清華考博高電壓習(xí)題

1、清華考博習(xí)題1) 為什么在低氣壓下是湯遜放電不是流注放電？在什么情況下會(huì)發(fā)生流注放電？答：湯遜放電和流注放電的主要區(qū)別是自持放電的原因不一樣，湯遜放電是依靠電子碰撞電離和陰極碰撞電離、陰極光電離維持自持放電的，所以在低氣壓下也可以滿足經(jīng)過電子碰撞電離的過程，和陰極碰撞電離和陰極光電離的過程滿足ed=1的自持放電條件。當(dāng)氣壓升高，由于氣體分子增多，在電子崩發(fā)展到對(duì)面電極或發(fā)展過程中，電子崩頭部電場(chǎng)畸變嚴(yán)重，產(chǎn)生大量光子，會(huì)引發(fā)空間光電離，造成二次電子崩，二次電子崩不斷的產(chǎn)生和匯入主電子崩，形成高電導(dǎo)通道就是流注。所以當(dāng)氣壓高，氣體相對(duì)密度大時(shí)，加擊穿電壓或高于擊穿電壓的電壓于間隙，會(huì)由于電子崩發(fā)

2、展過程中的空間電場(chǎng)畸變和空間光電離產(chǎn)生二次電子崩從而產(chǎn)生流注。也就是低氣壓下是不可能發(fā)生流注放電的。流注的自持放電條件也可以表示為ed=1，還是電子電離過程，而則不再是陰極碰撞電離和光電離過程，而受電壓類型、氣體條件等等因素的影響，甚至流注和陰極材料都沒有關(guān)系。2)a) 我國(guó)規(guī)定的高電壓試驗(yàn)的氣象條件。b) 和IEC規(guī)定是否相同。c) 為什么要規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)氣象條件。d) 請(qǐng)各舉兩例說明什么試驗(yàn)需要?dú)庀髼l件矯正，什么試驗(yàn)不需要。答：a）20，101.3kPa，11g/m3b）和IEC規(guī)定相同c）氣象條件對(duì)很多試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果都會(huì)產(chǎn)生影響?？諝忾g隙中氣體的溫度、濕度、氣壓會(huì)從影響電離的發(fā)展的角度對(duì)間隙的

3、擊穿電壓產(chǎn)生影響。d）受氣象條件影響的試驗(yàn)：間隙放電試驗(yàn)、交流耐壓試驗(yàn)（受海拔影響）不受氣象條件影響的試驗(yàn)：固體電介質(zhì)擊穿試驗(yàn)、油的氣象色譜和PD脈沖法測(cè)局放，雖然都和介質(zhì)及環(huán)境溫度有一定關(guān)系，但是要求兩次測(cè)試溫度相同即可。3)a) 空氣間隙電場(chǎng)不均勻度劃分的參數(shù)是什么？b) 如何劃分？c) 均勻電場(chǎng)、稍不均勻電場(chǎng)和極不均勻電場(chǎng)的空氣間隙擊穿過程的特點(diǎn)。d) 沖擊電壓下，空氣間隙為什么會(huì)發(fā)生放電時(shí)延。e) 什么是空氣間隙的伏秒特性。f) 什么情況下需要用伏秒特性描述空氣間隙的絕緣特性。g) 為什么不能將空氣間隙的劃分照搬到固體間隙中。答：a） 電場(chǎng)不均度系數(shù)f=Emax/Eav，Eav=U/d

4、U為間隙上施加電壓，d為間隙最短距離b） f=1，均勻電場(chǎng)，f2稍不均勻電場(chǎng)，f4極不均勻電場(chǎng)c） 均勻電場(chǎng)下沖擊系數(shù)1，50%沖擊放電電壓、工頻和直流擊穿電壓相等，分散性小，無極性效應(yīng)，無電暈。間隙擊穿電壓隨著間隙擊穿距離的增加而線性增加，當(dāng)間隙距離較大時(shí)就很難得到均勻電場(chǎng)了。電場(chǎng)不均勻度對(duì)擊穿電壓影響較大，越均勻擊穿電壓越大。稍不均勻電場(chǎng)的沖擊系數(shù)基本是1，50%沖擊放電電壓、工頻和直流擊穿電壓基本相等，分散性小，稍有極性效應(yīng)，無電暈，負(fù)極性擊穿電壓低。擊穿電壓和不均度系數(shù)f的關(guān)系極大，需要根據(jù)不同的電機(jī)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)計(jì)算求得。擊穿電壓隨著間隙距離的增大而線性增大。電場(chǎng)不均勻度對(duì)擊穿電壓影響較大

5、，越均勻擊穿電壓越大。極不均勻電場(chǎng)，電場(chǎng)不均勻度對(duì)擊穿電壓的影響減小，間隙距離對(duì)擊穿電壓的影響增加。所以可以用棒板間隙等效代替具有不對(duì)稱結(jié)構(gòu)的極不均勻電場(chǎng)，可以用棒棒間隙等效代替具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的極不均勻電場(chǎng)。沖擊系數(shù)通常大于1，50%沖擊放電電壓大于工頻和直流擊穿電壓，分散性大，有極性效應(yīng)，有電暈現(xiàn)象，負(fù)極性起暈電壓低，正極性擊穿電壓低。沖擊電壓作用下間隙擊穿電壓的飽和效應(yīng)十分明顯?？諝鉂穸仍黾樱g隙擊穿電壓增加，而在均勻和稍不均勻電場(chǎng)中，空氣濕度的影響很小。d） 沖擊電壓下，電壓作用時(shí)間很短，所以和持續(xù)電壓下不同，加壓時(shí)間和電離發(fā)展所需的時(shí)間不能忽略，實(shí)際上沖擊擊穿電壓都是對(duì)應(yīng)著擊穿時(shí)間的。所

6、謂的放電時(shí)延包括統(tǒng)計(jì)時(shí)延和放電形成時(shí)延兩部分。統(tǒng)計(jì)時(shí)延是指從加壓到靜態(tài)擊穿電壓U0開始到形成第一個(gè)有效自由電子所需要的時(shí)間，放電形成時(shí)延是指從形成第一個(gè)有效自由電子到擊穿所需要的時(shí)間。對(duì)于短間隙統(tǒng)計(jì)時(shí)延占大部分，對(duì)于長(zhǎng)間隙放電形成時(shí)延占大部分。e） 由于在沖擊電壓下，電壓時(shí)間很短，間隙擊穿時(shí)間不能忽略不計(jì)，而且每個(gè)擊穿電壓都對(duì)應(yīng)著相應(yīng)的擊穿時(shí)間，電壓越低擊穿時(shí)間越長(zhǎng)。對(duì)于沖擊電壓而言，電壓低時(shí)擊穿很可能發(fā)生在波尾，雖然如此，峰值電壓仍起了很大的作用，所以記錄同一波形的沖擊電壓作用在同一間隙上不同峰值時(shí)的不同擊穿時(shí)間，連接成曲線就是伏秒特性曲線，他描述了間隙在此沖擊電壓下的擊穿特性。f） 放電時(shí)

7、延對(duì)是否發(fā)生擊穿產(chǎn)生影響時(shí)，僅用單一的沖擊電壓值就不能完整的描述氣隙的絕緣特性了，需要用伏秒特性描述空氣間隙的絕緣特性。例如空氣間隙的在某種波形的沖擊電壓下的伏秒特性。g） 空氣間隙和固體間隙的擊穿原理不同，所以不能將空氣間隙的劃分照搬到固體介質(zhì)中?？諝忾g隙雖然根據(jù)間隙距離和電場(chǎng)均勻程度不同，由湯遜、流注和長(zhǎng)間隙先導(dǎo)放電等理論，但基礎(chǔ)是電子碰撞電離導(dǎo)致氣隙擊穿。而固體間隙的擊穿根據(jù)電壓作用時(shí)間的不同分為電擊穿，熱擊穿，電化學(xué)擊穿。其中電擊穿包括固有擊穿和電子崩擊穿，其特性曲線的一部分和空氣間隙的伏秒特性比較相像。熱擊穿則是因?yàn)楣腆w介質(zhì)收到外加電壓后發(fā)熱，導(dǎo)致電導(dǎo)增加，電流增大進(jìn)一步發(fā)熱，如果發(fā)

8、熱大于散熱就可能導(dǎo)致電介質(zhì)碳化，絕緣破壞擊穿電壓急劇下降，基本上要加壓很長(zhǎng)時(shí)間。電化學(xué)擊穿，則是由于固體介質(zhì)長(zhǎng)期在所加電壓作用下發(fā)生了物理和電化學(xué)變化導(dǎo)致固體介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度降低，造成擊穿電壓比熱擊穿還低。電化學(xué)擊穿包括電離性老化、電導(dǎo)性老化、電解性老化和表面起痕及電蝕傷。4)e) 1米左右的棒板間隙，哪種極性的直流擊穿電壓最低，大約是多少kV？f) 哪種極性的直流電暈起始電壓最低。g) 如何降低輸電線路的電暈損耗。h) 地電位的避雷線是否會(huì)發(fā)生電暈放電，為什么。答：a） 正極性棒-板間隙的擊穿電壓最低，擊穿平均場(chǎng)強(qiáng)大約為4.5kV/cm，及450kVb） 負(fù)極性棒-板間隙的起暈電壓低。因?yàn)樨?fù)極

9、性棒曲率大，電場(chǎng)畸變嚴(yán)重，隨著電壓升高先達(dá)到電離所需場(chǎng)強(qiáng)，電離產(chǎn)生的電子以很快的速度向?qū)γ骐姌O運(yùn)動(dòng)，將正離子留在了棒極周圍，進(jìn)一步極化了電場(chǎng)，適于電暈的持續(xù)和進(jìn)一步發(fā)展。c） 降低輸電線路電暈損耗的方式主要是降低輸電線路發(fā)生電暈的可能性。電暈的產(chǎn)生的原因主要是電場(chǎng)畸變，表面場(chǎng)強(qiáng)達(dá)到起暈要求，所以可以通過加大曲率半徑，在負(fù)荷不大的情況下使用擴(kuò)徑導(dǎo)線和使用分裂導(dǎo)線等方式提高輸電線路的起暈電壓，降低輸電線路的電暈損耗。d） 避雷線和導(dǎo)線間的距離很遠(yuǎn)，兩者間是極不均勻電場(chǎng)。地電位的避雷線在遭受雷擊的時(shí)候可能出現(xiàn)對(duì)導(dǎo)線的反擊，當(dāng)然也可能出現(xiàn)電暈。避雷線和導(dǎo)線間時(shí)極不均勻電場(chǎng)。電暈的出現(xiàn)取決于表面場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度

10、，在遭受雷擊等特殊情況下，避雷線表面場(chǎng)強(qiáng)可能達(dá)到起暈場(chǎng)強(qiáng)，故可以出現(xiàn)電暈。另外，在電壓等級(jí)非常高的輸電線路中，為了降低避雷線的泄漏電流損耗，所以避雷線和桿塔間會(huì)安裝絕緣子，保證在正常工作時(shí)，避雷線不對(duì)地放電，這樣也可能出現(xiàn)避雷線上通過導(dǎo)線感應(yīng)了非常大的電壓，造成避雷線表面場(chǎng)強(qiáng)達(dá)到電暈起始場(chǎng)強(qiáng)而發(fā)生電暈現(xiàn)象。5)i) 畫出高壓套管設(shè)備（電場(chǎng)分布中有強(qiáng)垂直分量）的電場(chǎng)結(jié)構(gòu)示意圖。j) 結(jié)合此示意圖，標(biāo)注出交流電壓下沿面放電的起始位置。k) 在換流站的交流穿墻套管和直流穿墻套管都涂抹了RTV涂料，這一措施是干什么的？答：a） P71 圖3-5b） P73 圖3-9c） RTV涂料具有非常好憎水性和憎

11、水遷移性的涂料，且使用壽命長(zhǎng)，可作為防污閃涂料使用。涂在穿墻套管上是防污閃的。6)l) 固體絕緣材料的表面電阻和表面電阻率的單位是什么？m) 某圓柱體D、h，設(shè)計(jì)計(jì)算表面電阻的測(cè)量回路，并給出計(jì)算公式和測(cè)量回路電路圖。n) 設(shè)計(jì)此測(cè)量回路時(shí)，需要考慮什么因素。答：a) 表面電阻，表面電阻率的單位是b) P90c) 設(shè)計(jì)此回路時(shí)需要避免體積漏電流對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響，所以要加輔助電極。同時(shí)考慮到快速位移電流可能損壞微安表，所以加短路開關(guān)?？紤]到斷開電壓后，固體電介質(zhì)有反向吸收電流所以加短路開關(guān)。7) 電介質(zhì)介電強(qiáng)度的指標(biāo)是什么？分別定量表示。答：介電強(qiáng)度是一種材料作為絕緣體時(shí)的電強(qiáng)度的量度。它定義

12、為試樣被擊穿時(shí), 單位厚度承受的最大電壓, 表示為伏特每單位厚度. 物質(zhì)的介電強(qiáng)度越大, 它作為絕緣體的質(zhì)量越好。8)o) 1000kV-5000kV的沖擊電壓、直流電壓和交流電壓的測(cè)量分別選用什么分壓器，為什么。p) 衡量沖擊電壓分壓器好壞的指標(biāo)是什么？q) 測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)雷電波的沖擊電壓分壓器的參數(shù)要達(dá)到什么指標(biāo)？r) 這些參數(shù)和分壓器自身的哪些參數(shù)有關(guān)。s) 能否用測(cè)量沖擊電壓的分壓器測(cè)量直流電壓。為什么。答：a） 沖擊電壓可用電容分壓器和阻尼分壓器，選用阻尼分壓器；直流電壓用電阻分壓器；交流電壓用電容分壓器。在忽略自身電感影響情況下，電阻分壓器測(cè)量交流會(huì)帶來幅值和相位誤差，且隨著電壓升高阻值

13、升高，體積增大，對(duì)地雜散電容增大，造成的誤差也變大。所以一般測(cè)沖擊電壓和交流電壓除非電壓值很低都不會(huì)使用電阻分壓器。而電容分壓器則只會(huì)帶來幅值誤差，并且在使用標(biāo)準(zhǔn)電容器做高壓臂，并在試驗(yàn)前保證試驗(yàn)條件不變的情況下在正式試驗(yàn)條件下測(cè)量高壓臂等效電容來代替高壓臂電容值，可以避免或減小幅值誤差。所以測(cè)量交流高壓用電容分壓器。而沖擊電壓下由于雜散參數(shù)的影響，是用電容分壓器可能產(chǎn)生振蕩，所以采用阻尼電容分壓器。直流電壓下電壓按照阻值的正比分布，所以用電阻分壓器來測(cè)量直流高壓，但是要注意阻值的選取，既要避免出現(xiàn)電流太大，電阻發(fā)熱或電源負(fù)載效應(yīng)明顯的現(xiàn)象發(fā)生，也要避免電流太小，高壓端電暈和支架出現(xiàn)泄漏電流的

14、情況發(fā)生。要求選擇電流為0.5mA-2mA，電壓高的選大些，因?yàn)榘l(fā)生電暈和泄漏的可能性大，電壓低的選小些。一般選1mA即可。b） 分壓比在各種情況下不確定度±1%以內(nèi)；接入測(cè)量系統(tǒng)不影響源輸出的波形和峰值；低壓臂測(cè)量到的波形和源輸出的相同；衡量沖擊電壓發(fā)生器還要滿足階躍響應(yīng)測(cè)試要求。c） 測(cè)標(biāo)準(zhǔn)雷電波適用國(guó)標(biāo)中關(guān)于非振蕩階躍波的要求，也就是階躍響應(yīng)時(shí)間T不大于2s。d） 主要和分壓器對(duì)地雜散電容，自身高壓臂電容有關(guān)。e） 不能。阻尼電容分壓器測(cè)量直流電壓，無法獲得準(zhǔn)確的分壓比。另外，設(shè)計(jì)時(shí)也不一定考慮了測(cè)量直流電壓時(shí)通流時(shí)間長(zhǎng)的發(fā)熱問題。沖擊電阻分壓器的阻值一般在20000以下，只能

15、用來測(cè)量很小的直流電壓，否則會(huì)因?yàn)榘l(fā)熱嚴(yán)重導(dǎo)致分壓比變化，甚至分壓器燒毀。9)a） 雷擊輸電線路或其附件，在線路上會(huì)發(fā)生什么過電壓。b） 110kV線路，若發(fā)生雷擊跳閘，會(huì)是什么類型的過電壓，為什么。c） 1000kV線路，若發(fā)生雷擊跳閘，會(huì)是什么類型的雷擊過電壓，為什么。答：a） 線路上發(fā)生雷擊過電壓。如直接擊到線路則發(fā)生的是繞擊雷電過電壓。如擊到桿塔或避雷線則發(fā)生的是反擊雷電過電壓。b） 110kV線路一般發(fā)生的是反擊雷擊過電壓，雷擊主要分為感應(yīng)雷擊過電壓、繞擊雷擊過電壓和反擊雷擊過電壓。感應(yīng)雷擊過電壓的幅值較低僅可能對(duì)35kV以下系統(tǒng)產(chǎn)生影響。而由于110kV級(jí)以上線路全線架設(shè)避雷線，所

16、以發(fā)生繞擊的可能性比較小，而發(fā)生反擊的可能性比較大。而且110kV的絕緣設(shè)計(jì)是滿足3-4倍的操作過電壓，發(fā)生反擊雷擊過電壓時(shí)的電壓幅值，很可能超過這一絕緣水平，從而發(fā)生雷擊跳閘。c） 1000kV線路，若發(fā)生雷擊跳閘，更大可能性是發(fā)生繞擊雷擊過電壓。雖然，有避雷線的保護(hù)，但是由于1000kV線路更高，所以發(fā)生繞擊甚至側(cè)擊的可能性比低電壓等級(jí)的線路高很多。同時(shí)330kV以上線路都使用了避雷器限制雷擊過電壓，1000kV還有更長(zhǎng)的絕緣子串，所以即便發(fā)生了反擊，造成雷擊跳閘的可能性也比110kV小很多。所以，1000kV如果發(fā)生雷擊跳閘更大的可能性時(shí)繞擊。10)a） 高壓電氣設(shè)備絕緣水平的單位什么。

17、b） 輸電線路的耐雷水平單位是什么。c） 變電站絕緣設(shè)計(jì)是以變電站的哪種設(shè)備的哪種參數(shù)為基準(zhǔn)的。d） 架空輸電線路絕緣配合的設(shè)計(jì)原則。e） 架空輸電線路和變電站的絕緣水平是否相同，為什么。答：a） kV，是電氣設(shè)備可以承受的不發(fā)生絕緣損壞、閃絡(luò)和擊穿的各種試驗(yàn)電壓值。包括短時(shí)工頻耐壓，標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊耐壓，標(biāo)準(zhǔn)操作沖擊耐壓，有時(shí)還會(huì)要求長(zhǎng)時(shí)工頻耐壓。b） kA，是輸電線路可以承受不發(fā)生跳閘的雷電沖擊電流峰值。c） 避雷器的操作沖擊放電電壓。d） 架空輸電線路的絕緣配合不用考慮和廠、站間的配合，主要考慮的就是絕緣子串長(zhǎng)度即片數(shù)和空氣間隙。絕緣子串的長(zhǎng)度要求滿足工作電壓下不發(fā)生污閃、雷電沖擊電壓下不發(fā)

18、生閃絡(luò)，有一定的耐雷水平、操作沖擊電壓下不發(fā)生濕閃?？諝忾g隙要考慮導(dǎo)線間間隙，導(dǎo)線和桿塔間隙，導(dǎo)線對(duì)地間隙，導(dǎo)線對(duì)架空地線間隙等等間隙。并對(duì)不同的電壓類型考慮不同的風(fēng)速影響，工頻工作電壓考慮最大風(fēng)速，操作沖擊電壓考慮一半最大風(fēng)速，雷電沖擊電壓考慮10-15m/s。e） 不同。絕緣設(shè)計(jì)的依據(jù)不同，變電站的絕緣配合原則是以電力變壓器為核心的，要求避雷器的保護(hù)水平（雷電沖擊和操作沖擊）和變壓器的絕緣水平相配合，220kV以下的設(shè)備的沖擊絕緣水平可以由短時(shí)工頻耐壓替代，而330kV以上不可替代。另外考慮內(nèi)絕緣老化和外絕緣污染問題，還可能要做長(zhǎng)時(shí)間工頻耐壓。綜合以上因素才等到變電站的絕緣水平。11) 在

19、極不均勻電場(chǎng)中，空氣濕度增加，空氣間隙的擊穿電壓變大。因?yàn)槠骄鶕舸﹫?chǎng)強(qiáng)比較小，所以電子容易受到水分子影響形成負(fù)離子，阻礙電離發(fā)展。相反，均勻和極不均勻電場(chǎng)受濕度的影響就不顯著了。12) 影響空氣擊穿電壓的主要因素有哪些答：i. 電壓類型和電場(chǎng)均勻度：持續(xù)電壓下放電時(shí)間不用考慮，看成靜電場(chǎng)；沖擊電壓下放電時(shí)間是重要參數(shù)，擊穿電壓都是和放電時(shí)間對(duì)應(yīng)的。對(duì)于均勻和稍不均勻電場(chǎng)沖擊系數(shù)為1，50%沖擊放電電壓和工頻、直流擊穿電壓一樣大。對(duì)于極不均勻電場(chǎng)，則50%沖擊放電電壓大于工頻、直流擊穿電壓。ii. 極性：對(duì)于極不均勻電場(chǎng)，棒正極性的擊穿電壓最低，工頻都是在正半周擊穿，沖擊正高些。iii. 氣體條

20、件：一定范圍內(nèi)的高氣壓和高真空都可以提高氣體的擊穿場(chǎng)強(qiáng)，但是要注意在高氣壓下電場(chǎng)不均勻度和電極及氣隙光滑、清潔；對(duì)高真空則要注意場(chǎng)致放射和固、液分解出氣體的問題。對(duì)于極不均勻電場(chǎng)，因?yàn)閾舸┑钠骄鶊?chǎng)強(qiáng)較低，適度增加，使得電子較容易被俘獲變?yōu)樨?fù)離子，影響電離的發(fā)展，所以擊穿電壓升高。對(duì)于均勻和稍不均勻電場(chǎng)，由于擊穿的平均場(chǎng)強(qiáng)比較大，所以影響很有限。iv. 改用強(qiáng)電負(fù)性氣體。SF6惰性介質(zhì)，絕緣、滅弧、無色、無味、無毒，非燃性，對(duì)金屬和其他介質(zhì)不腐蝕，易于運(yùn)輸儲(chǔ)藏。13) 影響液體擊穿電壓的主要因素答：i. 雜質(zhì)：有雜質(zhì)存在，特別是懸浮態(tài)的水存在，則容易形成雜質(zhì)小橋，繼而形成氣橋造成擊穿，纖維的存在

21、使得小橋容易形成，而且纖維更吸水，纖維存在使得含水量的影響更明顯。但是含水量到達(dá)一定程度后，再增加對(duì)擊穿電壓的影響就很有限了，一條放電通道和幾條區(qū)別不大。ii. 溫度：均勻電廠中，溫度升高，水的溶解增加，有助于提高擊穿電壓。溫度過高，容易造成液體氣化，從而降低了擊穿電壓。溫度很低，液體凝固，擊穿電壓提高。但是在極不均勻電場(chǎng)中，或是沖擊電壓下，由于小橋不容易形成，所以升溫的影響也就不大了。iii. 電場(chǎng)均勻度：極不均勻電場(chǎng)，強(qiáng)場(chǎng)處有擾動(dòng)，小橋不易形成，工程用液體的擊穿電壓分散性大。均勻電場(chǎng)和稍不均勻電場(chǎng)分散性小。iv. 電壓作用時(shí)間：電壓作用時(shí)間短，小橋來不及形成，類似氣體擊穿伏秒特性；電壓作用

22、時(shí)間長(zhǎng)，則形成小橋，擊穿電壓顯著降低。v. 壓力：增加壓力有助于水的溶解，所以對(duì)于含雜質(zhì)液體在持續(xù)電壓較均勻電場(chǎng)中，增加壓力有助于提高擊穿電壓。對(duì)不含雜質(zhì)的液體，影響較小。14) 影響固體電介質(zhì)擊穿電壓的主要因素有電壓作用時(shí)間、溫度、累積效應(yīng)、電場(chǎng)均勻度、受潮程度、電壓種類、機(jī)械負(fù)荷。答：i. 電壓作用時(shí)間：電壓作用時(shí)間短，電擊穿過程，類似氣體的伏秒特性；電壓作用時(shí)間長(zhǎng)，散熱不好熱擊穿，擊穿電壓急劇下降，更長(zhǎng)則可能發(fā)生電化學(xué)擊穿，擊穿電壓更低。ii. 溫度：外界溫度高，介質(zhì)散熱不好則可能導(dǎo)致發(fā)生熱擊穿。iii. 累積效應(yīng)：多次不完全擊穿，導(dǎo)致固體介質(zhì)存在損傷，造成擊穿電壓降低。iv. 吸潮程度

23、：介質(zhì)吸潮，造成發(fā)生電化學(xué)擊穿更容易，擊穿電壓降低。v. 機(jī)械負(fù)荷：由于機(jī)械原因造成介質(zhì)損傷，則擊穿電壓降低。vi. 電場(chǎng)均勻度：均勻電場(chǎng)中介質(zhì)厚度增加，擊穿電壓線性增加；極不均勻電場(chǎng)中，介質(zhì)厚度增加，擊穿電壓不再線性增加。介質(zhì)厚度增加影響散熱時(shí)，再增加介質(zhì)厚度就沒有意義了。vii. 電壓類型：直流下沒有極化損耗，擊穿電壓高于工頻電壓；沖擊下作用時(shí)間短發(fā)熱小，擊穿電壓也高于工頻。高頻下局放嚴(yán)重，發(fā)熱嚴(yán)重，擊穿電壓最低。15) 影響固體介質(zhì)沿面閃絡(luò)擊穿電壓的主要因素有哪些？答：i. 電場(chǎng)分布情況和作用電壓波形的影響。均勻電場(chǎng)、分界面和電力線平行，直流和工頻擊穿電壓小于高頻和沖擊，都顯著小于純空氣

24、；極不均勻電場(chǎng)、弱垂直分量，不顯著；極不均勻電場(chǎng)、強(qiáng)垂直分量，工頻和沖擊下可能發(fā)生滑閃，和滑閃距離有飽和效應(yīng)，直流下?lián)舸╇妷鹤畲?，且和距離成正比，ii. 電介質(zhì)材料的表面吸潮性能；iii. 氣體條件的影響，氣溫、氣壓影響不顯著，濕度40%以上時(shí)和介質(zhì)表面性能關(guān)系大；iv. 雨水，對(duì)直流影響大于工頻大于沖擊。16) 我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)操作沖擊波形成250/2500s，還有100/2500s，500/2500s。17) 極不均勻電場(chǎng)中，屏障的作用是由于其對(duì)空間電荷（阻擋電子，正負(fù)離子均勻分布）的阻擋作用，造成電場(chǎng)分布的改變。18) 國(guó)標(biāo)耐熱性評(píng)定和分級(jí)，Y-90度, A-105度, B-130

25、度, F-155度。19) 影響液體電介質(zhì)擊穿電壓的因素雜質(zhì)、溫度、壓力、電場(chǎng)均勻度、電壓類型。20) 介質(zhì)損失角正切的計(jì)算公式tan=IR/IC，表示交流電壓下的介質(zhì)有功損耗。21) 一般來說，標(biāo)準(zhǔn)電容器采用氣體絕緣，電力電容器采用油紙絕緣，為什么？答：i. 氣體介質(zhì)介質(zhì)損耗就是電導(dǎo)損耗，只要不發(fā)生擊穿，就非常小。而其相對(duì)介電常數(shù)基本不受電壓類型、頻率、電壓作用時(shí)間的影響，所以用氣體介質(zhì)做標(biāo)準(zhǔn)電容，電容值穩(wěn)定，而且其結(jié)構(gòu)易于屏蔽，可用于高壓電容分壓器的高壓臂、西林電橋、微分積分測(cè)量系統(tǒng)的電容元件、作為耦合電容器與無線電干擾測(cè)量?jī)x器相配合，用于檢測(cè)變壓器、套管等的局部放電以及高頻干擾電壓。ii

26、. 油紙絕緣，單紙和單油的耐電強(qiáng)度都不是很大，但是油紙結(jié)合后，油填充了紙中薄弱點(diǎn)的空氣隙，紙?jiān)谟椭衅鹆似琳献饔?，所以耐電?qiáng)度增大很多。這樣有利于提高電容值，并且保證在一定的電壓下不會(huì)發(fā)生擊穿。22) 介質(zhì)熱老化的程度主要是由溫度和介質(zhì)受熱作用的時(shí)間決定的。23) 轉(zhuǎn)向極化程度與電源頻率和溫度有關(guān)，隨著頻率的增加，極化率下降，隨著溫度的增加，極化率先上升再下降。24) 純凈液體介質(zhì)的擊穿理論分為電子電離擊穿和氣橋擊穿。25) 測(cè)量絕緣材料的泄漏電流為什么用直流電壓而不用交流電壓。答：絕緣材料在直流電壓下只有電導(dǎo)損失，在交流電壓下有電導(dǎo)損失、極化損失，所以直流下測(cè)得的泄漏電流更準(zhǔn)確。26) 測(cè)量泄

27、漏電流的方法由直流毫安表法和光電法。其中光電法測(cè)量更好，因?yàn)楣怆姺ò踩⒖煽?、?zhǔn)確度高。27) 用阻抗法進(jìn)行局部放電測(cè)量，阻抗Z的位置很重要，根據(jù)Z位置不同，可以分為串聯(lián)和并聯(lián)。如果式樣電容很大的話，這里應(yīng)該用并連法，避免放電電流損壞Z。28) 沖擊電壓發(fā)生器基本回路的元件由沖擊電容C1，負(fù)荷電容C2，波頭電阻Rf，波尾電阻Rt，C2和Rt決定波頭時(shí)間，C1和Rt決定波尾時(shí)間。29) 電容分壓器的低壓臂的合理結(jié)構(gòu)是：1，低壓臂電容內(nèi)電感很??；2，電纜輸入端應(yīng)盡可能靠近C2的兩級(jí)；3應(yīng)該用同軸電纜插入低壓臂的屏蔽箱。30) 如果串級(jí)數(shù)為n，串級(jí)變壓器的總?cè)萘縒試=nW，W裝=n（n+1）/2W；

28、n為4時(shí)，效率為2/(n+1)=40%。一般不使用超過3-4級(jí)的。31) 利用高壓試驗(yàn)變壓器產(chǎn)生操作沖擊波，而不用沖擊電壓發(fā)生器來產(chǎn)生沖擊波是因?yàn)闆_擊電壓發(fā)生器產(chǎn)生長(zhǎng)波前操作波效率低，且火花間隙中容易發(fā)生熄弧現(xiàn)象。32) 靜電電壓表的優(yōu)點(diǎn)是幾乎不吸收有功，吸收非常小的無功。缺點(diǎn)是容易受到空氣流動(dòng)的影響，受到外界電場(chǎng)的影響大。33) 沖擊電流的試驗(yàn)設(shè)備的功用是研究雷閃電流對(duì)絕緣材料和結(jié)構(gòu)以及防雷裝置的熱能和電動(dòng)力的破壞作用。34) 測(cè)量沖擊大電流的儀器有分流器和羅氏線圈。35) 影響測(cè)量球隙測(cè)量電壓可靠性的原因主要由球隙的光潔度和空氣間隙的電離程度。36) 高壓直流分壓的選擇原則是什么？答：R1

29、的選擇太大會(huì)導(dǎo)致電暈或者絕緣支架泄漏電流，從而導(dǎo)致分壓比變化，太小會(huì)導(dǎo)致電流太大發(fā)熱影響分壓比。要求I1在0.5-2mA之間，電壓高的選I1大些，電壓低的選I1小些。一般選1mA。37) 沖擊電壓發(fā)生器的動(dòng)作原理中，Cs的作用是和R一起在放電前瞬間固定電位，必要時(shí)可通過調(diào)整Cs或R保證在放電前瞬間，電位不變。38) 對(duì)兩類沖擊波，中國(guó)和IEC標(biāo)準(zhǔn)是怎么規(guī)定的：1，從零開始陡峭的上升沿到峰值和指數(shù)或者強(qiáng)阻尼規(guī)律的下降沿到零；2，類似方波。39) 簡(jiǎn)述沖擊電流發(fā)生器的基本原理：電容由直流電壓源充電，充好后通過球隙并聯(lián)對(duì)試品放電，在試品上形成大電流。40) 串級(jí)倍壓直流高壓裝置的串級(jí)數(shù)受到什么的影響

30、。答：U隨著n的平方倍數(shù)上升，U隨著n的立方倍數(shù)上升，導(dǎo)致串級(jí)數(shù)增加，但是輸出到試品上的電壓幅值增加有限，而設(shè)備的元件數(shù)、高度和成本都正比于n增加。41) 波在傳輸過程中，發(fā)生衰減的主要原因是：1，線路存在電阻和對(duì)地電導(dǎo)損耗，還會(huì)造成電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能的交換，所以及衰減還變形；2，大地電阻和地中電流等值深度的影響；3，沖擊電暈的影響。42) 簡(jiǎn)述波傳播過程中的反射和折射：答：電磁波在經(jīng)過集中參數(shù)電力元件或發(fā)生參數(shù)突變的時(shí)候會(huì)在突變節(jié)點(diǎn)發(fā)生波的折射和反射。43) 彼得遜法則的應(yīng)用范圍：Z1，Z2是無限長(zhǎng)導(dǎo)線或者反射波尚未返回。44) 根據(jù)我國(guó)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，220kV線路的繞擊耐雷水平是12kA，110k

31、V是7kA，500kV是27.5kA。而我國(guó)35-220kV電網(wǎng)的電氣設(shè)備絕緣水平是以避雷器5kA以下的殘壓作為絕緣配合的設(shè)計(jì)依據(jù)的。45) 落雷密度是指每個(gè)雷暴日每百平方公里的落雷次數(shù)，Td大的落雷密度一般也大。雷擊跳閘率是40雷暴日的標(biāo)準(zhǔn)情況下，每年每百公里雷擊跳閘次數(shù)。46) GIS的絕緣水平因?yàn)镚IS是稍不均勻電場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其伏秒特性較平坦，絕緣水平卻決于避雷器沖擊放電電壓和殘壓。47) 感應(yīng)過電壓的產(chǎn)生原因和影響因素。答：雷電沒有直接擊中桿塔、避雷線或電力設(shè)備、導(dǎo)線，仍然會(huì)因?yàn)閾糁羞@些設(shè)備附近區(qū)域而產(chǎn)生空間電磁場(chǎng)突變而產(chǎn)生感應(yīng)過電壓。感應(yīng)過電壓分為靜電感應(yīng)電壓和電磁感應(yīng)電壓，其中以靜電感

32、應(yīng)為主。雷擊地面在導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓值，隨著擊中點(diǎn)和導(dǎo)線投影的水平距離的減小，雷電流幅值的增加和導(dǎo)線高度的增加而增加。避雷線的耦合作用可減小此電壓，此電壓的波形也更平緩。因90%是負(fù)極性雷，所以此電壓是正的。48) 避雷針的工作原理和保護(hù)范圍。答：避雷針是金屬導(dǎo)體，安裝在被保護(hù)設(shè)備附近，高于被保護(hù)設(shè)備，當(dāng)發(fā)生雷擊時(shí)，避雷針通過影響雷電流的發(fā)展方向，將雷電引向自身，從而通過良好的接地將雷電流泄入大地保護(hù)了被保護(hù)設(shè)備。避雷針的保護(hù)范圍和保護(hù)概率相關(guān)，一般按照99.9%的保護(hù)概率進(jìn)行設(shè)計(jì)。保護(hù)半徑和避雷針及被保護(hù)設(shè)備的相對(duì)高度有關(guān)。49) 直接接地的110-220kV系統(tǒng)絕緣配合允許的相對(duì)地操作過電

33、壓為工作電壓的3倍。電壓等級(jí)越高倍數(shù)越小，電壓等級(jí)越低倍數(shù)越高。500，2倍；35，4倍。50) 操作過電壓的種類：答：中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)（35kV），弧光接地過電壓，用消弧線圈抑制。中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)（110kV及以上），合閘（重合閘）空載線路過電壓；分閘空載線路過電壓；分閘空載變壓器過電壓；解列過電壓。分別可以用帶并聯(lián)電阻斷路器、避雷器和并聯(lián)電抗器保護(hù)。51) 絕緣配合的原則和基本方法答：綜合考慮電力設(shè)備在系統(tǒng)運(yùn)行中可能承受的各種電壓（正常、故障），根據(jù)限壓措施特性和電力設(shè)備絕緣特性確定電力設(shè)備的絕緣耐受水平，以使得各種電壓下絕緣損傷和影響連續(xù)運(yùn)行的概率達(dá)到在經(jīng)濟(jì)上和運(yùn)行上都能接受的程度

34、。技術(shù)上要求各種電壓、限壓措施和設(shè)備絕緣耐受水平可以協(xié)調(diào)一致；經(jīng)濟(jì)上要求初始投資、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，事故損失費(fèi)用最優(yōu)?；痉椒ǎ簯T用法，是指用最大電壓和最小絕緣強(qiáng)度配合。即根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定系統(tǒng)那個(gè)可能出現(xiàn)的最高電壓，然后考慮各種因素確定一個(gè)安全裕度系數(shù)，兩者相乘得到絕緣強(qiáng)度。適用于非自恢復(fù)絕緣，實(shí)際220kV以下都是用的慣用法。統(tǒng)計(jì)法：是指根據(jù)過電壓幅值和設(shè)備絕緣水平都是隨機(jī)變量的實(shí)際情況，在已知過電壓幅值和設(shè)備絕緣擊穿電壓的分布規(guī)律的前提下，計(jì)算得出絕緣閃絡(luò)概率和線路跳閘率，確定絕緣水平。適用于自恢復(fù)絕緣，對(duì)于絕緣成本激增的330kV及以上系統(tǒng)很有意義。52) 氣體介質(zhì)在沖擊電壓下的擊穿有何特點(diǎn)

35、？其沖擊電氣強(qiáng)度通常用哪些方式表示？答：氣體介質(zhì)在沖擊電壓下的擊穿電壓和電壓作用時(shí)間也就是沖擊電壓波形相關(guān)，同樣的空氣間隙同樣波形的沖擊電壓，作用的時(shí)間越長(zhǎng)，擊穿的沖擊電壓電壓峰值越低，也就是對(duì)同樣的空氣間隙及其他條件，同樣的沖擊電壓波形具有伏秒特性曲線，擊穿沖擊電壓峰值和擊穿時(shí)間的曲線。用50%沖擊放電電壓和伏秒特性曲線來表示沖擊電氣強(qiáng)度。50%沖擊放電電壓是表示某一波形的沖擊電壓作用于某一空氣間隙，其他條件都不變的情況下，擊穿和不擊穿的概率各為50%。53) 測(cè)量絕緣電阻能發(fā)現(xiàn)哪些絕緣缺陷？和測(cè)量泄漏電流有什么不同。答：測(cè)量絕緣電阻可以發(fā)現(xiàn)介質(zhì)中貫穿性的受潮、臟污和導(dǎo)電通道。由于測(cè)量泄漏電

36、流所需施加的電壓更大，所以可以發(fā)生未形成導(dǎo)電通道的貫穿性集中缺陷，并且通過逐步加壓觀察泄漏電流變化進(jìn)一步判斷絕緣的受潮、損傷等情況。絕緣良好的介質(zhì)，泄漏電流應(yīng)該是開始時(shí)加到，然后平緩衰減到某一值，然后維持恒定。54) 絕緣預(yù)防性試驗(yàn)的結(jié)果可用3比較方法來判斷絕緣狀態(tài)，什么是3比較。答：和同種設(shè)備同樣實(shí)驗(yàn)條件的結(jié)果比較；和同一次試驗(yàn)，同樣實(shí)驗(yàn)條件的其他兩相對(duì)比；和同一設(shè)備，同樣實(shí)驗(yàn)條件下的歷史數(shù)據(jù)的比較。外界條件中，不同的試驗(yàn)有不同的注意事項(xiàng)，但是需特別注意介質(zhì)溫度和環(huán)境溫度的影響。可以矯正，但是準(zhǔn)確度不高，最好保證同樣的溫度下進(jìn)行測(cè)試。如果實(shí)驗(yàn)條件都一樣，上述3種比較中，出現(xiàn)明顯差異，都可能是

37、存在絕緣缺陷。55) 絕緣預(yù)防性試驗(yàn)的非破壞性試驗(yàn)和破壞性試驗(yàn)的特點(diǎn)。答：非破壞性試驗(yàn)，加小電壓測(cè)試設(shè)備絕緣特性，不會(huì)給設(shè)備造成絕緣損傷，需要綜合分析結(jié)果，可以檢測(cè)和觀察缺陷的性質(zhì)和過程。破壞性試驗(yàn)，加大電壓測(cè)試設(shè)備絕緣特性，可能會(huì)帶來絕緣損傷，但是測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，有一定的安全裕度。進(jìn)行絕緣預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)，總是先進(jìn)行非破壞性試驗(yàn)判斷絕緣不存在缺陷的情況下，在進(jìn)行破壞性試驗(yàn)。如果非破壞性試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)存在缺陷的可能，則一定要先排除，再進(jìn)行破壞性試驗(yàn)。56) 簡(jiǎn)述操作沖擊電壓的特點(diǎn)。答：i. U型曲線：同樣間隙作用不同操作沖擊電壓，隨著波前時(shí)間的變化存在擊穿電壓最小值，對(duì)應(yīng)的波前時(shí)間稱為臨界波前時(shí)間。非振蕩沖擊波，閃絡(luò)幾乎都是發(fā)生在峰值附近，半峰時(shí)間對(duì)擊穿電壓影響很小。曲線左側(cè)，電壓作用時(shí)間短，留給放電發(fā)展的放電時(shí)延短，所以要更高的電壓；曲線右側(cè)，電壓作用時(shí)間長(zhǎng)，放電時(shí)延足夠，增加放電時(shí)延不再起作用，但是極不均勻電場(chǎng)的起暈電極處的與起暈電極同號(hào)的電荷卻有時(shí)間被驅(qū)趕到更遠(yuǎn)處，降低了起暈電極處的場(chǎng)強(qiáng)，不利于電離發(fā)展，所以電壓要升