一些課后習(xí)題  可能對(duì)學(xué)弟學(xué)妹們有用 沒(méi)法發(fā)附件 我就貼上來(lái)吧


1-1、氣體帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生和消失有哪些主要方式？
1-2、什么叫自持放電？簡(jiǎn)述湯遜理論的自持放電條件。
1-3、湯遜理論與流注理論的主要區(qū)別在哪里？它們各自的適用范圍如何？
1-4、極不均勻電場(chǎng)中有何放電特性？比較棒—板氣隙極性不同時(shí)電暈起始電壓和擊穿電壓的高低，簡(jiǎn)述其理由。
1-5、電暈放電是自持放電還是非自持放電？電暈放電有何危害及用途？
1-6、什么是巴申定律？有何種情況下氣體放電不遵循巴申定律？
1-7、雷電沖擊電壓下間隙擊穿有何特點(diǎn)？沖擊電壓作用下放電時(shí)延包括哪些部分？用什么來(lái)表示氣隙的沖擊特性？
1-8、什么叫伏秒特性？伏秒特性有何意義？
1-9、影響氣體間隙擊穿電壓的因素有哪些？提高氣體間隙擊穿電壓有哪些主要措施。
1-10、沿面閃絡(luò)電壓為什么低于同樣距離下純空氣間隙的擊穿電壓？
1-11、分析套管的沿面閃絡(luò)過(guò)程，提高套管沿面閃絡(luò)電壓有哪些措施？
1-12、試分析絕緣子串的電壓分布及改進(jìn)電壓分布措施。
1-13、什么叫絕緣的污閃？防止絕緣子污閃有哪些措施？

2-1、列表比較電介質(zhì)四種極化形式的形成原因、過(guò)程進(jìn)行的快慢、有無(wú)損耗、受溫度的影響。
2-2、說(shuō)明絕緣電阻、泄漏電流、表面泄漏的含義。
2-3、說(shuō)明介質(zhì)電導(dǎo)與金屬電導(dǎo)的本質(zhì)區(qū)別。
2-4、何為吸收現(xiàn)象，在什么條件下出現(xiàn)吸收現(xiàn)象，說(shuō)明吸收現(xiàn)象的成因。
2-5、說(shuō)明介質(zhì)損失角正切值 的物理意義，其與電源頻率、溫度和電壓的關(guān)系。
2-6、說(shuō)明變壓器油的擊穿過(guò)程以及影響其擊穿電壓的因素。
2-7、比較氣體、液體、固體介質(zhì)擊穿場(chǎng)強(qiáng)數(shù)量級(jí)的高低。
2-8、說(shuō)明固體電介質(zhì)的擊穿形式和特點(diǎn)。
2-9、說(shuō)明提高固體電介質(zhì)擊穿電壓的措施。
2-10、說(shuō)明造成固體電介質(zhì)老化的原因和固體絕緣材料耐熱等級(jí)的劃分。
3-1 絕緣預(yù)防性試驗(yàn)的目的是什么？它分為哪兩大類？
3-2、用兆歐表測(cè)量大容量試品的絕緣電阻時(shí)，為什么隨加壓時(shí)間的增加兆歐表的讀數(shù)由小逐漸增大并趨于一穩(wěn)定值？兆歐表的屏蔽端子有何作用？
3-3、何謂吸收比？絕緣干燥時(shí)和受潮后的吸收現(xiàn)象有何特點(diǎn)？為什么可以通過(guò)測(cè)量吸收比來(lái)發(fā)現(xiàn)絕緣的受潮？
3-4、給出被試品一端接地時(shí)，測(cè)量直流泄漏電流的接線圖？說(shuō)明各元件的名稱和作用。
3-5、什么是測(cè)量 的正接線和反接線？各適用于何種場(chǎng)合？試述測(cè)量 時(shí)干擾產(chǎn)生的原因和消除方法。
3-6、畫出對(duì)被試品進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)的原理接線圖，說(shuō)明各元件的名稱和作用。被試品試驗(yàn)電壓的大小是根據(jù)什么原則確定的？當(dāng)被試品容量較大時(shí)，其試驗(yàn)電壓為什么必須在工頻試驗(yàn)變壓器的高壓側(cè)進(jìn)行測(cè)量？
3-7、為什么要對(duì)試品進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)？試述交、直流高壓的各種測(cè)量方法。
3-8、簡(jiǎn)述局部放電試驗(yàn)的原理和測(cè)量方法。
3-9、什么是沖擊電壓發(fā)生器的利用系數(shù)？簡(jiǎn)述沖擊電壓發(fā)生器的工作原理。
4-1、分析分布參數(shù)的波阻抗與集中參數(shù)電路中的電阻有何不同？
4-2、某變電所母線上接有三路出線，其波阻抗均為500 。
（1）假設(shè)有峰值為1000KV的過(guò)電壓波沿線路侵入變電所，求母線上的過(guò)電壓峰值。
（2）假設(shè)上述電壓同時(shí)沿線路1及2侵入，求母線上的過(guò)電壓峰值。
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5-1、排氣式避雷器的構(gòu)造和工作原理是怎樣的？試分析與保護(hù)間隙的相同與不同點(diǎn)。
5-2、試全面比較閥式避雷器與氧化鋅避雷器的性能。
5-3、在過(guò)電壓保護(hù)中對(duì)避雷器有哪些要求？這些要求是怎樣反映到閥型避雷器的電氣特性參數(shù)上來(lái)的？從哪些參數(shù)上可以比較判別不同避雷器的性能優(yōu)劣。
5-4 某原油罐直徑為10m,高出地面10m，若采用單根避雷針保護(hù)，且要求避雷針與罐距離不得少于5m，試計(jì)算該避雷針的高度。
5-5、設(shè)有4根高度均為17m的避雷針，布置在邊長(zhǎng)40m的正方形面積的4個(gè)頂點(diǎn)上，試畫出它們對(duì)于10m高的物體的保護(hù)范圍。
5-6、試計(jì)算圖5-20所示接地裝置在流經(jīng)沖擊電流為40KA的沖擊接地電阻，垂直接地體為直徑1.8cm的圓管，長(zhǎng)3m，土壤電阻率 為 ，利用系數(shù) 為0.75。
6-1、輸電線路防雷的基本措施是什么？
6-2、35KV及以下的輸電線路為什么一般不采取全線架設(shè)避雷線的措施？
6-3、某35KV水泥桿鐵橫擔(dān)線路結(jié)構(gòu)如圖6-6所示。導(dǎo)線弧垂為3m，導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)J-50型；絕緣子串由3XX-4.5組成，其長(zhǎng)度為0.6m，50%放電電壓為350KV；水泥桿無(wú)人工接地，自然接地電阻為20 。試計(jì)算其耐雷水平和雷擊跳閘率。

7-1、變電所的直擊雷防護(hù)需要考慮什么問(wèn)題？為防止反擊應(yīng)采取什么措施？
7-2、閥式避雷器與被保護(hù)設(shè)備間的電氣距離對(duì)其保護(hù)作用有什么影響？
7-3、一般采取什么措施來(lái)限制流經(jīng)避雷器的雷電流使之不超過(guò)5KV，若超過(guò)則可能出現(xiàn)什么后果？
7-4、說(shuō)明變電所進(jìn)線保護(hù)段的作用及對(duì)它的要求。
7-5、試述變電所進(jìn)線保護(hù)段的標(biāo)準(zhǔn)接線中各元件的作用。
7-6、說(shuō)明直配電機(jī)防雷保護(hù)的基本措施及其原理，以及電纜段對(duì)防雷保護(hù)的作用。
8-1、內(nèi)部過(guò)電壓的分類。
8-2、工頻電壓升高是怎樣產(chǎn)生的。
8-3、影響由空載線路電容效應(yīng)引起工頻電壓升高的因素。
9-1、列表比較各種操作過(guò)電壓的產(chǎn)生原因和主要影響因素。
9-2、消弧線圈的作用及消弧線圈補(bǔ)償度的選擇。
9-3、比較短路器滅弧性能對(duì)切除空載線路和對(duì)切除空載變壓器過(guò)電壓的影響。
9-4、帶并聯(lián)電阻的斷路器限制切合空載線路過(guò)電壓的道理及操作時(shí)主輔助觸頭動(dòng)作的順序。
9-5、對(duì)用來(lái)限制操作過(guò)電壓避雷器的要求。
10-1、鐵磁諧振過(guò)電壓是怎樣產(chǎn)生的，其與線性諧振相比有什么不同的特點(diǎn)。
10-2、電磁式電壓互感器是如何引起基波鐵磁諧振過(guò)電壓的，如何限制和消除。
10-3、產(chǎn)生斷線過(guò)電壓的條件是什么，如何限制和消除。
11-1、什么是電力系統(tǒng)的絕緣配合，什么是電氣設(shè)備的絕緣水平。
11-2、輸電線路絕緣子串中絕緣子的片數(shù)是如何確定的。
11-3、何為電氣設(shè)備絕緣的BIL和SIL。

2—2 泄漏電流是電介質(zhì)中少量帶電粒子在電場(chǎng)（電壓）作用下形成的電導(dǎo)電流。這種電導(dǎo)電流是很小的（為此冠以“泄漏”的名稱），但在高壓電下可達(dá)到能被檢測(cè)出的數(shù)值。電介質(zhì)對(duì)電導(dǎo)電流的阻力稱為絕緣電阻。作用電壓（直流電壓）、泄漏電壓、絕緣電阻三者的關(guān)系符合歐姆定律。電介質(zhì)的電導(dǎo)過(guò)程表明電介質(zhì)并非絕對(duì)不導(dǎo)電，即絕緣電阻不等于無(wú)窮大。當(dāng)固體電介質(zhì)受電壓作用時(shí)，除了有泄漏電流流過(guò)電介質(zhì)內(nèi)部（稱為體積泄漏電流）外，還有電流沿電介質(zhì)表面流過(guò)，這部分電流稱為表面泄漏電流。絕緣試驗(yàn)中的泄漏電流測(cè)量是要測(cè)量體積泄漏電流，并以此來(lái)判斷絕緣狀況的好壞，若不采取措施消除表面泄漏電流，實(shí)際上所測(cè)到的電流應(yīng)是體積泄漏電流和表面泄漏電流之和。
2—3 電導(dǎo)過(guò)程是帶電粒子在電場(chǎng)（電壓）作用下定向移動(dòng)形成電導(dǎo)電流的過(guò)程。電介質(zhì)的電導(dǎo)與金屬導(dǎo)體的電導(dǎo)有兩個(gè)本質(zhì)的區(qū)別。其一是形成電導(dǎo)電流的帶電粒子不同，電介質(zhì)為離子，而金屬導(dǎo)體為自由電子。所以電介質(zhì)電導(dǎo)為離子性導(dǎo)體，而金屬導(dǎo)體電導(dǎo)為電子性電導(dǎo)。其二是帶電粒子數(shù)量上的區(qū)別，在電介質(zhì)中有少量帶電質(zhì)點(diǎn)，而在金屬導(dǎo)體中則有大量帶電粒子。正由于兩者帶電粒子數(shù)差別懸殊，才使兩者電導(dǎo)受溫度影響的結(jié)果決然不同。
2—4 電介質(zhì)上加上直流電壓后，流過(guò)電介質(zhì)的電流開始較大，而后隨時(shí)間衰減變小，最后穩(wěn)定于其一數(shù)值，這一現(xiàn)象稱為“吸收”現(xiàn)象。表面看起來(lái)似乎有一部分電流被電介質(zhì)“吸收”掉了，但出現(xiàn)“吸收”現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是電介質(zhì)在直流電壓（電場(chǎng)）作用下，電介質(zhì)發(fā)生極化和電導(dǎo)過(guò)程綜合的結(jié)果。在直流電壓作用下電介質(zhì)要發(fā)生極化過(guò)程和電導(dǎo)過(guò)程。由于極化過(guò)程，就有有損極化對(duì)應(yīng)的電流Ig。此外還有純電容性電流Ic，它表示無(wú)電介質(zhì)時(shí)等值等值電容的充電電流。Ic存在時(shí)間極短，很快衰減至零。Ia經(jīng)過(guò)一定時(shí)間（時(shí)間長(zhǎng)短與時(shí)間常數(shù)raca有關(guān)）后也衰減至零，而Ig不隨時(shí)間的變化。經(jīng)過(guò)介質(zhì)的總電流為I=Ic+Ia+Ig，將三個(gè)電流分量按時(shí)間相加就得到了總電流隨時(shí)間變化的曲線（見書p40圖），從而說(shuō)明了出現(xiàn)“吸收”現(xiàn)象的必然性�！拔�收”現(xiàn)象是電介質(zhì)在直流電壓作用下發(fā)生的。此外，若電介質(zhì)的等值電容很小，吸收現(xiàn)象不明顯。
2—5 tan是表征電介質(zhì)在交流電壓作用下內(nèi)部損耗特征的參數(shù)（物理量）。tan反映了電介質(zhì)在交流電壓作用下電導(dǎo)損耗、極化損耗以及在電壓（電場(chǎng)強(qiáng)度）較高時(shí)游離損耗的綜合結(jié)果。Tan與外加電壓、頻率無(wú)關(guān)（指在一定范圍內(nèi)），與電介質(zhì)尺寸結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)，僅取決于內(nèi)在的損耗特征。研究測(cè)量tan的目的不在于：介質(zhì)損耗掉了多少功率（比其它原因引起的功率損耗，其要小的多），而在于：若介質(zhì)損耗大，將加速老化，最終導(dǎo)致絕緣性能失去而造成絕緣故障。電壓在一定范圍內(nèi)（不是過(guò)高），tan不隨電壓變化。但當(dāng)電壓過(guò)高時(shí)，由于介質(zhì)內(nèi)部游離損耗而使tan增大。在工頻電壓下，頻率的變動(dòng)（50HZ左右變動(dòng)）不會(huì)改變tan值。但當(dāng)頻率變化很大（數(shù)倍、數(shù)十倍），tan會(huì)受到頻率變化的影響。在頻率不很高時(shí)，tan隨頻率的升高而增大（單位時(shí)間內(nèi)極化次數(shù)增多造成極化損耗增大）。但當(dāng)頻率過(guò)高時(shí)，由于偶極子來(lái)不及轉(zhuǎn)向而造成極化作用減弱，使tan隨頻率升高而減小。溫度變化對(duì)tan的影響隨電介質(zhì)的種類的不同而不同。中性或弱極性電介質(zhì)的tan隨溫度的升高而增大。對(duì)于極性電介質(zhì)，tan隨溫度的變化則要考慮電導(dǎo)損、極化損耗隨溫度變化的綜合結(jié)果。見書P44，t<t1時(shí)，兩種損耗都隨溫度升高而增大，所以tan隨溫度升高而增大。t1<t<t2時(shí)，極化損耗隨溫度升高而減小且超過(guò)電導(dǎo)損耗隨溫度升高而增大，所以tan隨溫度升高而減小。t>t2時(shí)，電導(dǎo)損耗增大很快且超過(guò)極化損耗的減小，所以tan隨溫度升高而增大。
2—6 實(shí)際使用的變壓器油是非純的液體電介質(zhì)，其擊穿電壓過(guò)程與純液體電介質(zhì)是根本不同的。變壓器油中在電極間一旦形成“氣泡”通道，由于氣體擊穿場(chǎng)強(qiáng)要比變壓器油低的多，因此就發(fā)生電極之間的擊穿�！皻馀荨蓖ǖ揽捎蓛煞N途徑形成。一種途徑是油中原先存在的氣泡中發(fā)生氣體游離，由于游離而得到的正、負(fù)電荷向兩電極方向運(yùn)動(dòng)而使氣泡拉長(zhǎng)，當(dāng)這種氣泡增多并頭尾相接貫通兩電極時(shí)就形成氣泡通道。另一種途徑是油中水分或纖維分子受電場(chǎng)極化而順電場(chǎng)方向排列，當(dāng)這些極化的水分或纖維分子排列成貫通電極的“小橋”，流過(guò)此小橋的泄漏電流要比流過(guò)油中泄漏電流大，發(fā)熱增加，從而使水分汽化或使用周圍油汽化，就在“小橋”周圍形成氣泡通道。
影響變壓器油擊穿電壓的因素有：
1.油的品質(zhì)。油的品質(zhì)即油中所含水分。纖維。氣泡等雜志的多少。含雜志越多，油的品質(zhì)越差，擊穿品質(zhì)越低。
2.溫度。溫度對(duì)擊穿電壓的影響是通過(guò)油中懸浮狀態(tài)水分的多少（在0—80時(shí)）和油中含氣量的多少（在80以上時(shí)）間接影響的。在大約80以下時(shí)，溫度高，油中溶解狀態(tài)的水分增加，則懸浮狀態(tài)水減少，從而不易形成導(dǎo)致?lián)舸┑摹靶�橋”，擊穿電壓擊穿就高。在大約在80以上時(shí)，由于油中水分和油的汽化，溫度升高，形成氣泡增多，易形成氣泡通道，擊穿電壓降低。
3.壓力。壓力增大，油中溶解狀態(tài)的氣體增多，從而使能形成氣泡通道的自由氣體減少而使擊穿電壓提高。
4.電壓作用時(shí)間。這主要是由于形成氣泡通道需要一定的時(shí)間，所以電壓作用時(shí)間越短（如雷電沖擊電壓），擊穿電壓越高。
5.電場(chǎng)均勻程度。電場(chǎng)越均勻，擊穿電壓越高。
2—7 一般固體電介質(zhì)的擊穿強(qiáng)度（KV/cm）要比液體高，液體電介質(zhì)的擊穿場(chǎng)強(qiáng)要比氣體高。
2—8固體電介質(zhì)的擊穿有三種形式，它們的擊穿過(guò)程和特點(diǎn)比較如下：
2—9 提高固體電介質(zhì)的擊穿電壓措施有：
1.改進(jìn)絕緣設(shè)計(jì)。這主要從絕緣材料（選用絕緣強(qiáng)度高的材料）、絕緣結(jié)構(gòu)（使絕緣盡量處于均勻電場(chǎng)中）以及組合絕緣這三個(gè)方面來(lái)考慮。
2.改進(jìn)制造工藝。使絕緣材料保持良好的先天絕緣性能，主要是減少雜質(zhì)、氣泡、水分等。其中尤其是所含氣泡，因不能采取措施補(bǔ)救（如所含水分可通過(guò)烘干減少）而埋下今后引起電老化的隱患。
3.改善運(yùn)行條件。這主要是防潮和加強(qiáng)散熱冷卻，這也是運(yùn)行部門應(yīng)注意的。
2—10 固體電介質(zhì)的老化主要主要有電老化和熱老化兩種形式。電老化的主要原因是介質(zhì)內(nèi)部氣泡的局部放電。由于這種局部放電造成長(zhǎng)期的機(jī)械作用（帶電粒子撞擊固體介質(zhì)）、熱作用（放電引起溫度升高）、化學(xué)作用（放電產(chǎn)生某些腐蝕性氣體）而使介質(zhì)逐漸老化。熱老化的原因是介質(zhì)長(zhǎng)期受熱作用發(fā)生裂解、氧化等變化而使機(jī)械和絕緣性降低。熱老化的進(jìn)程與電介質(zhì)的工作溫度有關(guān)，不同介質(zhì)為保證一定熱老化進(jìn)程（運(yùn)行壽命10年）所允許的最高工作溫度是不同的，以這種允許的最高工作溫度的不同，固體絕緣材料被分成七個(gè)耐熱等級(jí)。要注意的是：每種耐熱等級(jí)的最高允許溫度并不是絕對(duì)不可超過(guò)的（后果是壽命縮短）。運(yùn)行壽命10年是指此種耐熱等級(jí)固體絕緣材料持續(xù)保持此最高允許工作溫度時(shí)的運(yùn)行壽命為10年，而一般電氣設(shè)備不可能持續(xù)保持在此最高允許工作溫度下運(yùn)行，所以一般運(yùn)行壽命可達(dá)20~25年。
1—1 氣體中帶電質(zhì)點(diǎn)是通過(guò)游歷過(guò)程產(chǎn)生的。游離是中性原子獲得足夠的能量（稱游離能）后成為正、負(fù)帶電粒子的過(guò)程。根據(jù)游離能形成的不同，氣體中帶電質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生有四種不同方式：
1.碰撞游離方式 在這種方式下，游離能為中性原子（分子）碰撞瞬時(shí)帶電粒子所具有的動(dòng)能。雖然正、負(fù)帶電粒子都有可能與中性原子（分子）發(fā)生碰撞，但引起氣體發(fā)生碰撞游離而產(chǎn)生正、負(fù)帶電質(zhì)點(diǎn)的主要是自由電子而不是正、負(fù)離子。
2.光游離方式 在這種方式下，游離能為光能。由于游離能需達(dá)到一定的數(shù)值，因此引起光游離的光主要是各種高能射線而非可見光。
3.熱游離方式 在這種方式下，游離能為氣體分子的內(nèi)能。由于內(nèi)能與絕緣溫度成正比，因此只有溫度足夠高時(shí)才能引起熱游離。
4.金屬表面游離方式 嚴(yán)格地講，應(yīng)稱為金屬電極表面逸出電子，因這種游離的結(jié)果在氣體中只得到帶負(fù)電的自由電子。使電子從金屬電極表面逸出的能量可以是各種形式的能。
氣體中帶電質(zhì)點(diǎn)消失的方式有三種：
1.擴(kuò)散 帶電質(zhì)點(diǎn)從濃度大的區(qū)域向濃度小的區(qū)域運(yùn)動(dòng)而造成原區(qū)域中帶電質(zhì)點(diǎn)的消失，擴(kuò)散是一種自然規(guī)律。
2.復(fù)合 復(fù)合是正、負(fù)帶電質(zhì)點(diǎn)相互結(jié)合后成為中性原子（分子）的過(guò)程。復(fù)合是游離的逆過(guò)程，因此在復(fù)合過(guò)程中要釋放能量，一般為光能。
3.電子被吸附 這主要是某些氣體（如SF6、水蒸汽）分子易吸附氣體中的自由電子成為負(fù)離子，從而使氣體中自由電子（負(fù)的帶電粒子）消失。
1—2 自持放電是指僅靠自身電場(chǎng)的作用而不需要外界游離因素來(lái)維持的放電。外界游離因素是指在無(wú)電場(chǎng)作用下使氣體中產(chǎn)生的少量帶電質(zhì)點(diǎn)的各種游離因素，如宇宙射線。討論氣體放電電壓、擊穿電壓時(shí)，都指放電已達(dá)到自持放電階段。
湯生放電理論的自持放電條件用公式表達(dá)時(shí)為
Y(eαs-1)=1
此公式表明：由于氣體中正離子在電場(chǎng)作用下向陰極運(yùn)動(dòng)，撞擊陰極，此時(shí)已起碼撞出一個(gè)自由電子（即從金屬電極表面逸出）。這樣，即便去掉外界游離因素，仍有引起碰撞游離所需的起始有效電子，從而使放電達(dá)到自持階段。
1—3 湯生放電理論與流注放電理論都認(rèn)為放電始于起始有效電子通過(guò)碰撞游離形成電子崩，但對(duì)之后放電發(fā)展到自持放電階段過(guò)程的解釋是不同的。湯生放電理論認(rèn)為通過(guò)正離子撞擊陰極不斷從陰極金屬表面逸出自由電子來(lái)彌補(bǔ)引起的電子碰撞游離所需的有效電子。而流注放電理論則認(rèn)為形成電子崩后，由于正、負(fù)空間電荷對(duì)場(chǎng)強(qiáng)的畸變作用導(dǎo)致正、負(fù)空間電荷的復(fù)合，復(fù)合過(guò)程所釋放的光能又引起光游離，光游離結(jié)果所得到的自由電子又引起新的碰撞游離，形成新的電子崩且匯合到最初電子崩中構(gòu)成流注通道，而一旦形成流注，放電就可自己維持。因此湯生放電理論與流注放電理論最根本的區(qū)別在于放電達(dá)到自持階段過(guò)程的解釋不同，或自持放電的條件不同。
湯生放電理論適合于解釋低氣壓、短間隙均勻電場(chǎng)中的氣體放電過(guò)程和現(xiàn)象，而流注理論適合于大氣壓下，非短間隙均勻電場(chǎng)中的氣體放電過(guò)程和現(xiàn)象。
1—4 極不均勻電場(chǎng)中的氣體放電過(guò)程有兩個(gè)不同于均勻電場(chǎng)、稍不均勻電場(chǎng)中氣體放電的特性：
1.持續(xù)的電暈放電 電暈放電是在不均勻電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度大的區(qū)域中發(fā)生的局部區(qū)域的放電，此時(shí)整個(gè)氣體間隙仍未擊穿，但在局部區(qū)域中氣體已擊穿。在稍不均勻電場(chǎng)中，電暈放電起始電壓很接近（略低于）間隙的擊穿電壓，也觀察不到明顯的電暈放電現(xiàn)象。而在極不均勻電場(chǎng)中則可觀察到明顯的點(diǎn)暈放電現(xiàn)象，且點(diǎn)暈放電起始電壓要低于（或大大低于——取決于電場(chǎng)均勻程度）間隙的擊穿電壓。
2.長(zhǎng)間隙氣體放電過(guò)程中的先導(dǎo)放電 當(dāng)氣體距離較長(zhǎng)（>1m）時(shí)，流注通道是通過(guò)具有熱游離本質(zhì)的先導(dǎo)放電不斷向前方（另一電極）推進(jìn)的。由于間隙距離較長(zhǎng)，當(dāng)流注通道發(fā)展到一定距離，由于前方電場(chǎng)強(qiáng)度不夠強(qiáng)（由于電場(chǎng)不均勻）流注要停頓。此時(shí)通過(guò)先導(dǎo)放電而將流注通道前方電場(chǎng)加強(qiáng)，從而促使流注通道進(jìn)一步向前發(fā)展。就這樣，不斷停頓的流注通道通過(guò)先導(dǎo)放電而不斷推進(jìn)，從而最終導(dǎo)致整個(gè)間隙擊穿。
3.不對(duì)稱極不均勻電場(chǎng)中的極性效應(yīng) 不對(duì)稱極不均勻電場(chǎng)氣體間隙（典型電極為棒—板間隙）的電暈起始電壓及間隙擊穿電壓隨電極正負(fù)極性的不同而不同。正棒—負(fù)板氣體間隙擊穿電壓要低于相同間隙距離負(fù)棒—正板氣體間隙距離負(fù)棒—正板氣體間隙的擊穿電壓，而電暈起始電壓則相反。解釋這種結(jié)點(diǎn)的要點(diǎn)是間隙中正空間電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)對(duì)原電場(chǎng)的增強(qiáng)或消弱。判斷間隙擊穿電壓高低看放電發(fā)展前方的電場(chǎng)是加強(qiáng)還是消弱，而判斷電暈起始電壓高低則看出現(xiàn)電暈放電電極附近的電場(chǎng)是增強(qiáng)還是消弱。出現(xiàn)正空間電荷的原因是由于氣體游離產(chǎn)生的正負(fù)帶電粒子定向運(yùn)動(dòng)速度差異很大，帶負(fù)電的自由電子很快向正極性電極移動(dòng)，而正空間電荷（正離子）由于移動(dòng)緩慢，此時(shí)幾乎仍停留在原地從而形成正空間電荷。對(duì)于正棒—負(fù)板氣體間隙，正空間電荷的電場(chǎng)加強(qiáng)了放電發(fā)展前方的電場(chǎng)，有利于流注向前方發(fā)展，有利于放電發(fā)展。但此空間電荷的電場(chǎng)對(duì)于棒電極附近的電場(chǎng)是起消弱的作用，從而抑制了電暈放電。對(duì)于負(fù)棒—正板氣體間隙，情況則相反。這就導(dǎo)致上面所述擊穿電壓和電暈起始電壓的不同。
1—5 電暈放電與氣體間隙的擊穿都是自持放電，區(qū)別僅在于放電是在局部區(qū)域還是在整個(gè)區(qū)域。若出現(xiàn)電暈放電，將帶來(lái)許多危害。首先是電暈放電將引起功率損耗好能量損耗，因電暈放電時(shí)的光聲熱化學(xué)等效應(yīng)都要消耗能量。其次，電暈放電還將造成對(duì)周圍無(wú)線電通訊和電氣測(cè)量的干擾，因用示波器觀察，電暈電流為一個(gè)個(gè)斷續(xù)的高頻脈沖。另外，電暈放電時(shí)所產(chǎn)生的一些氣體具有氧化和腐蝕的作用。而在某些環(huán)境要求比較高的場(chǎng)合，電暈放電時(shí)所發(fā)出的噪音有可能超過(guò)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。為此，高壓和超高壓電氣設(shè)備和輸電線路應(yīng)采取措施力求避免或限制電暈放電的產(chǎn)生。反過(guò)來(lái)，在某些場(chǎng)合下，電暈放電則被利用，如利用沖擊電暈放電對(duì)波過(guò)程的影響作用可達(dá)到降低侵入變電站的雷電波波頭陡度和幅值。電暈放電也被工業(yè)上某些方面所利用而達(dá)到某種用途。
1—6 氣體間隙的擊穿電壓Uf是氣體壓力P和間隙距離S乘積的函數(shù)，這一規(guī)律稱為巴申電律。這種函數(shù)關(guān)系常用曲線表示，氣體總類不同，電極材料不同，這種函數(shù)關(guān)系的曲線也不同。巴申定律是由實(shí)驗(yàn)而不是通過(guò)解析的方法得到的氣體放電規(guī)律。巴申定律的曲線是表示均勻電場(chǎng)氣體間隙擊穿電壓與PS乘積之間的關(guān)系，它不適用于不均勻電場(chǎng)。此外，巴申定律是在氣體溫度不變的情況下得出的。對(duì)于氣溫并非恒定的情況應(yīng)為Uf=F(δd)，δ為氣體的相對(duì)密度。
1—7 在持續(xù)電壓（直流、工頻交流）作用下，氣體間隙在某一確定的電壓下發(fā)生擊穿。而在雷電沖擊電壓作用下，氣體間隙的擊穿就沒(méi)有這種某一個(gè)確定的擊穿電壓，間隙的擊穿不僅與電壓值有關(guān)，還與擊穿過(guò)程的時(shí)間（放電時(shí)間）有關(guān)。這就是說(shuō)，氣體間隙的沖擊擊穿特性要用兩個(gè)參數(shù)（擊穿電壓值和放電時(shí)間）來(lái)表征，而氣體間隙在持續(xù)電壓作用下?lián)舸┨匦灾灰�用擊穿電壓值一個(gè)參數(shù)來(lái)表征。用來(lái)表示氣體間隙的沖擊特性的是伏秒特性。沖擊電壓作用下氣體間隙在電壓達(dá)到U0（持續(xù)電壓下間隙的擊穿電壓）值時(shí)，氣體間隙并不能立即擊穿而要經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后才擊穿，這段時(shí)間稱為放電時(shí)延。放電時(shí)延包括兩部分時(shí)延：
1.統(tǒng)計(jì)時(shí)延 從電壓達(dá)U0值起至出現(xiàn)第一個(gè)有效電子為止的這段時(shí)間。統(tǒng)計(jì)時(shí)延的分散性較大。
2.放電形成時(shí)延 從出現(xiàn)第一個(gè)有效電子至間隙擊穿位置的這段時(shí)延。
1—8 同一波形、不同幅值的沖擊電壓作用下，氣體間隙（或固體絕緣）上出現(xiàn)的電壓最大值和放電時(shí)間（或擊穿時(shí)間）的關(guān)系，稱為氣體間隙（或固體絕緣）的伏秒特性。伏秒特性常用曲線（由實(shí)驗(yàn)得到）來(lái)表示，所以也稱伏秒特性曲線，它就表征了氣體間隙（或固體絕緣）在沖擊電壓下的擊穿特性。在過(guò)電壓保護(hù)中，如何能保證被保護(hù)電氣設(shè)備得到可靠的保護(hù)（或限制作用至電氣設(shè)備絕緣上的過(guò)電壓數(shù)值），就要保證被保護(hù)電氣設(shè)備絕緣的伏秒特性與保護(hù)裝置（如避雷器）的伏秒特性之間配合正確。兩者正確的配合應(yīng)是：被保護(hù)電氣設(shè)備絕緣伏秒特性的下包線始終（即在任何電壓下）高于保護(hù)裝置伏秒特性的上包線。
1—9 影響氣體間隙擊穿電壓的因素主要有二個(gè)：
1. 間隙中電場(chǎng)的均勻程度 間隙距離相同時(shí)，電場(chǎng)越均勻，擊穿電壓越高。
2. 大氣條件 氣壓、溫度、濕度不同時(shí)，同一氣體間隙擊穿電壓也不同。氣壓和溫度變化引起氣體相對(duì)密度變化，而氣體相對(duì)密度變化使得間隙擊穿電壓變化。氣壓增大或溫度降低使氣體相對(duì)密度變大，自由電子容易與中性原子（分子）發(fā)生碰撞，但不容易引起碰撞游離（因碰撞前自由行程短，動(dòng)能積聚不夠），所以擊穿電壓提高。濕度改變，則改變了水蒸氣分子吸附氣體中自由電子的程度，自由電子數(shù)目的改變使電子碰撞游離程度改變而使間隙擊穿電壓改變。濕度增大，水蒸氣分子吸附能力增強(qiáng)，自由電子數(shù)減少，電子碰撞游離程度消弱，間隙擊穿電壓提高。由于這種吸附自由電子需一定時(shí)間而均勻電場(chǎng)放電過(guò)程又很快，因此濕度對(duì)均勻電場(chǎng)氣體間隙的擊穿電壓影響很小。海拔高度對(duì)氣體間隙擊穿電壓的影響實(shí)際上也是通過(guò)氣體相對(duì)密度來(lái)影響的。
提高氣體間隙擊穿電壓主要從兩個(gè)方面考慮：
1.改善電場(chǎng)分布，使電場(chǎng)變得均勻。具體措施有改變電極形狀和采用電極屏障。要注意的是：負(fù)棒—正板氣體間隙極間加屏障后不一定都能提高擊穿電壓，這要看屏障的位置。
2.消弱游離過(guò)程 氣體擊穿的根本原因是發(fā)生了游離，若采取措施消弱這種游離過(guò)程當(dāng)然擊穿電壓就提高了。具體措施是采用三“高”；高氣壓，高真空，高絕緣強(qiáng)度的氣體（如SF6氣體）。
1—10 沿面閃絡(luò)是指沿面放電已貫通兩電極。電極放入固體介質(zhì)后的沿面閃絡(luò)電壓要比相同電極空氣間隙的擊穿電壓低，這是因?yàn)檠毓腆w介質(zhì)表面的電場(chǎng)與空氣間隙間電場(chǎng)相比已經(jīng)發(fā)生了畸變，這種畸變使固體介質(zhì)表面的電場(chǎng)更為不均勻。而造成沿面電場(chǎng)畸變的原因主要有：
1.固體介質(zhì)與電極間氣隙中放電產(chǎn)生的正負(fù)電荷聚集在沿面靠電極的兩端。
2.固體介質(zhì)表面由于潮氣形成很薄的水膜，水膜中正負(fù)離子積聚在沿面靠電極的兩端。
3.由于固體介質(zhì)表面電壓分布不均勻，在表面電場(chǎng)強(qiáng)度大的區(qū)域中出現(xiàn)電暈放電。
4.固體介質(zhì)表面的不平整造成沿面電場(chǎng)畸變。
1—11 套管表面的電場(chǎng)強(qiáng)度與表面斜交，表面的電場(chǎng)強(qiáng)度可分解成與表面垂直的分量和與表面平行的分量,垂直分量比平行分量大許多。正由于表面電場(chǎng)的垂直分量較平行分量強(qiáng)，所以其放電過(guò)程具有不同的特點(diǎn)：
1.首先在套管的法蘭邊緣處發(fā)生電暈放電，隨電壓升高而變成線狀火花放電。
2.隨著電壓進(jìn)一步提高到某一數(shù)值，出現(xiàn)明亮的樹枝狀火花放電，這種火花放電位置不固定，此起彼伏，這種放電稱為滑閃放電�；�閃放電是強(qiáng)垂直分量電場(chǎng)型沿面放電所特有的，它具有熱游離的性質(zhì)。出現(xiàn)滑閃現(xiàn)象時(shí)，放電仍未達(dá)到沿面閃絡(luò)。
3.電壓升高至沿面閃絡(luò)電壓，滑閃電壓發(fā)展成側(cè)面閃絡(luò)。
要提高套管沿面閃絡(luò)電壓，可以從以下兩個(gè)方面來(lái)考慮：
1.增大沿面閃絡(luò)距離。要注意：閃絡(luò)電壓的提高與閃絡(luò)距離的增大不成正比，前者提高的慢。
2.提高套管的電暈起始電壓和滑閃電壓，這可以通過(guò)采用介電系數(shù)小的介質(zhì)和加大套管絕緣厚度從而減小體積電容來(lái)提高；也可以通過(guò)靠近法蘭處的套管表面涂以半導(dǎo)體漆以減小絕緣表面電阻來(lái)提高。
1—12 絕緣子串由多片絕緣子想串聯(lián)（見書P30），每片絕緣子具有等值電容C（當(dāng)然還有等值電導(dǎo)，但電導(dǎo)電流比電容電流小的許多，故被忽略），每片絕緣子的金屬部分與鐵塔間有分布電容Ce，與導(dǎo)線間也有分布電容Cl（分布電容的極間絕緣就是空氣）。若Ce和Cl都不存在，每片絕緣子等值電容C上流過(guò)電流相等，則每片絕緣子上的電壓分布均勻（C上壓降相等）。實(shí)際情況是存在Ce和Cl，由于Ce和Cl上的電流的分流作用使得各片絕緣子上的電壓分布不均勻（由于流過(guò)電流不相等而壓降不相等），中間絕緣子上分到的電壓小兒兩頭絕緣子上分到的電壓小而兩頭絕緣子上分到的電壓大。由于Ce>Cl,由于Ce的分流作用要大于Cl的分流作用，所以靠導(dǎo)線絕緣子上分到電壓最大。為了使絕緣子串電壓分布均勻，可以在靠近導(dǎo)線的絕緣子外面套上一金屬屏蔽環(huán)（稱均壓環(huán)），此均壓環(huán)與導(dǎo)線等電位，以此增大Cl，從而使絕緣子串電壓分布的均壓性得以改善。
1—13戶外絕緣子在污穢狀態(tài)下發(fā)生的沿面閃絡(luò)稱為絕緣子的污閃。污穢絕緣子的閃絡(luò)往往發(fā)生在大氣濕度很高等等不利的氣候條件下，此時(shí)閃絡(luò)電壓（污閃電壓）大大降低，可能在工作電壓下發(fā)生閃絡(luò)從而加劇了事故的嚴(yán)重性。防止絕緣子發(fā)生污閃的措施主要有：
1.清除污穢層 這要通過(guò)監(jiān)測(cè)手段及時(shí)確定清掃的時(shí)間。
2.提高絕緣子的表面耐潮性和憎水性 這是因?yàn)槲鄯x絕緣子在受潮情況下閃絡(luò)電壓降低許多.具體可采用憎水性材料或絕緣子表面涂各種憎水性材料。
3.采用半導(dǎo)體釉絕緣子。
3-1 對(duì)已投入運(yùn)行電氣設(shè)備的絕緣按規(guī)定的試驗(yàn)條件、試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)周期進(jìn)行的定期檢查或試驗(yàn)，稱為預(yù)防性試驗(yàn)。通過(guò)試驗(yàn)及早和及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備絕緣的各種缺陷（制照過(guò)程中潛伏的、運(yùn)輸過(guò)程中形成的、或運(yùn)行過(guò)程中發(fā)展的），并通過(guò)檢修將這些絕緣缺陷排除，從而起到預(yù)防發(fā)生事故或預(yù)防設(shè)備損壞的目的，所謂預(yù)防性的含義就在于此。電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗(yàn)可分為兩大類：
1、絕緣特性試驗(yàn)。也稱非破壞性試驗(yàn)，它是指在較低電壓（低于或接近額定電壓）下通過(guò)測(cè)量絕緣的各種特性（如絕緣電阻、介質(zhì)損失角正切tgδ等）的各種試驗(yàn)。由于試驗(yàn)電壓低，所以在試驗(yàn)過(guò)程中不會(huì)損傷電氣設(shè)備的絕緣。
2、耐壓試驗(yàn)。耐壓試驗(yàn)時(shí)，在設(shè)備絕緣上施加各種耐壓試驗(yàn)電壓以考驗(yàn)絕緣對(duì)這些電壓的耐受能力。耐壓試驗(yàn)電壓則模擬電氣設(shè)備絕緣在運(yùn)行過(guò)程可能遇到的各種電壓（包括過(guò)電壓）的大小和波形。由于耐壓試驗(yàn)電壓大大高于額定工作電壓，所以在試驗(yàn)過(guò)程中有可能（但不一定）對(duì)絕緣造成一定的損傷（即破壞），并有可能使原本有缺陷但可修復(fù)的絕緣發(fā)生擊穿。因此，盡管耐壓試驗(yàn)較絕緣特性試驗(yàn)更為直接和嚴(yán)格，但須在絕緣特性試驗(yàn)合格后才能進(jìn)行。
3-2 用兆歐表測(cè)絕緣電阻實(shí)質(zhì)上是測(cè)流過(guò)絕緣的電流并將此電流值轉(zhuǎn)化為電阻值從兆歐表上直接讀出。當(dāng)絕緣等值電容量較大時(shí)，由于吸收顯現(xiàn)（電流由大變小并趨于一穩(wěn)定值）較為明顯，所以兆歐表讀數(shù)由小逐漸增大并趨于一穩(wěn)定值。出現(xiàn)此種現(xiàn)象的根本原因是，絕緣介質(zhì)在直流電壓作用下發(fā)生極化、電導(dǎo)過(guò)程的綜合結(jié)果，具體解釋見2-4題解答。兆歐表屏蔽端子的作用主要是為了消除測(cè)量過(guò)程中表面泄漏電流引起測(cè)量誤差（使測(cè)得絕緣電阻偏小）。采用屏蔽端子后，表面泄漏電流經(jīng)屏蔽端子直接流回直流發(fā)電機(jī)（見書P35圖）而不再經(jīng)過(guò)電流線圈，這樣就消除了表面泄漏電流。
3-3吸收比規(guī)定為測(cè)絕緣電阻時(shí)60秒時(shí)讀數(shù)與15秒時(shí)讀數(shù)的比值，K=    ?。對(duì)于等值電容量叫大電氣設(shè)備的絕緣，可以根據(jù)吸收比K的大小來(lái)判斷絕緣是干燥還是受潮，這是因?yàn)椋?br /> 絕緣干燥時(shí)，泄漏電流分量ig很小，在15秒時(shí)的電流i=ic+ia+ig，要比在60秒時(shí)的電流i=ig要大許多，這樣K=        就較大（一般大于1.3）；而若絕緣受潮，泄漏電流分量?? 要比干燥時(shí)大，在15秒時(shí)的電流比60秒時(shí)的電流相對(duì)大得要少一些，這樣K=      就較�。↘<1.3）。
3-4 被試品一端接地（如被試對(duì)象為電氣設(shè)備對(duì)地絕緣）時(shí)，測(cè)量直流泄漏電流的接線圖如書P75圖3-22所示。試驗(yàn)變壓器T為升壓變壓器以獲得交流高壓。調(diào)壓器T1調(diào)節(jié)加至試驗(yàn)變壓器低壓繞組上的電壓以從高壓繞組獲得試驗(yàn)規(guī)定所要求的電壓。試驗(yàn)所需的高壓直流電壓由高壓交流整流而得，一般用高壓硅堆經(jīng)半波整流而得到。當(dāng)所需試驗(yàn)電壓較高時(shí)可采用倍壓整流或串級(jí)直流整流線路獲得。圖3-22中的C為濾波電容器，當(dāng)被試品等值電容CX較大時(shí)，CX就兼作濾波電容而無(wú)需另外加C。保護(hù)電阻RO的作用是限制試驗(yàn)中萬(wàn)一被試品被擊穿時(shí)的短路電流以保護(hù)試驗(yàn)變壓器、整流硅堆，以及防止避免被試品絕緣損壞的擴(kuò)大。微安表是用來(lái)測(cè)量泄漏電流的，由于于此時(shí)被試品一端已接地，所以微安表只能串接于被試品的高電位側(cè)，微安表及微安表被試品的高壓引線須采用屏蔽接法以使微安表至被試品間高壓引線的對(duì)地漏電流以及被試品的表面泄漏電流不通過(guò)微安表。要注意屏蔽層對(duì)地處于高電位。另外還要注意：凡是直流試驗(yàn)（直流泄漏，直流耐壓），試驗(yàn)電壓都是對(duì)地負(fù)極性的電壓，為此硅堆整流方向不能接錯(cuò)。
3-5 采用正接線測(cè)tgδ時(shí)，電橋本體對(duì)地處于低電位，如書P57圖3-4所示。采用反接線測(cè)tgδ時(shí)，電橋本體對(duì)地處于高電位，如書P58圖3-5所示。正接線適用于被試品CX一端不接地或雖一端為外殼但被試品可采用絕緣支撐起來(lái)（如在試驗(yàn)室中）的場(chǎng)合，而反接線則適用與被試品一端接地的場(chǎng)合。由于現(xiàn)場(chǎng)電氣設(shè)備絕緣一端（鐵芯和外殼）都是接地的，因此現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)都采用反接線。在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量tgδ時(shí)可能會(huì)受到交變電場(chǎng)和磁場(chǎng)的干擾，一般電場(chǎng)干擾影響較大。為消除外電場(chǎng)的干擾，可采取兩種具體措施，一是移相法，二是倒相法。兩種方法都可以消除電場(chǎng)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響（倒相法時(shí)，根據(jù)正相、反相兩次測(cè)量結(jié)果由tgδ=      計(jì)算求得），但采用倒相法比較簡(jiǎn)便（無(wú)需移相設(shè)備），實(shí)際上往往采用算術(shù)平均法計(jì)算（tgδ=      ）。交變磁場(chǎng)對(duì)tgδ測(cè)量的影響主要通過(guò)檢流計(jì)來(lái)影響。消除這種磁場(chǎng)影響的措施是通過(guò)檢流計(jì)極性轉(zhuǎn)換開關(guān)（將檢流計(jì)正接及反接）測(cè)量?jī)纱危�然后取兩次測(cè)量結(jié)果的算術(shù)平均值。
3-6 工頻交流耐壓試驗(yàn)原理接線圖如書P65圖3-12所示。試驗(yàn)變壓器T2為升壓變壓器以獲得工頻高壓。調(diào)壓器T1調(diào)節(jié)試驗(yàn)變壓器初級(jí)電壓以使試驗(yàn)變壓器高壓側(cè)電壓達(dá)到規(guī)程規(guī)定的試驗(yàn)電壓值。保護(hù)電阻r起到保護(hù)試驗(yàn)變壓器在被試品萬(wàn)一被擊穿或閃絡(luò)時(shí)不受損壞，這種作用不僅用于r的接入而限制了被試品擊穿或閃絡(luò)后的短路電流，而且限制了在此過(guò)程中試驗(yàn)變壓器內(nèi)部的電磁振蕩而保護(hù)了試驗(yàn)變壓器繞組的縱絕緣（匝間或?qū)娱g絕緣）。保護(hù)球隙F用以限制試驗(yàn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的過(guò)電壓，其放電電壓可整定為試驗(yàn)電壓的1.1~1.15倍。R為球隙的保護(hù)電阻，R限制球隙放電時(shí)的電流從而避免球隙表面燒毛。
工頻交流耐壓試驗(yàn)時(shí)所加的試驗(yàn)電壓應(yīng)根據(jù)不同電壓等級(jí)按規(guī)程確定。規(guī)程中所規(guī)定的試驗(yàn)電壓值不僅考慮到電器設(shè)備絕緣在實(shí)際運(yùn)行中可能受到的工頻過(guò)電壓，而且考慮到可能受到的雷電過(guò)電壓和內(nèi)部過(guò)電壓，尤其是220KV及以下電壓等級(jí)電氣設(shè)備，通過(guò)工頻交流耐壓試驗(yàn)間接地考驗(yàn)了絕緣耐受內(nèi)外過(guò)電壓的能力。
當(dāng)被試品等值電容量較大時(shí)，工頻交流耐壓試驗(yàn)的試驗(yàn)電壓不能在低壓側(cè)測(cè)量后按試驗(yàn)變壓器的變比換算至高壓側(cè)，而應(yīng)該在高壓側(cè)的被試品上直接測(cè)量。見書P70圖3-15，若在低壓側(cè)加上按試驗(yàn)電壓折算到低壓側(cè)的應(yīng)加電壓，即加上電壓
，K為試驗(yàn)變壓器的變比。當(dāng)被試品等值電容量很小，則高壓側(cè)電流（I1≈IC=UωCX）很小可忽略，高壓側(cè)接近開路，高壓側(cè)被試品上電壓接近U試。當(dāng)被試品等值電容量較大時(shí)，高壓側(cè)電流I1≈IC不能忽略。此時(shí)，在高壓側(cè)回路中U1為試驗(yàn)變壓器高壓繞組中的感應(yīng)電勢(shì)，其數(shù)值等于高壓側(cè)的開路電壓。按變比的定義，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)加上??? 的電壓時(shí)，U1就等于U試。根據(jù)高壓側(cè)回路的等值電路及相量圖（見書P70圖3-16），可見此時(shí)實(shí)際作用在被試品上的電壓已大大超過(guò)試驗(yàn)電壓U試，這就是“容升效應(yīng)”。由于工頻耐壓試驗(yàn)電壓已大大高過(guò)額定工作電壓，所以這種實(shí)際試驗(yàn)作用電壓的“過(guò)量”（超過(guò)規(guī)定的試驗(yàn)電壓）將導(dǎo)致電氣設(shè)備絕緣的不必要的損壞。為避免此種情況，就需在被試品兩端間進(jìn)行高壓測(cè)量。
3-7 進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)主要是處于以下幾個(gè)方面的需要：
1、直流電氣設(shè)備的耐壓試驗(yàn)。為考慮設(shè)備絕緣耐受各種電壓（包括過(guò)電壓）的能力，這與交流電氣設(shè)備的工頻交流耐壓試驗(yàn)想對(duì)應(yīng)。
2、替代工頻交流耐壓試驗(yàn)。有些交流電氣設(shè)備的等值電容量較大（如電容器、電纜），若進(jìn)行工頻交流耐壓試驗(yàn)則需要很大容量的試驗(yàn)設(shè)備而不容易做到，為此用直流耐壓試驗(yàn)替代，當(dāng)然試驗(yàn)電壓值須考慮到絕緣在直流電壓作用下的擊穿強(qiáng)度要比在交流電壓下高這一特點(diǎn)。
3、旋轉(zhuǎn)電機(jī)繞組端部的絕緣試驗(yàn)。對(duì)于繞組端部絕緣的缺陷，采用工頻交流耐壓試驗(yàn)不易發(fā)現(xiàn)而采用直流耐壓試驗(yàn)易發(fā)現(xiàn)。
4、結(jié)合直流泄漏試驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行。直流耐壓試驗(yàn)和直流泄漏試驗(yàn)都采用直流電壓，只不過(guò)電壓高低不同，所以在進(jìn)行直流泄漏試驗(yàn)時(shí)，可同時(shí)進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)，并可根據(jù)泄漏電流隨所加電壓變化的不同特點(diǎn)來(lái)判斷絕緣的狀況。
直流高壓可用以下幾種方法測(cè)量：
1、用球隙測(cè)量。直流有脈動(dòng)時(shí)測(cè)到的是有效值。
2、用靜電電壓表測(cè)量。直流有脈動(dòng)時(shí)測(cè)到的是有效值。
3、用高阻值電阻串微安表測(cè)量。直流有脈動(dòng)時(shí)測(cè)到的是平均值。
4、用高阻值電阻分壓器測(cè)量。直流有脈動(dòng)時(shí)測(cè)到的是平均值。
工頻交流高壓可用以下幾種方法測(cè)量：
1、用球隙測(cè)量。測(cè)量工頻交流電壓的幅值。
2、用靜電電壓表測(cè)量。測(cè)量工頻交流電壓的有效值。
3、用電容分壓器配低壓儀表測(cè)量。測(cè)量何種值取決于低壓儀表。
4、用電壓互感器測(cè)量。
3-8 局部放電可采用電氣或非電氣的方法進(jìn)行測(cè)量。在各種電氣檢測(cè)法中用得最多的方法是脈沖電流法。脈沖電流法通過(guò)檢測(cè)視在放電量q，并以其大小來(lái)反映局部放電的強(qiáng)弱。局部放電的等值電路如書P62圖3-9所示。氣隙F放電（即絕緣中的局部放電）時(shí)，使氣隙上電壓（即C0上電壓）從UF降至US，氣隙放電的電荷量（真實(shí)局部放電量）qs≈（CO+C1）（UF-US）。但qs無(wú)法測(cè)得，這是因?yàn)镃O、C1無(wú)法測(cè)得。由于氣隙F的放電會(huì)引起被試品上（即C2上）電壓變動(dòng)了△U，△U可以通過(guò)測(cè)量回路測(cè)得，這樣被試品上等值放電量（稱為視在放電量）q就可以由q=（C1+C2）△U計(jì)算得到。根據(jù)qs、△U、q三者的表達(dá)式可得到q=        ，說(shuō)明實(shí)際測(cè)得的視在放電量不等于真實(shí)放電量qs。由于CO》C1,所以視在放電量要比真實(shí)放電量小許多。盡管如此，視在放電量的大小還是間接地反映了真實(shí)放電量的大小。
局部放電的脈沖電流測(cè)量法有三種基本測(cè)量回路，見書P63圖3-11所示。通過(guò)測(cè)量回路將被試品CX上由于局部放電而產(chǎn)生的電壓變動(dòng)信號(hào)（表現(xiàn)為電壓脈沖）從測(cè)量阻抗上Zm上取出，然后再經(jīng)過(guò)放大電路放大后進(jìn)行測(cè)量，而工頻電壓被隔離（實(shí)際上脈沖電流通過(guò)Zm而工頻電流被阻塞。脈沖電流法由此而得名）。圖3-11中（a）適用與被試品一端接地的情況，（b）適用于被試品不接地的情況。這兩種方法稱為直接法，其缺點(diǎn)是抗干擾性能較差。（c）采用電橋平衡回路，稱為平衡法，其抗外部干擾性能較好。
3-9 沖擊電壓發(fā)生器是產(chǎn)生雷電沖擊試驗(yàn)電壓和操作沖擊試驗(yàn)電壓的裝置。沖擊電壓發(fā)生器的利用系數(shù)（也稱效率）定義為發(fā)生器輸出電壓Um（即被試品上電壓）與發(fā)生器充電主電容（多級(jí)電壓發(fā)生器時(shí)為各級(jí)主電容串聯(lián)后的等值電容）在形成沖擊電壓前所充電壓U0的比值，即η≈        。對(duì)于低效率（低利用系數(shù)）回路的沖擊電壓發(fā)生器，η≈        ；對(duì)于高效率回路的沖擊電壓發(fā)生器，η≈        。沖擊電壓發(fā)生器產(chǎn)生沖擊電壓的過(guò)程（參見書P79圖3-27）為：
1、沖擊主電容上充至U0電壓。多級(jí)沖擊電壓發(fā)生器這一過(guò)程需經(jīng)點(diǎn)火球隙觸發(fā)放電后將各級(jí)電容串聯(lián)起來(lái)而實(shí)現(xiàn)。
2、放電球隙點(diǎn)火擊穿后，經(jīng)R1向被試品等值電容充電，使被試品上電壓升高，由于R1阻值較小，C2比C1小得多，時(shí)間常數(shù)R1C2較小，這樣C2上電壓升高很快，從而形成沖擊電壓的波前部分。故R1稱為波頭電阻。
3、當(dāng)C2上電壓達(dá)到最大值后，反過(guò)來(lái)經(jīng)R1并與C1一起經(jīng)R2放電，被試品C2上電壓下降。由于R2比R1大得多，這樣C2上電壓下降較慢而形成沖擊電壓的波尾部分，R2也就稱為波尾電阻。
4—1 波阻抗與集中參數(shù)阻抗雖然都用Z表示但有以下幾點(diǎn)不同：
1.波阻抗是表示分布參數(shù)線路(或繞組)的參數(shù)，阻抗是表示集中參數(shù)電路（或元件）的參數(shù)。
2.波阻抗為分布參數(shù)線路（或繞組）上同一方向（即前行或反行）電壓波與電流波的比值，且Uq/Iq=Z,Uf/If=-Z,但U/i不一定等于Z，因而阻抗則等于此阻抗上電壓與電流之比，u/i=z。
3.波阻抗不消耗能量，而當(dāng)R≠0時(shí)阻抗消耗能量。
4.波阻抗與線路（或繞組）長(zhǎng)度無(wú)關(guān)（Z=，L0、C0為單位長(zhǎng)度電感和電容），而阻抗與長(zhǎng)度（如線路長(zhǎng)度）有關(guān)。
另外需指出的是，同樣的一條線路在討論雷電或操作過(guò)電壓作用下要用分布參數(shù)的波阻抗來(lái)表征，而討論工頻穩(wěn)態(tài)電壓作用則用集中參數(shù)電路（如π型）的阻抗來(lái)表征。
4—2 （1）此題求解與書P92例4—2相同，此時(shí)n=3，所以
U2（t）=2u/n（t）=2/3×1000=666.67(KV)
（2）由于相同電壓同時(shí)沿兩條線路侵入，所以此兩條線路離變電站母線對(duì)應(yīng)點(diǎn)是等電位的，所以兩條線路Z同時(shí)進(jìn)行波就等價(jià)于一條波阻抗為Z/2的線路進(jìn)波,即
對(duì)應(yīng)的彼得遜等值電路為
母線上電壓為U2（t）=2u（t）/Z/2+Z=4/3u(t)=1333.33(KV)
此小題也可采用迭加原理求解，即每次一條線路進(jìn)波，兩條線路不進(jìn)波，即第一小題的情況，然后將兩種結(jié)果迭加，同樣得到U2（t）=2u/3（t）+2u/3（t）=666.67(KV)
此結(jié)果從能量角度也不難理解。
4—3 根據(jù)題意，波阻抗為280Ω的線路Z1與波阻抗為400Ω的電機(jī)繞組Z2相聯(lián)接，為保護(hù)電機(jī)繞組匝間絕緣而在聯(lián)接點(diǎn)對(duì)地并電容C。
4—4 設(shè)開關(guān)S在t=0時(shí)合閘。開關(guān)合閘后線路上就有一幅值為U0=100KV的無(wú)窮長(zhǎng)直角電壓波自A向B傳播，在t=1us時(shí)，此電壓波傳至C點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的電流波也傳至C點(diǎn)，電流波的幅值為100KV/400Ω=0.25KA。U0的電壓波在t=2us時(shí)傳至B點(diǎn)發(fā)生負(fù)的全反射而此負(fù)的全反射波電壓（-U0）在t=3us時(shí)傳至C點(diǎn)從而使C點(diǎn)的電壓變?yōu)榱悖║0+（-U0））。負(fù)的反射波電壓-U0在t=4us時(shí)到達(dá)A點(diǎn)應(yīng)使A點(diǎn)電壓變?yōu)榱�，但�?shí)際上由于電源的恒壓作用。A點(diǎn)仍保持U0的電壓，這就相當(dāng)于空載線路又一次合閘電源，從而重復(fù)前述過(guò)程。對(duì)于C點(diǎn)的電流
t<1us????? i=0
1us<t<3us?????? i=u0/Z=0.25KA
3us<t<5us?????? i=u0/Z+(-u0/-Z)=0.5KA
t>5us之后重復(fù)上述過(guò)程。所以C點(diǎn)電壓、電流波形如圖所示。
4—5 此題的集中參數(shù)等值電路如書P96圖4—12(b)所示。根據(jù)此等值電路可列出微分方程
（i2q+Z2 dj2q/dt）Z1+i2qZ2=2U1q
解此微分方程可得折射波電流電壓為
i2q(t)=2/Z1+Z2(1-e-1/t)u1q?? (T=Z1Z2/Z1+Z2 C)
u2q(t)=i2qZ2=2Z2/Z1+Z2(1-e-1/t)u1q
根據(jù)u1q+u1f=u2q可求出反射波電壓電流
u1f= Z1-Z2/Z1+Z2u1q- 2Z2/Z1+Z2 u1q e-1/t
i1f=u1f/-Z1= Z1-Z2/(Z1+Z2)Z1 u1q+ 2Z2/Z1(Z1+Z2) u1q e-1/t
（1）穩(wěn)定時(shí)（即t→∞），入射波電壓電流為
u1q=300KV
i1q= u1q/Z1=300/400=0.75KV
折射波電壓電流為
u2q=2Z2/Z1+Z2 u1q=2×800/(400+800)×300=400KV
i2q= u2q/Z2=400/800=0.5KA
（2）各電壓電流波形如圖所示
（3）并聯(lián)電容C的作用主要是降低作用在Z2上電壓的波頭陡度。見上述波形，侵入波波頭陡度為無(wú)窮大（u1q為階躍級(jí)電壓），而經(jīng)過(guò)并聯(lián)電容C后，作用到Z2上電壓的波頭陡度已按指數(shù)規(guī)律上升，電容量越大，波頭陡度越小，有利于Z1為繞組時(shí)的縱絕緣（陡度越大匝間、層間作用電壓越高）。雖然串聯(lián)電感也可降低侵入波的波頭陡度，但由于反射電壓的不同，使Z1上出現(xiàn)的電壓值大小是不同的。采用串聯(lián)電感時(shí)，Z1上出現(xiàn)的最大電壓為u1q+ u1f|max= u1q+ u1f|t=0= u1q+ u1q=2 u1q。而采用并聯(lián)電容時(shí)，Z1上出現(xiàn)的最大電壓為u1q+ u1f|max= u1q+ u1f|t→∞= u1q+ Z1-Z2/Z1+Z2u1q=2Z1/Z1+Z2 u1q < 2u1q。對(duì)本題具體數(shù)據(jù)，采用并聯(lián)電容時(shí)Z1上最大電壓值為400KV，若采用串聯(lián)電感時(shí)，Z1上出現(xiàn)的最大電壓可達(dá)600KV。
4—6 地線1對(duì)地的平均高度為
h1=(6.1+1.2+12.2)-2/3×2.8=17.63m
導(dǎo)線2對(duì)地的平均高度為
h2=12.2-2/3×5.3=8.66
d12=(17.63-8.66)2+2.52=9.31
d12′=(17.63+8.66)2+2.52=26.41
（1）地線1的自波阻抗
Z11
導(dǎo)線2的自波阻抗
Z22
地線1與導(dǎo)線2間的互波阻抗
Z12
（2）地線1、導(dǎo)線2雙導(dǎo)線系統(tǒng)的電壓方程為
u1=Z11+Z12i2
u2=Z21i1+Z22i2
由于導(dǎo)線2對(duì)地絕緣，所以i2=0，則電壓方程變?yōu)?br /> u1=Z11i1
u2=Z21i1
根據(jù)耦合系數(shù)的定義，地線1對(duì)導(dǎo)線2的耦合系數(shù)為
K=u2/u1=Z12i1/Z11i1=Z12/Z11=0.114
4—7 在沖擊電壓作用下，變壓器繞組要用具有分布的電感、電容和電阻電路來(lái)等值，如書P108圖4—23所示（圖中電阻未表示）。對(duì)于這種分布參數(shù)的電路，初始（t=0°時(shí)）電壓分布（繞組各點(diǎn)對(duì)地點(diǎn)位）與穩(wěn)態(tài)（t→∞時(shí)）的電壓分布是不同的，所以在沖擊電壓作用下此等值電路必有一個(gè)從起始電壓分布變?yōu)榉�(wěn)態(tài)電壓分布的暫態(tài)過(guò)程，而由于此等值電路中既存在電感又存在電容，電阻又很小，因此這種暫態(tài)過(guò)程表現(xiàn)為振蕩型的。
沖擊電壓波前部分，電壓對(duì)時(shí)間的變化率很大，即使這種電壓的等值頻率很高，使繞組分布電容的阻抗（1/ωc）很小，而分布電感的阻抗（ωL）很大，這樣起始電壓基本上按電容分布，使電壓分布很不均勻，繞組靠近沖擊電壓作用端分到的電壓大，而繞組另一端分到的電壓很小。當(dāng)暫態(tài)過(guò)程結(jié)束而達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，電感近乎于短路，電容近乎于開路，電壓按繞組的電阻均勻分布，這就是引起繞組起始電壓分布與穩(wěn)態(tài)電壓分布不均勻的原因。
5—1 排氣式避雷器由內(nèi)外兩個(gè)放電間隙串聯(lián)組成，外間隙暴露在大氣中，而內(nèi)間隙置于產(chǎn)氣管內(nèi)，所以排氣式避雷器又稱管式避雷器。產(chǎn)氣管由產(chǎn)氣材料制成，這些材料遇高溫會(huì)分解產(chǎn)生氣體。排氣式避雷器一端接地，另一端與被保護(hù)設(shè)備聯(lián)接。當(dāng)雷電過(guò)電壓作用到被保護(hù)設(shè)備上，也就同時(shí)作用在排氣式避雷器上，內(nèi)外間隙同時(shí)擊穿使雷電流經(jīng)間隙流入大地從而保護(hù)了被保護(hù)設(shè)備。雷電過(guò)電壓的作用時(shí)間是非常短暫的，當(dāng)過(guò)電壓作用結(jié)束后，排氣式避雷器上的作用電壓就是工頻工作電壓，間隙中的電弧從沖擊電弧變?yōu)楣ゎl電弧，工頻電弧電流（稱為工頻續(xù)流）就是系統(tǒng)在該點(diǎn)的短路電流。在工頻電弧的高溫作用下，產(chǎn)氣管產(chǎn)氣材料分解產(chǎn)生大量氣體使管內(nèi)壓力驟增而從噴口猛烈噴出，這對(duì)工頻電弧形成強(qiáng)烈的縱吹作用使工頻電弧經(jīng)1~3個(gè)周波后，在工頻續(xù)流過(guò)零時(shí)熄滅。與放電間隙相比，不同點(diǎn)在于排氣式避雷器熄弧能力強(qiáng)，經(jīng)1~3工頻周期后在電弧電流過(guò)零時(shí)熄弧從而防止了工頻短路引起跳閘，防止了供電的中斷。排氣式避雷器與放電間隙相同之處在于過(guò)電壓引起動(dòng)作后都形成截波，這對(duì)被保護(hù)設(shè)備是有繞組的設(shè)備非常不利（威脅縱絕緣）。此外由于存在外間隙，放電分散性較大。這也與放電間隙相同，所以排氣式避雷器一般只作線路保護(hù)和發(fā)變電站的進(jìn)線段保護(hù)。
5—2 閥式避雷器與氧化鋅避雷器的工作原理相同，且都能避免在被保護(hù)設(shè)備上產(chǎn)生截波，但由于兩者采用的非線性閥片電阻材料不同，使得兩種避雷器的性能有以下的不同：
1.保護(hù)性能。由于氧化鋅避雷器的發(fā)片電阻非線性更好以及一般唔放電間隙，氧化鋅避雷器抑制過(guò)電壓的能力要比閥式避雷器好。
2.適用范圍。閥式避雷器閥片的通流容量較小。所以一般只適用于限制雷電過(guò)電壓以及過(guò)電壓能量較小的內(nèi)部過(guò)電壓（如切空載變壓器過(guò)電壓），而氧化鋅避雷器不僅可限制雷電過(guò)電壓，由于閥片通流容量大，所以也可以用以限制內(nèi)部過(guò)電壓（如切合空載線路過(guò)電壓）；閥式避雷器動(dòng)作后工頻電弧的熄滅要依賴于工頻續(xù)流的過(guò)零，但在直流系統(tǒng)中無(wú)這種過(guò)零，所以閥式避雷器就不能用于直流系統(tǒng)，氧化鋅避雷器就不能用于直流系統(tǒng)，氧化鋅避雷器工頻續(xù)流的切斷是依靠閥片電阻優(yōu)良的非線性（在工頻電壓下電阻異常的大），所以可用于直流系統(tǒng)中。
3.運(yùn)行環(huán)境的影響作用。閥式避雷器有放電間隙，間隙放電電壓的分散性使閥式避雷器性能易受溫度、濕度、氣壓、污穢等環(huán)境條件的影響，而氧化鋅避雷器由于無(wú)放電間隙，所以不會(huì)受到這些運(yùn)行環(huán)境的影響。
此外，氧化鋅避雷器維護(hù)簡(jiǎn)單，省去了放電間隙定期清理。氧化鋅避雷器具有各種優(yōu)點(diǎn)，但運(yùn)行過(guò)程中由于沒(méi)有放電間隙隔離工頻工作電壓而應(yīng)注意發(fā)片電阻的老化問(wèn)題，所以應(yīng)定期檢測(cè)氧化鋅避雷器的工頻泄漏電流，尤其是工頻泄漏電流中的阻性電流分量（其大小直接反映出閥片電阻的老化程度）
5—3 避雷器是限制過(guò)電壓從而使與之相并聯(lián)電氣設(shè)備絕緣免受過(guò)電壓作用的器件。對(duì)避雷器的第一個(gè)要求是能將過(guò)電壓限制到電氣設(shè)備絕緣耐受的數(shù)值，這就要求避雷器的最大殘壓（殘壓為沖擊電壓作用下，流過(guò)避雷器的沖擊電流在避雷器上的壓降）應(yīng)低于設(shè)備絕緣的沖擊耐壓值。對(duì)于閥式避雷器還需要保證避雷器的伏秒特性（取決于放電間隙）與被保護(hù)設(shè)備絕緣的伏秒特性有正確的配合，以免發(fā)生電氣設(shè)備絕緣先于避雷器間隙放電前發(fā)生擊穿。避雷器僅滿足上述要求還是不夠的，對(duì)避雷器的第二個(gè)要求是應(yīng)在過(guò)電壓作用結(jié)束后，能迅速截?cái)嚯S后發(fā)生的工頻續(xù)流以不致于發(fā)生工頻短路引起跳閘而影響正常供電。閥式避雷器與氧化鋅避雷器利用閥片電阻在工頻電壓下電阻很大的非線性特性使工頻續(xù)流能在第一次過(guò)零時(shí)就切斷。第三要求是避雷器（閥式和氧化鋅）還應(yīng)具有一定的通流以免發(fā)生熱過(guò)度而造成瓷套爆裂。表征閥式避雷器與氧化鋅避雷器的電氣參數(shù)有所不同：
1.閥式避雷器
沖擊放電電壓和殘壓（一般兩者數(shù)值相同）是衡量限制過(guò)電壓能力的參數(shù)，其數(shù)值越低對(duì)被保護(hù)設(shè)備絕緣越有利。滅弧電壓是保證避雷器可靠滅�。�即截?cái)喙ゎl續(xù)流）的參數(shù)，避雷器安裝點(diǎn)可能出現(xiàn)的最高工頻電壓應(yīng)小于滅弧電壓。工頻放電電壓是保證閥式避雷器不在內(nèi)過(guò)電壓下動(dòng)作的參數(shù)。體現(xiàn)閥式避雷器保護(hù)性能與滅弧性能的綜合參數(shù)是保護(hù)比（殘壓與滅弧電壓之比）和切斷比（工頻放電電壓與滅弧電壓之比）。
2.氧化鋅避雷器
殘壓（雷電沖擊殘壓、操作沖擊殘壓、陡坡沖擊殘壓）是衡量氧化鋅避雷器對(duì)不同沖擊過(guò)電壓限壓能力的參數(shù)。持續(xù)運(yùn)行電壓和額定電壓是保證氧化鋅避雷器可靠運(yùn)行所允許的最大工頻持續(xù)電壓和最高工頻電壓（非持續(xù)性）。1mA下直流和工頻參考電壓是反應(yīng)氧化鋅避雷器熱穩(wěn)定性及壽命的參數(shù)。荷電率（持續(xù)運(yùn)行電壓峰值與參考電壓之比）是表征氧化鋅閥片電阻在運(yùn)行中承受電壓負(fù)荷的指標(biāo)。
5—4 設(shè)計(jì)高h(yuǎn)小于30m，者高度影響系數(shù)P=1，被保護(hù)物高度hx=10m,在hx下的保護(hù)范圍rx=15m
若h≤2hx,（即h≤20m）
h-hx=rx
h=rx+hx=15+10=25m
（與h≤20m不符，舍去）
若h≥2hx（即h≥20m）
1.5h-2hx=rx
H=1/1.5(rx+2hx)=1/1.5(15+20)=23.34m
（注意，不能四舍五入法），所以避雷針針高至少應(yīng)為23.34m。
5—5 此題為等高4針聯(lián)合保護(hù)。第一步將4針?lè)殖啥�個(gè)等高3針，第二步在每個(gè)等高3針中，計(jì)算出在被保護(hù)高度hx下在每二等高雙針間的最小保護(hù)距離bx,若三個(gè)bx都大于等于0，則在此三針?biāo)鶚?gòu)成三角形內(nèi)的所有范圍都能得到保護(hù)，若有一個(gè)bx<0，則由此等高三針聯(lián)合保護(hù)范圍僅為bx≥0雙針保護(hù)范圍的組合。
對(duì)于1和2的等高雙針
rx=h-hx=17-10=7m
ho=h-D/7=17-40/7=11.286
bx=1.5(ho-hx)=1.5(11.286-10)=1.93m
對(duì)于1和3的等高雙針
rx=h-hx=17-10=7m
ho=h-D/7=17-40/7=8.92
bx=1.5(ho-hx)=1.5(8.92-10)<0
所以對(duì)于1、2、3等高三針，其保護(hù)范圍僅為1和2、2與3兩等高雙針保護(hù)范圍的組合。同理，對(duì)于1、3、4等高三針，保護(hù)范圍也是3和4、1和4兩等高雙針保護(hù)范圍的組合。4針對(duì)10m高度被保護(hù)機(jī)體的保護(hù)范圍如圖所示（實(shí)線所圍區(qū)域，不包括中間的1塊）。
5—6 單個(gè)垂直接地體的工頻接地電阻Rg為
Rg=p/2πl(wèi) (in) 4l/d=2×102/2π×3(in)4×3/0.018=69Ω
單個(gè)垂直接地體的沖擊接地電阻Rch′為
Rch=αchRg=0.65×69=45Ω
由3根垂直接地體連接后的整個(gè)接地裝置的沖擊接地電阻Rch為
Rch=Rch′/3×1/ηch=45/3×1/0.75=20Ω
6—1雷電放電也是一種自然現(xiàn)象，至今尚有有效措施阻止雷電發(fā)生。輸電線路的防雷措施中，最基本或首要措施就是架設(shè)避雷線防止雷直接擊于線路的輸電導(dǎo)線上，更嚴(yán)格的講，架設(shè)避雷線后使雷直接擊于導(dǎo)線上的概率（即繞擊率）比無(wú)避雷線時(shí)大大降低。此外架設(shè)避雷線后，由于分流作用與耦合作用，也有利于防止雷擊塔頂后通過(guò)“反擊”使導(dǎo)線上形成過(guò)電壓，也有利于降低導(dǎo)線上的感應(yīng)雷過(guò)電壓。
? 架設(shè)避雷線后雖然大大降低了雷電直接擊于導(dǎo)線上形成過(guò)電壓的概率，但仍有很大的可能出現(xiàn)雷電擊于線路桿塔塔頂，塔頂電位升高后通過(guò)絕緣子串閃絡(luò)（稱為反擊）在導(dǎo)線上形成過(guò)電壓，對(duì)此可采取降低桿塔接地電阻，架設(shè)耦合地線，加強(qiáng)線路絕緣（通過(guò)增加絕緣子片數(shù)）以及雙回路線路采用不平衡絕緣等措施來(lái)防止受雷擊后絕緣子串發(fā)生閃絡(luò)。
? 然而，采取以上各種措施后扔不能完全避免絕緣子串不發(fā)生閃絡(luò)。萬(wàn)一出現(xiàn)這種情況時(shí)，線路防雷的進(jìn)一步措施是防止絕緣子串沖擊閃絡(luò)轉(zhuǎn)變爲(wèi)工頻電壓下的閃絡(luò)（這種閃絡(luò)，建立穩(wěn)定的工頻電弧而引起的線路跳閘），這可采用消弧線圈接地（在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中）。
? 最后，盡管采取了上述一道道“防線”，但仍不能保證不會(huì)引起工頻閃絡(luò)導(dǎo)致線路跳閘，對(duì)此可安裝線路值得重合閘裝置來(lái)提高供電可靠性，而且實(shí)踐證明，對(duì)由雷電引起線路跳閘的重合成功率是很高的。
6—2 35kv及以下電壓等級(jí)輸電系統(tǒng)一般都為中性點(diǎn)不久的系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生由雷電引起的沖擊閃絡(luò)后，隨后出現(xiàn)的工頻閃絡(luò)電流很小，不能形成穩(wěn)定的工頻電弧，因此不會(huì)引起線路跳閘，所以當(dāng)一相當(dāng)于雷擊而引起閃絡(luò)后仍能正常工作。這樣雖不裝設(shè)避雷線，雷擊引起的閃絡(luò)概率增大，但這種閃絡(luò)并不會(huì)導(dǎo)致線路跳閘而影響正常供電，故35kv及以下輸電線路一般不架設(shè)避雷線。對(duì)于無(wú)避雷線的線路，一相閃絡(luò)后再出現(xiàn)第二相閃絡(luò)，形成相間短路，出現(xiàn)大的短路電流，才可能引起線路跳閘，只有當(dāng)雷電溜很大時(shí)才會(huì)出現(xiàn)這種情況。
6—3 （1）避雷線對(duì)地平均高度hb與導(dǎo)線對(duì)地平均高度hb為，
???? （2）對(duì)避雷線對(duì)外側(cè)導(dǎo)線的幾何耦合系數(shù)K0
考慮電暈影響，查表4—1得電暈修正系數(shù)K1=1.25
K=K1K0=1.25
（3）查表6—1得電感0.5
查表6—1得分流系數(shù)
（4）雷擊桿塔時(shí)間的耐雷水平I1
???? （5）雷繞擊于導(dǎo)線時(shí)間耐雷水平I2
???? （6）雷電流幅值超過(guò)I1、I2的概率P1、P2
???? （7）查表6—4得擊桿率g=1/6
計(jì)算E
建弧率
繞擊率
（8）線路雷擊跳閘率
6—4 此題為中性點(diǎn)不接地35kv系統(tǒng)，無(wú)避雷線。雷擊線路只有兩種情況，即直擊導(dǎo)線或雷擊桿塔，但兩者都造成一相（最高的一相）的絕緣子串閃絡(luò)（設(shè)計(jì)已保證導(dǎo)線間不會(huì)發(fā)生空間閃絡(luò)），而一相閃絡(luò)（閃絡(luò)后一相接地）后線路不會(huì)跳閘，而要等到一相閃絡(luò)后第二相再閃絡(luò)（即前閃絡(luò)相向后閃絡(luò)相反擊），出現(xiàn)相間短路形成穩(wěn)定的工頻電弧后才會(huì)發(fā)生跳閘，所以耐雷水平和雷擊跳閘率都根據(jù)這種情況來(lái)計(jì)算，并且可以借用有避雷線線路的計(jì)算公式進(jìn)行適當(dāng)修正后直接計(jì)算，因?yàn)橐幌嘞乳W絡(luò)后，該相已接地，這與有避雷線線路的情況相類似。
耐雷水平的計(jì)算公式為
與書P141上（6—11）式相比，相當(dāng)于?=1（無(wú)避雷線所以無(wú)分流），式中hb取先閃絡(luò)相導(dǎo)線的平均高度，hb為后閃絡(luò)相導(dǎo)線的平均高度，Ko為先后閃絡(luò)兩相導(dǎo)線間的幾何耦合系數(shù)，K為考慮電暈影響后的耦合系數(shù)。對(duì)于本題先閃絡(luò)相為最高相，后閃絡(luò)相為右側(cè)相，因與最高相之間的距離較大，耦合系數(shù)較小，該相絕緣子上電壓較高而易閃絡(luò)。對(duì)于本題hh=h1=hg，hd=h
最高相導(dǎo)線的平均高度
h1=(9.6+0.6+1.8)-2/3×3=10m
右側(cè)相導(dǎo)線的平均高度
h2=(9.6+1.2)-2/3×3=8.8m
耐雷水平
雷電流幅值超過(guò)I的概率P=63%
建弧率
線路雷擊跳閘率
7—1 變電所防止直擊雷的措施是裝設(shè)避雷針或避雷線，并配合以良好的接地。為了使避雷針或避雷線能對(duì)被保護(hù)對(duì)象進(jìn)行有效的保護(hù)，首先應(yīng)使被保護(hù)對(duì)象處于避雷針或避雷線的保護(hù)范圍之內(nèi)，其次還應(yīng)防止避雷針或避雷線受到雷擊后發(fā)生對(duì)被保護(hù)對(duì)象的閃絡(luò)（即反擊）。因?yàn)榧词贡槐Ｗo(hù)對(duì)象處于保護(hù)范圍之內(nèi)，但若出現(xiàn)反擊，高電位就會(huì)加到被保護(hù)對(duì)象（如電氣設(shè)備）上，所以防止反擊與保護(hù)范圍同樣重要。為防止反擊，應(yīng)使避雷針（線）與被保護(hù)對(duì)象之間的空間距離以及兩者地下接地體之間的距離具有足夠的數(shù)值。當(dāng)獨(dú)立式避雷針的工頻接地電阻不大于10?時(shí)，上述兩種距離不應(yīng)小于5米和3米。為防止反擊，35KV及以下變電所不能采用構(gòu)架式避雷針；易燃易爆設(shè)備（如儲(chǔ)油罐）也不能采用構(gòu)架式避雷針。對(duì)于110KV及以上電壓等級(jí)中的構(gòu)架式避雷針應(yīng)使避雷針構(gòu)架的地下接地體與系統(tǒng)接地體之間的距離保持的15米以上。另外，主變壓器的構(gòu)架也一般不裝避雷針。
7—2 變電站中有許多電氣設(shè)備，所以不可能也沒(méi)有必要在每個(gè)電氣設(shè)備旁都安裝一組（三個(gè)相上）避雷器加以保護(hù)。這樣，避雷器與被保護(hù)設(shè)備之間就有一段長(zhǎng)度不等的距離，此距離不是空間的距離，而是沿連接線的距離，故稱為電氣距離。在這種情況下，當(dāng)閥式避雷器動(dòng)作時(shí)，由于波在避雷器至被保護(hù)電氣設(shè)備之間電氣距離內(nèi)的折射與反射，會(huì)似的作用于被保護(hù)電氣設(shè)備上的電壓高于避雷器的端點(diǎn)上的電壓，也就是說(shuō)，是電氣設(shè)備絕緣上的最大電壓高于閥式避雷器的最大殘壓（220KV及以下電壓等級(jí)為流過(guò)5KA沖擊電流時(shí)的殘壓，500KV電壓等級(jí)為流過(guò)10KA沖擊電壓時(shí)的殘壓）。電器距離越長(zhǎng)、侵入波波頭陡度越抖，電壓高出越多。
7—3 避雷器與被保護(hù)電氣設(shè)備的絕緣配合中，都以閥式避雷器（或氧化鋅避雷器）的最大殘壓來(lái)配合，避雷器的最大殘壓為允許流過(guò)避雷器最大沖擊波電流下的殘壓。在220KV及以下系統(tǒng)中，流過(guò)避雷器的最大沖擊電流為5KV（保護(hù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的閥式避雷器為3KA）。若在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)流過(guò)避雷器的沖擊電流超過(guò)此規(guī)定值，則由于避雷器最大殘壓的升高邇危及被保護(hù)電氣設(shè)備的絕緣。要使路過(guò)避雷器的沖擊電流不超過(guò)規(guī)定的5KA（500KV為10KA），具體措施就是采用進(jìn)線段保護(hù)。由于進(jìn)線段（靠近變電站的12Km的一段線路）的耐雷水平要較其余部分線路的耐雷水平高，所以可以認(rèn)為雷電侵入波主要來(lái)自于12Km進(jìn)線段之外的線路落差雷造成。這樣，雷電侵入波沿進(jìn)線段再作用到避雷器上，在此過(guò)程中由于進(jìn)線段波阻抗的串入，減小了流過(guò)避雷器的沖擊電流并將其限制到不超過(guò)5KA（10KA）。此外，雷電侵入波在進(jìn)線段傳播時(shí)由于出現(xiàn)沖擊電暈，從而同時(shí)又降低了進(jìn)入變電站雷電侵入波的波頭陡度，有利于對(duì)電氣設(shè)備的保護(hù)。
7—4 變電站進(jìn)線保護(hù)段的作用有二個(gè)，其一是限制雷電侵入波電壓作用下流過(guò)避雷器的電流，其二是降低最終進(jìn)入變電站雷電侵入波的波頭陡度。對(duì)進(jìn)線保護(hù)段的要求是其應(yīng)具有比線路更高的耐雷水平，為此這段線路的避雷器應(yīng)具有更小的對(duì)導(dǎo)線的保護(hù)角，而全線無(wú)避雷線路則當(dāng)然應(yīng)在這段線路上架設(shè)避雷線。
7—5 變電站進(jìn)線段保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)接線中，對(duì)1~2公里這段線路采取加強(qiáng)防雷措施（如減小保護(hù)角），使其具有較高的耐雷水平。保護(hù)進(jìn)線段的作用是限制避雷器動(dòng)作時(shí)流過(guò)的沖擊電流不超過(guò)允許值以及降低進(jìn)入變電站的雷電侵入波電壓的波頭陡度。對(duì)于線路在雷雨季節(jié)可能處于開路狀態(tài)而線路另一側(cè)又帶電（如雙端電源線路）時(shí)，應(yīng)在進(jìn)線段末端對(duì)地裝設(shè)排氣式避雷器（或閥式避雷器），目的在于防止線路上有雷電波侵入時(shí)，由于斷路器打開而在線路末端發(fā)生全反射引起沖擊閃絡(luò)，再導(dǎo)致工頻對(duì)地短路，造成斷路器或隔離開關(guān)絕緣部件燒毀。要注意的是，斷路器或隔離開關(guān)合閘時(shí)，該排氣式避雷器不應(yīng)在雷電侵入波作用下動(dòng)作，以免產(chǎn)生截波危及有繞組電氣設(shè)備的縱絕緣。
7—6 直配電機(jī)是指不經(jīng)變壓器直接與架空線相聯(lián)接的旋轉(zhuǎn)電機(jī)（發(fā)電機(jī)或高壓電動(dòng)機(jī)）。直配電機(jī)防護(hù)雷保護(hù)的主要措施（參見書P164圖7—18）為：
1.在電機(jī)母線上裝設(shè)FCD型閥式避雷器或氧化鋅避雷器以限制雷電侵入波的幅值。
2.在電機(jī)母線上對(duì)地并電容器，每相約0.250.5uF（若有電纜段，電纜對(duì)地電容包括在內(nèi)）。電容器的作用是降低雷電侵入波的陡度以保護(hù)電機(jī)縱絕緣，同時(shí)還起到降低架空線上的感應(yīng)雷過(guò)電壓（此過(guò)電壓也降低到電機(jī)上）。
3.在直配電機(jī)進(jìn)線處加裝電纜段排氣式避雷器（或閥式避雷器）、電抗器，聯(lián)合保護(hù)作用以限制避雷器動(dòng)作電流小于規(guī)定值（3KA）。
4.發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)有引出線且未直接接地（發(fā)電機(jī)常這樣）時(shí)，應(yīng)在中性點(diǎn)上加裝避雷器保護(hù)中性點(diǎn)的絕緣，或者加大母線并聯(lián)電容以進(jìn)一步限制雷電侵入波陡度。
電纜段的作用不在于電纜具有較小波阻抗和較大的對(duì)地電容，而在于在等值頻率很高的雷電流作用下電纜外皮的分流（由

目前中國(guó)紙質(zhì)人民幣最大的面值是多少？（答案為數(shù)字）

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