高電壓技術(shù)(高起專)學(xué)習(xí)指南

高電壓技術(shù)〔高起專〕-學(xué)習(xí)指南一、填空題電介質(zhì)極化的根本形式有 、 。影響液體介質(zhì)電導(dǎo)的主要因素有 、 、 。工程實(shí)際中常用棒-板或 極不均勻電場(chǎng)下的擊穿特性。固體電介質(zhì)的擊穿形式有 。雷電過電壓分為 和 。要避開切空線過電壓，最根本的措施就是要 。工頻耐受電壓，通常是通過比較 和 頻耐受電壓來確定的。電氣設(shè)備絕緣的老化主要有 、 和 。FCD型避雷器適用于對(duì) 的保護(hù)。湯遜理論認(rèn)為， 和 放電的主要因素。電介質(zhì)的電導(dǎo)是 電導(dǎo)，金屬的電導(dǎo)是 電導(dǎo)。氣體放電的主要形式有 、 、 、 。影響固體介質(zhì)擊穿電壓的主要因素有 、 、 、 、 。絕緣的缺陷分為 缺陷和 缺陷兩類。用靜電電壓表測(cè)量工頻電壓時(shí)，測(cè)出的是電壓的 。避雷針由 、 、 三局部組成。輸電線路防雷性能的優(yōu)劣，工程上主要用 和 兩個(gè)指標(biāo)來衡量。發(fā)電廠和變電所的直擊雷過電壓保護(hù)可采用 或 。絕緣協(xié)作的最終目的是 ，常用的方法有 、 和 。二、選擇題1．以下電介質(zhì)中屬于離子構(gòu)造的是〔 。A．纖維 B．云母 C．空氣 器油2．電暈放電是一種〔 。A．自持放電 B．非自持放電 C．電弧放電 D．沿面放電沖擊系數(shù)是〔〕放電電壓與靜態(tài)放電電壓之比。A．25% B．50% C．75% D．100%絕緣電阻的測(cè)量可以覺察〔 。介質(zhì)內(nèi)含氣泡 B．介質(zhì)局部磨損 C．介質(zhì)分布不均勻 D．介質(zhì)已經(jīng)受潮彼得遜等值電路可用來計(jì)算〔 。一次折射電壓 B．一次反射電壓 C．屢次折射電壓D．屢次反射電壓6．閥式避雷器的保護(hù)比是指殘壓與〔 〕電壓之比。A．滅弧 B．額定 C．沖擊電壓 D．工頻放電7．假設(shè)導(dǎo)線上方架有避雷線，則導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓〔 。A．降低 B．上升 C．不變 D．為零8．在電力系統(tǒng)中發(fā)生鐵磁諧振時(shí)，諧振回路中電感參數(shù)是〔 A．時(shí)變 B．線性 C．受控 D．非線性9．流注理論比湯遜理論多考慮了〔 。A．碰撞游離 B．外表游離 C．熱游離 D．電荷畸變電場(chǎng)10．切除空載變壓器消滅過電壓的主要緣由是〔 。A．電弧重燃 B．截流現(xiàn)象 C．電容效應(yīng) D．中性點(diǎn)不接地三、推斷題〔〕掩蓋層可以提高液體介質(zhì)的擊穿電壓是由于改善了電場(chǎng)分布〔 〕隨著溫度的上升，電介質(zhì)的絕緣電阻增大〔 〕帶并聯(lián)電阻的斷路器可以限制切除空載線路引起的過電壓〔 〕當(dāng)空氣濕度較大時(shí)，絕緣子的沿面閃絡(luò)電壓隨濕度的增大而提高〔 〕四、簡(jiǎn)答題U50%卻降低很小，為什么？試述輸電線路的主要防雷措施。壓？元件的作用?！睸6具有高電氣強(qiáng)度的緣由是什么？什么是固體介質(zhì)的累積效應(yīng)？對(duì)直配電機(jī)的防雷保護(hù)可實(shí)行哪些措施？什么叫吸取比？絕緣枯燥時(shí)和受潮后的吸取現(xiàn)象有何特點(diǎn)？防止絕緣子污閃有哪些措施？比可以推斷電氣設(shè)備的絕緣是否受潮？工頻高電壓主要有哪幾種測(cè)量方法？電容器在直配電機(jī)防雷保護(hù)中的主要作用是什么？某10kV發(fā)電機(jī)直接與架空線路相連。有一幅值為100kV的無限長(zhǎng)直角波沿50Ω800Ω為3m，匝間絕緣允許承受的電壓為600V，繞組中波的傳播速度為6×107m/s，求為保護(hù)發(fā)電機(jī)繞組匝間絕緣所需串聯(lián)的電感數(shù)值。現(xiàn)有一油罐高出地面10m，直徑8m5m〔取整〕1Z1

=500Ω的架空輸電線路與波阻抗為Z

=50Ω的兩條電纜線路2共同連接在變電站的母線上，現(xiàn)有一幅值為U=1000kV的無限長(zhǎng)直角電壓波從架20空線路侵入變電站，試作彼得遜等值電路，并求母線上的電壓。0U0

=1000kV Z，201，20

=450Ω，Z

=30Ω〔1〕U

A點(diǎn)以0〔2〕ALU0

通過電L之后的折、反射電壓的穩(wěn)態(tài)值，并畫出波形。UU0Z1 A Z2某母線支柱絕緣子擬用于海拔4000m的高原地區(qū)的35kV變電站，問平原地區(qū)的制造廠在標(biāo)準(zhǔn)參考大氣條件下進(jìn)展1min工頻耐受電壓試驗(yàn)時(shí)，其試驗(yàn)電壓為多少千伏？〔注：35kV1min100kV〕參考答案—填空題電子式極化、離子式極化、偶極子式極化、空間電荷極化〔夾層式極化〕電場(chǎng)強(qiáng)度、溫度、雜質(zhì)棒—棒電擊穿、熱擊穿、電化學(xué)擊穿直擊雷過電壓、感應(yīng)雷過電壓提高斷路器的滅弧性能雷電沖擊耐受電壓、操作沖擊耐受電壓電老化、熱老化、綜合性的環(huán)境老化旋轉(zhuǎn)電機(jī)碰撞游離、外表游離離子性、電子性輝光放電、火花放電、電弧放電、電暈放電電壓作用時(shí)間、溫度、電場(chǎng)均勻度、累積效應(yīng)、受潮程度集中性〔局部性、分布性〔整體性〕有效值接閃器、引下線、接地體耐雷水平、雷擊跳閘率避雷針、避雷線確定設(shè)備的絕緣水平、慣用法、統(tǒng)計(jì)法、簡(jiǎn)化統(tǒng)計(jì)法二、選擇題1．D2．A3．B4．D5．A6．A7．A8．D9．D10．B三、推斷題1．×2．×3.×4．√5.×四、簡(jiǎn)答題時(shí)間極短，熱的作用來不及對(duì)擊穿過程造成影響，即雷電沖擊電壓作用下發(fā)生的是電擊穿，其U 降低很少。50%答：輸電線路的主要防雷措施有：架設(shè)避雷線；降低桿塔接地電阻；架設(shè)耦合地線；加強(qiáng)絕緣；裝設(shè)自動(dòng)重合閘；中性點(diǎn)承受消弧線圈接地方式；承受不平衡絕緣方式；承受排氣式避雷器。答：如下圖，切除空載長(zhǎng)線時(shí)，主觸頭Q首先斷開，而電阻R和關(guān)心觸頭Q并未開1 2斷，因此線路上的剩余電荷通過電阻R向電源釋放，主觸頭兩端的恢復(fù)電壓僅為R上的壓降，其值不高，故Q中不易發(fā)生電弧的重燃。經(jīng)過一段時(shí)間后再翻開關(guān)心觸頭Q，其上的1 2QR的阻尼作用，2也就不至于形成很高的過電壓。答：接線如下圖：F:電站型閥式避雷器或氧化鋅避雷器，其作用是限制沿線侵入的雷電波幅值。FE:排氣式避雷器，當(dāng)斷路器在雷季有可能開路運(yùn)行時(shí)裝設(shè)，用來保護(hù)開關(guān)的絕緣。避雷線：其作用一是利用導(dǎo)線的波阻抗限制流過母線避雷器的雷電流幅值；二是利用沖擊電暈降低入侵波的陡度。此外防止進(jìn)線段直接雷擊。答：由于鹵族元素具有很強(qiáng)的電負(fù)性，易吸附電子成為負(fù)離子，減弱游離過程；其次，游離力量。所以，含鹵族元素的氣體化合物具有較高的電氣強(qiáng)度。6．答：累積效應(yīng)：極不均勻電場(chǎng)中，當(dāng)作用在固體介質(zhì)上的電壓為幅值較低或沖擊電壓時(shí)下降，這種現(xiàn)象稱為累積效應(yīng)。答：避雷器保護(hù)在發(fā)電機(jī)出線母線上裝設(shè)一組FCD型磁吹避雷器或氧化鋅避雷器，其作用是限制侵入波幅值，保護(hù)電機(jī)主絕緣。電容器保護(hù)在發(fā)電機(jī)電壓母線上裝設(shè)一組并聯(lián)電容器限制侵入波陡度，以保護(hù)電機(jī)匝間絕緣及中性點(diǎn)絕緣，同時(shí)也可降低感應(yīng)過電壓。電纜段保護(hù)〔進(jìn)線段保護(hù)〕由電纜段和排氣式避雷器組成，利用排氣式避雷器動(dòng)作后電纜段中的趨膚效應(yīng)限制流過避雷器中的雷電流幅值。電抗器保護(hù)電抗器的作用是在雷電波入侵時(shí)抬高電纜首端沖擊電壓答：接線如下圖：AV：調(diào)壓器，用以調(diào)整電壓；T：試驗(yàn)變壓器，用以上升溝通電壓。R：保護(hù)電阻，用以限制被試品擊穿時(shí)的短路電流，保護(hù)試驗(yàn)變壓器和高壓硅堆。V1：高壓硅堆，用以整流；C：濾波電容，用以改善電壓波形，使整流電壓平穩(wěn)。答：吸取比是指絕緣電阻測(cè)量中，加壓6015秒時(shí)的絕緣電阻值之比。即k=R60”/R15”。一些設(shè)備〔如變壓器〕的絕緣為多層介質(zhì)，絕緣良好時(shí)存在明顯的吸取現(xiàn)象，絕緣電阻到達(dá)穩(wěn)態(tài)值所需的時(shí)間較長(zhǎng)〔即吸取現(xiàn)象進(jìn)展的較慢，穩(wěn)態(tài)電阻值也高，吸取比遠(yuǎn)大于1；當(dāng)〔即吸取現(xiàn)象進(jìn)展的較快穩(wěn)態(tài)電阻值也較低，吸取比近似等于1；答：防止絕緣子污閃的措施有：調(diào)整爬電比距〔加強(qiáng)絕緣〕定期或不定期的清掃涂憎水性涂料〔防塵涂料〕半導(dǎo)體釉絕緣子承受型合成絕緣子答：用兆歐表測(cè)量絕緣電阻時(shí)，L〔線路〕端子應(yīng)接在試品的導(dǎo)體端，E〔接地〕端子應(yīng)接在試品的另一導(dǎo)體端或接地端，G〔屏蔽〕端子接在屏蔽極上。一些設(shè)備〔如變壓器〕的絕緣為多層介質(zhì)，絕緣良好時(shí)存在明顯的吸取現(xiàn)象，絕緣電阻到達(dá)穩(wěn)態(tài)值所需的時(shí)間較長(zhǎng)〔即吸取現(xiàn)象進(jìn)展的較慢，穩(wěn)態(tài)電阻值也高，吸取比遠(yuǎn)大于1；當(dāng)絕緣受潮時(shí)，吸取現(xiàn)象不明顯，絕緣電阻到達(dá)穩(wěn)態(tài)值所需的時(shí)間短〔即吸取現(xiàn)象進(jìn)展的較快，穩(wěn)態(tài)電阻值也較低，吸取比近似等于1。所以測(cè)量絕緣電阻和吸取比可以推斷電氣設(shè)備的絕緣是否受潮。答：測(cè)量試驗(yàn)電壓的方法通常分為兩類：一是低壓側(cè)測(cè)量，二是高壓側(cè)測(cè)量。側(cè)測(cè)量又包括：①靜電電壓表測(cè)量；②電容分壓器配低壓儀表測(cè)量；③球間隙測(cè)量；④高壓電容器和整流裝置串聯(lián)測(cè)量；⑤電壓互感器測(cè)量。由于在低壓側(cè)測(cè)量由于電容效應(yīng)的影響，測(cè)量誤差很大，因此加在被試品上的工頻高電壓一般要求在被試品兩端直接進(jìn)展測(cè)量。13．答：降低入侵波陡度，保護(hù)匝間絕緣和中性點(diǎn)絕緣；且可以降低感應(yīng)過電壓。五計(jì)算題1、解：允許進(jìn)入發(fā)電機(jī)繞組中入侵波的空間最大陡度為：du2du2qdxmax

/m)3將其轉(zhuǎn)換為時(shí)間上的陡度，則有du 2qdt

max

dxdtdu2qdu2qdx

200610712109(V/s)當(dāng)用串聯(lián)電感保護(hù)時(shí)，所需電感值為L(zhǎng) 2Z

2800du22qdt1qu du22qdt1q

100103

13.3103(H)max13.3mH的電感可保護(hù)電機(jī)繞組的絕緣。2．解h=10m, d=8m, b=d/2=4m,D=8+5+5=18m, p=1x x由于bx

1.5(h0

h)x

1.5hbx b

41.51012.67(m)0由h hD0

1.5 1.5得hhD12.6718

15.24(m)0 7p 71所以，避雷針的最低高度為16m。解：依據(jù)彼得遜法則，可畫出等值電路Z1Z1U2I22UZ022其中回路電流I為22U

21000I 0 3.81(kA)2 Zz2 500501 2 2母線上的電壓幅值為Z 50U I 23.81

kA)2 2 2 2解：

z z

30450 420u1f

z2z1u

1000 1000875〔kV〕30450 4801q