湖南大學(xué)高電壓絕緣期末考試試卷與答案

1、考試中心填寫:湖南夫?qū)W課程名稱:課湖南大學(xué)課程考試試卷I題號(hào)-d一二三四五六七八九十總分弋應(yīng)得分1015303015100名實(shí)得分評(píng)分：評(píng)卷人高電壓絕緣技術(shù);課程編碼：；試卷編號(hào)：；考試時(shí)間：120分鐘?1 2?鎏訂線1題目不得超過(guò)此線選擇題（每題1分，共計(jì)10分）湖南大學(xué)塔處考試中心流注理論未考慮（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)電暈放電是一種（D ）。A.滑閃放電B.非自持放電C沿面放電D.自持放電沿面放電電壓與同樣距離下的純空氣間隙的放電電壓相比總是（B ）A.高B.低C.相等D.不確定下列電氣設(shè)備中容易產(chǎn)生滑閃放電的是（ B ）。A.針式絕緣子B.瓷套管C

2、.懸式絕緣子D.支柱絕緣子以下哪個(gè)不是發(fā)生污閃最危險(xiǎn)的氣象條件 （C ）A .大霧B.毛毛雨C.大雨D.凝露SF6氣體具有較高絕緣強(qiáng)度的主要原因之一是（D ）A.無(wú)色無(wú)味性B.不燃性C無(wú)腐蝕性D.電負(fù)性下列不同類型的過(guò)電壓中，不屬于內(nèi)過(guò)電壓的是（ D ）A.工頻過(guò)電壓B.操作過(guò)電壓C.暫時(shí)過(guò)電壓D.大氣過(guò)電壓8 .液體絕緣結(jié)構(gòu)中，電極表面加覆蓋層的主要作用是（D ）A.分擔(dān)電壓C.防潮9 .極化時(shí)間最短的是（AA.電子式極化C偶極子極化10 .下列不屬于破壞性試驗(yàn)的是A.介質(zhì)損耗角正切測(cè)MC.交流耐壓試驗(yàn)B.宜流耐壓試驗(yàn)D.沖擊耐壓試驗(yàn)二、填空題（每空1分，共計(jì)15分）1 .氣體放電中帶電質(zhì)點(diǎn)

3、的消失方式主要有：（擴(kuò)散）和（復(fù)合 ）2 .不均勻電場(chǎng)中，放電產(chǎn)生的空間電荷對(duì)原電場(chǎng)形成畸變，同一間隙在不同電壓極性下的電暈起始電壓不同，擊穿電壓也不同，這種現(xiàn)象稱為放電的（極性效應(yīng)）3 .氣體間隙擊穿，不僅需要外施電壓高于臨界擊穿電壓，還需電壓維持一定時(shí)間。從施加臨界電壓開始至間隙擊穿所需時(shí)間稱為（放電時(shí)延）4 .電力系統(tǒng)內(nèi)部過(guò)電壓分為暫時(shí)過(guò)電壓和（ 操作過(guò)電壓）5 .標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊電壓波形中波前時(shí)間和半波峰值時(shí)間分別為（ 仙和（50 ）6 .描述電介質(zhì)電氣特性的四個(gè)基本參數(shù)是：電導(dǎo)率、擊穿場(chǎng)強(qiáng)、（介損正切角）B.改善電場(chǎng)D.阻止小橋形成）B.離子式極化D.空間電荷極化（A ）（介電常數(shù)）7

4、.隨電壓作用時(shí)間的不同，固體電介質(zhì)的擊穿有三種形式，即電擊穿、（熱擊穿）、（電化學(xué)擊穿）8 .電氣設(shè)備絕緣缺陷可以分為兩大類：（集中性缺陷）、（分布性缺陷）9 .電氣設(shè)備的預(yù)防性試驗(yàn)方法可分為兩大類：（破壞性試驗(yàn)）、（非破壞性試驗(yàn)）三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共計(jì)30分）rr I i11 .說(shuō)明為什么加裝均壓環(huán)后絕緣子柱電壓分布可以得到改善。并在答題紙上分別近似作出兩種情況下電壓的實(shí)際分布曲線n m Hrlb IBi r - rr 七L丁t電樂(lè)分布丁實(shí)際分布 /,理念分布電年分布/實(shí)際分在 久理念分布（6分）電壓分布有均壓電壓分布a）無(wú)均壓環(huán)答：絕緣子的金屬部分與接地鐵塔或帶電導(dǎo)體間有電容存在，使得

5、絕緣子的電壓分布不均勻同時(shí)存在對(duì)地電容和雜散電容。而對(duì)地電容的影響比雜散電容大，故絕緣子串中靠近導(dǎo)線的絕緣子電壓降最大，距離導(dǎo)線越遠(yuǎn)的絕緣子電壓降逐漸減小；靠近鐵塔橫擔(dān)時(shí)，雜散電容作用明顯，電壓降又有所升高，即絕緣子串長(zhǎng)度越長(zhǎng)，串聯(lián)片數(shù)越多的，電壓分布越不均勻。采用均壓環(huán)增加了絕緣子對(duì)導(dǎo)線的電容，可以改善電壓分布。（3分）。兩種情況下的電壓實(shí)際分布曲線如下所示（3分）。2.什么是伏秒特性若選用避雷器S1保護(hù)變壓器S2,為達(dá)到良好的絕緣配合，請(qǐng)畫出這兩種設(shè)備的伏秒特性曲線示意圖（6分）答：（1）伏秒特性是指在同一沖擊電壓波形下，擊穿電壓值與放電時(shí)延（或電壓作用時(shí)間）有關(guān)的特性（3分）。S為避雷器

6、、&為被保護(hù)變壓器（3分）3.提高氣體間隙擊穿電壓的措施主要有哪些（6分）答：主要措施有以下六種:（1）改進(jìn)電極形狀以改善電場(chǎng)分布；（2）利用空間電荷畸變電場(chǎng)的作用；（3）極不均勻電場(chǎng)中利用屏蔽的作用；（4）采用高氣壓；（5）采用高電氣強(qiáng)度的氣體；（6）采用高真空的環(huán)境（每項(xiàng)1分）。|4,簡(jiǎn)述絕緣子的種類，各種絕緣子的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合（6分）答：絕緣子是用作帶電體和接地體之間的絕緣和固定連接。按材料分：瓷絕緣子、玻璃絕緣子、復(fù)合絕緣子；按結(jié)構(gòu)分：懸式絕緣子、柱式絕緣子、套管絕緣子、針式絕緣子、瓷橫擔(dān)絕緣子等。（3分）瓷絕緣子：工藝簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、使用壽命長(zhǎng)，但是易積污，容易出現(xiàn)零值。玻璃絕緣子

7、：機(jī)械強(qiáng)度高，生產(chǎn)工藝成熟、價(jià)格較低、零值自爆。不適宜在城市等地方使用。復(fù)合絕緣子：憎水性強(qiáng)、防污性能好、機(jī)械強(qiáng)度高、重量輕、無(wú)需檢零。但是易老化，壽命較短。（3分）5,簡(jiǎn)述絕緣配合的原則和基本方法（6分）答：絕緣配合原則（3分）：絕緣配合就是根據(jù)設(shè)備在系統(tǒng)中可能承受的各種電壓，并考慮限壓裝置的特性和設(shè)備的絕緣特性來(lái)確定必要的耐受強(qiáng)度，以便把作用于設(shè)備上的各種電壓所引起的絕緣損壞和影響連續(xù)運(yùn)行的概率，降低到在經(jīng)濟(jì)和運(yùn)行上能接受的水平。絕緣配合要求在技術(shù)上處理好各種電壓、各種限制措施和設(shè)備承受能力之間的配合關(guān)系，以及經(jīng)濟(jì)上協(xié)調(diào)設(shè)備投資費(fèi)、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)和事故損失費(fèi)三者之間的關(guān)系。絕緣配合的基本方法（

8、3分）：（1）慣用法；（2）統(tǒng)計(jì)法；（3）簡(jiǎn)化統(tǒng)計(jì)法。直流情況下（5分）：四、計(jì)算題（每題10分，共計(jì)30分）1 .平行平板電容器電極間有兩種介質(zhì)，界面和電極平行。其中固體介質(zhì)厚5mm,r4,絕緣電阻率p=1t6Q?cm液體介質(zhì)厚3mm,r2,p=5*105Q?cm問(wèn)極問(wèn)施加工頻電壓（有效值）10kV和宜流電壓10kV時(shí)介質(zhì)中場(chǎng)強(qiáng)分別為多大（10分）答：交流情況下（5分）：&U-9.1X10sV/m=1.818X10V/m2II-,國(guó)-1_538X106V/mEl?I+E之心島-一.-0-769X106V/mEl2 .處于清潔區(qū)（0區(qū)、入=139）的莫110kV線路采用XP-10型懸式絕緣子（

9、幾何爬電距離Lo=29crr），試按照架空輸電線路絕緣配合中工作電壓要求計(jì)算應(yīng)有的絕緣子片數(shù)。（10分）答：n2f=527I所以絕緣子片數(shù)為6片（寫出公式：8分，答案正確：10分）3 .設(shè)平行平板電極間為真空時(shí)電容為0.2pE現(xiàn)放入相對(duì)介電常數(shù)2.2的固體電介質(zhì)，加上工頻10kV電壓后，實(shí)驗(yàn)測(cè)得其介質(zhì)損耗有450W試計(jì)算放入平板電極間固體電介質(zhì)的損耗角正切值tano（10分）44 uF解:（2分）分）tan8=0.03257（8分）緣油中?？扇〕鲈撟儔浩鞯挠蜆?，采用氣相色譜法檢查油樣內(nèi)所含氣體的組成和含進(jìn)而判斷變壓器內(nèi)部的絕緣缺陷（4分）。五、綜合題（15分）（4）局部放電測(cè)試：變壓器運(yùn)行時(shí)，

10、若發(fā)生絕緣缺陷，在工作電壓的作用下，將產(chǎn)生局變壓器是電力系統(tǒng)最主要的供電設(shè)備,其可靠運(yùn)行程度宜接關(guān)系到電電網(wǎng)的安全部放電，并伴隨電、光、噪聲、化學(xué)現(xiàn)象。針對(duì)該變壓器，可采用平衡檢測(cè)回路測(cè)M局1320放電視在放電M和放電能檢測(cè)變壓器內(nèi)部的絕緣狀況，或采用超聲波探測(cè)法，診斷變壓器是否存在絕緣缺陷。局部放電的模型如下圖所示（4分）。11II圖1西林電橋原理圖進(jìn)行變壓器絕緣診斷年6月，雷雨天氣，莫樞紐變電站500kV油浸式變壓器由于絕緣缺陷，出現(xiàn)故障停電。請(qǐng)結(jié)合電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗(yàn)方法，設(shè)計(jì)相關(guān)的試驗(yàn)，對(duì)該變壓器進(jìn)行診斷分析。答：可采用多種電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)對(duì)該變壓器進(jìn)行綜合診斷分析：（1）采用兆歐表，測(cè)M變壓器的絕緣電阻和吸收比。若絕緣不良或受潮時(shí)，絕緣電阻值較低，吸收過(guò)程較快；若絕緣良好，絕緣電阻值較高，吸收過(guò)程現(xiàn)對(duì)較慢（2分）。（2）為判斷該變壓器是否出現(xiàn)受潮，穿透性導(dǎo)電通道，絕緣臟污或劣化等缺陷，可采用西林電橋法，測(cè)