自学考试《高电压技术》习题答案 下载本文

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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许多.具体可采用憎水性材料或绝缘子表面涂各种憎水性材料。 3.采用半导体釉绝缘子。

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),但在高压电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)、泄漏电压、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,并以此來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,电介质为离子,而金属导体为自由电子。所以电介质电导为离子性导体,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

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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决然不同。

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,最后稳定于其一数值,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,电介质发生极化和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Ig。此外还有纯电容性电流Ic,它表示无电介质时等值等值电容的充电电流。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不随时间的变化。经过介质的总电流为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(見书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 tan是表征电介质在交流电压作用下内部损耗特征的参数(物理量)。tan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。Tan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征。研究测量tan的目的不在

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于:介质损耗掉了多少功率(比其它原因引起的功率损耗,其要小的多),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),tan不随电压变化。但当电压过高时,由于介质内部游离损耗而使tan增大。在工频电压下,频率的变动(50HZ左右变动)不会改变tan值。但当频率变化很大(数倍、数十倍),tan会受到频率变化的影响。在频率不很高时,tan随频率的升高而增大(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tan随频率升高而减小。温度变化对tan的影响随电介质的种类的不同而不同。中性或弱极性电介质的tan随温度的升高而增大。对于极性电介质,tan随温度的变化则要考虑电导损、极化损耗随温度变化的综合结果。見书P44,tt2时,电导损耗增大很快且超过极化损耗的减小,所以tan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,其击穿电压过程与纯液体电介质是根本不同的。变压器油中在电极间一旦形成“气泡”通道,由于气体击穿场强要比变压器油低的多,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

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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分。纤维。气泡等杂志的多少。含杂志越多,油的品质越差,击穿品质越低。

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0—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”,击穿电压击穿就高。在大约在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。

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