高電壓工程答案?一、緒論

（一）知識點總結1.高電壓工程的研究內容：高電壓工程主要研究高電壓下的絕緣問題、過電壓問題以及高電壓試驗技術等。包括各種電氣設備在高電壓作用下的絕緣性能、如何限制過電壓對設備的危害以及準確測量高電壓參數的方法等。2.高電壓的產生及應用：通過變壓器升壓可以獲得高電壓。高電壓在電力系統中用于遠距離輸電，提高輸電效率，減少線路損耗；在工業上可用于靜電除塵、靜電噴漆等；在科研領域用于加速器等設備。3.高電壓技術的發展歷程：從早期對雷電現象的觀察，到逐步掌握高電壓的產生、測量和防護技術，隨著電力系統的發展，高電壓技術不斷完善，新的絕緣材料、過電壓保護裝置等不斷涌現。

（二）常見問題解答1.問：為什么要研究高電壓工程？答：隨著電力系統規模的不斷擴大和電壓等級的提高，高電壓下的絕緣和過電壓問題日益突出。研究高電壓工程可以保障電力設備的安全可靠運行，提高電力系統的穩定性和輸電效率，防止因高電壓故障引發的停電事故等，對國民經濟和社會生活有著至關重要的意義。2.問：高電壓工程與電力系統有怎樣的關系？答：高電壓工程是電力系統的重要組成部分。高電壓技術應用于電力系統中實現電能的高效傳輸和分配，而電力系統的運行狀態又會影響高電壓設備的工作條件，兩者相互關聯、相互影響。例如，合理的高電壓輸電可以降低電力系統的損耗，但如果過電壓保護不當，可能會對電力系統中的設備造成損壞，影響電力系統的正常運行。

二、氣體放電

（一）知識點總結1.氣體放電的基本物理過程：包括氣體分子的電離（碰撞電離、光電離、熱電離等）、電子的碰撞游離、離子的形成與復合等過程。這些過程相互作用，決定了氣體放電的發展階段和特性。2.湯遜理論：該理論主要解釋低氣壓、短間隙下的氣體放電現象。認為電子碰撞電離是氣體放電的主要原因，放電過程存在自持放電條件，當電離產生的電子數足夠多時，放電能夠自行維持。3.流注理論：適用于高氣壓、長間隙的氣體放電。流注理論認為在放電發展過程中，形成了等離子體通道，電子崩頭部的空間電荷畸變電場，導致二次電子崩的產生，流注的形成使放電更容易發展，自持放電條件更易滿足。4.氣體間隙的擊穿特性：氣體間隙的擊穿電壓與氣體種類、氣壓、溫度、電極形狀等因素有關。例如，在均勻電場中，擊穿電壓相對較高且與間隙距離呈線性關系；在不均勻電場中，擊穿電壓會降低，且電場不均勻程度越大，影響越明顯。

（二）常見問題解答1.問：湯遜理論和流注理論有什么聯系和區別？答：聯系：都是解釋氣體放電現象的理論，都涉及到氣體分子的電離、電子碰撞等過程。區別：湯遜理論主要針對低氣壓、短間隙，強調電子碰撞電離是主要因素，自持放電基于電子數的積累；流注理論適用于高氣壓、長間隙，認為形成流注后放電更易發展，強調空間電荷對電場的畸變作用。2.問：影響氣體間隙擊穿電壓的因素有哪些？如何提高氣體間隙的擊穿電壓？答：影響因素包括氣體種類（不同氣體電離能不同）、氣壓（氣壓影響分子碰撞頻率）、溫度（影響分子活性）、電極形狀（不均勻電場會降低擊穿電壓）等。提高擊穿電壓的方法有：采用高氣壓、選擇電離能高的氣體、改善電極形狀使電場更均勻等。3.問：在實際應用中，如何利用氣體放電特性？答：利用氣體放電特性可制造氣體絕緣開關設備，如SF6斷路器，利用SF6氣體良好的絕緣和滅弧性能實現可靠的開斷電路；還可用于氣體放電燈，如熒光燈、高壓鈉燈等，通過氣體放電產生光。

三、液體和固體電介質的擊穿

（一）知識點總結1.液體電介質的擊穿：液體電介質的擊穿主要與雜質、溫度等因素有關。雜質會在電場作用下形成小橋，導致擊穿；溫度升高會使液體黏度降低，離子活動增強，也可能引發擊穿。2.固體電介質的擊穿：固體電介質的擊穿形式有熱擊穿、電擊穿和電化學擊穿等。熱擊穿是由于介質損耗產生熱量不能及時散發，導致溫度升高而擊穿；電擊穿是在強電場作用下，電子獲得足夠能量碰撞電離，形成導電通道；電化學擊穿是在電場、溫度、濕度等長期作用下，介質內部發生化學變化，性能劣化而擊穿。3.電介質的老化：電介質在長期運行過程中，由于電場、溫度、濕度、機械力等因素的作用，其電氣性能和物理性能會逐漸下降，這就是電介質的老化。老化會降低電介質的絕緣性能，增加擊穿的風險。

（二）常見問題解答1.問：液體電介質擊穿和固體電介質擊穿有什么不同特點？答：液體電介質擊穿主要受雜質影響，形成小橋導致擊穿；固體電介質有多種擊穿形式，熱擊穿與發熱散熱有關，電擊穿與強電場下電子碰撞電離有關，電化學擊穿與長期化學變化有關。液體電介質擊穿往往比較突然，而固體電介質擊穿過程相對復雜，有一定的發展過程。2.問：如何延緩電介質的老化？答：選擇合適的電介質材料，使其具有良好的耐老化性能；控制運行條件，如降低運行溫度、避免過高電場強度、保持合適的濕度等；對電介質進行定期檢測和維護，及時發現老化跡象并采取措施，如更換受損部件等。3.問：在高壓設備中，如何考慮液體和固體電介質的選擇和使用？答：選擇液體電介質時要考慮其絕緣性能、散熱性能、化學穩定性等，如在油浸式變壓器中選擇合適的絕緣油。選擇固體電介質要根據其電氣性能、機械性能、耐熱性能等，如高壓絕緣子選用高強度、高絕緣性能的陶瓷材料。同時要考慮運行環境對電介質的影響，確保其長期可靠運行。

四、電氣設備的絕緣試驗

（一）知識點總結1.絕緣電阻測試：通過測量絕緣電阻可以初步判斷電氣設備絕緣是否受潮、老化等。常用的測量儀器有絕緣電阻表，測量時應注意設備停電、放電，正確接線等。2.直流耐壓試驗及泄漏電流測量：對設備施加直流電壓，檢測泄漏電流，能發現絕緣中的集中性缺陷。試驗電壓較高，要注意安全，試驗前后記錄泄漏電流值進行比較。3.交流耐壓試驗：是檢驗電氣設備絕緣強度最有效和最直接的方法。能模擬設備在實際運行中的過電壓情況，施加接近設備額定電壓的交流電壓進行試驗。試驗設備有試驗變壓器等，試驗時要注意電壓波形、頻率等參數。4.介質損耗因數測量：反映電介質在交流電壓下的能量損耗情況，可檢測絕緣受潮、老化等缺陷。測量方法有西林電橋法、數字式介質損耗因數測試儀等。

（二）常見問題解答1.問：為什么要進行絕緣電阻測試？答：絕緣電阻是反映電氣設備絕緣性能的重要指標。通過測量絕緣電阻，可以快速了解絕緣是否受潮、是否存在表面污穢、絕緣老化等情況。絕緣電阻過低可能意味著絕緣存在缺陷，會影響設備的安全運行。2.問：直流耐壓試驗和交流耐壓試驗有什么區別？答：直流耐壓試驗主要檢測絕緣中的集中性缺陷，對絕緣損傷較小，但不能完全反映設備在交流電壓下的實際絕緣性能。交流耐壓試驗能更真實地模擬設備實際運行中的過電壓情況，對絕緣的考驗更嚴格，能發現一些直流耐壓試驗不易發現的絕緣缺陷，但對絕緣有一定損傷風險。3.問：介質損耗因數測量有什么作用？答：介質損耗因數能靈敏地反映電介質的絕緣狀況。當絕緣受潮、老化、存在局部缺陷時，介質損耗因數會增大。通過測量介質損耗因數，可以及時發現絕緣性能的變化，以便采取相應措施，保證設備的安全運行。4.問：進行絕緣試驗時需要注意哪些安全事項？答：試驗前要確保設備停電并充分放電；試驗時要正確接線，防止觸電；施加電壓要緩慢上升，避免電壓突變；試驗人員要站在絕緣墊上，與高壓設備保持安全距離；試驗后要對設備再次放電，防止殘余電荷傷人。

五、電力系統過電壓

（一）知識點總結1.大氣過電壓：由雷擊引起，分為直擊雷過電壓和感應雷過電壓。直擊雷過電壓是雷電直接擊中設備，強大的雷電流產生的過電壓；感應雷過電壓是雷擊附近物體時，電磁感應在設備上產生的過電壓。2.內部過電壓：分為操作過電壓和暫時過電壓。操作過電壓是由于電力系統中開關操作、故障切除等操作引起的過電壓；暫時過電壓包括工頻過電壓、諧振過電壓等，工頻過電壓是系統正常運行時因電壓升高引起，諧振過電壓是系統中電感、電容參數配合不當發生諧振產生的過電壓。3.過電壓的防護措施：對于大氣過電壓，采用避雷針、避雷線、避雷器等進行防護；對于內部過電壓，通過合理的系統設計、選擇合適的設備參數、采用過電壓保護裝置等措施來限制過電壓的幅值和持續時間。

（二）常見問題解答1.問：大氣過電壓和內部過電壓有什么不同？答：大氣過電壓由雷擊引起，具有隨機性和瞬時性，幅值較高；內部過電壓是電力系統內部操作、故障等原因產生，與系統運行狀態有關，幅值相對較低，但持續時間可能較長。大氣過電壓主要威脅戶外設備，內部過電壓對整個電力系統都有影響。2.問：避雷針是如何防護直擊雷的？答：避雷針安裝在被保護設備上方，其接地電阻很小。當雷電擊中避雷針時，雷電流通過避雷針引下線流入大地，使避雷針及其附近的電場發生畸變，將雷電吸引過來，避免雷電直接擊中被保護設備，從而保護設備免受直擊雷過電壓的危害。3.問：如何限制操作過電壓？答：可以采用斷路器并聯電阻，在斷路器觸頭分離時先投入電阻，降低操作時的暫態恢復電壓上升速度；采用氧化鋅避雷器，其具有良好的非線性伏安特性，能快速限制操作過電壓；合理安排操作順序，避免操作過電壓疊加等。4.問：諧振過電壓有哪些類型？如何避免諧振過電壓的發生？答：諧振過電壓類型有線性諧振過電壓、鐵磁諧振過電壓、參數諧振過電壓等。避免諧振過電壓的方法有：避免系統在諧振頻率附近運行，調整系統參數使電感、電容值合理匹配；在可能產生諧振的回路中接入阻尼電阻等，增加阻尼，抑制諧振的發生。

六、高電壓試驗技術

（一）知識點總結1.高電壓試驗設備：包括試驗變壓器、調壓器、高壓整流裝置、沖擊電壓發生器、沖擊電流發生器等。試驗變壓器用于升高電壓，調壓器調節電壓，高壓整流裝置可將交流變為直流，沖擊電壓發生器產生沖擊電壓，沖擊電流發生器產生沖擊電流。2.高電壓測量：測量高電壓的方法有靜電電壓表法、球隙測量法、分壓器電壓表法等。靜電電壓表測量直流和交流高電壓，球隙測量法用于測量沖擊電壓和交流電壓，分壓器電壓表法通過分壓器將高電壓按比例降低后用電壓表測量。3.沖擊電壓和沖擊電流試驗：沖擊電壓試驗用于考核電氣設備承受沖擊電壓的能力，沖擊電流試驗主要用于研究避雷器等設備的沖擊電流特性。試驗時要注意波形的測量和控制，確保試驗結果的準確性。

（二）常見問題解答1.問：試驗變壓器有哪些特點？答：試驗變壓器的特點包括：變比大，能將低電壓升高到所需的高電壓；容量相對較小，主要滿足試驗時的電壓要求；絕緣要求高，要能承受試驗電壓而不發生擊穿；一般為單相變壓器，便于試驗接線和操作。2.問：球隙測量法有什么優缺點？答：優點：測量結果直觀，能直接反映電壓幅值；結構簡單，成本低；可用于測量沖擊電壓和交流電壓。缺點：測量誤差較大，尤其是在電壓較低時；測量結果受環境因素影響較大，如空氣濕度、氣壓等；不能連續測量電壓。3.問：進行沖擊電壓試驗時要注意什么？答：要保證沖擊電壓發生器輸出波