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《高电压技术》课程学习指导资料

第一部分课程学习目的及总体要求

一、课程的学习目的

通过本课程的学习使学生理解电气设备绝缘结构的基本特性和高电压试验的基本方法,

掌握电力系统中雷电过电压和主要内部过电压的产生机理、影响因素及防护措施等基本知识,

正确理解电力系统绝缘配合的基本概念、理论依据和处理原则。

二、课程的总体要求

(1)气体间隙击穿及沿面放电的物理过程

(2)固体及液体电介质电导、极化、介质损耗、击穿等•

(3)绝缘预防性试验及高电压试验的原理、试验方法

(4)电力系统产生过电压的机理及各种过电压保护装置的原理及应用以及对电力系

统过电压进行防护的基本方法。

(5)绝缘配合的原则及方法

第二部分课程学习的基本要求及重点难点内容分析

第一章气体的绝缘特性与介质的电气强度

1、本章学习要求

(1)应熟悉的内容

气体在高电压(强电场)作用下由电介质演变成导体的物理过程、汤逊理论、巴申定律

和流注理论。

(2)应掌握的内容

影响气体放电的因素及提高放电电压的方法。

2、本章重点难点分析

(1)重点

不均匀电场中气体放电的特性；冲击电压作用下气体间隙的击穿；电压波形对极不均

匀电场放电电压的影响；沿面放电的基本原理及影响因素

(2)难点

电子崩、汤逊理论、流注理论、不均匀电场放电时的极性效应。

3、习题讲解

1-1气体放电过程中产生带电质点最重要的方式是什么为什么？

答：碰撞电离是气体放电过程中产生带电质点最重要的方式。

这是因为电子体积小其自由行程(两次碰撞间质点经过的距离)比离子大得多所以在

电场中获得的动能比离子大得多。其次.由于电子的质量远小于原子或分子因此当电子的

动能不足以使中性质点电离时电子会遭到弹射而几乎不损失其动能；而离子因其质量与被

碰撞的中性质点相近每次碰撞都会使其速度减小影响其动能的积累。

『2简要论述汤逊放电理论。

or

答：设外界光电离因素在阴极表面产生了一个自由电子此电子到达阳极表面时由于

过程电子总数增至erf个。假设每次电离撞出一个正离子故电极空间共有（e一1）个正

离子。这些正离子在电场作用下向阴极运动并撞击阴极.按照系数7的定义，此（earf-l）

个正离子在到达阴极表面时可撞出了（6叔1）个新电子，则（e叔-1）个正离子撞击阴极表面

时，至少能从阴极表面释放出个有效电子，以弥补原来那个产生电子崩并进入阳极的电子,

arf

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re（-1）=1或/e就=1。

1-3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？

答：（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