（完整版）高电压技术答案

1 ⽓体的绝缘特性与介质的电⽓强度

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？1-2简要论述汤逊放电理论。

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？1-4雷电冲击电压的标准波形的波前和波长时间是如何确定的？1-5操作冲击放电电压的特点是什么？1-6影响套管沿⾯闪络电压的主要因素有哪些？

1-7具有强垂直分量时的沿⾯放电和具有弱垂直分量时的沿⾯放电，哪个对于绝缘的危害⽐较⼤，为什么？

1-8某距离4m的棒-极间隙。在夏季某⽇⼲球温度=30℃，湿球温度=25℃，⽓压=99.8kPa的⼤⽓条件下，问其正极性50%操作冲击击穿电压为多少kV?（空⽓相对密度=0.95）

1-9某母线⽀柱绝缘⼦拟⽤于海拔4500m的⾼原地区的35kV变电站，问平原地区的制造⼚在标准参考⼤⽓条件下进⾏1min ⼯频耐受电压试验时，其试验电压应为多少kV？

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。1-2简要论述汤逊放电理论。

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

个。假设每次电离撞出⼀个正离⼦，故电极空间共有（－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．按照系数的定义，此

（－1）个正离⼦在到达阴极表⾯时可撞出（－1）个新电⼦，则( -1)个正离⼦撞击阴极表⾯时，⾄少能从阴极表⾯释放出⼀个有效电⼦，以弥补原来那个产⽣电⼦崩并进⼊阳极的电⼦，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r( -1)=1或＝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⼊强电场区，造成电⼦崩。当电⼦崩中的电⼦离开强电场区后，电⼦就不再能引起电离，⽽以越来越慢的速度向阳极运动。⼀部份电⼦直接消失于阳极，其余的可为氧原⼦所吸附形成负离⼦。电⼦崩中的正离⼦逐渐向棒极运动⽽消失于棒极，但由于其运动速度较慢，所以在棒极附近总是存在着正空间电荷。结果在棒极附近出现了⽐较集中的正空间电荷，⽽在其后则是⾮常分散的负空间电荷。负空间电荷由于浓度⼩，对外电场的影响不⼤，⽽正空间电荷将使电场畸变。棒极附近的电场得到增强，因⽽⾃持放电条件易于得到满⾜、易于转⼊流柱⽽形成电晕放电。1-4雷电冲击电压的标准波形的波前和波长时间是如何确定的？

答：图1-13表⽰雷电冲击电压的标准波形和确定其波前和波长时间的⽅法(波长指冲击波衰减⾄半峰值的时间)。图中O为原点，P点为波峰。国际上都⽤图⽰的⽅法求得名义零点。图中虚线所⽰，连接P点与0.3倍峰值点作虚线交横轴于点，这样波前时间、和波长都从算起。

⽬前国际上⼤多数国家对于标准雷电波的波形规定是：

，

图1-13 标准雷电冲击电压波形－波前时间－半峰值时间冲击电压峰值1-5操作冲击放电电压的特点是什么？

答：操作冲击放电电压的特点：（1）U形曲线，其击穿电压与波前时间有关⽽与波尾时间⽆关；（2）极性效应，正极性操作冲击的50％击穿电压都⽐负极性的低；（3）饱和现象；（4）分散性⼤；（5）邻近效应，接地物体靠近放电间隙会显著降低正极性击穿电压。

1-6影响套管沿⾯闪络电压的主要因素有哪些？答：影响套管沿⾯闪络电压的主要因素有（1）电场分布情况和作⽤电压波形的影响（2）电介质材料的影响（3）⽓体条件的影响（4）⾬⽔的影响

1-7具有强垂直分量时的沿⾯放电和具有弱垂直分量时的沿⾯放电，哪个对绝缘的危害⽐较⼤，为什么？

答：具有强垂直分量时的沿⾯放电对绝缘的危害⽐较⼤。电场具有弱垂直分量的情况下，电极形状和布置已使电场很不均匀，因⽽介质表⾯积聚电荷使电压重新分布所造成的电场畸变，不会显著降低沿⾯放电电压。另外这种情况下电场垂直分量较⼩．沿表⾯也没有较⼤的电容电流流过，放电过程中不会出现热电离现象，故没有明显的滑闪放电，因⽽垂直于放电发展⽅向的介质厚度对放电电压实际上没有影响。其沿⾯闪络电压与空⽓击穿电压的差别相⽐强垂直分量时要⼩得多。

1-8某距离4m的棒-极间隙。在夏季某⽇⼲球温度=30℃，湿球温度=25℃，⽓压=99.8kPa的⼤⽓条件下，问其正极性50%操作冲击击穿电压为多少kV?（空⽓相对密度=0.95）

答：距离为4m的棒-极间隙，其标准参考⼤⽓条件下的正极性50%操作冲击击穿电压 =1300kV。

查《⾼电压技术》可得空⽓绝对湿度。从⽽再由图3-1求得参数。求得参数 =1300/（500×4×0.95×1.1）=0.62，于是由图3-3得指数。

空⽓密度校正因数湿度校正因数

所以在这种⼤⽓条件下，距离为4m的棒-极间隙的正极性50%操作冲击击穿电压为。

1-9某母线⽀柱绝缘⼦拟⽤于海拔4500m的⾼原地区的35kV变电站，问平原地区的制造⼚在标准参考⼤⽓条件下进⾏1min ⼯频耐受电压试验时，其试验电压应为多少kV？

解：查GB311.1-1997的规定可知，35kV母线⽀柱绝缘⼦的1min⼲⼯频耐受电压应为100kV，则可算出制造⼚在平原地区进⾏出⼚1min⼲⼯频耐受电压试验时，其耐受电压U应为第⼆章液体的绝缘特性与介质的电⽓强度

2-1电介质极化的基本形式有哪⼏种，各有什么特点？2-2如何⽤电介质极化的微观参数去表征宏观现象？2-3⾮极性和极性液体电介质中主要极化形式有什么区别？2-4极性液体的介电常数与温度、电压、频率有什么样的关系？2-5液体电介质的电导是如何形成的？电场强度对其有何影响？2-6⽬前液体电介质的击穿理论主要有哪些？2-7液体电介质中⽓体对其电击穿有何影响？

2-8⽔分、固体杂质对液体电介质的绝缘性能有何影响？

2-9如何提⾼液体电介质的击穿电压？

2-1电介质极化的基本形式有哪⼏种，各有什么特点？答：电介质极化的基本形式有（１）电⼦位移极化

图（1）电⼦式极化（２）偶极⼦极化

图（2）偶极⼦极化

（a）⽆外电场时（b）有外电场时1—电极2—电介质（极性分⼦）

2-2如何⽤电介质极化的微观参数去表征宏观现象？

答：克劳休斯⽅程表明，要由电介质的微观参数（N、 ）求得宏观参数—介电常数，必须先求得电介质的有效电场。（１）对于⾮极性和弱极性液体介质，有效电场强度式中，为极化强度（）。

上式称为莫索缔（Mosotti）有效电场强度，将其代⼊克劳休斯⽅程[式(2-11)]，得到⾮极性与弱极性液体介质的极化⽅程为（２）对于极性液体介质，由于极性液体分⼦具有固有偶极矩，它们之间的距离近，相互作⽤强，造成强的附加电场，洛伦兹球内分⼦作⽤的电场≠0，莫索缔有效电场不适⽤。2-3⾮极性和极性液体电介质中主要极化形式有什么区别？

答：⾮极性液体和弱极性液体电介质极化中起主要作⽤的是电⼦位移极化，偶极⼦极化对极化的贡献甚微；极性液体介质包括中极性和强极性液体介质，这类介质在电场作⽤下，除了电⼦位移极化外，还有偶极⼦极化，对于强极性液体介质，偶极⼦的转向极化往往起主要作⽤。

2-4极性液体的介电常数与温度、电压、频率有什么样的关系？答：（１）温度对极性液体电介质的值的影响

如图2-2所⽰，当温度很低时，由于分⼦间的联系紧密，液体电介质黏度很⼤，偶极⼦转动困难，所以⼩；

随着温度的升⾼，液体电介质黏度减⼩，偶极⼦转动幅度变⼤，随之变⼤；温度继续升⾼，分⼦热运动加剧，阻碍极性分⼦沿电场取向，使极化减弱，⼜开始减⼩。（２）频率对极性液体电介质的值的影响

如图2-1所⽰，频率太⾼时偶极⼦来不及转动，因⽽值变⼩。其中相当于直流电场下的介

值不断下降；当频率f=f2时，偶极⼦已经完全跟不上电场转动了，电常数，f>f1以后偶极⼦越来越跟不上电场的交变，

这时只存在电⼦式极化，减⼩到，常温下，极性液体电介质的≈3～6。2-5液体电介质的电导是如何形成的？电场强度对其有何影响？答：液体电介质电导的形成：

（１）离⼦电导——分为本征离⼦电导和杂质离⼦电导。设离⼦为正离⼦，它们处于图２－５中A、B、C等势能最低的位置上作振动，其振动频率为υ，当离⼦的热振动能超过邻近分⼦对它的束缚势垒时，离⼦即能离开其稳定位置⽽迁移。

（２）电泳电导——在⼯程中，为了改善液体介质的某些理化性能，往往在液体介质中加⼊⼀定量的树脂，这些树脂在液体介质中部分呈溶解状态，部分可能呈胶粒状悬浮在液体介质中，形成胶体溶液，此外，⽔分进⼊某些液体介质也可能造成乳化状态的胶体溶液。这些胶粒均带有⼀定的电荷，当胶粒的介电常数⼤于液体的介电常数时，胶粒带正电；反之，胶粒带负电。胶粒相对于液体的电位⼀般是恒定的，在电场作⽤下定向的迁移构成“电泳电导”。电场强度的影响

（１）弱电场区：在通常条件下，当外加电场强度远⼩于击穿场强时，液体介质的离⼦电导率是与电场强度⽆关的常数，其导电规律遵从欧姆定律。

（２）强电场区：在E≥107V/m的强电场区，电流随电场强度呈指数关系增长，除极纯净的液体介质外，⼀般不存在明显的饱和电流区。液体电介质在强电场下的电导具有电⼦碰撞电离的特点。2-6⽬前液体电介质的击穿理论主要有哪些？答：液体介质的击穿理论主要有三类：（１）⾼度纯净去⽓液体电介质的电击穿理论（２）含⽓纯净液体电介质的⽓泡击穿理论（３）⼯程纯液体电介质的杂质击穿理论2-7液体电介质中⽓体对其电击穿有何影响？

答：⽓泡击穿观点认为，不论由于何种原因使液体中存在⽓泡时，由于交变电压下两串联介质中电场强度与介质介电常数成反⽐，⽓泡中的电场强度⽐液体介质⾼，⽽⽓体的击穿场强⼜⽐液体介质低得多，所以总是⽓泡先发⽣电离，这⼜使⽓泡温度升⾼，体积膨胀，电离将进⼀步发展；⽽⽓泡电离产⽣的⾼能电⼦⼜碰撞液体分⼦，使液体分⼦电离⽣成更多的⽓体，扩⼤⽓体通道，当⽓泡在两极间形成“⽓桥”时，液体介质就能在此通道中发⽣击穿。

热化⽓击穿观点认为，当液体中平均场强达到107～108V/m时，阴极表⾯微尖端处的场强就可能达到108V/m以上。由于场致发射，⼤量电⼦由阴极表⾯的微尖端注⼊到液体中，估计电流密度可达105A/m2以上。按这样的电流密度来估算发热，单位体积、单位时间中的发热量约为1013J/（s·），这些热量⽤来加热附近的液体，⾜以使液体⽓化。当液体得到的能量等于电极附近液体⽓化所需的热量时，便产⽣⽓泡，液体击穿。

电离化⽓击穿观点认为，当液体介质中电场很强时，⾼能电⼦出现，使液体分⼦C—H键（C—C键）断裂，液体放⽓。2-8⽔分、固体杂质对液体电介质的绝缘性能有何影响？答：（１）⽔分的影响

当⽔分在液体中呈悬浮状态存在时，由于表⾯张⼒的作⽤，⽔分呈圆球状（即胶粒），均匀悬浮在液体中，⼀般⽔球的直径约为10-2～10-4cm。在外电场作⽤下，由于⽔的介电常数很⼤，⽔球容易极化⽽沿电场⽅向伸长成为椭圆球，如果定向排列的椭圆⽔球贯穿于电极间形成连续⽔桥，则液体介质在较低的电压下发⽣击穿。（２）固体杂质的影响

⼀般固体悬浮粒⼦的介电常数⽐液体的⼤，在电场⼒作⽤下，这些粒⼦向电场强度最⼤的区域运动，在电极表⾯电场集中处逐渐积聚起来，使液体介质击穿场强降低。2-9如何提⾼液体电介质的击穿电压？

答：⼯程应⽤上经常对液体介质进⾏过滤、吸附等处理，除去粗⼤的杂质粒⼦，以提⾼液体介质的击穿电压。第三章固体的绝缘特性与介质的电⽓强度

3-1什么叫电介质的极化？极化强度是怎么定义的？

3-2固体⽆机电介质中，⽆机晶体、⽆机玻璃和陶瓷介质的损耗主要由那些损耗组成？3-3固体介质的表⾯电导率除了介质的性质之外，还与那些因素有关？它们各有什么影响？3-4固体介质的击穿主要有那⼏种形式？它们各有什么特征？3-5局部放电引起电介质劣化、损伤的主要原因有那些？

3-6聚合物电介质的树枝化形式主要有那⼏种？它们各是什么原因形成的？3-7均匀固体介质的热击穿电压是如何确定的？3-8试⽐较⽓体、液体和固体介质击穿过程的异同。44

3-1什么叫电介质的极化？极化强度是怎么定义的？

答：电介质的极化是电介质在电场作⽤下，其束缚电荷相应于电场⽅向产⽣弹性位移现象和偶极⼦的取向现象。电介质的极化强度可⽤介电常数的⼤⼩来表⽰，它与该介质分⼦的极性强弱有关，还受到温度、外加电场频率等因素的影响。3-2固体⽆机电介质中，⽆机晶体、⽆机玻璃和陶瓷介质的损耗主要由哪些损耗组成？答：（１）⽆机晶体介质只有位移极化，其介质损耗主要来源于电导；

（２）⽆机玻璃的介质损耗可以认为主要由三部分组成：电导损耗、松弛损耗和结构损耗；

（３）陶瓷介质可分为含有玻璃相和⼏乎不含玻璃相两类，第⼀类陶瓷是含有⼤量玻璃相和少量微晶的结构，其介质损耗主要由三部分组成：玻璃相中离⼦电导损耗、结构较松的多晶点阵结构引起的松弛损耗以及⽓隙中含⽔引起的界⾯附加损耗，tan相当⼤。第⼆类是由⼤量的微晶晶粒所组成，仅含有极少量或不含玻璃相，通常结晶相结构紧密，tan⽐第⼀类陶瓷⼩得多。

3-3固体介质的表⾯电导率除了介质的性质之外，还与哪些因素有关？它们各有什么影响？

答：介质的表⾯电导率不仅与介质的性质有关，⽽且强烈地受到周围环境的湿度、温度、表⾯的结构和形状以及表⾯粘污情况的影响。

（１）电介质表⾯吸附的⽔膜对表⾯电导率的影响

由于湿空⽓中的⽔分⼦被吸附于介质的表⾯，形成⼀层很薄的⽔膜。因为⽔本⾝为半导体（m），所以介质表⾯的⽔膜将引起较⼤的表⾯电流，使增加。

（２）电介质的分⼦结构对表⾯电导率的影响

电介质按⽔在介质表⾯分布状态的不同，可分为亲⽔电介质和疏⽔电介质两⼤类。

a) 亲⽔电介质：这种介质表⾯所吸附的⽔易于形成连续⽔膜，故表⾯电导率⼤，特别是⼀些含有碱⾦属离⼦的介质，介质中的碱⾦属离⼦还会进⼊⽔膜，降低⽔的电阻率，使表⾯电导率进⼀步上升，甚⾄丧失其绝缘性能。

b) 疏⽔电介质：这些介质分⼦为⾮极性分⼦所组成，它们对⽔的吸引⼒⼩于⽔分⼦的内聚⼒，所以吸附在这类介质表⾯的⽔往往成为孤⽴的⽔滴，其接触⾓，不能形成连续的⽔膜，故很⼩，且⼤⽓湿度的影响较⼩。

（３）电介质表⾯清洁度对表⾯电导率的影响

表⾯沾污特别是含有电解质的沾污，将会引起介质表⾯导电⽔膜的电阻率下降，从⽽使升⾼。

3-4固体介质的击穿主要有哪⼏种形式？它们各有什么特征？

答：固体电介质的击穿中，常见的有热击穿、电击穿和不均匀介质局部放电引起击穿等形式。

（１）热击穿

热击穿的主要特征是：不仅与材料的性能有关，还在很⼤程度上与绝缘结构（电极的配置与散热条件）及电压种类、环境温度等有关，因此热击穿强度不能看作是电介质材料的本征特性参数。（２）电击穿

电击穿的主要特征是：击穿场强⾼，实⽤绝缘系统不可能达到；在⼀定温度范围内，击穿场强随温度升⾼⽽增⼤，或变化不⼤。均匀电场中电击穿场强反映了固体介质耐受电场作⽤能⼒的最⼤限度，它仅与材料的化学组成及性质有关，是材料的特性参数之⼀。

（３）不均匀电介质的击穿

击穿从耐电强度低的⽓体开始，表现为局部放电，然后或快或慢地随时间发展⾄固体介质劣化损伤逐步扩⼤，致使介质击穿。3-5局部放电引起电介质劣化、损伤的主要原因有哪些？

答：局部放电引起电介质劣化损伤的机理是多⽅⾯的，但主要有如下三个⽅⾯：

（１）电的作⽤：带电粒⼦对电介质表⾯的直接轰击作⽤，使有机电介质的分⼦主链断裂；（２）热的作⽤：带电粒⼦的轰击作⽤引起电介质局部的温度上升，发⽣热熔解或热降解；

（３）化学作⽤：局部放电产⽣的受激分⼦或⼆次⽣成物的作⽤，使电介质受到的侵蚀可能⽐电、热作⽤的危害更⼤。3-6聚合物电介质的树枝化形式主要有哪⼏种？它们各是什么原因形成的？答：引起聚合物电介质树枝化的原因是多⽅⾯的，所产⽣的树枝亦不同。（1）电树枝

树枝因介质中间歇性的局部放电⽽缓慢地扩展，或在脉冲电压作⽤下迅速发展，或在⽆任何局部放电的情况下，由于介质中局部电场集中⽽发⽣。（２）⽔树枝

树枝因存在⽔分⽽缓慢发⽣，如在⽔下运⾏的200～700V低压电缆中也发现有树枝，⼀般称为⽔树枝，即直流电压下也能促进树枝化。（３）电化学树枝

因环境污染或绝缘中存在杂质⽽引起，如电缆中由于腐蚀性⽓体在线芯处扩散，与铜发⽣反应就形成电化学树枝。3-7均匀固体介质的热击穿电压是如何确定的？

答：⼀般情况下，可以近似化为以下两种极端情况来讨论（1）脉冲热击穿

认为电场作⽤时间很短，以致导热过程可以忽略不计，则热平衡⽅程为（2）稳态热击穿

电压长时间作⽤，介质内温度变化极慢，热击穿临界电压为3-8试⽐较⽓体、液体和固体介质击穿过程的异同。答：（１）⽓体介质的击穿过程

⽓体放电都有从电⼦碰撞电离开始发展到电⼦崩的阶段。

由于外电离因素的作⽤，在阴极附近出现⼀个初始电⼦，这⼀电⼦在向阳极运动时，如电场强度⾜够⼤，则会发⽣碰撞电离，产⽣1个新电⼦。新电⼦与初始电⼦在向阳极的⾏进过程中还会发⽣碰撞电离，产⽣两个新电⼦，电⼦总数增加到4个。第三次电离后电⼦数将增⾄8个，即按⼏何级数不断增加。电⼦数如雪崩式的增长，即出现电⼦崩。（2）液体介质的击穿过程

a) 电击穿理论以碰撞电离开始为击穿条件。

液体介质中由于阴极的场致发射或热发射的电⼦在电场中被加速⽽获得动能，在它碰撞液体分⼦时⼜把能量传递给液体分⼦，

电⼦损失的能量都⽤于激发液体分⼦的热振动。当电⼦在相邻两次碰撞间从电场中得到的能量⼤于hυ时，电⼦就能在运动过程中逐渐积累能量，⾄电⼦能量⼤到⼀定值时，电⼦与液体相互作⽤时便导致碰撞电离。b) ⽓泡击穿理论

液体中存在⽓泡时，由于交变电压下两串联介质中电场强度与介质介电常数成反⽐，⽓泡中的电场强度⽐液体介质⾼，⽽⽓体的击穿场强⼜⽐液体介质低得多，所以⽓泡先发⽣电离，使⽓泡温度升⾼，体积膨胀，电离进⼀步发展；⽽⽓泡电离产⽣的⾼能电⼦⼜碰撞液体分⼦，使液体分⼦电离⽣成更多的⽓体，扩⼤⽓体通道，当⽓泡在两极间形成“⽓桥”时，液体介质就能在此通道中发⽣击穿。

（３）固体介质的击穿过程

固体电介质的击穿中，常见的有热击穿、电击穿和不均匀介质局部放电引起击穿等形式。a) 热击穿

当固体电介质加上电场时，电介质中发⽣的损耗将引起发热，使介质温度升⾼，最终导致热击穿。b) 电击穿

在较低温度下，采⽤了消除边缘效应的电极装置等严格控制的条件下，进⾏击穿试验时出现的⼀种击穿现象。c) 不均匀介质局部放电引起击穿

从耐电强度低的⽓体开始，表现为局部放电，然后或快或慢地随时间发展⾄固体介质劣化损伤逐步扩⼤，致使介质击穿。第四章绝缘的预防性试验

4-1测量绝缘电阻能发现哪些绝缘缺陷?试⽐较它与测量泄漏电流试验项⽬的异同。

4-2绝缘⼲燥时和受潮后的吸收特性有什么不同？为什么测量吸收⽐能较好的判断绝缘是否受潮？

4-3简述西林电桥的⼯作原理。为什么桥臂中的⼀个要采⽤标准电容器?这—试验项⽬的测量准确度受到哪些因素的影响?4-4在现场测量tanδ⽽电桥⽆法达到平衡时，应考虑到什么情况并采取何种措施使电桥调到平衡?4-5什么是测量tanδ的正接线和反接线?它们各适⽤于什么场合?

4-6综合⽐较本章中介绍的各种预防性试验项⽬的效能和优缺点(能够发现和不易发现的绝缘缺陷种类、检测灵敏度、抗⼲扰能⼒、局限性等)。

4-7总结进⾏各种预防性试验时应注意的事项。

4-8对绝缘的检查性试验⽅法，除本章所述者外，还有哪些可能的⽅向值得进⾏探索研究的?请开拓性地、探索性地考虑⼀下，也请⼤致估计⼀下这些⽅法各适⽤于何种电⽓设备，对探测何种绝缘缺陷可能有效。

4-9综合计论：现⾏对绝缘的离线检查性试验存在哪些不⾜之处?探索⼀下：对某些电⽓设备绝缘进⾏在线检测的可能性和原理性⽅法。44

4-1测量绝缘电阻能发现哪些绝缘缺陷?试⽐较它与测量泄漏电流试验项⽬的异同。

答：测量绝缘电阻能有效地发现下列缺陷：总体绝缘质量⽋佳；绝缘受潮；两极间有贯穿性的导电通道；绝缘表⾯情况不良。测量绝缘电阻和测量泄露电流试验项⽬的相同点：两者的原理和适⽤范围是⼀样的，不同的是测量泄漏电流可使⽤较⾼的电压(10kV及以上)，因此能⽐测量绝缘电阻更有效地发现⼀些尚未完全贯通的集中性缺陷。

4-2绝缘⼲燥时和受潮后的吸收特性有什么不同？为什么测量吸收⽐能较好的判断绝缘是否受潮？答：绝缘⼲燥时的吸收特性，⽽受潮后的吸收特性

。如果测试品受潮，那么在测试时，吸收电流不仅在起始时就减少，同时衰减也⾮常快，吸收⽐的⽐值会有明显不同，所以通过测量吸收⽐可以判断绝缘是否受潮。

4-3简述西林电桥的⼯作原理。为什么桥臂中的⼀个要采⽤标准电容器?这—试验项⽬的测量准确度受到哪些因素的影响?答：

西林电桥是利⽤电桥平衡的原理，当流过电桥的电流相等时，电流检流计指向零点，即没有电流通过电流检流计，此时电桥相

对桥臂上的阻抗乘积值相等，通过改变R3和C4来确定电桥的平衡以最终计算出C x和tanδ。采⽤标准电容器是因为计算被试品的电容需要多个值来确定，如果定下桥臂的电容值，在计算出tanδ的情况下仅仅调节电阻值就可以最终确定被试品电容值的⼤⼩。

这⼀试验项⽬的测量准确度受到下列因素的影响：处于电磁场作⽤范围的电磁⼲扰、温度、试验电压、试品电容量和试品表⾯泄露的影响。

4-4在现场测量tanδ⽽电桥⽆法达到平衡时，应考虑到什么情况并采取何种措施使电桥调到平衡?答：此时可能是处于外加电场的⼲扰下，应采⽤下列措施使电桥调到平衡：（1）加设屏蔽，⽤⾦属屏蔽罩或⽹把试品与⼲扰源隔开；（2）采⽤移相电源；（3）倒相法。

4-5什么是测量tanδ的正接线和反接线?它们各适⽤于什么场合?

答：正接线是被试品C X的两端均对地绝缘，连接电源的⾼压端，⽽反接线是被试品接于电源的低压端。反接线适⽤于被试品的⼀极固定接地时，⽽正接线适⽤于其它情况。

4-6综合⽐较本章中介绍的各种预防性试验项⽬的效能和优缺点(能够发现和不易发现的绝缘缺陷种类、检测灵敏度、抗⼲扰能⼒、局限性等)。

答：测量绝缘电阻能有效地发现下列缺陷：总体绝缘质量⽋佳；绝缘受潮；两极间有贯穿性的导电通道；绝缘表⾯情况不良。测量绝缘电阻不能发现下列缺陷：绝缘中的局部缺陷：如⾮贯穿性的局部损伤、含有⽓泡、分层脱开等；绝缘的⽼化：因为已经⽼化的绝缘，其绝缘电阻还可能是相当⾼的。4-7总结进⾏各种预防性试验时应注意的事项。答：测量绝缘电阻时应注意下列⼏点：

(1)试验前应将试品接地放电⼀定时间。对容量较⼤的试品，⼀般要求5-10min．这是为了避免被试品上可能存留残余电荷⽽造成测量误差。试验后也应这样做，以求安全。

(2)⾼压测试连接线应尽量保持架空，确需使⽤⽀撑时，要确认⽀撑物的绝缘对被试品绝缘测量结果的影响极⼩。(3)测量吸收⽐时，应待电源电压达稳定后再接⼊试品，并开始计时。

(4)对带有绕组的被试品，加先将被测绕组⾸尾短接，再接到L端⼦：其他⾮被测绕组也应先⾸尾短接后再接到应接端⼦。(5)绝缘电阻与温度有⼗分显著的关系。绝缘温度升⾼时，绝缘电阻⼤致按指数率降低．吸收⽐的值也会有所改变。所以，测量绝缘电阻时，应准确记录当时绝缘的温度，⽽在⽐较时，也应按相应温度时的值来⽐较。

(6)每次测试结束时，应在保持兆欧表电源电压的条件下，先断开L端⼦与被试品的连线，以免试品对兆欧表反向放电，损坏仪表。

4-8对绝缘的检查性试验⽅法，除本章所述者外，还有哪些可能的⽅向值得进⾏探索研究的?请开拓性地、探索性地考虑⼀下，也请⼤致估计⼀下这些⽅法各适⽤于何种电⽓设备，对探测何种绝缘缺陷可能有效。答：略

4-9综合计论：现⾏对绝缘的离线检查性试验存在哪些不⾜之处?探索⼀下：对某些电⽓设备绝缘进⾏在线检测的可能性和原理性⽅法。

答：不⾜之处：需要停电进⾏，⽽不少重要的电⼒设备不能轻易地停⽌运⾏；监测间隔周期较长，不能及时发现绝缘故障；停电后的设备状态与运⾏时的设备状态不相符，影响诊断的正确性。第五章电⽓绝缘⾼电压试验

5-1简述直流耐压试验与交流相⽐有哪些主要特点。5-2直流耐压试验电压值的选择⽅法是什么？

5-3⾼压实验室中被⽤来测量交流⾼电压的⽅法常⽤的有⼏种？5-4简述⾼压试验变压器调压时的基本要求。

5-5 35kV电⼒变压器，在⼤⽓条件为时做⼯频耐压试验，应选⽤球隙的球极直径为多⼤？球隙距离为多少？5-6⼯频⾼压试验需要注意的问题？5-7简述冲击电流发⽣器的基本原理。5-8冲击电压发⽣器的起动⽅式有哪⼏种？5-9最常⽤的测量冲击电压的⽅法有哪⼏种？44

5-1简述直流耐压试验与交流相⽐有哪些主要特点。

答：（1）直流下没有电容电流，要求电源容量很⼩，加上可么⽤串级的⽅法产⽣⾼压直流，所以试验设备可以做得⽐较轻巧，适合于现场预防性试验的要求。特别对容量较⼤的试品，如果做交流耐压试验，需要较⼤容量的试验设备，在⼀般情况下不容易办到。⽽做直流耐压试验时，只需供给绝缘泄漏电流（最⾼只达毫安级），试验设备可以做得体积⼩⽽且⽐较轻便，适合现场预防性试验的要求。

（2）在试验时可以同时测量泄漏电流，由所得的“电压⼀电流”曲线能有效地显⽰绝缘内部的集中性缺陷或受潮，提供有关绝缘状态的补充信息。

（3）直流耐压试验⽐之交流耐压试验更能发现电机端部的绝缘缺陷。其原因是直流下没有电容电流流经线棒绝缘，因⽽没有电容电流在半导体防晕层上造成的电压降，故端部绝缘上分到的电压较⾼，有利于发现该处绝缘缺陷。

（4）在直流⾼压下，局部放电较弱，不会加快有机绝缘材料的分解或⽼化变质，在某种程度上带有⾮破坏性试验的性质。5-2直流耐压试验电压值的选择⽅法是什么？

答：由于直流下绝缘的介质损耗很⼩，局部放电的发展也远⽐交流下微弱，所以直流下绝缘的电⽓强度⼀般要⽐交流下的⾼。在选择试验电压值时必须考虑到这⼀点，直流耐压试验所⽤的电压往往更⾼些，并主要根据运⾏经验来确定，⼀般为额定电压的2倍以上，且是逐级升压，⼀旦发现异常现象，可及时停⽌试验，进⾏处理。直流耐压试验的时间可以⽐交流耐压试验长⼀些，所以发电机试验时是以每级0.5倍额定电压分阶段升⾼，每阶段停留1min，读取泄漏电流值。电缆试验时，在试验电压下持续5min，以观察并读取泄漏电流值。

5-3⾼压实验室中被⽤来测量交流⾼电压的⽅法常⽤的有⼏种？

答：⽤测量球隙或峰值电压表测量交流电压的峰值，⽤静电电压表测量交流电压的有效值（峰值电压表和静电电压表还常与分压器配合使⽤以扩⼤仪表的量程），为了观察被测电压的波形，也可从分压器低压侧将输出的被测信号送⾄⽰波器显⽰波形。5-4简述⾼压试验变压器调压时的基本要求。

答：试验变压器的电压必须从零调节到指定值，同时还应注意：(1) 电压应该平滑地调节，在有滑动触头的调压器中，不应该发⽣⽕花；

(2) 调压器应在试验变压器的输⼊端提供从零到额定值的电压，电压具有正弦波形且没有畸变；(3) 调压器的容量应不⼩于试验变压器的容量。

5-5 35kV电⼒变压器，在⼤⽓条件为℃时做⼯频耐压试验，应选⽤球隙的球极直径为多⼤？球隙距离为多少？解：根据《规程》，35kV电⼒变压器的试验电压为

因为电⼒变压器的绝缘性能基本上不受周围⼤⽓条件的影响，所以保护球隙的实际放电电压应为