高电压技术学期学习总结

通过一学期对高电压技术的学习，有一下重点难点总结：

第一章    气体的绝缘强度

1、    气体放电的基本物理过程

⑴带电粒子的产生

气体分子或原子产生的三种状态

    原态（中性）

    激发态（激励态）从外界获得能量，电子发生轨道跃迁。

    电离态（游离态）当获得足够能量时，电子变带电电子，原来变正离子。

电离种类：

A：碰撞电离

B：光电离

C：热电离

D：表面电离

⑵带电离子的消失

A：扩散，会引起浓度差。

B：复和（中和）正负电荷相遇中和，释放能量。

C：附着效应，部分电负性气体分子对负电荷有较强吸附能力，使之变为负离子。

⑶汤逊理论的使用条件和自持放电条件

使用条件：均匀电子，低电压

自持放电条件：

⑷巴申定律的物理意义及应用

A：巴申定律的物理意义

① p s（s一定）p增大，U_f 增大。

② p s（s一定）p减小，U_f 减小。

③ p s不变：p增大，密度增大，无效碰撞增加，提高了电量的强度，U_f 增大。

P减小，密度减小，能碰撞的数量减小，能量提高，U_f 增大。

P s不变，U_f 不变。

B：巴申定律的应用

通过增加或者减少气体的压力来提高气体的绝缘强度。如：高压直流二极管（增加气体的压力）

减小气体的压力用真空断路器。

⑸流柱理论的使用范围及与汤逊理论的关系

流柱理论的使用范围：

a、    放电时间极短

b、    放电的细分数通道

c、    与阴极的材料无关

d、    当ps增大的时候，U_f 值与实测值差别大。

…… …… 余下全文

高电压技术学期学习总结

通过一学期对高电压技术的学习，有一下重点难点总结：

第一章    气体的绝缘强度

1、    气体放电的基本物理过程

⑴带电粒子的产生

气体分子或原子产生的三种状态

    原态（中性）

    激发态（激励态）从外界获得能量，电子发生轨道跃迁。

    电离态（游离态）当获得足够能量时，电子变带电电子，原来变正离子。

电离种类：

A：碰撞电离

B：光电离

C：热电离

D：表面电离

⑵带电离子的消失

A：扩散，会引起浓度差。

B：复和（中和）正负电荷相遇中和，释放能量。

C：附着效应，部分电负性气体分子对负电荷有较强吸附能力，使之变为负离子。

⑶汤逊理论的使用条件和自持放电条件

使用条件：均匀电子，低电压

自持放电条件：

⑷巴申定律的物理意义及应用

A：巴申定律的物理意义

① p s（s一定）p增大，Uf 增大。

② p s（s一定）p减小，Uf 减小。

③ p s不变：p增大，密度增大，无效碰撞增加，提高了电量的强度，Uf 增大。

P减小，密度减小，能碰撞的数量减小，能量提高，Uf 增大。

P s不变，Uf 不变。

B：巴申定律的应用

通过增加或者减少气体的压力来提高气体的绝缘强度。如：高压直流二极管（增加气体的压力）

减小气体的压力用真空断路器。

⑸流柱理论的使用范围及与汤逊理论的关系

流柱理论的使用范围：

a、    放电时间极短

b、    放电的细分数通道

…… …… 余下全文

一、填空和概念解释

1、电介质：电气设备中作为绝缘使用的绝缘材料。

2、击穿：在电压的作用下，介质由绝缘状态变为导电状态的过程。

3、击穿电压：击穿时对应的电压。

4、绝缘强度：电介质在单位长度或厚度上承受的最小的击穿电压。

5、耐电强度：电介质在单位长度上或厚度所承受的最大安全电压。

6、游离：电介质中带电质点增加的过程。

7、去游离：电介质中带电质点减少的过程。

8、碰撞游离：在电场作用下带电质点碰撞中性分子产生的游离。

9、光游离：中性分子接收光能产生的游离。

10、表面游离：电极表面的电荷进入绝缘介质中产生的游离。

11、强场发射：电场力直接把电极中的电荷加入电介质产生的游离。

12、二次电子发射：具有足够能量的质点撞击阴极放出电子。

13、电晕放电：气体中稳定的局部放电。

14、冲击电压作用下的放电时间：击穿时间+统计时延+放电形成时延

15、统计时延：从间隙加上足以引起间隙击穿的静态击穿电压的时刻起到产生足以引起碰撞游离导致完全击穿的有效电子时刻。

16、放电形成时延：第一个有效电子在外电场作用下碰撞游离形成流注，最后产生主放电的过程时间。

17、50%冲击放电电压：冲击电压作用下绝缘放电的概率在50%时的电压值。

18、沿面放电：沿着固体表面的气体放电。

19、湿闪电压：绝缘介质在淋湿时的闪络电压。

20、污闪电压：绝缘介质由污秽引起的闪络电压。

21、爬距：绝缘子表面闪络的距离。

22、极化：电介质在电场的作用下对外呈现电极性的过程。

23、电导：电介质在电场作用下导电的过程。

24、损耗：由电导和有损极化引起的功率损耗。

25、老化：电力系统长期运行时电介质逐渐失去绝缘能力的过程。

26、吸收比：t=60s和t=15s时的绝缘电阻的比值。

27、过电压：电力系统承受的超过正常电压的。

28、冲击电晕：输电线路中由冲击电流产生的电晕。

…… …… 余下全文

二：电介质的极化、电导和损耗

1 电介质的极化 ①概念：电介质在电场作用下产生的束缚电荷的弹性位移和偶极子的转向位移现象，称为电介质的极化。②效果：消弱外电场，使电介质的等值电容增大。

2.电介质的介电常数： 0 r 气体：①一切气体的相对介电常数都接近于1。②任何气体的相对介电常数均随温度的升高而减小，随压力的增大而增大，但影响都很小。 3.电介质的电导（了解）：①与金属电导的本质区别：金属导电的原因是自由电子移动；电介质通常不导电，是在特定情况下电离、化学分解或热离解出来的带电质点移动导致。 ②气体电导：自由电子、正离子、负离子，液体电导：杂质电导、自身离解，固体电导： 杂质、离子。③与温度关系：温度升高时，液体介质的黏度降低，离子受电场力作用而移动时所受的阻力减小，离子的迁移率增大，使电导增大；另一方面，温度升高时，液体介质分子热离解度增加，这也使电导增大。

4：损耗：①概念：在电场的作用下，电介质由于电导引起的损耗和有损极化（如偶极子极化、夹层极化等）引起的损耗，总称为电介质的损耗。②

③损耗功率的表达式： P?UI

R

2

?UICtg??U?Ctg?

三：气体放电的物理过程：

1. 气体中带电介质的的产生和消失：

①单位行程中的碰撞次数Z的倒数λ即为该粒子的平均自由行程长度。 h??Wi

②电离的几种形式：(1)光电离：发生空间光电离的条件为光子的能量应不小于气体的电离能。(2)撞击电离：主要是电子碰撞电离。原因：1.电子小，自由程长，可以加速到很大的速度。2.电子的质量小，可以加速到很大。（3）热电离 ：（4）表面电离 ：电子从金属表面逸出需要一定的能量，称为逸出功。主要发生在阴极，原因：阳极自由电子不会向气体中释放。在常温下，气体分子发生热电离的概率极小。是气体在热状态下光电离和撞击电离的综合。③表面电离主要有4种形式： 1. 热电子发射： 金属中的电子在高温下也能获得足够的动能而从金属表面逸出，称为热电子发射。在许多电子器件中常利用加热阴极来实现电子发射。

…… …… 余下全文

高电压技术

电介质(dielectric)：

----在电场中能产生极化的物质，指通常条件下导电性能极差、在电力系统用作绝缘的材料。

----极化是指物质中电荷分离形成偶极子的过程

第一章 电介质的极化、电导和损耗

1 极化：在外加电场的作用下，电介质中的正、负电荷沿电场方向作有限位移或转向，形成偶极矩子

2. 电介质的极化种类

Electronic polarization电子位移极化

特点：存在于一切电介质，极化所需时间短， 不随频率变化；极化具有弹性，不损耗能量。

Ionic polarization. 离子位移极化

特点：存在于离子结构电介质中，极化所需时间也很短；极化具有弹性，有极微量能量损耗；  随温度升高而增大。

Orientation polarization  转向极化（偶极子极化）

出现外电场后偶极子沿电场方向转动，作较有规则的排列， 因而显出极性，这种极化称为偶极子极化或转向极化。

特点：存在于极性电介质中，极化所需时间较长, 与电源频率有很大关系；极化消耗能量, 温度过高或过低, 都会减小.

空间电荷极化(夹层极化 Interface polarization)

特点：存在于复合介质、不均匀介质中；极化过程很缓慢 ，只在直流 和低频交流下表现出来；极化伴随着能量损耗

 

2.电介质电导与金属电导的区别

带电质点：电介质中为 ionic conduction（固有及杂质离子）；金属中为   electronic conduction

数量级：电介质的γ小，泄漏电流小；金属的电导电流很大 

电导电流影响因素：电介质中由离子数目决定，对所含杂质、温度很敏感；金属中主要由外加电压决定，杂质、温度不是主要因素

3电介质的电阻率具有负的温度系数；金属的电阻率具有正的温度系数。

…… …… 余下全文

绪论

高电压技术是一门重要的专业技术基础课；

随着电力行业的发展，高压输电问题越来越得 到人们的重视；

高电压、高场强下存在着一些特殊的物理现象；

高电压试验在高电压工程中起着重要的作用。

气体的绝缘特性与介质的电气强度

研究气体放电的目的：

了解气体在高电压（强电场）作用下逐步由电介质演变成导体的物理过程

掌握气体介质的电气强度及其提高方法

高压电气设备中的绝缘介质有气体、液体、固体以及其它复合介质。

气体放电是对气体中流通电流的各种形式统称。

由于空气中存在来自空间的辐射，气体会发生微弱的电离而产生少量的带电质点。

正常状态下气体的电导很小，空气还是性能优良的绝缘体；

在出现大量带电质点的情况下，气体才会丧失绝缘性能。 自由行程长度

单位行程中的碰撞次数Z的倒数λ即为该粒子的平均自由行程长度。

x=λ，可见粒子实际自由行程长度大于或等于平均自由行程长度的概率是36.8%。

带电粒子的迁移率

k=v/E

它表示该带电粒子单位场强（1V/m）下沿电场方向的漂移速度。

电子的质量比离子小得多，电子的平均自由行程长度比离子大得多

热运动中，粒子从浓度较大的区域运动到浓度较小的区域，从而使分布均匀化，这种过程称为扩散。 电子的热运动速度大、自由行程长度大，所以其扩散速度比离子快得多。

产生带电粒子的物理过程称为电离，是气体放电的首要前提。

光电离h??Wic???

气体中发生电离的分子数与总分子数的比值m称为该气体的电离度。

碰撞电离

附着：当电子与气体分子碰撞时，不但有可能引起碰撞电离而产生出正离子和新电子，而且也可能会发生电子与中性分子相结合形成负离子的情况。

电子亲合能：使基态的气体原子获得一个电子形成负离子时所放出的能量，其值越大则越易形成负离子。 电负性：一个无量纲的数，其值越大表明原子在分子中吸引电子的能力越大 带电粒子的消失1到达电极时，消失于电极上而形成外电路中的电流2带电粒子因扩散而逸出气体放电空间3带电粒子的复合

…… …… 余下全文

20xx~20xx（下）学期

供用电0631班《高电压技术》课程教学总结

电气工程系：许培德

时间如白驹过隙，转眼即逝，我们即将把一个紧张而充实的学期送走了，回首间可感欣慰，欣慰的是自己较好的完成了本职工作，取得了一定的成绩。 现就教与学的问题总结如下：

一、 课程性质和特点：

《高电压技术》是供用电专业的限选课程，计划课时40学时，本学期实际实施40学时，主要讲授气体、固体、液体电介质的绝缘特性；电力系统污闪及防污闪技术；电气设备的绝缘试验；绝缘油的气相色谱试验与分析；雷电及防雷保护装置；电力系统防雷；电力系统内部过电压；电力系统绝缘配合等相关知识。

本课程内容较多、类型也比较多，且偏重于理论，比较抽象化，需要学生结合实物和实地进行学习，才能加深、巩固对知识的理解和掌握。

二、 教学方法和改革

本课程主要以课堂教学为主，辅以适当的课后练习，以达到巩固知识的目的。在教学过程中，比较重视利用多媒体教学，对活跃课堂气氛又一定的成效。在比较抽象的内容讲授中，采用的是多媒体软件的演练手段，对学生巩固知识、加深对知识的理解，起到较好的作用。

三、 学生学习和考核情况

供用电0631班人数47人，学生出勤情况和课堂纪律较好，绝大多数同学上课能认真听讲，作业基本能按时完成，学习积极性比较高，如做课堂笔记的人数较多。很多知识比较难从期末考试的情况也明显反应这样的问题。

期末考试卷分布比较合理，基本涵盖了本学期的主要内容，题目比较灵活，难度上适中。考试最高91分，最低20分，平均68.31分。

四、教学建议

考试结果反应出以下问题：

1、 学生学习问题。本课程内容较多、类型也比较多，有的偏重于理论抽象化，需要学生结合实物和实地进行学习；有的则重在动手操作，必须完成一定数量的实际练习，才能加深、巩固对知识的理解和掌握。

2、 教学方法上，即便采用了多媒体实例教学方法，但在课堂上，输灌知识的时间偏多，留给学生思考的时间偏少。采用精讲多演练的教学方式，使解决基础比较薄弱学生提高学习质量比较有效的手段。

…… …… 余下全文