间隙击穿电压与PS乘积之间的关系，它不适用于不均匀电场。此外，巴申定律是在气体温度不变的情况下得出的。对于气温并非恒定的情况应为UF=F(δd)，δ为气体的相对密度。
1—7
在持续电压(直流、工频交流)作用下，气体间隙在某一确定的电压下发生击穿。而在雷电冲击电压作用下，气体间隙的击穿就没有这种某一个确定的击穿电压，间隙的击穿不仅与电压值有关，还与击穿过程的时间(放电时间)有关。这就是说，气体间隙的冲击击穿特性要用两个参数(击穿电压值和放电时间)来表征，而气体间隙在持续电压作用下击穿特性只要用击穿电压值一个参数来表征。用来表示气体间隙冲击特性的是伏秒特性。冲击电压作用下气体间隙在电压达到U0(持续电压下间隙的击穿电压)值时，气体间隙并不能立即击穿而要经过一定的时间后才击穿，这段时间称为放电时延。放电时延包括两部分时延：
1.统计时延
从电压达U0值起至出现第一个有效电子为止的这段时间。统计时延的分散性较大。
2.放电形成时延
从出现第一个有效电子至间隙击穿为止的这段时延。
1—8
在同一波形、不同幅值的冲击电压作用下，气体间隙(或固体绝缘)上出现的电压最大值与放电时间(或击穿时间)的关系，称为气体间隙(或固体绝缘)的伏秒特性。伏秒特性常用曲线(由实验得到)来表示，所以也称伏秒特性曲线，它就表征了气体间隙(或固体绝缘)在冲击电压下的击穿特性。在过电压保护中，如何能保证被保护电气设备得到可靠的保护(即限制作用在电气设备绝缘上的过电压数值)，就要保证被保护电气设备绝缘的伏秒特性与保护装置(如避雷器)的伏秒特性之间配合正确。两者正确的配合应是：被保护电气设备绝缘伏秒特性的下包线始终(即在任何电压下)高于保护装置伏秒特性的上包线。
1—9
影响气体间隙击穿电压的因素主要有二个：
1.间隙中电场的均匀程度
间隙距离相同时，电场越均匀，击穿电压越高。
2.大气条件
气压、温度、湿度不同时，同一气体间隙的击穿电压也不同。气压、温度变化引起气体相对密度变化，而气体相对密度变化使得间隙击穿电压变化。气压增大或温度降低使气体相对密度变大，自由电子容易与中性原子(分子)发生碰撞，但不容易引起碰撞游离(因碰撞前自由行程短，动能积聚不够)，所以击穿电压提高。湿度改变，则改变了水蒸汽分子吸附气体中自由电子的程度，自由电子数目的改变使电子碰撞游离程度改变，从而使间隙击穿电压改变。湿度增大，水蒸汽分子吸附能力增强，气体中自由电子数减少，电子碰撞游离程度削弱，间隙击穿电压提高。由于这种吸附自由电子的过程需一定时间而均匀电场放电过程又很快，因此湿度对均匀电场气体间隙的击穿电压影响很小。海拔高度对气体间隙击穿电压的影响实际上也是通过气体相对密度来影响的。
提高气体间隙击穿电压主要从两个方面考虑：
1.改善电场分布
具体措施有改变电极形状和采用极间屏障。要注意的是：负棒-正板气体间隙极间加屏障后不一定都能提高击穿电压，这要看屏障的位置。
2.削弱游离过程
气体击穿的根本原因是发生了游离，若采取措施削弱这种游离过程，当然击穿电压就提高了。具体措施是采用三“高”：高气压，高真空，高绝缘强度的气体(如SF6气体)。
1—10
沿面闪络是指沿面放电已贯通两电极。电极间放入固体介质后的沿面闪络电压要比相同电极空气间隙的击穿电压低，这是因为沿固体介质表面的电场与空气间隙间电场相比已经发生了畸变，这种畸变使固体介质表面的电场更为不均匀。而造成沿面电场畸变的原因主要有：
1.固体介质与电极之间气隙中放电产生的正、负电荷聚集在沿面靠电极的两端。
2.固体介质表面由于潮气形成很薄的水膜，水膜中正、负离子积聚在沿面靠电极的两端。
3.由于固体介质表面电压分布不均匀，在表面电场强度大的区域中出现电晕放电。
4.固体介质表面的不平整造成沿面电场畸变。
1—11
套管表面的电场强度与表面斜交，表面的电场强度可分解成与表面垂直的分量和与表面平行的分量，垂直分量要比平行分量大许多。正由于表面电场的垂直分量较平行分量强，所以其放电过程具有与其它形式沿面放电不同的特点：
1.电压升高后，首先在套管的法兰边缘处发生电晕放电，随电压再升高而变成线状火花放电。
2.随着电压进一步提高到某一数值，出现明亮的树枝状火花放电，这种火花放电的位置不固定，此起彼伏，这种放电称为滑闪放电。滑闪放电是强垂直分量电场型沿面放电所特有的，它具有热游离的性质。出现滑闪放电时，放电仍未达到沿面闪络。
3.电压升高至沿面闪络电压，滑闪放电发展成沿面闪络。
要提高套管沿面闪络电压，可以从以下两个方面来考虑：
1.增大沿面闪络距离。但要注意：闪络电压的提高与闪络距离的增大不成正比，前者提高得慢。
2.提高套管的电晕起始电压和滑闪电压。这可以通过采用介电系数小的介质和加大套管绝缘厚度从而减小体积电容来提高；也可以通过在靠近法兰处的套管表面涂以半导体漆以减小绝缘表面电阻来提高。
1—12
绝缘子串由多片绝缘子相串联(见书P30)，每片绝缘子具有等值电容C(当然还有等值电导，但由于电导电流比电容电流小许多，故忽略)，每片绝缘子的金属部分与铁塔间有分布电容CE，与导线间也有分布电容CL(分布电容的极间绝缘就是空气)。若CE和CL都不存在，每片绝缘子等值电容C上流过电流相等，则每片绝缘子上的电压分布均匀(C上压降相等)。实际情况是存在CE和CL，由于CE和CL上电流的分流作用使得各片绝缘子上的电压分布不均匀(由于流过电流不相等而压降不相等)，中间绝缘子上分到的电压小而两头绝缘子上分到的电压大。由于CE＞CL，CE的分流作用要大于CL的分流作用，所以靠导线绝缘子上分到的电压最大。为了使绝缘子串电压分布均匀，可以在靠近导线的绝缘子外面套上一金属屏蔽环(称均压环)，此均压环与导线等电位，以此增大CL，从而使绝缘子串电压分布的均匀性得以改善。
1—13
户外绝缘子在污秽状态下发生的沿面闪络称为绝缘子的污闪。污秽绝缘子的闪络往往发生在大气湿度很高等不利的气候条件下，此时闪络电压(污闪电压)大大降低，可能在工作电压下发生闪络从而加剧了事故的严重性。防止绝缘子发生污闪的措施主要有：
1清除污秽层
这要通过监测手段及时确定清扫的时间。
2.提高绝缘子的表面耐潮性和憎水性
这是因为污秽绝缘子在受潮情况下闪络电压降低最多。具体可采用憎水性材料或在绝缘子表面涂各种憎水性材料。
3.采用半导体釉绝缘子。
第二章
2—1
极化形式
形成原因
过程快慢
损耗
受温度影响
电子式
电子轨道的相对位移
快
无
极小
离子式
正、负离子的空间位移
快
无
小
偶极子
极性电介质分子(偶极子)的转向
慢
有
大
空间电荷
空间电荷的积聚
缓慢
有
大
2—2
泄漏电流是电介质中少量带电粒子在电场(电压)作用下形成的电导电流。这种电导电流是很小的(为此冠以“泄漏”的名称)，但在高电压下可达到能被检测出的数值。电介质对电导电流的阻力称为绝缘电阻。作用电压(直流电压)、泄漏电流、绝缘电阻三者的关系符合欧姆定律。电介质的电导过程表明电介质并非绝对不导电，即绝缘电阻不等于无穷大。当固体电介质受电压作用时，除了有泄漏电流流过电介质内部(称为体积泄漏电流)外，还有电流沿电介质表面流过，这部分电流称为表面泄漏电流。绝缘试验中的泄漏电流测量是要测量体积泄漏电流，并以此来判断绝缘状况的好坏，若不采取措施消除表面泄漏电流，实际上所测到的电流应是体积泄漏电流和表面泄漏电流之和。
2—3
电导过程是带电粒子在电场(电压)作用下定向移动形成电导电流的过程。电介质的电导与金属导体的电导有两个本质的区别。其一是形成电导电流的带电粒子不同，电介质中为离子，而金属导体中为自由电子。所以电介质电导为离子性电导，而金属导体电导为电子性电导。其二是带电粒子数量上的区别，在电介质中有少量带电质点，而在金属导体中则有大量带电粒子。正由于两者带电粒子数差别悬殊，才使两者电导受温度影响的结果绝然不同。
2—4
电介质上加上直流电压后，流过电介质的电流开始较大，而后随时间衰减变小，最后稳定于某一数值，这一现象称为“吸收”现象。表面看起来似乎有一部分电流被电介质“吸收”掉了，但出现“吸收”现象的实质是电介质在直流电压(电场)作用下，电介质发生极化、电导过程综合的结果。在直流电压作用下电介质要发生极化过程和电导过程。由于极化过程，就有有损极化对应的电流ia。由于电导过程，就有泄漏电流ig。此外还有纯电容性电流ic，它表示无电介质时等值电容的充电电流以及无损极化电流。ic存在时间极短，很快衰减至零。ia经过一定时间(时间长短与时间常数raca有关)后也衰减至零，而ig不随时间变化。流过介质的总电流为i=ic+ia+ig，将三个电流分量按时间相加就得到了总电流随时间变化的曲线(见书P40图)，从而说明了出现“吸收”现象的必然性。“吸收”现象是电介质在直流电压作用下发生的。此外，若电介质的等值电容很小，吸收现象不明显。
2—5
tgδ是表征电介质在交流电压作用下内部损耗特性的参数(物理量)。tgδ反映了电介质在交流电压作用下电导损耗、极化损耗以及在电压(电场强度)较高时游离损耗的综合结果。tgδ与外加电压、频率无关(指在一定范围内)，与电介质尺寸结构无关，仅取决于内在的损耗特性。研究测量tgδ的目的不在于：介质损耗掉了多少功率(比其它原因引起的功率损耗，其要小得多)，而在于：若介质损耗大，将加速老化，最终导致绝缘性能失去而造成绝缘故障。电压在一定范围内(不是过高)，tgδ不随电压变化。但当电压过高时，由于介质内部的游离损耗而使tgδ增大。在工频电压下，频率的变动(在50Hz左右变动)不会改变tgδ值。但当频率变动很大(数倍、数十倍)，tgδ会受到频率变化的影响。在频率不很高时，tgδ随频率的升高而增大(由于单位时间内极化次数增多造成极化损耗增大)。但当频率过高时，由于偶极子来不及转向而造成极化作用减弱，使tgδ随频率升高而减小。温度变化对tgδ的影响随电介质种类的不同而不同。中性或弱极性电介质的tgδ随温度升高而增大。对于极性电介质，tgδ随温度的变化则要考虑电导损耗、极化损耗随温度变化的综合结果。见书P44，t＜t1时，两种损耗都随温度升高而增大，所以tgδ随温度升高而增大。t1＜t＜t2时，极化损耗随温度升高而减小且超过电导损耗随温度升高而增大，所以tgδ随温度升高而减小。t＞t2时，电导损耗增大很快且超过极化损耗的减小，所以tgδ随温度升高而增大。
2—6
实际使用的变压器油是非纯的液体电介质，其击穿过程与纯液体电介质是根本不同的。在变压器油中的电极间一旦形成“气泡”通道，由于气体击穿场强要比变压器油低得多，因此就发生电极之间的击穿。“气泡”通道可由两种途径形成。一种途径是油中原先存在的气泡中发生气体游离，由于游离而得到的正、负电荷向两电极方向运动而使气泡拉长，当这种气泡增多并头尾相接贯通两电极时就形成气泡通道。另一种途径是油中的水分或纤维分子受电场极化而顺电场方向排列，当这些极化的水分或纤维分子排列成贯通电极的“小桥”，流过此“小桥”的泄漏电流要比流过油中泄漏电流大，发热增加，从而使水分汽化或使用周围的油汽化，就在“小桥”周围形成气泡通道。
影响变压器油击穿电压的因素有：
1.油的品质。油的品质即油中所含水份、纤维、气泡等杂质的多少。含杂质越多，油的品质越差，击穿电压越低。
2.温度。温度对击穿电压的影响是通过油中悬浮状态水分的多少（在10℃-80℃时`)和油中含气量的多少(在80℃以上时)间接影响的。在大约80℃以下时，温度升高，油中溶解状态的水分增加，则悬浮状态水减少，从而不易形成导致击穿的“小桥”，击穿电压就升高。在大约80℃以上时，由于油中水分和油的汽化，温度升高，形成气泡增多，易形成气泡通道，击穿电压降低。
3.压力。压力增大，油中溶解状态的气体增多，从而使能形成气泡通道的自由态气体减少而使击穿电压提高。
4.电压作用时间。这主要是由于形成气泡通道需要一定的时间，所以电压作用时间越短(如雷电冲击电压)，击穿电压越高。
5.电场均匀程度。电场越均匀，击穿电压越高。
2—7
一般固体电介质的击穿强度(KV/cm)要比液体高，液体电介质的击穿场强要比气体高。
2—8
固体电介质的击穿有三种形式，它们的击穿过程与特点比较如下：
击穿形式
击穿过程(机理)
击穿强度
击穿前温度
击穿过程快慢
电击穿
碰撞游离导致
很高
不高
极快
热击穿
温度很高造成热破坏
不高
高
慢
电化学击穿
电介质劣化导致
低
不高(电击穿)
高(热击穿)
缓慢
2—9
提高固体电介质击穿电压措施有：
1.改进绝缘设计。这主要从绝缘材料(选用绝缘强度高的材料)、绝缘结构(使绝缘尽量处于均匀电场中)以及组合绝缘这三个方面来考虑。
2.改进制造工艺。使绝缘材料保持良好的先天绝缘性能，主要是减少杂质、气泡、水分等。其中尤其是所含气泡，因不能采取措施补救(如所含水分可通过烘干减少)而埋下今后引起电老化的隐患。
3.改善运行条件。这主要是防潮和加强散热冷却，这也是运行部门应注意的。
2—10
固体电介质的老化主要有电老化和热老化两种形式。电老化的主要原因是介质内部气泡中的局部放电。由于这种局部放电造成长期的机械作用(带电粒子撞击固体介质)、热作用(放电引起温度升高)、化学作用(放电产生某些腐蚀性气体)而使介质逐渐老化。热老化的原因是介质长期受热作用发生裂解、氧化等变化而使机械和绝缘性能降低。热老化的进程与电介质的工作温度有关，不同介质为保证一定热老化进程(运行寿命10年)所允许的最高工作温度是不同的，以这种允许最高工作温度的不同，固体绝缘材料被划分成七个耐热等级。要注意的是：每种耐热等级的最高允许温度并不是绝对不可超过的(后果是寿命缩短)。运行寿命10年是指此种耐热等级固体绝缘材料持续保持此最高允许工作温度时的运行寿命为10年，而一般电气设备不可能持续保持在此最高允许工作温度下运行，所以一般运行寿命可达20～25年。
第三章
3—1
对已投入运行电气设备的绝缘按规定的试验条件、试验项目、试验周期进行的定期检查或试验，称为预防性试验。通过试验及早和及时发现设备绝缘的各种缺陷(制造过程中潜伏的、运输过程中形成的、或运行过程中发展的)，并通过检修将这些绝缘缺陷排除，从而起到预防发生事故或预防设备损坏的目的，所谓预防性的含义就在于此。电气设备绝缘的预防性试验可分为两大类：
1.绝缘特性试验。也称非破坏性试验，它是指在较低电压(低于或接近额定电压)下通过测量绝缘的各种特性(如绝缘电阻、介质损失角正切tgδ等)的各种试验。由于试验电压低，所以在试验过程中不会损伤电气设备的绝缘。
2.耐压试验。耐压试验时，在设备绝缘上施加各种耐压试验电压以考验绝缘对这些电压的耐受能力。耐压试验电压则模拟电气设备绝缘在运行过程可能遇到的各种电压(包括过电压)的大小和波形。由于耐压试验电压大大高于额定工作电压，所以在试验过程中有可能(但不一定)对绝缘造成一定的损伤(即破坏)，并有可能使原本有缺陷但可修复的绝缘发生击穿。因此，尽管耐压试验较绝缘特性试验更为直接和严格，但须在绝缘特性试验合格后才能进行。
3—2
用兆欧表测绝缘电阻实质上是测流过绝缘的电流并将此电流值转化为电阻值从兆欧表上直接读出。当绝缘等值电容量较大时，由于吸收现象(电流由大变小并趋于一稳定值)较为明显，所以兆欧表读数由小逐渐增大并趋于一稳定值。出现此种现象的根本原因是，绝缘介质在直流电压作用下发生极化、电导过程的综合结果，具体解释见2—4题解答。兆欧表屏蔽端子的作用主要是为了消除测量过程中表面泄漏电流引起的测量误差(使测得绝缘电阻偏小)。采用屏蔽端子后，表面泄漏电流经屏蔽端子直接流回直流发电机(见书P53图)而不再经过电流线圈，这样就消除了表面泄漏电流。
3-3
吸收比规定为测绝缘电阻时60秒时读数与15秒时读数的比值，对于等值电容量较大电气设备的绝缘，可以根据吸收比K的大小来判断绝缘是干燥还是受潮，这是因为：
绝缘干燥时
绝缘受潮时
绝缘干燥时，泄漏电流分量ig很小，在15秒时的电流i=ic+ia+ig要比在60
秒时的电流i=
ig要大许多，这样就较大(一般大于
1.3)；而若绝缘受潮，泄漏电流分量ig要比干燥时大，在15秒时的电流比60
秒时的电流相对大得要少一些，这样就较小(K＜1.3)。
3—4
被试品一端接地(如被试对象为电气设备对地绝缘)时，测量直流泄漏电流的接线图如书P75图3—22所示。试验变压器T为升压变压器以获得交流高压。调压器T1调节加至试验变压器低压绕组上的电压以从高压绕组获得试验规定所要求的电压。试验所需的高压直流电压由高压交流整流而得，一般用高压硅堆经半波整流而得到。当所需试验电压较高时可采用倍压整流或串级直流整流线路获得。图3—22中的C为滤波电容器，当被试品等值电容CX较大时，CX就兼作滤波电容而无需另加C。保护电阻R0的作用是限制试验中万一被试品被击穿时的短路电流以保护试验变压器、整流硅堆，以及防止避免被试品绝缘损坏的扩大。微安表是用来测量泄漏电流的，由于此时被试品一端已接地，所以微安表只能串接于被试品的高电位侧，微安表及微安表至被试品的高压引线须采用屏蔽接法以使微安表至被试品间高压引线的对地漏电流以及被试品的表面泄漏电流不通过微安表。要注意屏蔽层对地处于高电位。另外还要注意：凡是直流试验(直流泄漏，直流耐压)，试验电压都是对地负极性的电压，为此硅堆整流方向不能接错。
3—5
采用正接线测tgδ时，电桥本体对地处于低电位，如书P57图3—4所示。采用反接线测tgδ时，电桥本体对地处于高电位，如书P58图3—5所示。正接线适用于被试品CX一端不接地或虽一端为外壳但被试品可采用绝缘支撑起来(如在试验室中)的场合，而反接线则适用于被试品一端接地的场合。由于现场电气设备绝缘一端(铁芯和外壳)都是接地的，因此现场试验时都采用反接线。在现场测量tgδ时可能会受到交变电场和磁场的干扰，一般电场干扰影响较大。为消除外电场的干扰，可采取两种具体措施，一是移相法，二是倒相法。两种方法都可以消除外电场对测量结果的影响(倒相法时，根据正相、反相两次测量结果由
计算求得)，但采用倒相法比较简便(无需移相设备)，实
际上往往采用算术平均法计算
交变磁场对tgδ测量的影
响主要通过检流计来影响。消除这种磁场影响的措施是通过检流计极性转换开关(将检流计正接及反接)测量两次，然后取两次测量结果的算术平均值。
3—6
工频交流耐压试验原理接线图如书P65图3—12所示。试验变压器T2为升压变压器以获得工频高压。调压器T1调节试验变压器初级电压以使试验变压器高压侧电压达到规程规定的试验电压值。保护电阻r起到保护试验变压器在被试品万一被击穿或闪络时不受损坏，这种作用不仅由于r的接入而限制了被试品击穿或闪络后的短路电流，而且还限制了在此过程中试验变压器内部的电磁振荡从而保护了试验变压器绕组的纵绝缘(匝间或层间绝缘)。保护球隙F用来限制试验过程中可能出现的过电压，其放电电压可整定为试验电压的1.1～1.15倍。R为球隙的保护电阻，用来限制球隙放电时的电流从而避免球隙表面烧毛。
工频交流耐压试验时所加的试验电压应根据不同电压等级按规程的要求。规程中所规定的试验电压值不仅考虑到电气设备绝缘在实际运行中可能受到的工频过电压，而且考虑到可能受到的雷电过电压和内部过电压，尤其是220KV及以下电压等级电气设备，通过工频交流耐压试验间接地考验了绝缘耐受内外过电压的能力。
当被试品等值电容量较大时，工频交流耐压试验的试验电压不能在低压侧测量后按试验变压器的变比换算至高压侧，而应该在高压侧的被试品上直接测量。见书P70图3—15，若在低压侧加上按试验电压折算到低压侧的应加电压，即加
上电压K为试验变压器的变比。当被试品等值电容量很小，则高压侧电
流(I1≈IC=UωCX)很小可忽略，高压侧接近开路，高压侧被试品上电压接近U试。但当被试品等值电容量较大时，高压侧电流I1≈IC不能忽略。此时，在高压侧回路中为试验变压器高压绕组中的感应电势，其数值等于高压侧的开路电
压。按变比的定义，当低压侧加上的电压时，U1就等于U试。根据高压侧
回路的等值电路及相量图(见书P70图3—16)，可见此时实际作用在被试品上的电压已大大超过试验电压U试，这就是“容升效应”。由于工频耐压试验电压已大大高于额定工作电压，所以这种实际试验作用电压的“过量”(超过规定的试验电压)将导致电气设备绝缘的不必要的损坏。为避免此种情况，就需在被试品两端间直接进行高压测量。
3—7
进行直流耐压试验主要是出于以下几个方面的需要：
1.直流电气设备的耐压试验。为考验设备绝缘耐受各种电压(包括过电压)的能力，这与交流电气设备的工频交流耐压试验相对应。
2.替代工频交流耐压试验。有些交流电气设备的等值电容量较大(如电容器、电缆)，若进行工频交流耐压试验则需要很大容量的试验设备而不容易做到，为此用直流耐压试验替代，当然试验电压值须考虑到绝缘在直流电压作用下的击穿强度要比在交流电压下高这一特点。
3.旋转电机绕组端部的绝缘试验。对于绕组端部绝缘的缺陷，采用工频交流耐压试验不易发现而采用直流耐压试验易发现。
4.结合直流泄漏试验同时进行。直流耐压试验和直流泄漏试验都采用直流电压，只不过电压的高低不同，所以在进行直流泄漏试验时，可同时进行直流耐压试验，并可根据泄漏电流随所加电压变化的不同特点来判断绝缘的状况。
直流高压可用以下几种方法测量：
1.用球隙测量。直流有脉动时测到的是最大值。
2.用静电电压表测量。直流有脉动时测到的是有效值。
3.用高阻值电阻串微安表测量。直流有脉动时测到的是平均值。
4.用高阻值电阻分压器测量。直流有脉动时测到的是平均值。
工频交流高压可用以下几种方法测量：
1.用球隙测量。测量工频交流电压的幅值。
2.用静电电压表测量。测量工频交流电压的有效值。
3.用电容分压器配低压仪表测量。测量何种值取决于低压仪表。
4.用电压互感器测量。
3—8
局部放电可采用电气或非电气的方法进行测量。在各种电气检测法中用得最多的方法是脉冲电流法。脉冲电流法通过检测视在放电量q，并以其大小来反映局部放电的强弱。局部放电的等值电路如书P62图3—9所示。气隙F放电(表示绝缘中的局部放电)时，使气隙上电压(即C0上电压)从UF降至US，气隙放电的电荷量(真实局部放电量)qs≈(C0+C1)(UF-US)。但qs无法测得，这是因为C0、C1无法测得。由于气隙F的放电会引起气隙两端的电压的变动(从UF降至US)，而气隙上电压(即C0上电压)的变动又会引起被试品上(即C2上)电压变动了ΔU，ΔU可以通过测量回路测得，这样被试品上等值放电量(称为视在放电量)q就可以
由q=(C1+C2)ΔU计算得到。根据qs、ΔU、q三者的表达式可得到
说明实际测得的视在放电量不等于真实放电量qs。由于C0>>C1，所以视在放电量要比真实放电量小许多。尽管如此，视在放电量的大小还是间接地反映了真实放电量的大小。
局部放电的脉冲电流测量法有三种基本测量回路，见书P63图3—11所示。通过测量回路将被试品CX上由于局部放电而产生的电压变动信号(表现为电压脉冲)从测量阻抗上Zm上取出，然后再经过放大电路放大后进行测量，而工频电压被隔离(实际上脉冲电流流过Zm而工频电流被阻塞。脉冲电流法由此而得名)。图3—11中(a)适用于被试品一端接地的情况，(b)适用于被试品不接地的情况。这两种方法称为直接法，其缺点是抗干扰性能较差。(c)采用电桥平衡回路，称为平衡法，其抗外部干扰性能较好。
3—9
冲击电压发生器是产生雷电冲击试验电压和操作冲击试验电压的装置。冲击电压发生器的利用系数(也称效率)定义为发生器输出电压Um(即被试品上电压)与发生器充电主电容(多级电压发生器时为各级主电容串联后的等值电容)在形
成冲击电压前所充电压U0的比值，即对于低效率(低利用系数)
回路的冲击电压发生器，对于高效率回路的冲击电压发生器，冲击电压发生器产生冲击电压的过程(参见书P79图3—27)
为：
1.冲击主电容上充至U0电压。对于多级冲击电压发生器，这一过程需经点火球隙触发放电后将各级电容串联起来而实现。
2.放电球隙点火击穿后，经R1向被试品等值电容充电，使被试品上电压升高，由于R1阻值较小，C2比C1小得多，时间常数R1C2较小，这样C2上电压升高很快，从而形成冲击电压的波前部分。故R1称为波头电阻。
3.当C2上电压达到最大值后，反过来经R1并与C1一起经R2放电，被试品C2上电压下降。由于R2比R1大得多，这样C2上电压下降较慢而形成冲击电压的波尾部分，R2也就称为波尾电阻。
第四章
4—1
波阻抗与集中参数阻抗虽都用Z表示，但有以下几点不同：
1.波阻抗是表示分布参数线路(或绕组)的参数，阻抗是表示集中参数电路(或元件)的参数。
2.波阻抗为分布参数线路(或绕组)上同一方向(即前行或反行)电压波与电流
波的比值，且但不一定等于Z，因
而阻抗则等于此阻抗上电压与电流之比，3.波阻抗不消耗能量，而当R≠0时阻抗消耗能量。
4.波阻抗与线路(或绕组)长度无关L0、C0为单位长度电感和
电容)，而阻抗与长度(如线路长度)有关。
另外需指出的是，同样的一条线路在讨论雷电或操作过电压作用下时要用分布参数的波阻抗来表征，而讨论工频稳态电压作用下时则用集中参数电路(如π型)的阻抗来表征。
4—2
(1)此题求解与书P92例4—2相同，此时n=3，所以
(2)由于相同电压同时沿两条线路侵入，两条线路上离变电站母线等距离对应点是等电位的，这样就等价于一条波阻抗为的线路进波，即
对应的彼德逊等值电路
为
母线上电压为
此小题也可采用迭加原理求解，每次一条线路进波，其余两条线路不进波，即第一小题的情况，然后将两种结果迭加，同样得到
此结果从能量角度也不难理解。
4—3
根据题意，波阻抗为280Ω的线路Z1与波阻抗为400Ω的电机绕组Z2相联接，为保护电机绕组匝间绝缘而在联接点需接多大对地并联电容C。
已知
4—4
设开关S在t=0时合闸。开关合闸后线路上就有一幅值为U0=100
KV的无穷长直角电压波自A向B传播，在t=1μs时，此电压波传至C点，对应的电流
波也传至C点，电流波的幅值为U0的电压波在t=2μs时
传至B点并发生负的全反射，而此负的反射波电压(-U0)在t=3μs时传至C点从而使C点的电压变为零(U0+(-U0))。负的反射波电压-U0在t=4μs时到达A点应使A点电压变为零，但实际上由于电源的恒压作用，A点仍保持U0的电压，这就相当于空载线路又一次合闸电源，从而重复前述过程。对于C点的电流
t＜1μs
i=0
1μs＜t＜3μs
3μs＜t＜5μs
t＞5μs之后重复上述过程。所以C点电压、电流波形如图所示。
4—5
此题的集中参数等值电路如书P96图4—12(b)所示。根据此等值电路可列出微分方程
解此微分方程可得折射波电流电压为
根据
u1q+u1f=u2q可求出反射波电压电流
(1)稳定时(即t→∞)，入射波电压电流为
折射波电压电流为
(2)各电压电流波形如图所示
(3)并联电容C的作用主要是降低作用在Z2上电压的波头陡度。见上述波形，侵入波波头陡度为无穷大(u1q为阶跃波电压)，而经过并联电容C后，作用到Z2上电压的波头陡度已按指数规律上升，C的电容量越大，波头陡度越小，有利于Z2为绕组时的纵绝缘(作用电压陡度越大，匝间、层间电压越高)。虽然串联电感也可降低侵入波的波头陡度，但由于反射电压的不同，使Z1上出现的最大电压值是不同的。采用串联电感时，Z1上出现的最大电压为
而采用并联电容时，Z1上出现的最大电压为
对本题具体数据，采用并联电容时Z1上电压最大值为400KV，若采用串联电感时，Z1上出现的最大电压可达600
KV。
4—6
地线1对地的平均高度为
导线2对地的平均高度为
(1)地线1的自波阻抗
导线2的自波阻抗
地线1与导线2间的互波阻抗
(2)地线1、导线2双导线系统的电压方程为
由于导线2对地绝缘，所以i2=0，则电压方程变为
根据耦合系数的定义，地线1对导线2的耦合系数为
4—7
在冲击电压作用下，变压器绕组要用具有电感、电容和电阻的分布参数电路来等值，如书P108图4—23所示(图中电阻未表示)。对于这种分布参数的电路，初始(t=0+时)电压分布(绕组各点对地电位)与稳态(t→∞时)的电压分布是不同的，所以在冲击电压作用下此等值电路必有一个从起始电压分布变为稳态电压分布的暂态过程，而由于此等值电路中既存在电感又存在电容，电阻又很小，因此这种暂态过程表现为振荡型的。
冲击电压波前部分，电压对时间的变化率很大，即这种电压的等值频率很
高，使绕组分布电容的阻抗很小，而分布电感的阻抗(ωL)
很大，这
样起始电压基本上按电容分布，使电压分布很不均匀，绕组靠近冲击电压作用端分到的电压大，而绕组另一端分到的电压很小。当暂态过程结束而达到稳态时，电感近于短路，电容近于开路，电压按绕组的电阻均匀分布，这就是引起绕组起始电压分布与稳态电压分布不均匀的原因。
第五章
5—1
排气式避雷器由内外两个放电间隙串联组成，外间隙暴露在大气中，而内间隙置于产气管内，所以排气式避雷器又称管式避雷器。产气管由产气材料制成，这些材料遇高温会分解产生气体。排气式避雷器一端接地，另一端与被保护设备联接。当雷电过电压作用到被保护设备上，也就同时作用在排气式避雷器上，内外间隙同时击穿使雷电流经间隙流入大地从而保护了被保护设备。雷电过电压的作用时间是非常短暂的，当过电压作用结束后，排气式避雷器上的作用电压就是工频工作电压，间隙中的电弧从冲击电弧变为工频电弧，工频电弧电流(称为工频续流)就是系统在该点的短路电流。在工频电弧的高温作用下，产气管产气材料分解产生大量气体使管内压力骤增而从喷口猛烈喷出，这对工频电弧形成强烈的纵吹作用，使工频电弧经1～3个周波后，在工频续流过零时熄灭。与放电间隙相比，不同点在于排气式避雷器熄弧能力强，经1～3工频周期后在电弧电流过零时熄弧从而防止了工频短路引起跳闸，避免了供电的中断。排气式避雷器与放电间隙相同之处在于过电压引起动作后都形成截波，这对被保护设备是有绕组的设备非常不利(威胁纵绝缘)。此外由于存在外间隙，放电分散性较大，这也与放电间隙相同，所以排气式避雷器一般只作线路保护和发变电站的进线段保护。
5—2
阀式避雷器与氧化锌避雷器的工作原理相同，且都能避免在被保护设备上产生截波，但由于两者采用的非线性阀片电阻材料不同，使得两种避雷器的性能有以下的不同：
1.保护性能。由于氧化锌避雷器的阀片电阻非线性更好以及一般无放电间隙，氧化锌避雷器抑制过电压的能力要比阀式避雷器好。
2.适用范围。阀式避雷器阀片的通流容量较小，所以一般只适用于限制雷电过电压以及过电压能量较小的内部过电压(如切空载变压器过电压)，而氧化锌避雷器不仅可限制雷电过电压，由于阀片通流容量大，所以也可以用以限制内部过电压(如切合空载线路过电压)；阀式避雷器动作后工频电弧的熄灭要依赖于工频续流的过零，但在直流系统中无这种过零，所以阀式避雷器就不能用于直流系统，氧化锌避雷器工频续流的切断是依靠阀片电阻优良的非线性(在工频电压下电阻异常的大)，所以可用于直流系统。
3.运行环境的影响作用。阀式避雷器有放电间隙，间隙放电电压的分散性使阀式避雷器性能易受温度、湿度、气压、污秽等环境条件的影响，而氧化锌避雷器由于无放电间隙，所以不会受到这些运行环境的影响。
此外，氧化锌避雷器维护简单，省去了放电间隙定期清理。氧化锌避雷器具有上述各种优点，但运行过程中由于没有放电间隙隔离工频工作电压，故应注意阀片电阻的老化问题，所以应定期检测氧化锌避雷器的工频泄漏电流，尤其是工频泄漏电流中的阻性电流分量(其大小直接反映出阀片电阻的老化程度)。
5—3
避雷器是限制过电压从而使与之相并联电气设备绝缘免受过电压作用的器件。对避雷器的第一个要求是能将过电压限制到电气设备绝缘能耐受的数值，这就要求避雷器的最大残压(残压为冲击电压作用下，流过避雷器的冲击电流在避雷器上的压降)应低于设备绝缘的冲击耐压值。对于阀式避雷器还需要保证避雷器的伏秒特性(取决于放电间隙)与被保护设备绝缘的伏秒特性有正确的配合，以免发生电气设备绝缘先于避雷器间隙放电前发生击穿。避雷器仅满足上述要求还是不够的，对避雷器的第二个要求是应在过电压作用结束之后，能迅速截断随后发生的工频续流以不致于发生工频短路引起跳闸而影响正常供电。阀式避雷器与氧化锌避雷器利用阀片电阻在工频电压下电阻很大的非线性特性使工频续流能在第一次过零时就截断。第三个要求是避雷器(阀式和氧化锌)还应具有一定的通流容量以免发生热过度而造成瓷套爆裂。
表征阀式避雷器与氧化锌避雷器的电气参数有所不同：
1.阀式避雷器
冲击放电电压和残压(一般两者数值相同)是衡量限制过电压能力的参数，其数值越低对被保护设备绝缘越有利。灭弧电压是保证避雷器可靠灭弧(即截断工频续流)的参数，避雷器安装点可能出现的最高工频电压应小于灭弧电压。工频放电电压是保证阀式避雷不在内过电压下动作的参数。体现阀式避雷器保护性能与灭弧性能的综合参数是保护比(残压与灭弧电压之比)和切断比(工频放电电压与灭弧电压之比)。
2.氧化锌避雷器
残压(分雷电冲击残压、操作冲击残压、陡波冲击残压)是衡量氧化锌避雷器对不同冲击过电压限压能力的参数。持续运行电压和额定电压是保证氧化锌避雷器可靠运行所允许的最大工频持续电压和最高工频电压(非持续性)。1mA直流和工频参考电压是反映氧化锌避雷器热稳定性及寿命的参数。荷电率(持续运行电压峰值与参考电压之比)是表征氧化锌阀片电阻在运行中承受电压负荷的指标。
5—4
设针高h小于30m，则高度影响系数P=1，已知被保护物高度hx=10m，以及在hx下的保护范围
rx=15m
若h≤2hx(即h≤20m)
h-hx=rx
h=rx+hx=15+10=25m
(与h≤20m的假设不符，舍去)
若h≥2hx(即h≥20m)
1.5h-2hx=rx
(注意，不能四舍五入法)
所以避雷针针高至少应为23.34
m。
5—5
此题为等高4针联合保护。第一步将4针分成二个等高3针，第二步在每个等高3针中，计算出在被保护高度hx下在每二等高双针间的最小保护距离bx，若三个bx都大于等于0，则在此三针所构成三角形内的所有范围都能得到保护；若有一个bx＜0，则由此等高三针联合保护范围仅为bx≥0双针保护范围的组合。
对于1和2的等高双针
rx=h-hx=17-10=7
m
bx=1.5(h0-hx)=1.5(11.286-10)=1.93
m
对于1和3的等高双针
rx=h-hx=17-10=7
m
bx=1.5(h0-hx)=1.5(8.92-10)＜0
所以对于1、2、3等高三针，其保护范围仅为1
和2、2与3两等高双针保护范围的组合。同理，对于1、3、4等高三针，保护范围也是3和4、1和4两等高双针保护范围的组合。4针对10m
高度被保护物体的保护范围如图所示(实线所围
区域，不包括中间的一块)。
5—6
单个垂直接地体的工频接地电阻Rg为
单个垂直接地体的冲击接地电阻Rch′为
Rch′=αchRg=0.65×69=45
Ω
由3根垂直接地体连接后的整个接地装置的冲击接地电阻Rch为
第六章
6—1
雷电放电是一种自然现象，至今还没有有效措施能阻止雷电发生。在输电线路的各种防雷措施中，最基本或首要措施就是架设避雷线防止雷直接击于线路的输电导线上，更严格地讲，架设避雷线后使雷直接击于导线上的概率(即绕击率)比无避雷线时大大降低。此外，架设避雷线后，由于分流作用与耦合作用，也有利于防止雷击塔顶后通过“反击”使导线上形成过电压，也有利于降低导线上的感应雷过电压。
架设避雷线后虽然大大降低了雷电直接击于导线在导线上形成过电压的概率，但仍有很大可能出现雷电击于线路杆塔塔顶，塔顶电位升高后通过绝缘子串闪络(称为反击)在导线上形成过电压，对此可采取降低杆塔接地电阻，架设耦合地线，加强线路绝缘(通过增加绝缘子片数)以及对双回路线路采用不平衡绝缘等措施来防止雷击塔顶后绝缘子串发生闪络。
然而，采取以上各种措施后仍不能完全避免绝缘子串不发生闪络。万一出现这种情况时，线路防雷的进一步措施是防止绝缘子串由冲击闪络转变为工频电压下的闪络(这种闪络可建立稳定的工频电弧而引起线路跳闸)，这可采用消弧线圈接地(在中性点不接地系统中)的措施。
最后，尽管采取了上述一道道“防线”，但仍不能绝对保证不会引起工频闪络导致线路跳闸，对此可装设线路自动重合闸装置来提高供电可靠性，而且实践证明，对由雷电引起线路跳闸的重合成功率是很高的。
6—2
35KV及以下电压等级输电系统一般都为中性点不接地系统，当发生由雷电引起的冲击闪络后，随后出现的工频闪络电流很小，不能形成稳定的工频电弧，因此不会引起线路跳闸，所以当一相由于雷击而引起闪络后仍能正常工作。这样虽不装设避雷线，雷击引起的闪络概率增大，但这种闪络并不会导致线路跳闸而影响正常供电，故35KV及以下输电线路一般不架设避雷线。对于无避雷线的线路，一相闪络后再出现第二相闪络，形成相间短路，出现大的短路电流，才可能引起线路跳闸，只有当雷电流很大时才会出现这种情况。
6—3
(1)避雷线对地平均高度hb与导线对地平均高度hd为
(2)避雷线对外侧导线的几何耦合系数K0
考虑电晕影响，查表4—1得电晕修正系数K1=1.25
K=K1K0=1.25×0.229=0.286
(3)查表6—1得电感0.5μH/m
Lgt=0.5×29.1=14.55μH
查表6—2得分流系数β=0.88
(4)雷击杆塔时的耐雷水平I1
(5)雷绕击于导线时的耐雷水平I2
(6)雷电流幅值超过I1、I2的概率P1、P2
P1=14.23%
P2=73.1%
(7)查表6—4得击杆率
计算
建弧率
绕击率
(8)线路雷击跳闸率
6—4
此题为中性点不接地35KV系统，无避雷线。雷击线路只有两种情况，即直击导线或雷击杆塔，但两者都造成一相(最高的一相)的绝缘子串闪络(设计已保证导线间不会发生空间闪络)，而一相闪络(闪络后一相接地)后线路不会跳闸，而要等到一相闪络后第二相再闪络（即前闪络相向后闪络相反击)，出现相间短路形成稳定的工频电弧后才会发生跳闸，所以耐雷水平和雷击跳闸率都根据这种情况来计算，并且可以借用有避雷线线路的计算公式进行适当修正后直接计算，因为一相先闪络后，该相已接地，这与有避雷线线路的情况相类似。
耐雷水平的计算公式为
与书P141上(6—11)式相比，相当于β=1(无避雷线所以无分流)，式中hb取先闪络相导线的平均高度，hd为后闪络相导线的平均高度，K0为先后闪络两相导线间的几何耦合系数，K为考虑电晕影响后的耦合系数。对于本题先闪络相为最高相，后闪络相为右侧相，因与最高相之间的距离较大，耦合系数较小，该相绝缘子上电压较高而易闪络。对于本题hb=h1≈hg，hd=h2
最高相导线的平均高度
右侧相导线的平均高度
耐雷水平
雷电流幅值超过I的概率
P=63%
建弧率
η=(4.5×29.170.75-14)%=42.5%
线路雷击跳闸率
第七章
7—1
变电所防止直击雷的措施是装设避雷针或避雷线，并配合以良好的接地。为了使避雷针或避雷线能对被保护对象进行有效的保护，首先应使被保护对象处于避雷针或避雷线的保护范围之内，其次还应防止避雷针或避雷线受到雷击后发生对被保护对象的闪络(即反击)。因为即使被保护对象处于保护范围之内，但若出现反击，高电位就会加到被保护对象(如电气设备)上，所以防止反击与保护范围同样重要。为防止反击，应使避雷针(线)与被保护对象之间的空间距离以及两者地下接地体之间的距离具有足够的数值。当独立式避雷针的工频接地电阻不大于10Ω时，上述两种距离不应小于5米和3米。为防止反击，35KV及以下变电所不能采用构架式避雷针；易燃、易爆设备(如储油罐)也不能采用构架式避雷针。对于110KV及以上电压等级中的构架式避雷针应使避雷针构架的地下接地体与系统接地体之间的距离保持在15米以上。另外，主变压器的构架也一般不装避雷针。
7—2
变电站中有许多电气设备，所以不可能也没有必要在每个电气设备旁都安装一组(三相)避雷器加以保护。这样，避雷器与被保护设备之间就有一段长度不等的距离，此距离不是空间的距离，而是沿连接线的距离，故称为电气距离。在这种情况下，当阀式避雷器动作时，由于波在避雷器至被保护电气设备之间电气距离内的折射与反射，会使得作用于被保护电气设备上的电压高于避雷器端点上的电压，也就是说，使电气设备绝缘上的最大电压高于阀式避雷器的最大残压(220KV及以下电压等级为流过5KA冲击电流时的残压，500KV电压等级为流过10KA冲击电流时的残压)。电气距离越长、侵入波波头陡度越陡，电压高出越多。
7—3
避雷器与被保护电气设备的绝缘配合中，都以阀式避雷器(或氧化锌避雷器)的最大残压来配合，避雷器的最大残压为允许流过避雷器最大冲击电流下的残压。在220KV及以下系统中，流过避雷器的最大冲击电流为5KA(保护旋转电机的阀式避雷器为3KA)。若在实际运行过程中出现流过避雷器的冲击电流超过此规定值，则由于避雷器最大残压的升高而危及被保护电气设备绝缘。要使流过避雷器的冲击电流不超过规定的5KA(500KV为10KA)，具体措施就是采用进线段保护。由于进线段(靠近变电站的1-2Km的一段线路)的耐雷水平要较其余部分线路的耐雷水平高，所以可以认为雷电侵入波主要来自于1-2Km进线段之外的线路上落雷所造成。这样，雷电侵入波通过进线段再作用到避雷器上，在此过程中由于进线段波阻抗的串入，减小了流过避雷器的冲击电流并将其限制到不超过5KA(10KA)。此外，雷电侵入波在进线段传播时由于出现冲击电晕，从而同时又降低了进入变电站雷电侵入波的波头陡度，有利于对电气设备的保护。
7—4
变电站进线保护段的作用有二个，其一是限制雷电侵入波电压作用下流过避雷器的电流，其二是降低最终进入变电站雷电侵入波的波头陡度。对进线保护段的要求是其应具有比线路更高的耐雷水平，为此这段线路的避雷线应具有更小的对导线的保护角，而全线无避雷线线路则当然应在这段线路上架设避雷线。
7—5
变电站进线段保护标准接线中，对1～2公里这段线路采取加强防雷措施(如减小保护角)，使其具有较高的耐雷水平。保护进线段的作用是限制避雷器动作时流过的冲击电流不超过允许值以及降低进入变电站的雷电侵入波电压的波头陡度。对于线路在雷雨季节可能处于开路状态而线路另一侧又带电(如双端电源线路)时，应在进线段末端对地装设排气式避雷器(或阀式避雷器)，目的在于防止线路上有雷电波侵入时，由于断路器打开而在线路末端发生全反射引起冲击闪络，再导致工频对地短路，造成断路器或隔离开关绝缘部件烧毁。要注意的是，断路器和隔离开关合闸时，该排气式避雷器不应在雷电侵入波作用下动作，以免产生截波危及有绕组电气设备的纵绝缘。
7—6
直配电机是指不经变压器而直接与架空线相连接的旋转电机(发电机或高压电动机)。直配电机防雷保护的主要措施(参见书P164图7—18)为：
1.在电机母线上装设FCD型阀式避雷器或氧化锌避雷器以限制雷电侵入波的幅值。
2.在电机母线上对地并电容器，每相约0.25-0.5μF(若接有电缆段，电缆对地电容包括在内)。电容器的作用是降低雷电侵入波的陡度以保护电机纵绝缘，同时还起到降低架空线上的感应雷过电压(此过电压也作用到电机上)。
3.在直配电机进线处加装电缆段和排气式避雷器(或阀式避雷器线)、电抗器，联合保护以限制避雷器动作电流小于规定值(3KA)。
4.发电机中性点有引出线且未直接接地(发电机常这样)时，应在中性点上加装避雷器保护中性点的绝缘，或者加大母线并联电容以进一步限制雷电侵入波陡度。
电缆段的作用不在于电缆具有较小波阻抗和较大的对地电容，而在于在等值频率很高的雷电流作用下电缆外皮的分流(由于FE1动作)及耦合作用。当雷电侵入波使电缆首端排气式避雷器(为使此避雷器由于发生负反射不能可靠动作而前移70m，即FE1)动作时，电缆芯线与外皮短接，相当于把电缆芯和外皮连在一起并具有同样的对地电压iR1。在此电压作用下电流沿电缆芯和电缆外皮分两路流向电机。由于流过电缆外皮绝缘所产生的磁通全部与电缆芯交链(由于电缆芯被电缆外皮所包围)，在芯线上感应出接近等量的反电势从而阻止芯线中电流流向电机，使绝大部分电流如同高频集肤效应那样从电缆外皮流，这样减小了流过避雷器(与芯线相连)的电流，也即限制了避雷器的动作电流。电缆芯中的反电势是建立在电缆外皮与电缆芯导线的耦合作用基础之上，为了加强这种耦合作用(以加强反电势)，常采取将70m段的接地引线平行架设在导线下方，并与电缆首端的金属外皮在装设FE2杆塔处连接在一起后接地，工频接地电阻不应大于5Ω。在电缆首端保留FE2以便在强雷时动作(即一般情况下不动作)以进一步限制避雷器动作电流(在强雷时也不超过3KA)。
7—7
变电站的防雷保护可分为直击雷的保护和雷电侵入波的保护两个方面。本题涉及对雷电侵入波的保护，具体措施就是装设避雷器，要确定避雷器装设在什么位置以及选择何种参数的避雷器。防雷保护方案如下：
1.母线上装设避雷器。220KV、110KV双母线的每条母线以及10KV母线对地分别装设一组(三相)避雷器。如选用阀式避雷器则为FZ—220，FZ—110，FZ—10。根据避雷器至变压器及其它电气设备最大允许电气距离校验避雷器安装位置是否妥当。由于避雷器电气参数不同时，最大允许电气距离也不同，以下以选用阀式避雷器为例计算最大允许电气距离。
220KV
保护进线段长度为2Km，根据表7—5得
α′=1.2KV/m。查表7—3得Uc.5=664KV，Uj=949KV。根据Uc.5+2α＇L≤Uj可算出避雷器至变压器最大允许电气距离L=118m。
110KV
保护进线段长度为1Km或2Km，根据表7—5得α′=1.5KV/m或α′=0.75KV/m。查表7—3得Uc.5=332KV，Uj=478KV。根据Uc.5+2α＇L≤Uj，可算出避雷器至变压器最大允许电气距离分别为48m和97m。但此距离为一路出线的情况，对于此题为至少为二路出线，故最大允许电气距离还要增大，查图7—11可得最大允许电气距离为70m和135m。
2.主变T1中性点装设避雷器。T2为Y0/Δ联接，而T1为Y/Δ联接，故T1中性点对地应装设一只避雷器。如选用阀式避雷器则选FZ—35。
3.自耦式主变T2装设避雷器。由于运行方式可能出现中压侧开路和高压侧开路的运行方式，因此相应母线上的避雷器由于绕组出口处断路器的分闸而对开路的中压、高压绕组起不到保护作用，为此应在中压绕组(110KV)和高压绕组(220KV)出口处(绕组出口断路器的绕组侧)分别装设一组避雷器。若选用阀式避雷器则分别为FZ—110和FZ—220。
4.110、220线路的进线段保护
进线段的长度：220KV为2Km，110KV根据最大允许电气距离校核结果而定。
进线段的耐雷水平：110KV为75KA，220KV为120KA
进线段避雷线的保护角：＜20°
进线段末端是否装排气式(或阀式代替)避雷器，要视线路另一端是否有电源而定，因运行方式(四路/两路，三路/一路)已表明雷季可能出现线路末端可能处于开路状态。
第八章
8—1
暂时过电压与操作过电压产生的根本性原因是完全不同的，前者由于参数特定的配合引起，因此只要这种参数配合不发生改变，过电压就可能持续。后者为电网中发生振荡型的暂态过程引起，一旦暂态过程结束，过电压也就消失。
8—2
工频过电压也称工频电压升高，因为此类过电压表现为工频电压下的幅值升高。引起工频电压升高的原因有：空载线路的电容效应、不对称短路和突然甩负荷。
空载线路可看作由分布的L、C回路构成，在工频电压作用下，线路的总容抗一般远大于导线的感抗，因此由于电容效应使线路各点电压均高于线路首端电压，而且愈往线路末端，电压愈高。系统发生不对称短路时，短路电流的零序分量会使健全相电压升高，而在不对称短路中以单相接地最为常见且引起健全相上电压升高也最为严重。由于某种原因线路突然甩负荷，作为电源的发电机，根据磁链守恒原理，通过激磁绕组的磁通来不及变化，与其相应的电源电势Ed′维持原来数值从而使线路上工频电压升高。
8—3
影响空载线路电容效应引起工频电压升高的因素主要有3个。其一是线路的长度。线路越长，空载线路末端比首端电压升高越大，可采用
进行计算。其二是电源容量。电源容量越大，电源电抗XS越小，电压升高越小。另外，也与线路是否接有并联电抗器有关。线路接入并联电抗器后，通过补偿空载线路的电容性电流削弱电容效应从而达到降低工频电压升高的目的。
第九章
9—1
操作过电压
产
生
原
因
影
响
因
素
电弧接地过电压
中性点不接地系统中由于出现间歇性电弧接地引起振荡型暂态过程
1.接地电容电流大小(如中性点接消弧线圈后可减小)
2.系统相关参数(相间电容和损耗)
3.电弧熄灭和重燃时的相位(此因素具有随机性而不可控)
空载线路分闸过电压
分闸后断路器触头间由于出现电弧重燃引起振荡型暂态过程
1.断路器灭弧性能。其直接影响到分闸后的重燃程度
2.接线方式(出线数以及是否接有电磁式电压互感器)。影响到在相同重燃情况下的过电压大小
3.中性点接地方式。中性点非有效接地系统中由于中性点电位的位移而使在相同情况下的过电压数值增大。
空载线路合闸过电压
合闸前后电路状态改变引起振荡型暂态过程
1.合闸前后电路状态的差异。这与合闸时的相位以及是计划性合闸还是重合闸有关。
2.线路残余电压大小。这主要影响重合闸过电压大小。
3.系统参数、结构、断路器合闸的三相同期性。
切除空载变压器过电压
切除过程中由于空载电流的突然“截断”引起磁场能量向电场能量的转变
1.断路器的灭弧性能
2.变压器的参数
9—2
消弧线圈是一有铁芯的电感线圈，接在系统中性点与地之间，消弧线圈的基本作用是补偿流过故障点的容性接地电流，使接地电弧容易熄灭，同时消弧线圈能降低故障相上恢复电压的上升速度，减小电弧重燃的可能性，这样接地电弧出现后会很快熄灭且不重燃，从而限制了间歇电弧接地过电压。消弧线圈电感电流能补偿系统对地电容电流的百分数称为消弧线圈的补偿度。根据补偿度的不同，可选择消弧线圈参数使系统处于欠补偿、全补偿、过补偿状态下运行。为了充分发挥消弧线圈的消弧作用(若欠补偿，则随电网发展使补偿度更低)以及避免出现或接近全补偿(若欠补偿，运行时由于部分线路退出而成为全补偿)后因三相对地电容不对称导致中性点上出现较大的位移电压危及绝缘，所以常采用过补偿运行方式来选择消弧线圈参数。
9—3
空载线路分闸过电压是由于断路器分闸后触头间发生电弧重燃而引起的，所以断路器灭弧性能好，重燃次数少或基本不重燃，分闸过电压就较低。而切除空载变压器过电压是由于断路器分闸时发生空载电流的突然“截断”(从某一数值突然降至零)，所以断路器灭弧性能好，空载电流“截断”值大，截断电流对应的磁场能量大，截流后转变成电场能量也大，切除空载变压器过电压就高。
9—4
带并联电阻断路器具有主辅两对触头，在主触头上并有电阻，所以称为并联电阻(如书P185上图9—7所示)。空载线路分闸时，主触头S1先分，此时线路仍未从电源切除，S1分闸也会引起振荡的暂态过程，由于S1断口间恢复电压仅为并联电阻的电压降，这要小于电源电压，所以S1分闸后不易发生电弧重燃。S1分闸后经1.5～2个工频周期，辅助触头S2分闸，线路真正从电源切除，S2分闸后触头间恢复电压也要小于电源电压所以也不容易发生电弧的重燃，这样空载线路分闸过程中都不易发生电弧重燃，当然分闸过电压也降低。空载线路合闸时，辅助触头S2先合闸，线路变成串以并联电阻后的合闸，由于电阻的阻尼作用，S2合闸过程中的过电压降低。经1.5～2个工频周期，主触头S1闭合，线路真正合闸电源，S1闭合仅将R短接掉，此过程中状态的改变要小于直接合闸电源时的状态改变，所以S1闭合过程中过电压也降低。
9—5
切除空载变压器过电压的限制措施主要是采用避雷器，由于切空变过电压虽幅值较高但其持续时间短，能量小，故可采用阀式避雷器(当然也可用氧化锌避雷器)加以限制，此种过电压也是阀式避雷器所能限制的唯一操作过电压。对于切合空载线路过电压，避雷器不是主要限制措施(主要措施是断路器并电阻)，因为这种操作非常频繁，若采用避雷器限制过电压，会使避雷器动作过于频繁。另外即使作为辅助限制措施，也应选用通流能力较大的氧化锌避雷器。对于电弧接地过电压一般不采用避雷器限制而主要采用接消弧线圈的措施。当然，为保护中性点绝缘和消弧线圈，中性点对地可接避雷器。
第十章
10—1
铁磁谐振过电压是在铁磁谐振过程中出现的。要发生铁磁谐振须满足两个条件：一是谐振回路中须存在非线性的电感(具有铁芯的电感)和线性电容，且正常运行时感抗应大于容抗。二是须由外界因素(如电源电势的扰动)强烈的激发，使谐振回路稳定于谐振工作点。铁磁谐振与线性谐振相比较，具有不同的谐振条件与特点：
1.线性谐振条件是无需激发；而铁磁谐振条件
(L0为正常非饱和时的电感)以及外界一定程度的激发，二个条件缺一不可。
2.线性谐振时，谐振回路的电流呈阻性，uL=uC；而铁磁谐振时，谐振回路的电流呈容性，uL＜uC，即发生铁磁谐振时非稳定工作点)。
3.线性谐振时，回路有固定的自振频率而铁磁谐振时回路无固
定的自振频率，可发生基波与各种频率谐波的谐振。
10—2
在中性点不接地系统中常出现由于电磁式电压互感器饱和引起的铁磁谐振过电压。电磁式电压互感器常接成Y0，如书P198上图10—7所示。正常运行时，电磁式电压互感器各相感抗大于线路容抗，导致并联后呈容性。当系统中出现某些扰动，使电压互感器各相饱和程度不同，饱和程度小的相仍呈容性，饱和程度大的相可能呈现感性，若参数配合不当恰好使总导纳接近于零，就发生串联谐振。由于谐振使中性点位移电压(正常时为零)急剧上升。而中性点电位升高后，三相导线的对地电位等于各相电源电势与中性点位移电压的相量和。若发生基波谐振，则往往一相对地电压降低，二相对地电压升高。为限制这种铁磁谐振过电压可选用励磁特性较好的电磁式电压互感器；可加并对地电容以增大三相对地电容来避免出现某些相从容性变为感性，以消除与呈容性相构成谐振的可能性；也可在电压互感器开口三角形绕组中短时接入阻尼电阻或在电压互感器一次绕组中性点对地接入电阻以阻尼振荡降低过电压。
10—3
断线过电压是由于断线而引起的铁磁谐振过电压。这里所说的断线包括导线因故障的折断，也包括断路器非全相操作以及熔断器的一相或二相熔断等。断线过电压一般发生于线路末端接有中性点不接地的空载或轻载变压器。断线后，系统处于非全相运行，在上述情况下会形成如书P196上图10—6所示的简化等值串联谐振电路。无论是一相断线还是二相断线，电路中的L都为空载或轻载变压器单相励磁电感的1.5倍，而电路中的E和C则根据断线的位置，一相断线还是二相断线以及电源中性点接地与否而不同，详见书P197上表10—1。要
产生断线过电压需满足这一条件，且须在外界因素激发下才有可
能发生铁磁谐振，产生断线过电压。为限制和消除这种过电压，措施之一是避免出现非全相运行，如加强巡视和检修预防线路发生断线或保证断路器三相同期动作以避免发生一相或二相拒动，以及不采用熔断器等。措施之二是在中性点接地系统中操作中性点不接地的变压器时，将变压器中性点临时接地。
第十一章
11—1
绝缘配合就是要协调配合好电力系统中的过电压、限压措施与电气设备绝缘水平三者之间的关系，使之在经济上、技术上、运行上都能接受。电气设备的绝缘水平是设备绝缘应能耐受(不发生闪络、击穿或其它损坏)的电压，也即耐压试验时的试验电压。电气设备对于工频交流、雷电冲击和操作冲击电压的绝缘水平或耐压试验电压是不同的。
11—2
线路绝缘子串中绝缘子的片数首先按工作电压下满足所要求的泄漏距离(按泄漏比距计算)来确定，然后再按内、外过电压下的要求进行校验(若不满足需增加片数)。
11—3
电气设备绝缘的BIL称为电气设备的基本冲击绝缘水平，它表征电气设备绝缘耐受雷电过电压的能力。电气设备绝缘的SIL称为电气设备的操作冲击绝缘水平，它表征电气设备绝缘耐受操作冲击过电压的能力。
第四篇：高电压技术题库
一、主观题(共11道小题)
1.复习范围以学习指导书为准。请完成发布作业中的主观题，手写完成后存为PDF格式，通过维普作业平台提交。之前已提交主观题成绩有效。
2.为什么要进行直流耐压试验？与交流耐压试验相比，直流耐压试验有那些特点？
3.名词解释 内部过电压
4.电力系统绝缘配合的根本任务是：______________________________________________________________。
5.输电线路耐雷性能的指标主要有那些？现代输电线路上所采用的防雷保护措施主要有那些？
6.行波在理想无损线路上传播时，能量不会散失，波也不会衰减和变形。但实际上，任何一条线路都是有损耗的，引起能量损耗的因素有：________________、_________________、_______________________________、___________________________、_______________。
7.名词解释 残压
8.局部放电中_____________的大小对介质的老化速度有显著影响，所以它与视在放电量和放电重复率是表征局部放电的三个基本参数。
9.测量绝缘电阻能发现哪些绝缘缺陷？试比较它与测量泄漏电流试验项目的异同。
10.电介质的电气特性，主要表现为它们在电场作用下的_____________、_______________和_______________，它们分别以四个主要参数：______________________、________________、___________________________和____________________________来表示。
11.名词解释 极化
一、主观题(共11道小题)
1.复习范围以学习指导书为准。请完成发布作业中的主观题，手写完成后存为PDF格式，通过维普作业平台提交。之前已提交主观题成绩有效。
参考答案：无
2.为什么要进行直流耐压试验？与交流耐压试验相比，直流耐压试验有那些特点？
参考答案：
在被试品的电容量很大的场合（例如长电缆段、电力电容器等），用工频交流高电压进行绝缘试验时会出现很大的电容电流，要求试验装置具有很大的容量，在实际中这是很难做到的。这时通常用直流高电压试验来代替工频高电压试验。
随着高压直流输电技术的发展，出现了越来越多的直流输电工程，因而必然需要进行多种内容的直流高压试验。
特点：
Ø
试验中只有微安级泄漏电流，试验设备的容量较小，体积较小，便于现场试验。
Ø
试验时可同时测量泄漏电流，由所得的“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。
Ø
用于旋转电机时，能使电机定子绕组的端部绝缘也受到较高电压的作用，发现端部绝缘中的缺陷。
Ø
在直流高压下，局部放电较弱，不会加快有机绝缘材料的分解或老化变质，带有非破坏性试验的性质。
Ø
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。
3.名词解释 内部过电压
参考答案：
内部过电压：产生的根源在电力系统内部，由系统内部电磁能量的积聚和转换而引起的过电压。
4.电力系统绝缘配合的根本任务是：______________________________________________________________。
参考答案：正确处理过电压和绝缘这一对矛盾，以达到优质、安全、经济供电的目的。
5.输电线路耐雷性能的指标主要有那些？现代输电线路上所采用的防雷保护措施主要有那些？
参考答案：
输电线路耐雷性能的指标主要有：耐雷水平和雷击跳闸率
现代输电线路上所采用的防雷保护措施主要有：
避雷线
降低杆塔接地电阻
加强线路绝缘
耦合地线
消弧线圈
不平衡绝缘
自动重合闸
6.行波在理想无损线路上传播时，能量不会散失，波也不会衰减和变形。但实际上，任何一条线路都是有损耗的，引起能量损耗的因素有：________________、_________________、_______________________________、___________________________、_______________。
参考答案：导线电阻，大地电阻，绝缘的泄漏电导与介质损耗，极高频或陡波下的辐射损耗，冲击电晕
7.名词解释 残压
参考答案：残压：冲击电流通过避雷器时，在工作电阻上产生的电压峰值。
8.局部放电中_____________的大小对介质的老化速度有显著影响，所以它与视在放电量和放电重复率是表征局部放电的三个基本参数。
参考答案：放电能量
9.测量绝缘电阻能发现哪些绝缘缺陷？试比较它与测量泄漏电流试验项目的异同。
参考答案：
测量绝缘电阻能相当有效地揭示绝缘整体受潮、局部严重受潮、存在贯穿性缺陷等情况。因为在这些情况下，绝缘电阻显著降低，电导电流将显著增大，而吸收电流迅速衰减。
测量泄漏电流和绝缘电阻的相同点：
测量原理一致。
测量泄漏电流和绝缘电阻的不同点：
1)加在试品上的直流电压要比兆欧表的工作电压高得多，能发现兆欧表所不能发现的某些缺陷。
2）施加在试品上的直流电压是逐级增大的，可以在升压过程中监视泄漏电流的增长动向。
10.电介质的电气特性，主要表现为它们在电场作用下的_____________、_______________和_______________，它们分别以四个主要参数：______________________、________________、___________________________和____________________________来表示。
参考答案：导电性能、介电性能、电气强度；电导率、介电常数、介质损耗角正切和击穿电场强度。
11.名词解释 极化
参考答案：极化：电介质在电场作用下，其束缚电荷相应于电场方向产生弹性位移想象和偶极子的取向现象。
第五篇：高电压技术知识点总结
•为什么要有高电压：提高输送容量，降低线路损耗，减少工程投资，提高单位走廊输电能力，节省走廊面积，改善电网结构，降低短路电流，加强联网能力。•电介质：在其中可建立稳定电场而几乎没有电流通过的物质。•极化：在外电场作用下，电介质内部产生宏观不为零的电偶极矩。
•电介质极化的四种基本类型：电子位移极化，离子位移极化，转向极化，空间电荷极化。
•介电常数：用来衡量绝缘体储存电能的能力，代表电介质的极化程度（对电荷的束缚能力）
•液体电介质的相对介电常数影响因素(频率)：频率较低时，偶极分子来得及跟随电场交变转向，介电常数较大，接近直流情况下的εd；频率超过临界值，偶极分子转向跟不上电场的变化，介电常数开始减小，介电常数最终接近于仅由电子位移极化引起的介电常数εz。
•电介质的电导与金属的电导有本质上的区别：金属电导是由金属中固有存在的自由电子造成的。电介质的电导是带电质点在电场作用下移动造成的。气体：由电离出来的自由电子、正离子和负离子在电场作用下移动而造成的。液体：分子发生化学分解形成的带点质点沿电场方向移动而造成的。固体：分子发生热离解形成的带电质点沿电场方向移动而造成的。
•介质损耗：在电场作用下，电介质由于电导引起的损耗和有损极化损耗，总称为介质损耗。
•电介质的等效电路：电容支路：由真空和无损极化所引起的电流为纯容性。/阻容支路：由有损极化所引起的电流分为有功和容性无功两部分。/纯阻支路：由漏导引起的电流，为纯阻性的。•介质损耗因数tgδ的意义：若tgδ过大会引起严重发热，使材料劣化，甚至可能导致热击穿。/用于冲击测量的连接电缆，要求tgδ必须小，否则会影响到测量精度/用做绝缘材料的介质，希望tgδ。在其他场合，可利用tgδ引起的介质发热，如电瓷泥胚的阴干/在绝缘试验中，tgδ的测量是一项基本测量项目 •激励：电子从近轨道向远轨道跃迁时，需要一定能量，这个过程叫激励。•电离：当外界给予的能量很大时，电子可以跳出原子轨道成为自由电子。原来的中性原子变成一个自由电子和一个带正电荷的离子，这个过程叫电离。
•反激励：电子从远轨道向近轨道跃迁时，原子发射单色光的过程称为反激励。•平均自由程：一个质点两次碰撞之间的平均距离，其与密度呈反比。•电离形式：撞击电离，光电离，热电离，表面电离。
•气体带电质点的消失：中和(发生在电极处)：带电质点在电场力的作用下，宏观上沿电场做定向运动。带电质点受电场力作用而流入电极，中和电量。/扩散：扩散指质点从浓度较大的区域扩散到浓度较小的的区域，从而使带电质点在空间各处浓度趋于平均的过程。/复合(发生在内部)：带有异号电荷质点相遇，还原为中性质点的过程称为复合。
•电子崩：当外加电场强度足够大时，带电粒子两次碰撞间积聚的动能足够发生碰撞电离。电离出来的电子和离子在场强作用下又加入新的撞击电离，电离过程像雪崩一样增长起来，称为电子崩。•自持放电：当外加场强足够强大时，电子崩不依赖外界因素，外界因素消失后，电子崩仍能够保持。
•放电形式：辉光放电，电晕放电，刷状放电，火花击穿，电弧击穿。•汤森德气体放电理论的三个影响因素：系数α：1个自由电子在走到阳极的1cm路程中撞击电离产生的平均自由电子。/系数β：1个正离子在走到阴极的1cm路程中撞击电离产生的平均自由电子。/系数γ：1个正离子撞击阴极表面，逸出的平均自由电子数。
•流注:由初崩辐射出的光子，在崩头、崩尾外围空间局部强场中衍生出二次电子崩并汇合到主崩通道中来，使主崩通道不断高速向前、后延伸的过程称为流注。•流注的形成：电子崩头部接近阳极；崩头和崩尾处电场增强，激励和反激励放射出大量光子，崩中复合也放射出光子；一些光子射到崩尾，造成空间光电离，形成衍生电子崩；衍生电子崩头部移动速度快，与主崩汇合；新的衍生电子崩在崩尾出现，一个一个向阴极发展，形成正流注。
•电晕：在极不均匀的电场中，当外加电压及平均场强还较低时，电极曲率半径较小处，附近空间的局部场强已很大。在这局部场强处，产生强烈的电离，伴随着电离而存在复合和反激励，辐射出大量光子，使在黑暗中可以看到在该电极附近空间有蓝色的晕光，称为电晕。
•电晕的极性效应:对于电极形状不对称的极不均匀电场间隙，间隙的起晕电压和击穿电压各不相同，称为极性效应。
•电晕的效应：有声、色、热等效应，表现为发出“咝咝”的声音，蓝色的晕光以及使周围气体温度升高等。|产生人可听到的噪声，对人生理、心理产生影响。|形成“电风”导致电力设备的振动和摆动。|产生高频脉冲电流，对无线电干扰。|产生能量损耗。|产生某些化学反映，加速绝缘老化。•雷电放电过程：先导放电，主放电(剧烈电离，剧烈中和，主放电通道向上延伸，径向放电)，余光放电。
•雷电的破坏因素:最大电流、电流增长最大陡度、余光电流热效应。
•气隙沿面放电：沿气体与固体（或液体）介质的分界面发展的放电现象。•闪络：沿面放电发展到贯穿两级，使整个气隙沿面击穿的现象。•气隙的击穿时间：升压时间t0，统计时延ts，放电发展时间tf。
•伏秒特性：气隙的击穿电压要用电压峰值和延续时间二者共同表示，这就是该气隙在电压波形下的伏秒特性。
•气隙的电气强度影响因素：气隙的击穿时间、气隙的伏秒特性、大气条件对气隙击穿电压的影响、电场均匀程度对气隙击穿电压的影响。
•影响统计时延的因素：电极材料、外施电压、电场情况、短波光照射。•影响放电发展时间的因素：外施电压、电厂情况、间隙长度。
•平均伏秒特性：同一气隙在同一电压作用下，每次击穿的时间并不完全相同，具有分散性。所以一个气隙的伏秒特性，不是一条简单的曲线，而是一组曲线族。某些场合，用击穿概率50％的曲线来表示气隙的伏秒特性，称为平均伏秒特性。•50％击穿电压：指气隙被击穿的概率为50％的冲击电压峰值，反映了该气隙地基本耐电强度。
•2μS冲击击穿电压：气压击穿时，击穿前时间小于和大于2μS的概率各为50％的冲击电压。
•标准大气参考条件：温度θ=20℃，压强P0=101.3Pa，湿度h0=11g/M3。大气压下空气电气强度约30KV/cm •大气条件对气隙击穿电压的影响因素：温度↓、压强↑：密度↑，平均自由程↓，Ub（耐受电压）↑。湿度↑：负离子↑，Ub（耐受电压）↑。•极不均匀电场特点：有显著的极性效应/击穿电压分散性大/击穿电压与间隙距离有关/外加电压低于击穿电压时局部有稳定的电晕放电。
•提高气隙击穿电压的方法：改善电场分布：气隙电场分布越均匀，气隙击穿电压越高，故适当改进电极形状，增大电极曲率半径（屏蔽），改善电场分布，能提高气隙的击穿电压和预放电电压。采用高度真空：以削弱气隙中的撞击电离过程，也能提高气隙的击穿电压。增高气压：可以减小电子的平均自由程，阻碍撞击电离的发展，从而提高气隙的击穿电压。④采用高耐电强度气体：卤族元素气体（SF6等）。·SF6气体的特点：较高的耐电程度，很强的灭弧性能，无色无味无毒，非燃性的惰性化合物，对金属和其他绝缘材料没有腐蚀作用，中等压力下可以液化，容易储藏和运输。
•污闪：在化工厂、冶金厂附近或沿海地带，沉积在绝缘上的尘污，因其含有高导率的溶质，当遇到雾，毛毛雨等天气条件，有可能产生沿面闪络。
•电击穿:由电场的作用使介质中的某些带点质点积累的数量和运动的速度达到一定程度，使介质失去了绝缘性能，形成导电通道。
•热击穿：由电场作用下，介质内的损耗发出的热量多于散逸的热量，使介质温度不断上升，最终造成介质本身的破坏，形成导电通道。
•影响固体电介质击穿电压的因素：1.电压作用时间的影响：存在临界点，即热击穿和电击穿的分界点。2.电场均匀度和介质厚度的影响：均匀电场：电击穿与厚度无关，热击穿厚度愈大击穿场强俞弱。不均匀电场：厚度越大击穿场强越小。3.电压频率的影响：电击穿：Ub与f无关，热击穿Ub↓，1↑。4.温度的影响：f存在临界点。θ<θcr时：Ub与θ无关，属于电击穿性质。θ>θcr时：Ub随θ的升高迅速下降，属于热击穿性质。5.受潮度的影响：对于某些具有吸水性的固体介质来说，含水量增大时，击穿电压迅速下降。6.机械力的影响：均匀固体在弹性限度内:击穿电压与机械力无关。固体有孔隙：机械力↑，击穿电压↑。固体有裂隙：机械力↑，击穿电压↓。7.多层性的影响：注意各层介质电特性的适当配合。8.累积效应的影响：在不均匀电场中，固体介质在脉冲电压作用下，存在不完全击穿的现象。不完全击穿具有累积效应，即击穿电压随不完全击穿次数的增加而降低。
•提高固体电介质击穿电压的方法：改进绝缘设计(改善电极形状及表面光洁度，使电场尽可能地均匀分布)，改进制造工艺(尽可能地清除介质中的杂质、气泡、水分等)，改善运行条件(注意防潮，防止尘污和有害气体的侵蚀)。•老化:电气设备中的绝缘材料在运行过程中，由于受到各种因素的长期作用，会发生一系列不可逆的变化，从而导致其物理、化学、电和机械等性能的劣化。这种不可逆的变化称为老化。
•促进老化的因素：电老化，热老化，环境老化。
•固体介质的电老化：电离性老化，电导性老化，电解性老化。
•小桥理论：存在杂质：不纯、接触大气、固体脱落、液体老化。/形成小桥：在电场作用下这些杂质被拉长，被定向，沿电场方向排列成杂质的小桥。/形成气泡：如小桥贯穿两极，由于组成小桥的杂质的电导较大，使泄漏电流增大，发热增多，促使水分汽化，形成水泡。/气泡中发生电离：气泡中的场强大，但其耐电强度小，故电离过程首先发生在气泡中。击穿：小桥中气泡的增多，将导致小桥通道被电离击穿。这种击穿属于热击穿性质。
•影响液体电介质击穿电压的因素：1.电压作用的时间，2.电场情况的影响，3.液体介质本身品质的影响，4.温度的影响，5.压强的影响。
•提高液体电介质击穿电压的方法：1.提高并保持油的品质，2.覆盖(薄)：紧贴在金属电极的固体绝缘薄层，阻止小桥与电极接触，3.绝缘层：包在较小曲率半径的电极上，改变电场，防止发生电晕，4.极间障：放在电极间油隙中的固体绝缘板，机械阻隔杂质小桥成串。
•变压器油老化的主要原因是油的氧化。影响变压器油老化的因素:温度，光照，电场，触媒（催化剂）
•延缓变压器油老化的方法：油扩张器，隔离胶囊，与强触媒物质隔离，渗入抗氧化剂。
•电气设备绝缘试验种类：耐压试验、检查性试验
•吸收比：时间为60s与15s时所测得的绝缘电阻之比。
•极化指数：绝缘在加压后10min和1min所测得的绝缘电阻之比。
•微安表电路图：放电管P：过电流时，放电管放电，短路，从而保护微安表。/开关K：一般情况下闭合，打开时微安表读数。/电阻R：与微安表串联、分压、，使微安表满值时放电管能动作。/电感L：突然短路时，放电管来不及动作时，限制微安表的冲击电流。/滤波电容C：降低微安表电流陡度，保证放电管动作。•测定介质损耗因数的方法：电桥法、瓦特表法、不平衡电桥法。电桥法准确度最高，最通用的是西林电桥。
•局部放电：常用的固体绝缘物总会不同程度的包含一些分散性的异物，这些异物的电导和介电常数不同于绝缘物，在外施电压作用下，这些异物附近将具有比周围更高的场强。当场强超过了该处物质的电力场强，该处物质就产生电力放电，称之为局部放电。
•局部放电意义：局部放电的测试，能预防绝缘的情况，也是估计绝缘电老化速度的重要依据。
•局部放电测试方法：串连法、并联法、平衡法
•绝缘油中溶解气体的色谱分析：浸绝缘油的气体设备中，如果存在局部过热、局部放电或其他内部故障时，会产生较大量的各种烃类气体和氢气、一氧化碳、二氧化碳等气体，称为故障特征气体。因此，分析油中溶解气体的成分、含量及其随时间而增长的规律，就可以鉴别故障的性质、程度及其发展情况。
实验步骤：将油中溶解的气体脱出；送入气相色谱仪；对不同气体进行分离和定量。
•工频高压试验变压器（工频高压的获得）的特点：一般为单相；额定电压安全裕度较小,工作电压一般不允许超过额定值；通常为间歇工作方式，工作时间短，不用加强的冷却系统；一二次绕组电压变比高，绝缘间距大，漏抗大；要求较好的输出电压波形；要求变压器局部放电电压足够高。
•工频高压试验变压器的常用调压方式：自耦变压器、移圈调压器、电动发电机组
•暂态的过电压现象：调压器未归零时合电源：出现频率较高的震荡过程，产生过电压；在较高电压时切断电源：严禁切空变过电压；被试品突然击穿，相当于作用于反向电压产生危险的过电压，应串保护电阻。•保护电阻作用：降低击穿时的过电压，保护变压器/限制短路电流/阻尼振荡作用。•工频电压的直接测量：测量球隙：不同的间隙距离对应不同的击穿电压。静电电压表：应用广泛，最高量程200KV。分压器配用低压仪表。高压电容器配用整流装置;通过测电流间接测电压。
•直流高压的测量:棒隙或球隙，静电电压表，电阻分压器配合低压仪表，用高值电阻与直流电流表串联。
•波速：行波沿导线传播的过程，就是平面电磁场的传播过程，其传播速度称为波速。
•波阻抗：其值取决于线路单位长度的电感和电容，与线路长度无关。•雷电流参数:电流峰值、波前时间、半峰值时间。•雷暴日:一年中有雷暴的日数。雷暴小时：一年中有雷电的小时数。一个雷暴日折算三个雷暴小时
•地面落雷密度：每一雷暴日，每平方千米地面遭受雷击的次数。•输电线路落雷次数:每100KM的输电线路每年遭受雷击的次数，•保护角：避雷线和边相导线的连线与经过避雷线的垂直线之间的夹角。通常在15度到30度之间。
•避雷器类型：保护间隙、管型避雷器：主要用于限制大气过电压，一般用于配电系统线路和进线段保护。阈型避雷器、氧化锌避雷器：常用于变电所、发电厂的保护。
•氧化锌避雷器的特点：无间隙，无续流，保护性能优越，通流容量大。
•氧化锌避雷器的基本电气参数：最高持续运行电压，额定电压，参考电压，残压。
•评价氧化锌避雷器性能优劣的指标：1.保护水平：雷电保护水平为雷电冲击残压和陡坡冲击残压除以1.15中的较大者；操作冲击电压等于操作冲击残压。2.压比3.荷电率。
•接地装置：保护接地，工作接地，防雷接地。
•输电线路防雷性能的评价指标：1.耐雷水平：雷击线路时线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值。2.雷击跳闸率：每100KM线路每年由于雷击引起的跳闸次数。•静电分量：由于先导通道中电荷所产生的静电场突然消失而引起的感应电压。•电磁分量：由于先导通道中雷电流所产生的磁场变化而引起的感应电压。
•过电压影响因素：雷电流幅值，导线悬挂的平均高度，雷击点离线路的距离。雷击杆塔的耐雷水平有哪些因素：U50％：50％冲击闪络电压/K：电压耦合系数/ β：分流系数/Rch：杆塔冲击接地电阻/Lgt：杆塔等值电感/hd:导线悬挂的平均高度。
•反击：雷击杆塔塔顶并在绝缘子串发生闪络时，杆塔电位比导线电位高，称为反击。
•绕击率：装设避雷线的线路，雷电仍有绕过避雷线击于导线的可能性，其概率称为绕击率。
•输电线路防雷措施：架设避雷线/装设管型避雷器/加强绝缘/降低杆塔绝缘电阻/架设耦合地线/采用消弧线圈接地方式/采用不平衡绝缘方式/装设自动重合闸 •变电所的变压器和各设备距离避雷器的电气距离皆应小于最大允许电气距离1m。
•进线段保护：对35~110KV无避雷器的线路，在靠近变电所的一段进线上必须架设避雷线，这段进线称为进线保护段，其长度一般取1~3KM.对于全线有避雷线的线路，将变电所附近2KM长的一段进线列为进线保护段。•进线段保护的作用：进线段内发生绕击、反击的机会很小；进线段外落雷时，进线段导线本身阻抗限制了流经避雷器的雷电流；进线段外落雷时，进线段导线的冲击电晕使入侵波陡度和幅值下降。变电所内设备距避雷器的最大允许电气距离就是根据进线段外落雷的情况求得的。
•直配电机的防雷保护措施：1.发电机出线母线处装设避雷器，2.发电机母线装设电容器，3.进线段保护。
•内部过电压：在电力系统中，由于断路器操作，故障或是其他原因，使系统参数发生变化，引起系统内部电磁能量的震荡转化或传送所造成的电压升高。•内部过电压倍数Kn:内部过电压幅值与系统最高运行相电压幅值之比。
•非线性谐振的产生条件：1.电感和电容的两条特性曲线有交点，2.回路中损耗电阻小于临界值。
•操作过电压：系统中操作或故障使其工作状态发生变化时，会产生电磁能量震荡的过渡过程，电感元件储存的磁场会在某一瞬间转换为电场能储存于电容元件中，产生数倍于电源电压的过渡过程过电压，称为操作过电压。
•常见的操作过电压（限制措施）:间歇电弧接地过电压(中性点直接接地，避免中性点偏移；中性点经消弧线圈接地，避免断路器频繁动作；若线路过长，可采用分网运行，减小接地电流)；空载变压器分闸过电压(采用加装氧化锌避雷器)；空载线路分闸过电压(改善断路器结构，提高介质灭弧能力，避免重燃；降低断路器触头间恢复电压，断路器触头间并联电阻，断路器线路侧接电磁式电压互感器，断路器线路侧并联电抗器)；空载线路合闸过电压(降低工频稳态电压；消除和削减线路残余电压；采用带有合闸电阻的断路器；同步合闸；采用性能良好的避雷器)；解列过电压(采用加装氧化锌避雷器)。
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