《高電壓及絕緣技術(shù)》練習冊答案

1、絕介質(zhì)。電性能的高電壓及絕緣技術(shù)練習冊答案練習一?、填空題：1、電介質(zhì)按物理狀態(tài)分氣體絕緣、固體絕緣、液體絕緣、組合絕 2、電介質(zhì)按化學結(jié)構(gòu)分：有機絕緣、無機絕緣。3、 電介質(zhì)按耐熱等級分：g、a、E旦、E、旦、立七級絕緣。4、電介質(zhì)按所屬設備分：電容器、電纜、互感器、短路器、變壓器、電機 奘5、電介質(zhì)基本性能包括介申，性能極化、損耗、絕緣、絕緣強 2、電介質(zhì)的力學性能包括應變、模量、強度。_3、電介質(zhì)的熱學性能包括熱容量、比熱容、熱導率、熱膨脹。7、電介質(zhì)的極化形式包括電子式極化、離子式極化、偶極子極化、夾層極 化。9、電介質(zhì)的極化性能用介電系數(shù)表征。10、電介質(zhì)的損耗性能用損耗介質(zhì)損失角正

2、切值表征。11、電介質(zhì)的絕緣電阻性能用電阻率表征。12、電介質(zhì)的絕緣強度性能用擊穿場強表征。12、固體電介質(zhì)電導包括表面電導和體積電導。13、電介質(zhì)的老化包括熱老化、大氣老化、電老化、特殊老 14、大氣老化包括光氧化老化、臭氧老化、化學老化、受潮老化。15、電老化包括電暈放電或局部放電老化、電弧老化、樹枝化老化、電化學 老化。16、特殊老化包括微生物老化、疲勞劣化。17、大氣老化包括光氧化老化、臭氧老化、化學老化、受潮老化 18、按電介質(zhì)分子電結(jié)構(gòu)不同，可分為無極分子和有極分 二、1、(X) 2、(X) 3、(X) 4、( V ) 5、( V ) 6、( V )7、(X) 8 (X) 9、(

3、J) 10 ( V )問答題：1、什么是電介質(zhì)？它的作用是什么？電介質(zhì)是指通常條件下導電性能極差的物質(zhì)，云母、變壓器油等都是電 電介質(zhì)中正負電荷束縛得很緊，內(nèi)部可自由移動的電荷極少，因此導 差。作用是將電位不同的導體分隔開來，以保持不同的電位并阻止電流向不需要 地方流動。2、電介質(zhì)的介電性能表現(xiàn)在哪些方面，反映什么物理特性？有什么實際意義？介電性能：極化（介電系數(shù)）、損耗（介質(zhì)損失角正切值）、絕緣 電阻（電阻 率）、絕緣強度（擊穿場強）。3、電介質(zhì)的極化現(xiàn)象表明什么？4、研究電介質(zhì)的極化有什么工程實際意義？5、電介質(zhì)中的電導定義？ 在電場的作用下，由帶電質(zhì)點（電了、正負離了）沿電場方向移動造成

4、的導 電 現(xiàn)象。6、絕緣介質(zhì)的導電與金屬的導電有何不同？（ 1 ）帶電質(zhì)點不同：電介質(zhì)為帶電離子（固有離子，雜質(zhì)離子）；金屬為 自由電子。（ 2 ）數(shù)量級不同：電介質(zhì)的電導率小，泄漏電流??；金屬電導的電 流很 大。（ 3）電導電流受影響因素不同：電介質(zhì)中山離子數(shù)目決定，對所含雜質(zhì)、溫度很敏感；金屬中主要由外加電壓決定，雜質(zhì)、溫度不是主 要因素。7、絕緣介質(zhì)的導電受哪些因素影響？8、電介質(zhì)的介損因素 tg 6反映了什么物理現(xiàn)象？受哪些主要因素影響？9、在交流電壓作用下，電介質(zhì)中會產(chǎn)生電導電流和位移電流，電介質(zhì)的部 分 電能將轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，這部分能量損耗稱為電介質(zhì)的損耗。10、（1）因電子質(zhì)量極小，

5、故極化過程極快，約為10-15S, 所以，此種極 化方式在各種頻率下均能產(chǎn)生。（ 2）具有彈性，外電場除去后，依靠正負電荷的引力可恢復原狀，故無能 量損耗。電子式極化存在于一切氣體、固體、液體介質(zhì)中。溫度對其影響不大。11、 （1）存在于離子結(jié)構(gòu)介質(zhì)中，屬于彈性變化，幾乎沒有損耗。（2）極化過程也很快，（不超過10- 1 3 S, ）故在使用范圍內(nèi)可認為與頻率無關(guān)。（3）相對介電常數(shù)具有正溫度系數(shù)。12、 （1 ）存在于極性電介質(zhì)中，如：液體（水、乙醇），固體（纖維、滌綸）。（2 ）極化過程需要較長的時間（約10-6 -10-2 s ）。（ 3 ）伴有能量損耗（電場能一熱能）。（4 ） er

6、與溫度有關(guān)系。13、（ 1 ）存在于復合介質(zhì)、不均勻介質(zhì)中。（2 ）極化過程很緩慢（需幾十秒 ? 幾分鐘 ? 幾小時）（3）此種極化伴隨著能量損耗。14、參看教學光盤第一講練習二一、填空題1、帶電離子的產(chǎn)生主要有碰撞電離、光電離、熱電離、表面電離等方式。2、氣體中帶電粒了的消失主要有中和、擴散、蟲合等方式。3、氣體放電想象包括擊穿和閃絡兩種現(xiàn)象。4、 固體絕緣喪失絕緣功能有兩種可能，分別是固體介質(zhì)本身的擊穿和沿著 固 體介質(zhì)表面發(fā)生閃絡。5、 絕緣子的污閃是一個復雜的過程，通?？煞譃榉e污、受潮、干區(qū)形成 局部電弧的岀現(xiàn)和發(fā)展等四個階段。6、 爬電比距入指外絕緣“相一地”之間的爬電距離（cm ）

7、與系統(tǒng)最高工作（線）電壓（kv,有效值）之比。7、氣體放電一般包括擊穿和閃絡兩種現(xiàn)象。8、 常見的氣體放電主要包括輝光放電、火花放電、電弧放電、電暈放電、刷 狀放電。9、用作內(nèi)絕緣的固體介質(zhì)常見的有絕緣紙、紙板、云母、塑料等。二、1、（J）2、（J）3、（ X）4、（J）5、（ J）6、（X ）7、（J ）8、（ X ）9、（J ）10、（ J ） 三、簡答題1、氣體擊穿：氣體山絕緣狀態(tài)變?yōu)閷щ姞顟B(tài)的現(xiàn)象稱為擊穿。2、 沿面閃絡：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。3、氣體擊穿：氣體山絕緣狀態(tài)變?yōu)閷щ?/p>

8、狀態(tài)的現(xiàn)象稱為擊穿。4、 沿面閃絡：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。5、 輝光放電：當氣體電壓較低，放電回路電源功率較小，外施電壓增到一定 值時，氣體間隙突然放電并使整個間隙發(fā)亮，這種放電形式稱為輝光放電。6、 火花放電：放電間隙反復擊穿時，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，放電間隙溫度極高，放電通道發(fā)岀耀眼的光亮，這種放電形式稱為電弧放電。8、 電暈放電：若構(gòu)成氣體間

9、隙的電極曲率半徑很小，或電極間距離很大，當電壓升到一定數(shù)值時，將在電場非常集中的尖端電極處發(fā)生局部的類似月亮暈光的光層，這時用儀表可觀測到放電電流。隨著電壓的增高，暈光層逐漸擴大，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，不利于絕緣；復合過程放岀能量，使帶電質(zhì)點減少消失，有利于絕緣。兩種過程在氣體中同時存在，條件不同，強弱程度不同。游離主要發(fā)生

10、在強電場區(qū)、高能量區(qū)；復合發(fā)生在低電場、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作用即可繼 續(xù)進行的放電，稱為自持放電。15、 (1)撞擊粒子的動能被撞粒子的電離能I(2) 一定的相互作用的時間和條件通過復雜的電磁力的相互作用達到兩粒了間能量轉(zhuǎn)換16、(1)足夠大的電場強度或足夠高的電壓。(2) 在氣隙中存在能引起電子崩并導致流柱和主放電的有效電子。(3) 需要有一定的時間，讓放電得以逐步發(fā)展并完成擊穿。20、(1)固體介質(zhì)材料主要取決于該材料的親水性或憎水性。(2)電場型式同樣的表面閃絡距離下均勻與

11、稍不均勻電場閃絡電壓最高。界面電場主要為強切線分量的極不均勻電場中，閃絡電壓比同樣距離的純空氣間隙的擊穿電壓低的較少強垂直分量極不均勻電場則低得很多。21、主要是增大極間距離，防止或推遲滑閃放電。22、(1)固體介質(zhì)與電極表面接觸不良，存在小氣隙。小氣隙中的電場強度很大，首先發(fā)生放電，所產(chǎn)生的帶電粒了眼固體介質(zhì)表面移動，畸變了原有電場?？刹捎迷诠腆w介質(zhì)表面噴吐導電粉末的辦法消除。(2) 大氣的濕度影響。大氣中的潮氣吸附在固體介質(zhì)表面形成水膜，其中的離子受電場的驅(qū)動而沿著介質(zhì)表面移動，降低了閃落電壓。與固體介質(zhì)吸附水分的性能也有關(guān)。(3) 固體介質(zhì)表面電阻的不均勻和表面的粗糙不平也會造成沿面電場

12、畸變。23、(1)調(diào)整爬距(增大泄露距離)(2)定期或不定期的清掃。（3）涂料（4）半導體釉絕緣子（5）新型合成絕緣子24、 （1）重量輕（僅相當于瓷絕緣了的1/10左右）。（2）抗彎、抗拉、耐沖擊附和等機械性能都很好。（3）電氣絕緣性能好，特別是在嚴重污染和大氣潮濕的情況下性能十分優(yōu)異；（4）耐電弧性能也很好。價格昂貴、老化等問題是影響它獲得更大推廣的問題。隨著材料工藝的進步這種絕緣了必將獲得越來越多的采用。25、 等值的方法：把表面沉積的污穢刮下，溶于300ml蒸僵水，測岀其在20 °C水溫時的電導率；然后在另一杯 20 °C、300ml的蒸循水中加入 NaCI,直到

13、其電導率等于混合鹽溶液的電導率時，所加入的NaCI毫克數(shù)，即為等 值鹽量，再除以絕緣子的表面積，即可得岀“等值鹽密”（ mg/cm2 ）。練習三一、填空題：1、按絕緣缺陷存在的形態(tài)而言，絕緣缺陷可分為集中性缺陷、分散性缺陷 大類。2、 絕緣老化的因素主要有電介質(zhì)的熱老化、電介質(zhì)的電老化、其他影響因素等因素。3、測量tg 8常用高壓交流平衡電橋（西林電橋）、不平衡器）或低功率因數(shù)瓦特表來測量。4、 測量局部放電試驗的內(nèi)容包括測量視在放電量、放電重復律、局部放電起 始電壓和熄滅電壓,甚至大致確定放電的具體位置。5、局部放電檢測分可分為電氣檢測和非電檢測。6、非電氣檢測主要有噪聲檢測法、光檢測法、化

14、學分析法。7、電氣檢測法主要有脈沖電流法、介質(zhì)損耗法。8、 用脈沖電流法測量局部放電的視在放電量，有并聯(lián)、串聯(lián)、路三種基本試驗回路。二、判斷題：1、 電氣設備絕緣預防性試驗主要是對各種電氣設備的絕緣定期進行檢查和監(jiān)督，以便及早發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷，及時更換或修復，防患于未然。（V）2、集中性缺陷指的是如絕緣子瓷體內(nèi)的裂縫，發(fā)電機定子絕緣因擠壓磨損而岀現(xiàn)的局部破損，電纜絕緣層內(nèi)存在的氣泡等。（ V）3、絕緣的老化指電氣設備的絕緣在長期運行過程中會發(fā)生一系列物理變化和化學變化致使其電氣、機械及其他性能逐漸劣化。（ V ）4、吸收比用來檢測絕緣是否嚴重受潮或存在局部缺陷。（V ）5、吸收比指的是電流衰減過程

15、中的兩個瞬間測得的兩個電流值或兩個相應的絕緣電阻值之比。（ V ）6、絕緣電阻 :在絕緣上施加一直流電壓 U 時,此電壓與出現(xiàn)的電流 I 之比， 通 常絕緣電阻都是指穩(wěn)態(tài)電阻。（ V ）7、測量 tg 6 值是判斷電氣設備絕緣狀態(tài)的一項靈敏有效的方法。（V ）8、西林電橋只允許反接線的情況。（X ）9、測定電氣設備在不同電壓下的局部放電強度和發(fā)展趨勢，就能判斷絕緣內(nèi)是否存在局部缺陷以及介質(zhì)老化的速度和目前的狀態(tài)。（ V ）10、局部放電的測量是確定產(chǎn)品質(zhì)量和進行絕緣預防性試驗的重要項目之一O （ V ）三、簡答題：1、絕緣預防性試驗的主要目的是什么？ 當絕緣內(nèi)部出現(xiàn)缺陷后，就會在設備的電氣特性

16、上反映出來 , 通過測量這些 特 性的變化發(fā)現(xiàn)隱藏的缺陷，然后采取措施消除隱患。2、電介質(zhì)的電老化引起的損壞的原因有哪些？（ 1） 放電產(chǎn)生的電電粒子不斷撞擊絕緣引起破壞。（ 2） 放電能量有一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，熱量無法散出使絕緣溫度升高產(chǎn)生裂 解。（ 3） 局部放電區(qū)，強烈的離子復合產(chǎn)生高能輻射線，引起材料分解。（ 4） 氣隙中含有的氧和氮在放電條件下可產(chǎn)生強氧化劑和腐蝕劑臭氧和硝 酸，使材料發(fā)生化學變化。3、泄露電流測量的特點有哪些？（ 1） 加在試品上的直流高壓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。如 : 分別在 20kv 和 40kv 電壓下測量額定電壓為 35kv

17、 及 以上變壓器的泄露電流值，能相當靈敏的發(fā)現(xiàn)瓷套開裂、絕緣紙桶沿面炭化、變壓器油劣化及內(nèi)部受潮等缺陷 .（ 2） 由于施加在試品上的直流高壓是逐漸增大的，所以可以在升壓過程 中監(jiān) 視泄露電流的增長動向。4、tg6 有什么意義？ 能反映絕緣的整體性缺陷和小電容試品中的局部性缺陷。由 tg6 隨電壓而 變化 的曲線，可判斷絕緣是否受潮、含有氣泡及老化的程度。但不能靈敏的 反映大 容量發(fā)電機、變壓器和電力電纜絕緣中的局限性缺陷，這時應盡可能將這些設備分解，分別測量它們的 tg 6。5、tg 6 測量的影響因素有哪些？（ 1） 界電磁場的干擾影響：一種是由于存在雜散電容，另一種是由于交變磁場感應出干

18、擾磁場。消除方法：將電橋的低壓臂和檢流計用金屬網(wǎng)和屏蔽 線加以屏蔽。(2) 溫度的影響：一般 tg 8 隨溫度的增高而增大(3) 試驗電壓的影響：a、良好絕緣在額定電壓下， tg 6 值幾乎不變。b、若絕緣存在空隙或氣泡時，當所加電壓尚不足以使氣泡電離時，其 良好絕緣時無差別，但若所加電壓能引起氣泡電離或發(fā)生局部放電時， U 的升高而迅速增大，電壓回落時電離要比電壓上升時更強一些，因而 閉環(huán)曲線。c、如果絕緣受潮，則電壓較低時， tg 6 就已經(jīng)相當大，電壓升高時， 急劇增大；電壓回落時， tg 6 也要比電壓上升時更大一些，因而形成 的分叉曲線。(4) 試品電容量的影響：對于電容量較小的試品

19、，測量 tg6 能有效的發(fā)現(xiàn)局部集中性缺陷和整體分布性缺陷。但對電容量較大的試品， 量 tg6 只能發(fā)現(xiàn)整體分布性缺陷，此時要把它分解成幾個彼此絕緣部分 品，分別測量各部分的 tg 6 值，能有效的發(fā)現(xiàn)缺陷。(5) 試品表面泄漏的影響：由于試品表面泄漏電阻總是與試品等值電阻 相并聯(lián)，所以會影響 tg6 值。為了排除或減小這種影響，在測試前應清除 表面的積污和水分，必要時還可以在絕緣表面上裝設屏蔽極。6、表征局部放電的參數(shù)有哪些？(1) 放電重復率 (N) ：也稱脈沖重復率，是在選定的時間間隔內(nèi)測得的每 發(fā)生放電脈沖的平均次數(shù)，表示局部放電的出現(xiàn)頻率。與外加電壓的大小 關(guān)，外加電壓增大時，放電次

20、數(shù)也隨之增多。(2) 放電能量 (W) ：通常指一次局部放電所消耗的能量。(3) 其它參數(shù)：平均放電電流、放電的均方率、放電功率、局部放電起始 壓(即 Ui) 和局部放電熄滅電壓。7、簡述化學分析法？ 化學分析法用氣相色譜儀對絕緣油中溶解的氣體進行色譜分析。通過分析絕 油中溶解氣體的成分和含量，能夠判斷設備內(nèi)部隱藏的缺陷類型。 優(yōu)點：能發(fā)現(xiàn)充油電氣設備中一些用其他試驗方法不易發(fā)現(xiàn)的局部性缺陷 括局部放電 ) 。8、介質(zhì)損耗法有何優(yōu)缺點？ 特點：無須添加專用的測量儀器，操作方便。 缺點是靈敏度比上法低， tg8-U 關(guān)系曲線受影響因素多。9、簡述“三比較 " 的方法主要內(nèi)容。(1) 與

21、同類型設備比較，若試驗結(jié)果差別懸殊在可能存在問題。電纜tg 6 與tg 6 隨 會出現(xiàn)tg5 更將 了不閉合測的被試Rx絕緣緣(包50% 以(2) 在同一設備的三相試驗結(jié)果之間進行比較，若有一相結(jié)果相差達 上時，該相可能存在問題。（3）與該設備技術(shù)檔案中的歷年試驗所得數(shù)據(jù)做比較，若性能指標有明顯下降，則可能出現(xiàn)新缺陷。練習四一、填空題：1、與非破壞性試驗相比，絕緣的高電壓試驗具有直觀、可信度高、要求嚴 橙等特點。2、 高壓試驗變壓器按照高壓套管的數(shù)量，可將試驗變壓器分為單套管式 雙 套管式兩類。3、 工頻高壓試驗的常用的調(diào)壓供電裝置有：自耦變壓器、感應調(diào)壓器、移卷 調(diào)壓器、電動-發(fā)電機組。4、

22、 高壓試驗室中通常采用將工頻高電壓經(jīng)高壓整流器而變換成直流高壓,利用倍壓整流原理制成的直流高壓串級裝置來產(chǎn)生更高的直流試驗電壓05、 220kv及以下的高壓電氣設備所用的標準操作沖擊電壓波及其產(chǎn)生方法可 分為非周期性雙指數(shù)沖擊長波、衰減振蕩波兩大類。6、 交流峰值電壓表按工作原理可分利用整流電容電流來測量交流高壓、利用 電容器充電電壓來測量交流高壓兩類。7、 確定球隙或其他自恢復絕緣的50%沖擊放電電壓的方法有多級法、升降法等方法。8、 高壓分壓器按照用途分可以分為交流高壓分壓器、直流高壓分壓器、沖_擊 高壓分壓器。9、高壓分壓器按照分壓元件可以分為電阻分壓器、電容分壓器、阻容分壓 as10、

23、阻容分壓器按阻尼電阻的接法不同，發(fā)展岀兩種阻容分壓器，即串聯(lián)阻 容分壓器和并聯(lián)阻容分壓器。11、高壓脈沖示波器的基本組成包括高壓示波管、電源單元、射線控制 掃描單元、標定單元。12、高電壓數(shù)字測量系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分組成。二、判斷題：1、與非破壞性試驗相比，絕緣的高電壓試驗具有直觀、可信度高、要求嚴格等特點，但因它具有破壞性的性質(zhì)，所以一般都放在非破壞性試驗項目合格通過之后進行。（V ）2、球隙測壓器是唯一能直接測量高達數(shù)兆伏的各類高電壓峰值的測量裝置。（V ）3、 當被測電壓很高時，無法直接測量電壓，此時要采用高壓分壓器來分岀一小部分電壓，然后利用靜電電壓表、峰值電壓表、高壓脈沖示波器等

24、測量儀器進行測量。（V ）4、 國際國家標準規(guī)定高電壓測量誤差在i5%以內(nèi)。（X ）5、一般來講，都將絕緣的高電壓試驗放在非破壞性試驗項目合格通過之后進行。以避免或減少不必要的損失。（ V ）二、簡答題：1、高壓試驗變壓器有何特點？試驗變壓器的絕緣裕度不需要取很大，但要嚴格防止和限制過電壓的岀現(xiàn)。試驗變壓器的容量一般不大。由于試驗變壓器的額定電壓很高而容量不大，因而的油箱本體不大，而其高壓套管又長又大，這是它外觀的一大特點。試驗變壓器連續(xù)運行時間不長，發(fā)熱較輕，因而不需要復雜的冷卻系統(tǒng)，但由于試驗變壓器的絕緣裕度小、散熱條件差，所以一般在額定電壓或額定功率下只能做短時運行。與電力變壓器相比，試

25、驗變壓器的漏抗較大，短路電流較小，因而可降低繞組機械強度方面的要求，節(jié)省費用。試驗變壓器所輸岀的電壓應盡可能是正、負半波對稱的正弦波形，實際上很 難作到，一般采取以下措施：%1 采用優(yōu)質(zhì)鐵心材料。%1 采用較小的設計磁通密度。%1 選用適宜的調(diào)壓供電裝置。%1 在試驗變壓器的低壓側(cè)跨接若干濾波器。2、工頻耐壓試驗的實施方法是什么？按規(guī)定的升壓速度提升作用在被試品 TO 上的電壓，直到等于所需的試驗電 壓 Ut 為止，開始記時一分鐘，若在這期間沒有發(fā)現(xiàn)絕緣的擊穿或局部損傷, 即可認為該試品工頻耐壓試驗合格通過。3、高壓整流器最主要的技術(shù)參數(shù)有哪些？額定整流電流：指通過整流器的正向電流在一個周期內(nèi)

26、的平均值。額定反峰電壓：當整流器阻斷時，其兩端容許岀現(xiàn)的最高反向電壓峰值。4、直流耐壓試驗有哪些特點？試驗設備的容量較小。試驗同時可測量泄漏電流，由“電壓-電流”曲線能顯示、絕緣內(nèi)部的集中性缺陷或受潮。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作用，有利于發(fā)現(xiàn)端部絕緣中的缺陷。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)，在某種程度上帶有非破壞性試驗的性質(zhì)。在直流試驗電壓下，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，所以它對交流電氣設備絕緣的考驗不如交流耐壓試驗那樣接近實際。5、選擇發(fā)生非周期性雙指數(shù)沖擊長波發(fā)生器時應考慮哪些問題？國家標

27、準規(guī)定的標準波形為250/2500 us,它適合于進行各種氣隙的操作沖擊擊穿試驗，這種操作沖擊波通常利用現(xiàn)成的沖擊電壓發(fā)生器來產(chǎn)生。選擇發(fā)生器的電路形式和元件參數(shù)時，要考慮：為了拉長波前，或在回路中串接外加電感L,或?qū)㈦娐分械?R1的阻值顯 著增大，但都會使發(fā)生器的效率降低，所以更要用高效回路。在進行操作波回路參數(shù)計算時 , 要注意不能用前面雷電波的近似計算法來計算操作波參數(shù)，否則會有很大誤差要考慮充電電阻R對波形和發(fā)生器 效率的影響。6、高壓靜電電壓表的原理是什么？在兩個特定的電極間加電壓 u,電極間就會受到靜電力 f的作用，而且f的大小 和 u 的數(shù)值有固定關(guān)系，因而測量 f 的大小或他引

28、起的可動極板的位移 或偏轉(zhuǎn) 就能確定所加電壓 u 的大小。7、球隙測壓器的優(yōu)點有哪些？球隙中的電場在極間距離不大（ d/DWO. 75）時為稍不均勻電場，與其他不均勻電場相比有下列優(yōu)點：擊穿時延小伏秒特性在 I P s 左右即已變平，放電電壓的分散性小，具有 穩(wěn)定 的放電電壓值和較高的測量精度。稍不均勻電場的沖擊系數(shù)B Qi,它的50%沖擊放電電壓與靜態(tài)放電電壓的幅值幾乎相等，可以合用同一張放電電壓表格或同樣的放電電壓特性曲線。山于濕度對稍不均勻電場的放電電壓影響較小，因而采用球隙來測量電壓可以不必對濕度進行校正。8、確定球隙或其他自恢復絕緣的50%沖擊放電電壓的多極法？根據(jù)試驗需要，或固定電

29、壓值，逐級調(diào)節(jié)球隙距離；或固定球隙距離，逐級改變所加沖擊電壓的幅值。通常取級差等于預估值的2%左右，每級施加電 壓的次數(shù)不少于6次，求得此時的近似放電概率 P,做45級，可得放 電概率與所加 電壓 U （或球隙距離 d）的關(guān)系曲線，從而得到P = 50%時的 U50% （或d50%） o9、對高壓分壓器的技術(shù)要求有哪些？%1 分壓比的準確度和穩(wěn)定性（幅值誤差要小）%1 分出的電壓與被測高電壓波形的相似性（波形畸變要?。?0、高壓脈沖示波器具有哪些特點？%1 加速電壓高%1 射線開放時間短%1 各部分協(xié)同工作的要求高%1 掃描電壓多樣化10、新型沖擊電壓數(shù)字測量系統(tǒng)近年來，由于電子技術(shù)和計算機工

30、業(yè)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的高壓脈沖示波器已逐漸被新的數(shù)字測量系統(tǒng)代替。高電壓數(shù)字測量系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分組成：硬件系統(tǒng)包括高壓分壓器、數(shù)字示波器、計算機、打印機等；軟件系統(tǒng)包括操作、信號處理、存儲、顯示、打印等軟件；其核心部分為數(shù)字示波器、計算機、測量軟件，用這些來實現(xiàn)被測信號的量化、采集、存儲、處理、顯示、打印等功能。用來測量沖擊電壓的數(shù)字測量系統(tǒng)能對雷電沖擊全波、截波及操作沖擊電壓波的波形和有關(guān)參數(shù)進行全面的測定，整個測量過程按預先設置的指令自動執(zhí)行，測量結(jié)果可顯示在屏幕，并可存入機內(nèi)或打印輸岀。這種測量系統(tǒng)的推廣應用大大縮短了試驗周期、提高了試驗質(zhì)量。11、簡單介紹電氣設備內(nèi)絕緣的高壓試驗

31、方法？電氣設備內(nèi)絕緣的雷電沖擊耐壓試驗采用三次沖擊法：即對被試品施加三次正極性和三次負極性雷電沖擊試驗電壓（1. 2/50 U s全波）。對變壓器電抗器類設備的內(nèi)絕緣，還要進行雷電沖擊截波（1.2/2%口 S）耐壓試驗。進行內(nèi)絕緣沖擊全波耐壓試驗時，應在被試品上并聯(lián)一球隙，并將它的放電電壓整定得比試驗電壓高15%? 20% （變壓器電抗器類）或 5%? 10% （其 他類試品）。目 的是為了防止意外岀現(xiàn)過高沖擊電壓而損壞試品。12、簡單介紹電氣設備外絕緣的高壓試驗方法？電力系統(tǒng)外絕緣的沖擊高壓試驗通常采用15次沖擊法，即對試品施加正、負極性沖擊全波試驗電壓各 15次,相鄰兩次沖擊的時間間隔應不

32、小于 Imin,在每 組15次沖擊的試驗中，如果擊穿或閃落不超過2次，則認為外絕緣合格。練習五一、填空題1、 在實際的線路上，常常會遇到線路均勻性遭受破壞的情況。均勻性開始遭受破壞的點可成為節(jié)點，當行波投射到節(jié)點時，必然會出現(xiàn)電壓、電流、能量重新調(diào)整分配的過程，即在節(jié)點處發(fā)生行波的折射和反射的現(xiàn)象。2、線路末端開路時，結(jié)果是使線路末端電壓上升到入射波的兩倍。3、沖擊電暈會對導線波過程產(chǎn)生導線波阻抗減小、波速減小、耦合系數(shù)增 大、引起波的衰減與變形等多方面的影響。4、 變壓器繞組中的波過程與繞組的接法、中性點接地方式、進波情況三個因 素有很大的關(guān)系。5、 變壓器的內(nèi)部保護包括兩個思想：減弱振蕩和

33、使繞組壓的分布狀況相適應。6、變壓器繞組之間的感應過電壓包括靜電感應電壓和電磁感應電壓二、判斷題：1、波速與導線周圍的媒質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，而與導線半徑、對地高度、鉛包半徑 等集合尺寸無關(guān)。( V )2、線路末端短路 (接地) 時，結(jié)果是使線路末端開路的電流增大為電流入射波的兩倍。 ( V )3、線路末端對地跨接一阻值R=Z1 的電阻時，行波到達線路末端點時完全不發(fā)生反射。 (V )三、簡答題：1、行波穿過電感或旁過電容時有哪些情況？(1) 行波穿過電感或旁過電容時，波前均被拉平，波前陡度減小，L 或 C 越大，陡度越小。(2) 在無限長直角波的情況下，串聯(lián)電感和并聯(lián)電容對電壓的最終穩(wěn)態(tài)值 都 沒有

34、影響。(3) 從折射波的角度來看，串聯(lián)電感和并聯(lián)電容的作用是一樣的，但從反射波的角度來看二者的作用相反。(4) 串聯(lián)電感和并聯(lián)電容都可以用作過電壓保護措施，它們能減小過電壓波的波前陡度和降低極短過電壓波的幅值。2、引起行波在線路上傳播的損耗的因素有哪些？(1) 導線電阻 ( 包括集膚效應和鄰近效應的影響 ) ；(2) 大地電阻 ( 包括波形對地中電流分布的影響 ) ；(3) 極高頻或陡波下的輻射損耗；(4) 沖擊電暈。3、行波在線路上傳播時的損耗因素會使行波發(fā)生哪些變化？(1) 波幅降低波的衰減；(2) 波前陡度減小(3) 波長增大(4) 波形凹凸不平處變得比較圓滑；(5) 電壓波與電流波的波

35、形不再相同。以上現(xiàn)象對于電力系統(tǒng)過電壓防護有重要的意義，并在變電所與發(fā)電廠的防 雷 措施中獲得實際應用。4、變壓器的內(nèi)部保護主要從哪幾方面考慮？變壓器的內(nèi)部保護包括兩個思想 : 減弱振蕩和使繞組的絕緣結(jié)構(gòu)與過電壓的 分 布狀況相適應。(1) 補償對地電容電流 ( 橫向補償 ) 為了消除電壓初始分布的不均勻，只能設法采用靜電屏、靜電環(huán)、靜電匝來 加以補償，以補償對地電容的分流。增大縱向電容（縱向補償）縱向補償?shù)脑硎窃O法加大縱向電的容K0之值，使對地電容 CO的影響相對減小，即減小值，從而使電壓初始值變得比較均勻一些。通常從繞組的型式來解決問題。如將繞組的型式改為糾結(jié)式。練習六一、填空題：1、

36、從雷電過電壓的計算和防雷設計的角度來看，值得注意的雷電參數(shù)主要有雷電活動頻度一雷暴日及雷暴小時、地面落雷密度（丫）和雷擊選擇性、 W 道波阻抗（Z0）、雷電的極性、雷電流幅值（I）、雷電流的波前時間、陡度及波長、雷電流的計算波形、雷電的多重放電次數(shù)及總延續(xù)時間、放電能量3、隙、 等。4、2、 雷電流的計算波形常用的有雙指數(shù)波、斜角波、斜角平頂、半余弦波 種 計算波形。在電力系統(tǒng)中實際采用的防雷保護裝置主要有：避雷針、避雷器、保護 間 各種避雷器、防雷接地、電抗線圈、電容器組、消弧線圈、自動重合也等避雷器按其發(fā)展歷史和保護性能可分為：保護間隙、管式避雷器、普通 閥式避雷器、磁吹避雷器、金屬氧化物

37、避雷器等類型。5、電力系統(tǒng)中的接地可分為工作接地、保護接地、防雷接地三類。二、判斷題：1、雷電放電產(chǎn)生的雷電流會引起巨大的電磁效應、機械效應和熱效應（V）2、 雷電放電在電力系統(tǒng)中引起很高的雷電過電壓，它是造成電力系統(tǒng)絕緣故障和停電事故的主要原因之一。（V）3、 雷電放電所產(chǎn)生的巨大電流，有可能使被擊物體炸毀、燃燒、使導體熔斷 或通過電動力引起機械損壞。（V）4、 就其本質(zhì)而言，雷電放電是一種超長氣隙的火花放電，與金屬電極間的長 氣隙放電是相似的。（V ）5、 雷云下部大部分帶負電荷，所以大多數(shù)的雷擊是正極性的，雷云中的負電荷會在地面感應岀大量負電荷。（X） 6、感應雷擊過電壓，它的形成機理與

38、直接雷擊過電壓完全相同。（7、單支避雷線的保護范圍是一個以其本體為軸線的曲線圓錐體。（8、兩支等高避雷針時的保護范圍不是兩支避雷針的保護范圍簡單相加而是有所擴大。（V ） 9、當保護架空線輸電線路的避雷線保護范圍采用它的保護角a時，保護角 越小，避雷線對導線的屏蔽保護作用越有效。（ V ）11、 管式避雷器實質(zhì)上是一只具有較強滅弧能力的保護間隙。（V）12、閥式避雷器在電力系統(tǒng)中起著重要的作用，它的保護特性是選擇低壓電力設備絕緣水平的基礎。（ X）13、閥式避雷器的特性參數(shù)中的滅弧電壓指該避雷器尚能可靠熄滅續(xù)流電弧時的最大工作電壓。（V）14、閥式避雷器的特性參數(shù)中的沖擊放電電壓指的是在標準雷

39、電沖擊波下的放電電壓的下限。（X）15、閥式避雷器的保護水平表示該避雷器上可能岀現(xiàn)的最小沖擊電壓的峰值。（X ）16、閥式避雷器的保護比等于避雷器的殘壓與滅弧電壓之比。保護比越大，表明殘壓低或滅弧電壓高，意味著絕緣上受到的過電壓小，而工頻續(xù)流又能很快被切斷，因而該避雷器的保護性能越好。（ X）17、 防雷接地裝置是整個防雷保護體系中可有可無的一個組成部分。（X ）三、簡答題：1、從電力工程的角度來看，我們對雷電放電得注意有哪幾方面？（1） 雷電放電在電力系統(tǒng)中引起很高的雷電過電壓，它是造成電力系統(tǒng)絕緣 故障和停電事故的主要原因之一。（2） 雷電放電所產(chǎn)生的巨大電流，有可能使被擊物體炸毀、燃燒、

40、使導體熔 斷或通過電動力引起機械損壞。2、雷電流幅值（I）有么意義？雷電流幅值是表示雷電強度的指標，也是產(chǎn)生雷電過電壓的根源，所以是最重要的雷電參數(shù)。3、保護間隙的工作原理是什么？它可以說是最簡單和最原始的限壓器。它的工作原理就是將其與被保護絕緣并聯(lián)，且前者的擊穿電壓要比后者低，當過電壓波來襲時，保護間隙先擊穿，從而保護了設備的絕緣。4、 與傳統(tǒng)的有串聯(lián)火花間隙SiC避雷器相比，無間隙 ZnO避雷器具有哪些 優(yōu)點？見教材P1845、ZnO避雷器有哪些獨特的電氣特性？見教材P1856、說明普閥式避雷器中間隙，閥片，并聯(lián)電阻的作用。見教材P177O7、分析用閥型避雷器保護變壓器時的動作原理？見教材

41、P177o8、畫出單支避雷線的保護范圍。見教材P172O三、計算題：1、試校驗雷擊塔頂時引起的感應雷擊過電壓對35KV線路絕緣的危險性。解：如取ht=l0m, I=1OOKA,則感應過電壓：U=ah,= (100/2.6) X 10=385KV>350KV其中350KV為35KV線路絕緣了串在正極性沖擊時的U50S由此可見，感應雷擊過電壓有可能引起35KV線路的絕緣閃絡。，對這種線路有一定的威脅。練習七一、填空題：1、輸電線路防雷保護的根本目的是盡可失。2、 為了表示一條線路的耐雷性能和所采用防雷措施的效果，通常采用的指標 有耐雷水平和雷擊跳閘率。3、 現(xiàn)代輸電線路上所采用的各種防雷保護

42、措施主要有避雷線(架空地線)、降低桿塔接地電阻、加強線路絕緣、耦合地線、消弧線圈、管式避雷器、丕平衡絕緣、自動重合閘。4、提高線路耐雷水平和減少反擊概率的主要措施是降低桿塔接地電阻。5、 線路落雷按雷擊點的不同而區(qū)分為繞擊導線、雷擊檔距中央的避雷線、雷 擊檔距中央的避雷線三種情況。6、 變電所中岀現(xiàn)的雷電過電壓有雷電直擊變電所、沿輸電線路入侵的雷電過 電壓波兩個來源。7、 按照安裝方式的不同，可將謎雷針分為獨立避雷針和裝設在配架上的避雷針兩類。8、變電所的直擊雷防護設計內(nèi)容主要有選擇避雷針的支數(shù)、高度、裝設 置、驗算它們的保護范圍、應有的接地電阻、防雷接地裝置設計等。9、閥式避雷器的保護作用主

43、要是限制過電壓波的幅值。二、簡答題：1、耐雷水平的定義是什么？雷擊線路時，其絕緣尚不至于發(fā)生閃絡的最大雷電流幅值或能引起絕緣閃絡的最小雷電流幅值，單位為KA。2、雷擊跳閘率的定義是什么？它是指在雷暴日 Td=40的情況下、100km的線路每年因雷擊而引起的跳閘次數(shù)，其單位為“次/(100km.40雷暴日)”。3、閥式避雷器的保護作用基于的三個前提是什么？(1) 它的伏秒特性與被保護絕緣的伏秒特性有良好的配合，在一切電壓波 形下，前者均處于后者之下；(2) 它的伏安特性應保證其殘壓低于被保護絕緣的沖擊電氣強度。(3) 被保護絕緣必須處于該避雷器的保護距離之內(nèi)。4、對于變電所的進線段保護，為了使閥

44、式避雷器有效地發(fā)揮保護作用，就 必須采取哪些措施？(1) 限制進波陡度限制流過避雷器的沖擊電流幅值5、對于變電所的進線段保護，其進線段能起哪些作用？(1) 進入變電所的雷電過電壓將來自進線段以外的線路，它們在流過進線段時將因沖擊電暈而發(fā)生衰減和變形，降低了波前陡度和幅值；(2) 利用進線段來限制流過避雷器的沖擊電流幅值。二、計算題：1、某變電站中安裝的 FZ-110J型閥式避雷器，110KV母線KV有可能以單 條 進線方式運行，110KV線路的 U5C%=7OOKV求該避雷器的最大沖擊電流幅值I FV。解：山教材附錄二中附表2-1可查得FZ-110J在5KA下的殘壓 UR=332KV,導線波阻

45、抗 Ze400 歐，代入 I FV=(2U5O%-UP) /Z有：I fv = ( 2X700-332) /Z=2.67KA練習八一、填空題：1、在比較典型的內(nèi)部過電壓中，主要有暫時過電壓和操作過電壓兩大類。2、暫時過電壓包括工頻電壓升高、諧振過電壓兩類。3、操作過申，壓包括切斷空載線路過電壓、切斷空載線路過電壓、切斷空載 變壓器過電壓和斷續(xù)電弧接地過電壓。4、諧振過電壓包括線性諧振過電壓、鐵磁諧振過電壓、參數(shù)諧5、 工頻電壓升高主要有空載長線的電容效應、不對稱短路引起的工頻電壓升 局、甩負載弓I起的工頻電壓升局。6、 對于操作過電壓來講，其波形可歸納成在工頻電壓分量上疊加一高頻衰減 性振蕩波

46、和在工頻電壓分量上疊加一非周期性沖擊波兩種典型的波形O7、 諧振過電壓的類型主要有線形諧振過電壓、參數(shù)諧振過電壓、鐵磁諧振過 電壓。8、 限制線形過電壓的和過電流的方法是使回路脫離諧振狀態(tài)或增加回路的損 耗。二、簡答題：1、對于切斷空載線路過電壓的電壓最大值來說，有那些影響因素？除了線路上的電暈放電、泄漏電導等會使過電壓最大值有所降低外，還有以下幾個影響因素。(1) 中性點接地方式：中性點非有效接地電網(wǎng)的中性點電位有可能發(fā)生位移，所以某一相的過電壓可能特別高一些。約20%左右。(2) 斷路器的性能：重燃次數(shù)對這種過電壓的最大值有決定性的影響。(3) 母線上的岀線數(shù)：當母線上同時接有幾條岀線，而

47、只切除其中一條時， 這種過電壓將較小。(4) 在斷路器外側(cè)是否接有電磁式電壓互感器等設備：它們的存在將使線路 上的剩余電荷有了附加的泄放路徑，因而能降低這種過電壓。2、對于切斷空載線路過電壓的電壓說，可以采取那些降壓措施？(1)米用不重燃斷路器(2)加裝并聯(lián)分閘電阻(3)利用避雷器來保護在線路首端和末端安裝ZnO或磁吹避雷器3、什么是空載線路合閘過電壓的定義？空載線的合閘可分為正常合閘和自動重合閘。這時岀現(xiàn)的操作過電壓稱為合空線過電壓或合閘過電壓，重合閘過電壓是過電壓中最嚴重的一種。4、對于空載線路合閘過電壓來說，有那些影響因素？(1) 合閘相位：是隨機量，遵循統(tǒng)計規(guī)律。(2) 線路損耗：主要來源：線路及電源的電阻；當過電壓超過導線的電 暈起始電壓后，導線上出現(xiàn)電暈損耗。（3）線路殘余電壓的變化5、合閘過電壓的限制、降低措施主要有哪些？（ 1） 裝設并聯(lián)合閘電阻（ 2）