《高電壓技術(shù)》綜合復(fù)習(xí)資料

1、高電壓技術(shù)綜合復(fù)習(xí)資料高電壓技術(shù)綜合復(fù)習(xí)資料 2011年05月23日高電壓技術(shù)綜合復(fù)習(xí)資料 一、填空題（占40分） 1、湯遜理論主要用于解釋 短氣隙 、 低氣壓 的氣體放電。 2、“棒板”電極放電時(shí)電離總是從 棒電極 開始的。 3、正極性棒的電暈起始電壓比負(fù)極性棒的電暈起始電壓 高 ，原因是 正極性棒的空間電荷削弱了附近的場(chǎng)強(qiáng)，而加強(qiáng)了電荷的外部空間的電場(chǎng)，負(fù)極性棒正好相反。 。 4、電力系統(tǒng)中電壓類型包括 工頻電壓 、 直流電壓 、 雷電沖擊電壓和 操作沖擊電壓 等4種類型。 5、在r/R等于 0.33 時(shí)同軸圓筒的絕緣水平最高，擊穿電壓出現(xiàn)最大值。 6、沿面放電包括 沿面滑閃 和 沿面閃絡(luò)

2、 兩種類型。 7、電介質(zhì)的電導(dǎo)包括 離子電導(dǎo)和 電子電導(dǎo) 兩種類型，當(dāng)出現(xiàn) 電子電導(dǎo) 時(shí)電介質(zhì)已經(jīng)被擊穿。 8、弱極性液體介質(zhì)包括 變壓器油 和 硅有機(jī)液體 等，強(qiáng)極性液體介質(zhì)包括 水 和 乙醇 （至少寫出兩種）。 9、影響液體介質(zhì)擊穿電壓的因素有_電壓形式的影響、 溫度、含水量、含氣量的影響、 雜質(zhì)的影響 油量的影響 （至少寫出四種）。 10、三次沖擊法沖擊高電壓實(shí)驗(yàn)是指分別施加 三次正極性 和 三次負(fù)極性沖擊電壓 的實(shí)驗(yàn)。 11、變壓器油的作用包括 絕緣 和 冷卻 。 12、絕緣預(yù)防性實(shí)驗(yàn)包括絕緣電阻 、介質(zhì)損耗角正切、泄露電流的測(cè)量、局部放電測(cè)試 和 絕緣油的電氣試驗(yàn) 等。 高電壓試驗(yàn)包

3、括 工頻高壓試驗(yàn)、直流高壓試驗(yàn) 和 沖擊高電壓試驗(yàn) 等。 13、雷電波沖擊電壓的三個(gè)參數(shù)分別是 波前時(shí)間 、 半波時(shí)間 和 波幅值 。 14、設(shè)備維修的三種方式分別為 故障維修 、 預(yù)防維修 和 狀態(tài)維修 。 15、介質(zhì)截至損耗角正切的測(cè)量方法主要包括 西林電橋法 和 不平衡電橋法 兩種。 16、影響金屬氧化物避雷器性能劣化的主要是 阻性泄露 電流。 17、發(fā)電廠和變電所的進(jìn)線段保護(hù)的作用是 降低入侵波陡度 和 降低入侵波幅值 。 18、小波分析同時(shí)具有在 時(shí)域范圍 和 頻率范圍 內(nèi)對(duì)信號(hào)進(jìn)行局部分析的優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛用于電力系統(tǒng) 局部放電 的檢測(cè)中。 電源的概念：電源是提供電壓的裝置，把其他

4、形式的能轉(zhuǎn)換成電能的裝置叫做電源 19、電力系統(tǒng)的接地按其功用可為 工作接地 、 保護(hù)接地 和 防雷接地 三類。 20、線路末端短路時(shí)電壓反射波為 與入射波電壓相同 ，電流反射波為 與入射波電流相反。 21、反向行波電壓和反向行波電流的關(guān)系是 u=-Zi 。 22、“云地”雷電放電過程包括 先導(dǎo)放電 、 主放電 和 余輝放電 三個(gè)階段。 23、氣體放電通?？煞譃?非自持放電 和 自持放電 兩種。 24、防雷保護(hù)裝置包括 避雷針 、 避雷線 、 避雷器 和 防雷接地裝置 四種。 25、避雷器動(dòng)作起始電壓為 泄漏電流為1mA 時(shí)的電壓。 27、自動(dòng)重合閘的工作原理是 當(dāng)線路故障跳閘后0.6s重新合

5、閘1次，如果故障仍然存在，則永久跳閘不再進(jìn)行重合。 28、電力系統(tǒng)合閘時(shí)同時(shí)滿足 電壓幅值相等 、 電壓相角相等 和 電壓頻率相等 三個(gè)條件合閘產(chǎn)生的過電壓最小。 29、我國(guó)規(guī)定的雷電流的波前和波長(zhǎng)時(shí)間分別為12us 和 50us 。 30、電力系統(tǒng)中小電感負(fù)荷包括 空載變壓器 、 并聯(lián)電抗器 和 消弧線圈 等。 31、電力系統(tǒng)中小電容負(fù)荷包括 空載長(zhǎng)線 、 電纜 和 電容器組 等。 32、影響空載線路合閘的因素包括 合閘相角、 殘余電荷和 回路損耗 、斷路器合閘的不同期、電容效應(yīng)等。 二、名詞解釋 1、自持放電：當(dāng)外施電壓達(dá)到某一臨界值U0后，不依靠外界電離因素，依靠外施電壓就能維持氣體放電

6、，稱為自持放電 2、湯遜理論：湯遜理論認(rèn)為電子碰撞電離是氣體放電的主要原因。二次電子主要來源于正離子碰撞陰極，而陰極逸出電子。二次電子的出現(xiàn)是氣體自持放電的必要條件。二次電子能否接替起始電子的作用是氣體放電的判據(jù)。湯遜理論主要用于解釋短氣隙、低氣壓的氣體放電。 3、流注理論：流注理論認(rèn)為氣體放電的必要條件是電子崩達(dá)到某一程度后，電子崩產(chǎn)生的空間電荷使原有電場(chǎng)發(fā)生畸變，大大加強(qiáng)崩頭和崩尾處的電場(chǎng)。另一方面氣隙間正負(fù)電荷密度大，復(fù)合作用頻繁，復(fù)合后的光子在如此強(qiáng)的電場(chǎng)中很容易形成產(chǎn)生新的光電離的輻射源，二次電子主要來源于光電離。 4、液體中被掩蓋的氣體放電：當(dāng)液體兩端加外電壓時(shí)，液體掩蓋的氣泡周圍

7、就會(huì)形成電場(chǎng)，隨著電壓的升高，氣泡周圍場(chǎng)強(qiáng)也隨之大，當(dāng)達(dá)到某一臨界值時(shí)，氣泡周圍的氣體、液體發(fā)生電離。 5、液體橋接纖維擊穿：液體中存在纖維橋等雜質(zhì)，纖維極易受潮，介電常數(shù)增大，在外電場(chǎng)作用下，發(fā)生極化并游到電場(chǎng)強(qiáng)度最高的地方，纖維首尾連接，在電極間形成導(dǎo)電橋，纖維橋電導(dǎo)率大，電流密度大，引起的焦耳熱大，會(huì)使得纖維附近的潮氣和個(gè)別低沸點(diǎn)的液體蒸發(fā)成氣泡，并擊穿，此種擊穿稱為纖維橋擊穿。 6、進(jìn)線段保護(hù)：在變電所進(jìn)線長(zhǎng)度為12km范圍內(nèi)裝設(shè)避雷線和避雷針后，為了防止入侵波引起的過電壓超過變壓器設(shè)備的絕緣水平而損壞設(shè)備，通過在進(jìn)線段并聯(lián)電容和串聯(lián)電抗器等措施，以降低入侵波的陡度和幅值，從而達(dá)到降低

8、入侵波引起的過電壓水平。這叫做變電所、發(fā)電廠的進(jìn)線段保護(hù)。 7、彼德遜法則：沿線路傳來的電壓波 加倍作為等值電壓源； 線路波阻抗 用數(shù)值相等的電阻來代替作為等值電壓源內(nèi)阻； 為負(fù)載，負(fù)載可以是波阻抗，也可以是電阻、電感、電容等集中參數(shù)。 求等值回路中A點(diǎn)的電壓，即電壓折射波 ，該等值電路法則稱為彼德遜法則 8、耐雷水平：耐雷水平是指雷擊線路時(shí)線路絕緣不發(fā)生閃絡(luò)的最大雷電流幅值 9、電弧間歇接地：?jiǎn)蜗嘟拥毓收蠒r(shí)，由于接地電容電流的增大，故障消失后，電弧難以自動(dòng)熄滅，但又不會(huì)形成穩(wěn)定的電弧，當(dāng)電流過零時(shí)電弧熄滅，之后又重燃，引起電路的震蕩，這種“熄滅重燃”稱為電弧間歇接地 三、問答題 1、請(qǐng)問湯遜

9、理論的實(shí)質(zhì)是什么，湯遜理論與流注理論在解釋氣體放電方面有什么區(qū)別？ 答：1）湯遜理論認(rèn)為電子碰撞電離是氣體放電的主要原因。二次電子主要來源于正離子碰撞陰極，而陰極逸出電子。二次電子的出現(xiàn)是氣體自持放電的必要條件。二次電子能否接替起始電子的作用是氣體放電的判據(jù)。 流注理論認(rèn)為氣體放電的必要條件是電子崩達(dá)到某一程度后，電子崩產(chǎn)生的空間電荷使原有電場(chǎng)發(fā)生畸變，大大加強(qiáng)崩頭和崩尾處的電場(chǎng)。另一方面氣隙間正負(fù)電荷密度大，復(fù)合作用頻繁，復(fù)合后的光子在如此強(qiáng)的電場(chǎng)中很容易形成產(chǎn)生新的光電離的輻射源，二次電子主要來源于光電離。 2）湯遜理論主要解釋低氣壓、短氣隙的氣體放電現(xiàn)象。 流注理論主要解釋高氣壓、長(zhǎng)氣隙

10、的氣體放電現(xiàn)象 2、提高氣體介質(zhì)電氣強(qiáng)度的方法有哪些措施？其原理是什么？ 答：一）改善均勻電場(chǎng) 1) 改進(jìn)電極形狀以改善均勻電場(chǎng) 2) 利用空間電荷以改善均勻電場(chǎng) 3) 極不均勻電場(chǎng)用屏蔽改善均勻電場(chǎng) 原理：均勻電場(chǎng)的平均擊穿電壓較不均勻場(chǎng)的平均擊穿電壓高 二）削弱或抑制電離過程 1） 高氣壓 2） 采用強(qiáng)電負(fù)性氣體 3） 高真空 原理：1）高氣壓時(shí)電子的自由平均行程短，從而削弱或抑制電離過程 2）采用強(qiáng)電負(fù)性氣體，利用電子的強(qiáng)附著效應(yīng)抑制電離過程 3）高真空可以使電子的自由平均行程遠(yuǎn)大于極間距離，使電離過程幾乎成為不可能 3、提高液體介質(zhì)電氣強(qiáng)度的方法有哪些措施？其原理是什么？ 答：提高液體

11、介質(zhì)電氣強(qiáng)度的措施包括加干燥劑去除液體介質(zhì)中的水分、加祛氣劑除去液體介質(zhì)中的氣體和采用“油屏障”式絕緣以減少液體介質(zhì)中的雜質(zhì)含量等措施。其原理是降低液體介質(zhì)中的雜質(zhì)（包括水、氣體和固體雜質(zhì)），提高液體介質(zhì)的品質(zhì)，從而達(dá)到提高液體介質(zhì)電氣強(qiáng)度的目的。 4、請(qǐng)問提高固體絕緣介質(zhì)局部放電電壓的措施有哪些？ 答：1盡量消除氣隙或設(shè)法減小氣隙的尺寸，因?yàn)闅庀兜膿舸﹫?chǎng)強(qiáng)隨氣隙厚度的減小而明顯提高 2設(shè)法提高空穴的擊穿場(chǎng)強(qiáng) 6、絕緣子污閃放電是如何形成的？如何預(yù)防？ 答：具體形成過程：絕緣子上經(jīng)長(zhǎng)期或短期沉積而形成的污垢，在小雨或下霧時(shí)，受潮，當(dāng)出現(xiàn)了局部干區(qū)后，干區(qū)兩端有電壓，在干區(qū)處形成強(qiáng)電場(chǎng)，強(qiáng)電場(chǎng)使

12、周圍空氣中氣體電離，且易形成電弧，電弧在電流過零時(shí)熄滅，隨后又可能復(fù)燃，如此熄滅復(fù)燃，擴(kuò)展收縮。就形成了爬電，即污閃放電的形成過程 預(yù)防：1）清掃表面積污 2）采用防污閃涂料處理表面 3）采用半導(dǎo)體釉絕緣子 4）加強(qiáng)絕緣和采用污絕緣子 8、請(qǐng)說明線路防雷的四道防線，并舉例說明這四道防線所采取的具體措施？ 答：1沿線假設(shè)避雷線，改用電纜電路 2 降低桿塔的接地電阻，增大耦合系數(shù) 3 適當(dāng)增加絕緣子片數(shù)，電網(wǎng)采用不接地經(jīng)淌弧線圈接地。 4采用自動(dòng)重合閘，或雙回路，環(huán)網(wǎng)供電等 9、防雷保護(hù)裝置有哪些？它們的作用是什么？ 答：避雷針、避雷線、避雷器、防雷接地裝置 作用：避雷針（線）主要防止雷電直擊被保

13、護(hù)設(shè)備 避雷器防止輸電線路上的侵入波進(jìn)入變電所 防雷接地裝置主要是降低避雷針、避雷線、避雷器與地之間的電阻，從而減小過電壓 的值 10、為什么要在發(fā)電廠和變電站裝設(shè)進(jìn)線段保護(hù)？其具體措施有哪些？ 答：防止雷直擊發(fā)電廠和變電站及防止雷直擊輸電線路產(chǎn)生的雷電波沿線路侵入發(fā)電廠和變電站 措施：在進(jìn)線段裝避雷線或避雷針，在保護(hù)前方裝閥式避雷器 11、切除小電感負(fù)載產(chǎn)生過電壓的原因是什么？限制措施是什么？ 答：切除小電感負(fù)載產(chǎn)生過電壓的原因是由于斷路器的“截流”現(xiàn)象引起的。限制切除小電感負(fù)載過電壓的措施包括降低變壓器的特性阻抗、在斷路器上并聯(lián)高值分閘電阻和裝設(shè)避雷器。 12、切除小電容負(fù)載時(shí)產(chǎn)生過電壓的

14、原因是什么？限制措施是什么？ 答：切除小電容負(fù)載時(shí)負(fù)載產(chǎn)生過電壓的原因是由于電弧的多次“重燃”引起的。限制切除小電容負(fù)載過電壓的措施包括采用不重燃的斷路器、并聯(lián)分閘電阻R（10003000歐）以及在線路首末端裝設(shè)避雷器 13、絕緣子污閃放電是如何形成的？如何預(yù)防？ 答：絕緣子污閃放電經(jīng)歷四個(gè)階段:積污、受潮、干區(qū)形成 、電弧的出現(xiàn)和發(fā)展等階段。具體形成過程如下： 絕緣子上經(jīng)長(zhǎng)期或短期沉積而形成的污垢，在小雨或下霧時(shí)，容易受潮。受潮部分電導(dǎo)較大，電流密度大，容易形成干區(qū)。當(dāng)出現(xiàn)了局部干區(qū)后，干區(qū)兩端有高電壓，在干區(qū)處形成強(qiáng)電場(chǎng)，強(qiáng)電場(chǎng)使周圍空氣中氣體電離，且易形成電弧。電弧在電流過零時(shí)熄滅，隨后

15、又可能復(fù)燃，如此熄滅復(fù)燃，擴(kuò)展收縮，形成了爬電，即形成污閃放電。 污閃的預(yù)防措施主要包括：清掃表面積污、采用防污閃涂料處理表面、采用半導(dǎo)體釉絕緣子、和增大爬電比距。 14、電介質(zhì)的極化形式有幾種？各種極化形式發(fā)生場(chǎng)合和特點(diǎn)是什么？ 答：類型： 發(fā)生場(chǎng)合： 特點(diǎn)： 電子式 任何電介質(zhì) 不耗能 離子式 離子式結(jié)構(gòu)電介質(zhì) 不耗能 偶極子式 極性電介質(zhì) 耗能 夾層介質(zhì)界面 多層介質(zhì)的交界面 耗能 空間電荷 電極附近 15、空載線路合閘產(chǎn)生過電壓原因是什么？最嚴(yán)重情況是什么？此時(shí)過電壓倍數(shù)是多少？ 答：原因：空載線路中存在電感和電容，合閘時(shí)電感和電容組成的電磁振蕩形成過電壓。 一般情況下過電壓倍數(shù)是1.

16、52倍 三項(xiàng)重合閘時(shí)過電壓最嚴(yán)重 此時(shí)過電壓倍數(shù)是3 16、絕緣配合的根本任務(wù)、基本原則和核心問題是什么？ 答：根本任務(wù)：正確處理過電壓和絕緣這一對(duì)矛盾 原則：綜合考慮電氣設(shè)備在電力系統(tǒng)中可能受到的作用電壓、保護(hù)裝置的特性、設(shè)備絕緣在各種作用電壓下的特性，確定電氣設(shè)備必要的絕緣水平，使設(shè)備造價(jià)、維護(hù)費(fèi)用和絕緣故障引起的事故損失達(dá)到綜合效益最高 核心問題：確定各種電氣設(shè)備的絕緣水平。 四、計(jì)算題 1.在330kV變電所中，變電所有3條出線。變壓器的沖擊耐壓水平為1000kV，MOA的沖擊放電電壓為700Kv。設(shè)侵入波陡度為300kV/us，試確定避雷器到變壓器的最大允許電氣距離。 A 設(shè)三條出線

17、的波阻抗均為Z，某一條線路上的雷電侵入波為u1，則根據(jù)彼得遜法則，A點(diǎn)的電壓為 即在A點(diǎn)的侵入波產(chǎn)生的電壓幅值是線路上的侵入波電壓的2/3，則A點(diǎn)的侵入波陡度為相當(dāng)于線路上侵入波陡度的2/3，即 又因?yàn)樵贏點(diǎn)安裝避雷器后，距離A點(diǎn)電氣距離為l點(diǎn)處的過電壓為 所以，避雷器到變壓器的最大允許電氣距離為 1試分析波阻抗的物理意義極其與電阻的不同。 波阻抗Z是電壓波與電流波之間的一個(gè)比例常數(shù)，即Z=u/I。和電阻一樣，與電源頻率或波形無關(guān)，呈阻性。不同：（1）波阻抗只是一個(gè)比例常數(shù)，完全沒有長(zhǎng)度的古、概念，線路長(zhǎng)度的大小并不影響波阻抗Z的數(shù)值；而一條長(zhǎng)線的電阻是與線路長(zhǎng)度成正比的；（2）波阻抗從電源吸

18、收的功率和能量是以電磁能的形式儲(chǔ)存在導(dǎo)線周圍的媒質(zhì)中，并未消耗掉；而電阻從電源吸收的功率和能量均轉(zhuǎn)化為熱能而散失掉了。 2在何種情況下應(yīng)使用串聯(lián)電感降低入侵波的陡度？在何種情況下應(yīng)使用并聯(lián)電容？試舉例說明。 電壓入射波不是無限長(zhǎng)直角波，而是波長(zhǎng)很短的矩形波，應(yīng)使用串聯(lián)電感，不但能拉平波前和波尾，而且還能在一定程度上降低其峰值。如沖擊截波。在無限長(zhǎng)直角波的情況下應(yīng)使用并聯(lián)電容，此時(shí)電容充滿電后相當(dāng)于開路。如電容式電壓互感器。 3試述沖擊電暈對(duì)防雷保護(hù)的有利和不利方面。 有利：1偶合系數(shù)增大；2引起的衰減，導(dǎo)線波阻抗減??；3波速減小。 4試分析在沖擊電壓作用下，發(fā)電機(jī)繞組內(nèi)部波過程和變壓器繞組內(nèi)部

19、波過程的不同點(diǎn)。 發(fā)電機(jī)繞組內(nèi)部波過程與輸電線行波運(yùn)動(dòng)過程相同，由一系列行波變壓器繞組內(nèi)部波過程是一系列振蕩駐波。 5試述雷電流幅值的定義。 雷電流幅值是表示強(qiáng)度的指標(biāo)，也是產(chǎn)生雷電過電壓的根源，是最重要的雷電參數(shù)。 6試分析管型避雷器與保護(hù)間歇的異同點(diǎn)。 相同點(diǎn)：二者采用的火花間隙亦屬極不均勻電場(chǎng)，其伏秒特性很陡，難以與被保護(hù)絕緣的伏秒特性取得良好的配合。會(huì)產(chǎn)生大幅值截波，對(duì)變壓器類設(shè)備的絕緣很不利。不同點(diǎn)：保護(hù)間隙沒有專門的滅弧裝置，因而其滅弧能力很有限的。而管型避雷器雖然有較強(qiáng)能力的保護(hù)間隙，但所能滅弧的續(xù)有一定的上下限。 7某電廠的原油罐，直徑10m，高出地面10m，用獨(dú)立避雷針保護(hù)，

20、針距罐壁至少5m，試設(shè)計(jì)避雷針的高度。 解：hxh/2,即有P=1。由rx=(h- hx)P 解得h=15,若hxh/2,解的h與假設(shè)不一致。即h=15m 8.試從物理概念上解釋避雷針對(duì)降低導(dǎo)線上感應(yīng)過電壓的作用。 避雷針理解為“導(dǎo)閃針”或“引雷針”。它是通過使雷擊向自身來發(fā)揮其保護(hù)作用。由于避雷針一般高于被保護(hù)對(duì)象，它們的切面先導(dǎo)往往開始得最早，發(fā)展得最快，從而最先影響下行先導(dǎo)的發(fā)展方向使之擊向避雷針，并順利進(jìn)入地下，從而使處于它們周圍的較低物體受到屏蔽保護(hù)，免遭雷擊。 9.試分析雷擊桿塔的影響耐雷水平的各種因素的作用，工廠中常采用哪些措施來提高耐雷水平？ 作用：（1）線路絕緣，提高線路絕緣

21、即提高絕緣子串的50%沖擊閃絡(luò)電壓。（2）桿塔接地電阻Ri,降低桿塔接地電阻Ri，提高線路耐雷水平和減少反擊概率的主要措施。（3）偶合地線，具有一定的分流作用和增大導(dǎo)地線之間的偶合系數(shù)，因而提高線路的耐雷水平和降低雷擊跳閘率。措施：（1）提高線路絕緣；（2降低桿塔接地電阻；（3）增大偶合系數(shù)。 10.雷電放電可分為哪幾個(gè)主要階段？ （1）先導(dǎo)放電階段；（2）主放電階段；（3）余焊放電 11.為什么繞擊時(shí)的耐雷水平遠(yuǎn)低于雷擊桿塔的耐雷水平？ 因?yàn)槔@擊時(shí)雷閃過避雷線而直接擊中了導(dǎo)線產(chǎn)生的影響較大，而在雷擊桿塔時(shí)，由于桿塔一般不高，其接地電阻較小。 12.雷電的破壞性是由哪幾種效應(yīng)造成的？各種效應(yīng)與

22、雷電的哪些參數(shù)相關(guān)？ 雷電的破壞性是由電磁效應(yīng)，機(jī)械效應(yīng)，熱效應(yīng)等多種效應(yīng)造成。電磁效應(yīng)與雷電流幅值，雷電流的計(jì)算波形。機(jī)械效應(yīng)與雷電流的計(jì)算波形，雷電流的波前時(shí)間，陡度及波長(zhǎng)。 13.試述電力系統(tǒng)產(chǎn)生短時(shí)過電壓的原因極其采用的主要限制措施。 原因：電力系統(tǒng)內(nèi)部?jī)?chǔ)存的磁能量發(fā)生交換和振蕩。措施：（1）裝置聯(lián)合閘電阻（2）同電位合閘（3）利用避雷器來保護(hù) 14.為什么在超高壓電網(wǎng)中很重視工頻電壓升高？引起工頻電壓升高的主要原因有哪些？ （1）工頻電壓升高大都在空載或超載條件下發(fā)生，它們有可以同時(shí)出現(xiàn)相互疊加。（2）工頻電壓升高是決定某些過電壓保護(hù)裝置工作條件的重要依據(jù)。（3）由于工頻電壓升高是不

23、衰減或衰減現(xiàn)象持續(xù)的時(shí)間很長(zhǎng)，對(duì)設(shè)備絕緣及其運(yùn)行條件也有很大的影響。措施：（1）采用并聯(lián)電抗器來補(bǔ)償線路的電容電流以削弱電容效應(yīng)。（2）在330-500kv超高壓電壓中，應(yīng)采用并聯(lián)電抗器或靜止補(bǔ)償裝置。 15.切除空載線路和切除空載變壓器為什么會(huì)產(chǎn)生過電壓？斷路器中電弧的重燃對(duì)兩種過電壓有什么影響？ 切除空載線路和切除空載變壓器是由于電力系統(tǒng)內(nèi)部?jī)?chǔ)存的電磁能量發(fā)生互換和振蕩產(chǎn)生過電壓，影響：（1）中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)的中性點(diǎn)電位有可能發(fā)生位移。（2）重放次數(shù)對(duì)這種過電壓的最大值有次側(cè)生的影響。（3）當(dāng)母線同時(shí)接有幾條出線，只切除其中的一條，這種過電壓較小。（4）斷路器外側(cè)有電磁式電壓電感器將使

24、線路上的剩余電荷有了附加的泄放路徑。 三、簡(jiǎn)答題 3、氣體擊穿：氣體由絕緣狀態(tài)變?yōu)閷?dǎo)電狀態(tài)的現(xiàn)象稱為擊穿。 4、沿面閃絡(luò)：若氣體間隙存在固體或液體電介質(zhì)，由于固體和液體的交界面處是絕緣薄弱環(huán)節(jié)，擊穿常常發(fā)生在固體和液體的交界面上，這種現(xiàn)象稱為沿面閃絡(luò)。 5、輝光放電：當(dāng)氣體電壓較低，放電回路電源功率較小，外施電壓增到一定值時(shí)，氣體間隙突然放電并使整個(gè)間隙發(fā)亮，這種放電形式稱為輝光放電。 6、火花放電：放電間隙反復(fù)擊穿時(shí)，在氣體間隙中形成貫通兩極的斷斷續(xù)續(xù)的不穩(wěn)定的明亮細(xì)線狀火花，這種放電形式稱為火花放電。 7、電弧放電：若放電回路阻抗較小，電源容量又大，氣體間隙一旦放電電流極大，放電間隙溫度極

25、高，放電通道發(fā)出耀眼的光亮，這種放電形式稱為電弧放電。 8、電暈放電：若構(gòu)成氣體間隙的電極曲率半徑很小，或電極間距離很大，當(dāng)電壓升到一定數(shù)值時(shí)，將在電場(chǎng)非常集中的尖端電極處發(fā)生局部的類似月亮?xí)灩獾墓鈱?，這時(shí)用儀表可觀測(cè)到放電電流。隨著電壓的增高，暈光層逐漸擴(kuò)大，放電電流也增大，這種放電形式稱為電暈放電。 9、刷狀放電：在電暈放電的條件，電壓升的更高，則在電暈電極上伸出許多類似刷狀的放電火花，放電電流雖比電暈電流大的多，但電流仍局限在電極附近的區(qū)域內(nèi)，沒有貫穿兩極，間隙也能承受電壓的作用，這種放電形式稱為刷狀放電。 10、游離過程吸收能量產(chǎn)生電子等帶電質(zhì)點(diǎn)，不利于絕緣；復(fù)合過程放出能量，使帶電質(zhì)

26、點(diǎn)減少消失，有利于絕緣。兩種過程在氣體中同時(shí)存在，條件不同，強(qiáng)弱程度不同。游離主要發(fā)生在強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)、高能量區(qū)；復(fù)合發(fā)生在低電場(chǎng)、低能量區(qū)。 11、非自持放電：需要依靠外界游離因素支持的放電稱為非自持放電。 12、自持放電：即使外界游離因素不存在，間隙放電僅依靠電場(chǎng)作用即 可繼續(xù)進(jìn)行的放電，稱為自持放電。 10.雷電放電可分為哪幾個(gè)主要階段？ （1）先導(dǎo)放電階段；（2）主放電階段；（3）箭狀連續(xù)多次放電。 11.為什么繞擊時(shí)的耐雷水平遠(yuǎn)低于雷擊桿塔的耐雷水平？ 因?yàn)槔@擊時(shí)雷閃過避雷線而直接擊中了導(dǎo)線產(chǎn)生的影響較大，而在雷擊桿塔時(shí)，由于桿塔一般不高，其接地電阻較小。 12.雷電的破壞性是由哪幾種效應(yīng)

27、造成的？各種效應(yīng)與雷電的哪些參數(shù)相關(guān)？ 雷電的破壞性是由電磁效應(yīng)，機(jī)械效應(yīng)，熱效應(yīng)等多種效應(yīng)造成。電磁效應(yīng)與雷電流幅值，雷電流的計(jì)算波形。機(jī)械效應(yīng)與雷電流的計(jì)算波形，雷電流的波前時(shí)間，陡度及波長(zhǎng)。 13.試述電力系統(tǒng)產(chǎn)生短時(shí)過電壓的原因極其采用的主要限制措施。 原因：電力系統(tǒng)內(nèi)部?jī)?chǔ)存的磁能量發(fā)生交換和振蕩。措施：（1）裝置聯(lián)合閘電阻（2）同電位合閘（3）利用避雷器來保護(hù) 15.切除空載線路和切除空載變壓器為什么會(huì)產(chǎn)生過電壓？斷路器中電弧的重燃對(duì)兩種過電壓有什么影響？ 切除空載線路和切除空載變壓器是由于電力系統(tǒng)內(nèi)部?jī)?chǔ)存的電磁能量發(fā)生互換和振蕩產(chǎn)生過電壓，影響：（1）中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)的中性點(diǎn)電

28、位有可能發(fā)生位移。（2）重放次數(shù)對(duì)這種過電壓的最大值有次側(cè)生的影響。（3）當(dāng)母線同時(shí)接有幾條出線，只切除其中的一條，這種過電壓較小。（4）斷路器外側(cè)有電磁式電壓電感器將使線路上的剩余電荷有了附加的泄放路徑。 一、單項(xiàng)選擇題 1.極性效應(yīng)出現(xiàn)在（D） A.均勻電場(chǎng)中 B.稍不均勻電場(chǎng)中 C.對(duì)稱的極不均勻電場(chǎng)中 D.不對(duì)稱的極不均勻電場(chǎng)中 2.我國(guó)規(guī)程中規(guī)定線路防雷設(shè)計(jì)用雷電流波頭時(shí)間為（A） A.1.2s B.1.5s C.2.6s D.10s 3.在直配電機(jī)的防雷結(jié)線中，母線上裝設(shè)電容器可（C） A.降低沖擊電壓幅值 B.提高沖擊電壓幅值 C.降低來波陡度 D.提高來波陡度 6.隨著電壓頻率

29、的增加，極性介質(zhì)的介電常數(shù)（B） A.增加 B.減小 C.先增后減 D.先減后增 7.吸收特性可以反映固體電介質(zhì)的（） A.局部損傷 B.氣泡 C.整體受潮 D.裂痕 8.限制空載線路合閘過電壓的主要措施是（D） A.裝設(shè)閥型避雷器 B.裝設(shè)消弧線圈 C.采用真空斷路器 D.帶并聯(lián)電阻的斷路器 二、填空題 12.空載線路自動(dòng)重合閘時(shí)，可能產(chǎn)生的最大過電壓倍數(shù)約為_。 13.避雷器非線性電阻閥片的主要作用是_。 14.GIS絕緣的伏秒特性比較_。 15.套管介質(zhì)的等值電容越大，沿面閃絡(luò)電壓_。 16.排氣式避雷器的伏秒特性較_。 17.進(jìn)線段保護(hù)是指在臨近變電所_km的一段線路上加強(qiáng)防雷保護(hù)措施

30、。 18.輸電線路長(zhǎng)度越長(zhǎng)，空載線路末端工頻電壓比首端電壓越_。 19.已知無損耗導(dǎo)線的波阻抗Z和波速v，試寫出導(dǎo)線單位長(zhǎng)度電感的表達(dá)式：L0=_。 三、名詞解釋題 21.殘壓 22.耦合地線 23.間歇電弧接地過電壓 24.滑閃放電 四、簡(jiǎn)答題(本大題共6小題，每小題5分，共30分) 28.為了提高不均勻電場(chǎng)氣隙的工頻擊穿電壓，在氣隙中插入的屏障主要起著什么作用？ 29.發(fā)變電所對(duì)侵入波防護(hù)的主要措施是什么？ 30.超高壓輸電線路末端加裝并聯(lián)電抗器的作用是什么？ 1.流注理論未考慮( B )的現(xiàn)象。 A.碰撞游離 B.表面游離 C.光游離 D.電荷畸變電場(chǎng) 2.先導(dǎo)通道的形成是以( C )的

31、出現(xiàn)為特征。 A.碰撞游離 B.表現(xiàn)游離 C.熱游離 D.光游離 3.極化時(shí)間最短的是( A ) A.電子式極化 B.離子式極化 C.偶極子極化 D.空間電荷極化 4.SF6氣體具有較高絕緣強(qiáng)度的主要原因之一是( D ) A.無色無味性 B.不燃性 C.無腐蝕性 D.電負(fù)性 5.介質(zhì)損耗角正切值測(cè)量時(shí)，采用移相法可以消除( B )的干擾。 A.高于試驗(yàn)電源頻率 B.與試驗(yàn)電源同頻率 C.低于試驗(yàn)電源頻率 D.任何頻率 6.不均勻的絕緣試品，如果絕緣嚴(yán)重受潮，則吸收比K將( C ) A.遠(yuǎn)大于1 B.遠(yuǎn)小于1 C.約等于1 D.不易確定 7.構(gòu)成沖擊電壓發(fā)生器基本回路的元件有沖擊性主電容C1，負(fù)

32、荷電容C2，波頭電阻R1和波尾電阻R2。為了獲得一很快由零上升到峰值然后較慢下降的沖擊電壓，應(yīng)使( B ) A.C1>>C2,R1>>R2 B.C1>>C2,R1<<R2 C.C1<<C2,R1>>R2 D.C1<<C2,R1<<R2 8.下列表述中，對(duì)波阻抗描述不正確的是( C ) A.波阻抗是前行波電壓與前行波電流之比 B.對(duì)于電源來說波阻抗與電阻是等效的 C.線路越長(zhǎng)，則波阻抗越大 D.波阻抗的大小與線路的幾何尺寸有關(guān) 9.根據(jù)我國(guó)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，220KV線路的繞擊耐雷水平是( A ) A.12K

33、A B.16kA C.80kA D.120kA 10.避雷器到變壓器的最大允許距離( A ) A.隨變壓器多次截波耐壓值與避雷器殘壓的差值增大而增大 B.隨變壓器沖擊全波耐壓值與避雷器沖擊放電電壓的差值增大而增大 C.隨來波陡度增大而增大 D.隨來波幅值增大而增大 二、填空題(本大題共15小題，每小題1分，共15分) 11.測(cè)量試品的絕緣電阻時(shí)，規(guī)定以加電壓后_60s_測(cè)得的數(shù)值為該試品的絕緣電阻值。 12.根據(jù)巴申定律，在某一PS值下，擊穿電壓存在_最低_值。 13.極不均勻電場(chǎng)中，屏障的作用是由于其對(duì)_空間電荷_的阻擋作用，造成電場(chǎng)分布的改變。 14.變壓器內(nèi)部固體絕緣的老化形式有：電老化

34、和_熱老化_。 15.運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，凡能承受持續(xù)時(shí)間_1分鐘_工頻耐壓試驗(yàn)的電氣設(shè)備，一般都能保證安全運(yùn)行。 16.Z1、Z2兩不同波阻抗的長(zhǎng)線相連于A點(diǎn)，行波在A點(diǎn)將發(fā)生折射的反射，反射系數(shù)的取值范圍為_-11_。 17.當(dāng)導(dǎo)線受到雷擊出現(xiàn)沖擊電暈以后，它與其它導(dǎo)線間的耦合系數(shù)將_增大_。 18.避雷針(線)的保護(hù)范圍是指具有_0.1%_左右雷擊概率的空間范圍。 19.我國(guó)35220kV電網(wǎng)的電氣設(shè)備絕緣水平是以避雷器_5_kA下的殘壓作為絕緣配合的設(shè)計(jì)依據(jù)。 20.降低桿塔接地電阻是提高線路耐雷水平防止_反擊_的有效措施。 21.避雷針架設(shè)在配電裝置構(gòu)架上時(shí)，避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)到

35、變壓器接地線與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)之間的距離不得小于_15_m。 22.電源容量越小，空載長(zhǎng)線的電容效應(yīng)_越大_。 23.消弧線圈的脫諧度愈大，則中性點(diǎn)位移電壓_愈小_。 24.線路側(cè)裝有電磁式電壓互感器時(shí)，由于其_降低線路殘余電壓的作用_，故有助于降低空載線路合閘過電壓。 25.發(fā)生鐵磁諧振的瞬間，電路的相位將發(fā)生_反傾_。 三、名詞解釋題(本大題共4小題，每小題3分，共12分) 26.自恢復(fù)絕緣：發(fā)生擊穿后，一旦去掉外加電壓，能恢復(fù)其絕緣性能的絕緣。 27.輸電線路耐雷水平：.雷擊時(shí)線路絕緣不發(fā)生閃絡(luò)的最大雷電流幅值。 28.擊桿率：雷擊桿塔次數(shù)與雷擊線路總次數(shù)之比。 29.諧振過電壓：當(dāng)

36、系統(tǒng)進(jìn)行操作或發(fā)生故障時(shí)，某一回路自振頻率與電源頻率相等時(shí)，將發(fā)生諧振現(xiàn)象，導(dǎo)致系統(tǒng)中某些部分(或設(shè)備)上出現(xiàn)的過電壓。 四、簡(jiǎn)答題(本大題共7小題，每小題5分，共35分) 30.保護(hù)設(shè)備與被保護(hù)設(shè)備的伏秒特性應(yīng)如何配合?為什么? 保護(hù)設(shè)備的伏秒特性應(yīng)始終低于被保護(hù)設(shè)備的伏秒特性。這樣，當(dāng)有一過電壓作用于兩設(shè)備時(shí)，總是保護(hù)設(shè)備先擊穿，進(jìn)而限制了過電壓幅值，保護(hù)了被保護(hù)設(shè)備。 31.提高液體介質(zhì)擊穿電壓的措施有哪些? (1)減小雜質(zhì)，包括過濾、防潮、脫氣。 (2)改進(jìn)絕緣設(shè)計(jì)，包括采用覆蓋層、改進(jìn)電極形狀、使用絕緣層、加屏障。 32.測(cè)量絕緣電阻試驗(yàn)中，為什么在絕緣表面受潮時(shí)要求裝上屏蔽環(huán)? 因

37、為在絕緣表面受潮時(shí)，沿絕緣表面的泄漏電流將增大，若此泄漏電流流入電流線圈中，將使絕緣電阻讀數(shù)顯著降低，引起錯(cuò)誤的判斷。 裝上屏蔽環(huán)后，表現(xiàn)泄漏電流不再流入電流線圈，而流過電流線圈的只是絕緣體的泄漏電流，因此加上屏蔽環(huán)后測(cè)得的值能較真實(shí)地反映絕緣電阻的大小。 33.分布參數(shù)回路的波阻抗與集中參數(shù)回路中的電阻有何不同? (1)波阻抗表示同一方向的電壓波和電流波大小的比值，前行波電壓與前行波電流之比取正號(hào)，反行波電壓與反行波電流之比取負(fù)號(hào)，若導(dǎo)線上既有前行波，又有反行波時(shí)，導(dǎo)線上總的電壓與總的電流之比不等于波阻抗。 而電阻等于其上總的電壓與總的電流之比。 (2)電磁波通過波阻抗為Z的導(dǎo)線時(shí)，能量以電

38、磁能的形式儲(chǔ)存在周圍介質(zhì)中，而不是被消耗掉。 (3)波阻抗的數(shù)值只和導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的電感、電容有關(guān)，而與線路長(zhǎng)度無關(guān)。 34.限制雷電破壞作用的基本措施是什么?它們各起什么保護(hù)作用? 基本措施是設(shè)置避雷針、避雷線、避雷器和接地裝置。避雷針(線)可以防止雷電直接擊中被保護(hù)物體，稱為直擊雷保護(hù)；避雷器可以防止沿輸電線侵入變電所的雷電沖擊波，稱為侵入波保護(hù)；接地裝置的作用是減少避雷針(線)或避雷器與大地之間的電阻值，達(dá)到降低雷電沖擊電壓幅值的目的。 35.旋轉(zhuǎn)電機(jī)的防雷保護(hù)具有什么特點(diǎn)? (1)由于結(jié)構(gòu)和工藝上的特點(diǎn)，在相同電壓等級(jí)的電氣設(shè)備中旋轉(zhuǎn)電機(jī)的絕緣水平最低； (2)電機(jī)在運(yùn)行中受到發(fā)熱、機(jī)械

39、振動(dòng)、臭氧、潮濕等因素的作用使絕緣容易老化； (3)保護(hù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)用的磁吹避雷器的保護(hù)性能與電機(jī)絕緣水平的配合裕度很小； (4)電機(jī)匝間所受電壓正比于侵入波陡度，故必須把來波陡度限制得很低； (5)電機(jī)繞組中性點(diǎn)一般是不接地的；三相進(jìn)波時(shí)在直角波頭情況下，中性點(diǎn)電壓可達(dá)來波電壓的兩倍，故必須對(duì)中性點(diǎn)采取保護(hù)措施。 36.為什么在斷路器的主觸頭上并聯(lián)電阻有利于限制切除空載長(zhǎng)線時(shí)的過電壓? 如圖所示，切除空載長(zhǎng)線時(shí)，主觸頭S1首先斷開，而電阻R和輔助觸頭S2并未開斷，因此線路上的殘余電荷通過電阻R釋放，電阻R能抑制振蕩，這時(shí)主觸頭兩端的電壓僅為R上的壓降。然后輔助觸頭S2開斷，線路上的殘壓已較低，輔

40、助觸頭S2上的恢復(fù)電壓也較低，所以斷路器兩端不容易發(fā)生電弧重燃，也就不至于形成很高的過電壓。 五、計(jì)算題(本大題共2小題，每小題5分，共10分) 37.某臺(tái)電力變壓器需進(jìn)行72KV的工頻耐壓試驗(yàn)，tg試驗(yàn)時(shí)測(cè)得其等值電容Cx=4200pF。現(xiàn)有數(shù)臺(tái)容量不同的100/0.4(kV)的工頻試驗(yàn)變壓器，應(yīng)選擇一臺(tái)額定容量為多少的試驗(yàn)變壓器才能滿足試驗(yàn)的要求? 38.為了檢測(cè)數(shù)公里長(zhǎng)線路中故障點(diǎn)的位置，在其一端經(jīng)集中參數(shù)電阻R(R等于線路的波阻抗z)投入一方波(見圖1a),在此處測(cè)到的波形如圖1b。請(qǐng)分析此故障是何種故障?故障點(diǎn)距觀測(cè)點(diǎn)的距離是多少? 40.對(duì)某大型電力變壓器進(jìn)行分解試驗(yàn)時(shí)，測(cè)量其高壓側(cè)A相套管的電容和介質(zhì)損耗分別為C1=1000pF