高電壓技術題庫.doc

1、高電壓技術題庫一、主觀題(共11道小題) 1. 復習范圍以學習指導書為準。請完成發(fā)布作業(yè)中的主觀題，手寫完成后存為PDF格式，通過維普作業(yè)平臺提交。之前已提交主觀題成績有效 。 2. 為什么要進行直流耐壓試驗？與交流耐壓試驗相比，直流耐壓試驗有那些特點？ 3. 名詞解釋 內(nèi)部過電壓 4. 電力系統(tǒng)絕緣配合的根本任務是：_。 5. 輸電線路耐雷性能的指標主要有那些？現(xiàn)代輸電線路上所采用的防雷保護措施主要有那些？ 6. 行波在理想無損線路上傳播時，能量不會散失，波也不會衰減和變形。但實際上，任何一條線路都是有損耗的，引起能量損耗

2、的因素有：_、_、_、_、_。 7. 名詞解釋 殘壓 8. 局部放電中_的大小對介質(zhì)的老化速度有顯著影響，所以它與視在放電量和放電重復率是表征局部放電的三個基本參數(shù)。 9. 測量絕緣電阻能發(fā)現(xiàn)哪些絕緣缺陷？試比較它與測量泄漏電流試驗項目的異同。 10. 電介質(zhì)的電氣特性，主要表現(xiàn)為它們在電場作用下的_、_和_，它們分別以四個主要參數(shù)：_、_、_和_來表示。 11. 名詞解釋 極化 一、主觀題(共11道小題) 1. 復習范圍以學習指導書為準。請完成發(fā)布作業(yè)中的主觀題，手寫完成后存為PDF格式，通過維普作業(yè)平臺提交。之

3、前已提交主觀題成績有效 。 參考答案：無 2. 為什么要進行直流耐壓試驗？與交流耐壓試驗相比，直流耐壓試驗有那些特點？ 參考答案： 在被試品的電容量很大的場合（例如長電纜段、電力電容器等），用工頻交流高電壓進行絕緣試驗時會出現(xiàn)很大的電容電流，要求試驗裝置具有很大的容量，在實際中這是很難做到的。這時通常用直流高電壓試驗來代替工頻高電壓試驗。 隨著高壓直流輸電技術的發(fā)展，出現(xiàn)了越來越多的直流輸電工程，因而必然需要進行多種內(nèi)容的直流高壓試驗。 特點： Ø       試驗中只有微安級泄漏電流，試驗設備的容量較小，體積較小

4、，便于現(xiàn)場試驗。 Ø       試驗時可同時測量泄漏電流，由所得的“電壓電流”曲線能有效地顯示絕緣內(nèi)部的集中性缺陷或受潮。 Ø       用于旋轉(zhuǎn)電機時，能使電機定子繞組的端部絕緣也受到較高電壓的作用，發(fā)現(xiàn)端部絕緣中的缺陷。 Ø       在直流高壓下，局部放電較弱，不會加快有機絕緣材料的分解或老化變質(zhì)，帶有非破壞性試驗的性質(zhì)。 Ø   &#

5、160;   直流電壓下，絕緣內(nèi)的電壓分布由電導決定，因而與交流運行電壓下的電壓分布不同，所以交流電氣設備的絕緣考驗不如交流耐壓試驗那樣接近實際。 3. 名詞解釋 內(nèi)部過電壓 參考答案： 內(nèi)部過電壓：產(chǎn)生的根在電力系統(tǒng)內(nèi)部，由系統(tǒng)內(nèi)部電磁能量的積聚和轉(zhuǎn)換而引起的過電壓。 4. 電力系統(tǒng)絕緣配合的根本任務是：_。 參考答案：正確處理過電壓和絕緣這一對矛盾，以達到優(yōu)質(zhì)、安全、經(jīng)濟供電的目的。 5. 輸電線路耐雷性能的指標主要有那些？現(xiàn)代輸電線路上所采用的防雷保護措施主要有那些？ 參考答案： 輸電線路耐雷性能的指標主要有：耐雷水平和雷擊跳閘

6、率 現(xiàn)代輸電線路上所采用的防雷保護措施主要有： 避雷線 降低桿塔接地電阻 加強線路絕緣 耦合地線 消弧線圈 不平衡絕緣 自動重合閘 6. 行波在理想無損線路上傳播時，能量不會散失，波也不會衰減和變形。但實際上，任何一條線路都是有損耗的，引起能量損耗的因素有：_、_、_、_、_。 參考答案：導線電阻，大地電阻，絕緣的泄漏電導與介質(zhì)損耗，極高頻或陡波下的輻射損耗，沖擊電暈 7. 名詞解釋 殘壓 參考答案：殘壓：沖擊電流通過避雷器時，在工作電阻上產(chǎn)生的電壓峰值。 8. 局部放電中_的大小對介質(zhì)的老化速度有顯著影響，所以它與視在放電量和放電重復率是表征局部放電的

7、三個基本參數(shù)。 參考答案：放電能量 9. 測量絕緣電阻能發(fā)現(xiàn)哪些絕緣缺陷？試比較它與測量泄漏電流試驗項目的異同。 參考答案： 測量絕緣電阻能相當有效地揭示絕緣整體受潮、局部嚴重受潮、存在貫穿性缺陷等情況。因為在這些情況下，絕緣電阻顯著降低，電導電流將顯著增大，而吸收電流迅速衰減。 測量泄漏電流和絕緣電阻的相同點： 測量原理一致。 測量泄漏電流和絕緣電阻的不同點： 1)加在試品上的直流電壓要比兆歐表的工作電壓高得多，能發(fā)現(xiàn)兆歐表所不能發(fā)現(xiàn)的某些缺陷。 2）施加在試品上的直流電壓是逐級增大的，可以在升壓過程中監(jiān)視泄漏電流的增長動向。 10. 電介質(zhì)的電氣特性，主要表現(xiàn)為它們在電

8、場作用下的_、_和_，它們分別以四個主要參數(shù)：_、_、_和_來表示。 參考答案：導電性能、介電性能、電氣強度；電導率、介電常數(shù)、介質(zhì)損耗角正切和擊穿電場強度。 11. 名詞解釋 極化 參考答案：極化：電介質(zhì)在電場作用下，其束縛電荷相應于電場方向產(chǎn)生彈性位移想象和偶極子的取向現(xiàn)象。 很平淡的話題，講述得很好。一、填空 （10分）1、在極不均勻電場中，間隙完全被擊穿之前，電極附近會發(fā)生 電暈 ，產(chǎn)生暗藍色的暈光。2、沖擊電壓分為 雷電沖擊電壓 和 操作沖擊電壓 。3、固體電介質(zhì)的擊穿有 電擊穿、熱擊穿 和 電化學擊穿 等形式。4、某110KV電氣設備從平原地區(qū)移至高原地區(qū)，其工

9、頻耐壓水平將 下降 。5、在線路防雷設計時，110KV輸電線路的保護角一般取 20º 。6、累暴日 是指一年中有雷暴的天數(shù)。7、電壓直角波經(jīng)過串聯(lián)電容后，波形將發(fā)生變化，變成 指數(shù) 波。 二、選擇 （10分）1解釋電壓較高、距離較長的間隙中的氣體放電過程可用（ B ）。 A湯遜理論 B流注理論 C巴申定律 D小橋理論2若固體電介質(zhì)被擊穿的時間很短、又無明顯的溫升，可判斷是（ C ）。 A電化學擊穿 B熱擊穿 C電擊穿 D各類擊穿都有3下列試驗中，屬于破壞性試驗的是（ B ）。 A絕緣電阻試驗 B沖擊耐壓試驗 C直流耐壓試驗 D局部放電試驗4輸電線路的波阻抗的大小與線路的長度（C ）。

10、 A成正比 B成反比 C無關 D不確定5下列不屬于輸電線路防雷措施的是（ C ）。 A架設避雷線 B架設耦合地線C加設浪涌吸收器 D裝設自動重合閘 三、名詞解釋 （15分）1、自持放電和非自持放電答：必須借助外力因素才能維持的放電稱為非自持放電不需其他任何加外電離因素而僅由電場的作用就能自行維持的放電稱為自持放電。2、介質(zhì)損失角正切 答：電流與電壓的夾角 是功率因數(shù)角，令功率因數(shù)角的余角為 ， 顯然是中的有功分量，其越大，說明介質(zhì)損耗越大，因此角的大小可以反映介質(zhì)損耗的大小。于是把角定義為介質(zhì)損耗角。3、吸收比和極化指數(shù)答：加壓60秒的絕緣電阻與加壓15秒的絕緣電阻的比值為吸收比。 加壓10分

11、鐘的絕緣電阻與加壓1分鐘的絕緣電阻的比值為極化指數(shù)。 4、反擊和繞擊答：雷擊線路桿塔頂部時，由于塔頂電位與導線電位相差很大，可能引起絕緣子串的閃絡，即發(fā)生反擊。雷電繞過避雷線擊于導線，直接在導線上引起過電壓，稱為繞擊。5、保護角答：保護角是指避雷線與所保護的外側(cè)導線之間的連線與經(jīng)過避雷線的鉛垂線之間的夾角。 四、簡答：（45分）1、簡述湯遜理論和流注理論的異同點，并說明各自的適用范圍。 答：湯遜理論和流注理論都是解釋均勻電場的氣體放電理論。前者適用于均勻電場、低氣壓、短間隙的條件下；后者適用于均勻電場、高氣壓、長間隙的條件下。不同點： （1）放電外形 流注放電是具有通道形式的。根據(jù)湯遜理論，氣

12、體放電應在整個間隙中均勻連續(xù)地發(fā)展。（2）放電時間 根據(jù)流注理論，二次電子崩的起始電子由光電離形成，而光子的速度遠比電子的大，二次電子崩又是在加強了的電場中，所以流注發(fā)展更迅速，擊穿時間比由湯遜理論推算的小得多。（3）陰極材料的影響 根據(jù)流注理論，大氣條件下氣體放電的發(fā)展不是依靠正離子使陰極表面電離形成的二次電子維持的，而是靠空間光電離產(chǎn)生電子維持的，故陰極材料對氣體擊穿電壓沒有影響。根據(jù)湯遜理論，陰極材料的性質(zhì)在擊穿過程中應起一定作用。實驗表明，低氣壓下陰極材料對擊穿電壓有一定影響。 2、試解釋沿面閃絡電壓明顯低于純空氣間隙的擊穿電壓的原因。答：當兩電極間的電壓逐漸升高時，放電總是發(fā)生在沿固

13、體介質(zhì)的表面上，此時的沿面閃絡電壓已比純空氣間隙的擊穿電壓低很多，其原因是原先的均勻電場發(fā)生了畸變。產(chǎn)生這種情況的原因有：（1）固體介質(zhì)表面不是絕對光滑，存在一定的粗糙程度，這使得表面電場分布發(fā)生畸變。 （2）固體介質(zhì)表面電阻不可能完全均勻，各處表面電阻不相同。 （3）固體介質(zhì)與空氣有接觸的情況。 （4）固體介質(zhì)與電極有接觸的狀況。 3、固體電介質(zhì)的電擊穿和熱擊穿有什么區(qū)別？答：固體電介質(zhì)的電擊穿過程與氣體放電中的湯遜理論及液體的電擊穿理論相似，是以考慮在固體電介質(zhì)中發(fā)生碰撞電離為基礎的，不考慮由邊緣效應、介質(zhì)劣化等原因引起的擊穿。電擊穿的特點是：電壓作用時間短，擊穿電壓高，擊穿電壓與環(huán)境溫度

14、無關，與電場均勻程度有密切關系，與電壓作用時間關系很小。電介質(zhì)的熱擊穿是由介質(zhì)內(nèi)部的熱不平衡過程所造成的。熱擊穿的特點是：擊穿電壓隨環(huán)境溫度的升高按指數(shù)規(guī)律降低；擊穿電壓與散熱條件有關，如介質(zhì)厚度大，則散熱困難，因此擊穿電壓并不隨介質(zhì)厚度成正比增加；當電壓頻率增大時，擊穿電壓將下降；擊穿電壓與電壓作用時間有關。 4、在測試電氣設備的介質(zhì)損失角正切值時什么時候用正接線，什么時候用反接線；正接線和反接線各有什么特點？答：使用西林電橋的正接線時，高壓西林電橋的高壓橋臂的阻抗比對應的低壓臂阻抗大得多，所以電橋上施加的電壓絕大部分都降落在高壓橋臂上，只要把試品和標準電容器放在高壓保護區(qū)，用屏蔽線從其低壓

15、端連接到低壓橋臂上，則在低壓橋臂上調(diào)節(jié)R3和C4就很安全，而且測量準確度較高。但這種方法要求被試品高低壓端均對地 絕緣。使用反接線時，即將R3和C4接在高壓端，由于R3和C4處于高電位。橋體位于高壓側(cè)，抗干擾能力和準確度都不如正接線?，F(xiàn)場試驗通常采用反接線試驗方法。 5、局部放電是怎樣產(chǎn)生的？在電力系統(tǒng)中常用什么方法進行測量,為什么？答：雜質(zhì)存在導致電場分布不均勻，電壓U達到一定值時，會首先在氣泡或雜質(zhì)中產(chǎn)生放電，既局部放電。局部放電的檢測方法：直接用局部放電檢測儀進行測量，用專用的無暈電設備。油色譜分析p ：主要是檢測絕緣油中乙炔氣體的含量。 6、測試電容量較大的被試品的絕緣電阻時如何防止被

16、試品反放電燒壞兆歐表？為什么要對被試品充分放電？答：測試電容量較大的被試品的絕緣電阻時一定要在停止搖動兆歐表之前，先解開被試品的接線。電容量較大的被試品在測完接地電阻時，根據(jù)電容充放電的原理，往往會帶上大量的電荷，所以必須對其充分放電。 7、測量電氣設備的介損tg能發(fā)現(xiàn)什么缺陷？不能發(fā)現(xiàn)什么缺陷？在測試時要注意什么？ 答：能發(fā)現(xiàn)的缺陷：（1）絕緣體受潮，絕緣老化；（2）貫穿性缺陷；（3）分布式缺陷；（4）小型設備集中性缺陷不能發(fā)現(xiàn)的缺陷：大型設備的局部性缺陷可能被掩蓋，所以現(xiàn)場仍要做分解試驗。 在測試時要注意：（1）必須有良好的接地；（2）反接線要注意引線的懸空處理；（3）被試品表面要擦拭干凈

17、；（4）能做分解試驗的要盡量做分解試驗。 8、輸電線路遭受雷擊發(fā)生跳閘需要滿足的兩個條件，并解釋建弧率的概念。答：輸電線路遭受雷擊發(fā)生跳閘需要滿足兩個條件。首先是直擊線路的雷電流超過線路的耐雷水平，線路絕緣將發(fā)生沖擊閃絡。但是它的持續(xù)時間只有幾十微秒，線路開關還來不及跳閘，因此必須滿足第二個條件沖擊電弧轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的工頻電弧，才能導致線路跳閘。沖擊閃絡轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的工頻電弧的概率，稱為建弧率。 9、ZnO避雷器的主要優(yōu)點。答：與普通閥型避雷器相比，ZnO避雷器具有優(yōu)越的保護性能。（1） 無間隙。在正常工作電壓下，ZnO電阻片相當于一絕緣體，工作電壓不會使ZnO電阻片燒壞，因此可以不用串聯(lián)火花間隙。

18、（1） 無續(xù)流。當電網(wǎng)中出現(xiàn)過電壓時，通過避雷器的電流增大，ZnO電阻片上的殘壓受其良好的非線性特性控制；當過電壓作用結(jié)束后，ZnO電阻片又恢復絕緣體狀態(tài)，續(xù)流僅為微安級，實際上可認為無續(xù)流。（2） 電氣設備所受過電壓能量可以降低。雖然在10kA雷電流下的殘壓值ZnO避雷器與SiC避雷器相同，但由于后者只在串聯(lián)火花間隙放電后才有電流流過，而前者在整個過電壓過程中都有電流流過，因此降低了作用在變電站電氣設備上的過電壓幅值。（3） 通流容量大。ZnO避雷器的通流能力，完全不受串聯(lián)間隙被灼傷的制約，僅與閥片本身的通流能力有關。（4） 易于制成直流避雷器。因為直流續(xù)流不象工頻續(xù)流一樣存在自然零點，所以直流避雷器如用串聯(lián)間隙就難以滅弧。ZnO避雷器沒有串聯(lián)間隙，所以易于制成直流避雷器。 五、計算（20分）1、直流電合閘于空載線路的波過程。如圖89所示，線路長度為l，t0時合閘于電壓為U0的直流電，求線路末端B點電壓隨時間的變化。解 合閘后，從t0開始，電電壓U0自線路首端A點向線路末端B點傳播，傳播速度為，自A點傳播到B點的時間設為t ，設線路波阻抗為Z。 （1）當0（2）當t t 時，波到達開路的末端B點