高電壓技術期末考試備考題

第一章1.氣體中帶電質(zhì)點產(chǎn)生的形式有：1，氣體分子本身產(chǎn)生電離。2，氣體中的固體和液體表面電離。消失的形式有：1，帶電質(zhì)點受電場力的作用流入電極并中和電量。2，帶電質(zhì)點的擴散和復合。2.電介質(zhì)的極化、電導、能量損耗的概念答：電介質(zhì)的極化是電介質(zhì)在電場作用下，其束縛電荷相應于電場方向產(chǎn)生彈性位移現(xiàn)象和偶極子的取向子位移極化、離子位移極化和空間電荷，極向位移極化。電導：由電離出來的自由電子、正離子、負離子在電場作用下移動造成的。損耗：通常均采用介質(zhì)損耗角正切tgδ來表征介質(zhì)中比的損耗大小。JtanrJ為介質(zhì)中總有功電流密度與總無功電流密度之比?？倱p耗功率：ctanVUwctan2PpVEw2第二章3.1.流注理論認為電子撞擊電離和空間光電0.26cm離是自持放電的主要因素，并充分注意到了空間電荷的畸變作用2.湯森德：S時，均勻電Scm場或稍不均勻電場，電子崩經(jīng)過整個氣隙產(chǎn)生的電離總數(shù)尚不足以發(fā)展成流注。流注：適用于不均與電場，氣隙中能發(fā)展成流注，氣隙放電過程按流注理論進行。4.帕型定律：在均勻電場中擊穿電壓與氣體相對密度，極間距離并不具有單獨的函數(shù)關系，而是僅與SBSUbASln1ln1UrS它們的積有函數(shù)關系，只要乘積不變，也就不變。b5．電暈放電概念，物理過程與效應答;光，電暈放電是既不均電場所特有的自持放電形式。過程：隨著電壓升高：有規(guī)律的重復電流脈沖電流脈效應12電風（3無線電干擾4）化學反應5）噪聲6）能量損耗6.長氣隙與短氣隙放電過程的異同答：長氣隙：1、正先導過程、負先導過程3、迎面先導過程4、主放電過程7:沿面放電發(fā)展到貫穿兩級，使整個氣息沿面擊穿.滑閃放電：電壓升高到超過某臨界值時，放電的性質(zhì)發(fā)生變化，其中某些細線的長度迅速增加，并轉(zhuǎn)為較為明亮的淺紫色的樹枝狀火花，這種樹枝火花具有較強的不穩(wěn)定性，不斷地改變放電通道的路徑，并伴有輕微的爆炸聲。ttt8.氣隙擊穿時間的組成。1.升壓時間02.統(tǒng)計時延3.放電發(fā)展時間sf9.伏秒特性概念及作用。答：氣隙在該電壓波形下的伏秒特性：對于某一定的電壓波形，必須用電壓峰值和延續(xù)時間兩者來共同表S1S2S2位于S1都將是S2先被擊穿，即S2可靠地保護了S1，使S1不被擊穿。10.提高氣隙擊穿電壓的方法及原理.：1,就能夠提高氣隙的擊穿電壓和預放電電壓。2,采用高度真空，能削弱氣隙中的撞擊電離過程，也能夠提高氣隙的擊穿電壓3,增高氣壓，增加氣體的壓強可以減少電子的平均自由程，阻礙撞擊電離的發(fā)展，從而提高了氣隙的擊穿電壓采用高耐電強度的氣體，如SF6，Ccl2f2等，來提高氣隙的擊穿電壓11.SF61,SF6氣體的物理化學性能，穩(wěn)定性非常高2SF61）電離和離解特性（2SF6氣體絕緣只適用于均勻電場和稍不均勻電場。（3SF6氣體絕緣結(jié)構(gòu)的絕緣水平是由負極性電壓決定的（4）時間特性，減少有效電子出現(xiàn)的概率，使平均統(tǒng)計時延及其分散性增大（5）壓力特性。SF6氣體的運行和維護：防止和消除污染，保持氣體的純度，防止SF6SF氣體液化。使用61.具有較高的耐壓強度2.具有很強的滅弧能力3.是無色、無味、無嗅、無毒、不燃的惰性氣體4.SF6的穩(wěn)定性很高，在500K溫度的持續(xù)作用下，它不會分解，也不會與其他材料發(fā)SF生化學反應5.對金屬和其他絕緣材料沒有腐蝕作用6.在中等壓力下，6可以被液化，便于儲存和運輸。12.1.電場狀況和電壓波形的影響，均勻電場：無論電壓波形如何，閃絡電2.1）2）不均勻氣隙中影響顯著，但是有最大值3.2沿面閃絡電壓隨雨良的增大而降低，但是也有飽和趨勢，當雨量增大到4mm/min后，閃絡電壓基本穩(wěn)定。13提高影響氣隙沿面閃絡電壓的因素：1,屏蔽和屏障2,加電容極板3,消除窄氣隙4,絕緣表面處理5,改變局部絕緣體的表面電阻率6,強制固定絕緣沿面各點的點位7,附加金具8,阻抗調(diào)節(jié)。14.附加金具作用，以及考慮的問題。答：作用:可以簡單而有效的調(diào)整結(jié)點附近的電場，改善結(jié)點附近氣隙放電和沿面放電的性能，懸式（或棒式）絕緣子鏈端保護金具的作用主要是改善沿鏈的電壓分布和防止絕緣子和鏈端金具上的電暈，有時在絕緣子鏈的接地端也裝有保護金具，起引離電弧的作用。第四章15.固體電介質(zhì)的老化的原因和種類答：1.固體介質(zhì)的環(huán)境老化，大氣老化包括（光氧老化、臭氧老化、煙霧酸堿老化）等污染性化學老化以2.某些物理化學變化(例如電解、電離、氧化等)，形成新的物質(zhì)，逐漸使介質(zhì)的物理、化學性能發(fā)生不可逆.3.氧化裂解、交聯(lián)、以及低分子揮發(fā)物的逸出.16局部放電對固體介質(zhì)的影響17.液體電解質(zhì)的老化機理形成飽和的化合物，這段時期稱為A期此后油再吸收氧氣，就生成穩(wěn)定的油的氧化物和低分子量的有機酸這段時期稱為B期此后油再進進一步氧化，油中酸性產(chǎn)物的濃度達一定程度時，便產(chǎn)生加聚和縮聚作用，生成中性的高分子樹脂質(zhì)及瀝青質(zhì)，使油呈混濁的膠凝狀態(tài)，最后成為固體的油泥沉淀。在此加聚和綿聚過程中，同時析出水分，這段時期稱為C期。象：1）色逐漸深暗，從淡黃色變?yōu)樽睾稚?，從透明變?yōu)榛?)3)4)絕緣性能變壞，表現(xiàn)在電阻率下降，介質(zhì)損耗角增大，擊穿電壓降低5出現(xiàn)沉淀物。18.絕緣電阻吸收比，極化指數(shù)答：令t=15s和t=60s瞬間的兩個電流值I15和I60所對應的絕緣電阻分別為R15和R60則比值KR/RKR/R6015t=10min和t=1min時的絕緣電阻值101，如絕緣良好，則比值不小于某一定值（1.5-2.0）19.測量絕緣電阻和測量泄露電流的主要區(qū)別：1，泄漏電流和絕緣電阻的測量原理一致。2，加在試品上4，兆歐表刻度的非線性度很強，尤其是在接近高量程段，刻度甚密，難以精確分辨。微安表的刻度則基本上是現(xiàn)行的。能夠精確讀取。20西林電橋基本原理及接線1CRNG*C104tan4pitan100*pi*C4x1wCR2xx3x，x第六章21工頻高壓變頻實驗特點答：1)一般都是單相的；需要三相時，常將3個單相變壓器接成三相應用。(2)絕緣裕度很小，平時工作電壓一般不允許超過其額定電壓。(3)通常均為間歇工作方式，無須冷卻系統(tǒng)。對應于不同的運行時間有不同的允許電壓和電流值。(4)、一、二次繞組的電壓變化高，其高壓繞組由于電壓高，需要較厚的絕緣層和較寬的油間隙，兩繞組間的絕緣間距較大，故其漏抗較大。、要求有較好的輸出電壓波形，為此應采用優(yōu)質(zhì)的鐵心和較低的磁通密度。(6)、為了減少對局部放電試驗的干擾，要求試驗變壓器自身的局部放電電壓應足夠高22.工頻高壓測量方法。答：2、靜電電壓表：測量有效值33、分壓器配用低壓儀表4、高壓電容器配用整流裝置1.工頻過電壓產(chǎn)生的原因:1.由于長線路電容效應及電網(wǎng)運行方式的突然改變引起工頻過電壓,特點是持續(xù)時間長,過電壓倍數(shù)不高,對設備絕緣威脅不大,2.不對稱短路引起的工頻過電壓,在單相或兩相不對稱短路時,3.突然甩負荷引起的工頻電壓升高。限制工頻過電壓的措施有:1.并聯(lián)高壓電抗器補償空載線路的電容效應。2.靜止無功補償器補償空載線路電容效應。3.4.發(fā)電機配置性能良好的勵磁調(diào)節(jié)器或調(diào)壓裝置,使發(fā)電機甩負荷時抑制容性電流對發(fā)電機助磁電樞反應。防止過電壓的產(chǎn)生和發(fā)展。5.發(fā)電機配置反應靈敏的調(diào)速系統(tǒng),甩負荷時限制發(fā)電機轉(zhuǎn)速的上升造成的工頻過電壓.七輸電線路和繞組中的波過程輸電線路的波阻抗1、波阻抗與集中參數(shù)電阻有什么不同？答：波阻抗是表示參數(shù)線路（或繞組）的參數(shù)，阻抗表示集中參數(shù)電路（或元件）的參數(shù)；波阻抗表示具有同一方向的電壓波與電流波大小的比值，阻抗則等于此阻抗上電壓與電流之比；電磁波通過波阻抗時，能量以電磁形式存儲在周圍介質(zhì)中，而不是被消耗，而當R不為0時阻抗消耗能量；波阻抗的數(shù)值只與導線單位長度的電感L和電容C有關，與導線長度無關，而阻抗與00導線長度有關。另外，同樣的一條線路在討論雷電或操作過電壓作用下要用分布參數(shù)的波阻抗來表征，而討論工頻穩(wěn)態(tài)電壓作用下則用集中參數(shù)電路（如∏型）的阻抗來表征。2沖擊電暈對波過程有什么影響？為什么？答：由于沖擊電暈使周圍空氣游離，好像增大了導線的半徑，將增大導線單位長度的對地電容C0，所以當考慮沖擊電暈時，波速將減慢（約為光速的0.753、行波傳到線路開路的末端時，末端電壓如何變化？為什么？答：行波傳到線路開路的末端時，即電壓波為全反射，使末端的電壓升高為入射電壓的2倍，這是很危險的。從能量的角度解釋，由于末端開路時，末端電流為零，入射波的全部能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡妶瞿芰康木壒省?、行波傳到線路末端對地接有匹配電阻時，末端電壓如何變化？為什么？答：線路末端接電阻R，且R=Z時，反射電壓為零，折射電壓等于入射電壓。表明波到線路末端不發(fā)生反1射，行波傳到末端時全部能量都消耗在電阻R上了，這種情況稱為阻抗匹配。在進行高壓測量時，在電纜末端接一匹配電阻，其值等于電纜波阻抗，就可以消除波傳到電纜末端時的折、反射情況，從而正確的測量到來波的波形和幅值。5有一次折、反射過程的前提條件下，利用波方程推導出來的，所以在使用彼德遜法時，要滿足以下兩個條12）波在該節(jié)點只有一次折、反射過程。6所以一般采用并聯(lián)電容、而不是串聯(lián)電感的方法來降低來波陡度。變壓器繞組中的波過程1繞組中的起始電壓分布與哪些因素有關？x點的電壓u電容，匝間電容，繞組長度l等因素有關。2K0的阻流作用，流過電感的電流可忽略。所有從繞組首端的匝間電容的看進去的總電容鏈，因為電容鏈dx震蕩元件數(shù)目是無窮的，所以，行波剛傳到變壓器繞組時，可以用入口電容來等效。3什么是變壓器的內(nèi)保護？答：所謂變壓器的內(nèi)保護即是在變壓器繞組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)上采取保護措施，減少暫態(tài)震蕩。其關鍵是改善變壓器繞組的起始電壓分布，使繞組的始態(tài)電位分布盡量接近穩(wěn)態(tài)電位分布，從而降低繞組對地過電壓和最大電位梯度。41）在繞組首端部位加一些電容環(huán)和電容2）使用糾結(jié)式繞組變壓器代替連續(xù)式繞組變壓器。5組是嵌放在各個槽內(nèi)，匝間電容很小，近似計算時可以忽略縱向電容，所以電機繞組的等值電路就與長線路一樣僅由對地電容和繞組電位電感組成。因此，電機繞組可以用波阻抗和波速來表征繞組內(nèi)波過程的參數(shù)。1.簡述波傳播過程的反射和折射。當波沿傳輸線路傳播，遇到線路參數(shù)發(fā)生突變，即有波阻抗發(fā)生突變的節(jié)點時，會在波阻抗發(fā)生突變的節(jié)點上產(chǎn)生折射與反射。2.1）波阻抗表示同一方向的電壓波與電流波的比值，電磁波通過波阻抗為Z2）若導線上3Z的數(shù)值只取決4）為了區(qū)別不同方向的流動波，波阻抗有正、負號3.彼得遜法則的內(nèi)容、應用和需注意的地方。在計算線路中一點的電壓時，可以將分布電路等值為集中參數(shù)電路：線路的波阻抗用數(shù)值相等的電阻來代替，把入射波的2倍作為等值電壓源。這就是計算節(jié)點電壓的等值電路法則，也稱彼得遜法則。利用這一法則，可以把分布參數(shù)電路中波過程的許多問題簡化成一些集中參數(shù)電路的暫態(tài)計算。但必須注意，如果Z1,Z2是有限長度線路的波阻抗，則上述等值電路只適用于在Z1，Z2端部的反射波尚未回到節(jié)點以前的時間內(nèi)。八雷電放電及防雷保護裝置、電力系統(tǒng)防雷保護1.雷電對地放電過程分為幾個階段？答：1、先導放電：放電不連續(xù)，放電分級先導，持續(xù)時間為0.005～s0.01S，雷電流很小2、主放電：時間極短，50～100，電流極大，電荷高速運動。3、余光放電：電流s不大，電流持續(xù)時間較長，約0.03～0.05。1、什么是雷電參數(shù)？1、雷電放電的等值電路。2、雷電流波形。3、雷暴日與雷暴小時：雷暴日是一年中4、地面落雷密度和輸電線路落雷總次數(shù)：地面落雷密度是指每一雷暴日每平方千米地面遭受雷擊的次數(shù)，以表示。與雷暴日數(shù)有關，如下：0.023T0.3d1.防雷的基本措施有哪些？稱為侵入波保護；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，達到降低雷電沖擊電壓幅值的目的。2.電容器在直配電機防雷保護中的主要作用是什么?用是限制侵入波陡度，和降低感應雷過電壓。3.感應過電壓是怎么產(chǎn)生的？請介紹簡單的計算公式。對地放電過程中，放電通道周圍的空間電磁場將發(fā)生急劇變化。因而當雷擊輸電線附近的地面時，雖未直擊導線，由于雷電過程引起周圍電磁場的突變，也會在導線上感應出一個高電壓來，這就是感應過電壓，它包含靜電感應和電磁感應兩個分量，一般以靜電感應分量為主。設地面雷擊點距輸電線路正下方的水平距離為S，一般當S超過65m時，規(guī)程規(guī)定，導線上感應過電壓的幅值可按下式計算：U25Ih/SkV，其中，I為雷電流幅值，單位為；S為地面雷擊點距線路的水平距離，單位為；h為導線平均對地高度，單位為。4.簡述避雷針的保護原理和單根保護范圍的計算。避雷針的保護原理是當雷云放電時使地面電場畸變，在避雷針的頂端形成局部場強集中的空間，以影響雷閃先導放電的發(fā)展方向，使雷閃對避雷針放電，再經(jīng)過接地裝置將雷電流引入大地，從而使被保護物體免遭雷擊。避雷針的保護范圍使指被保護物體再此空間范圍內(nèi)不致遭受直接雷擊。對于單根避雷針的保護范圍，有計算公式：r(hh)php,hh/2xxaxrh2h)p,hh/2h,h,h,r,p式中，的單位均為p是避雷針的高度影xxxaxhm時，p＝1；mhm5.5/hhmp響系數(shù)，時，；時按照120m計算。九輸電線路防雷1、感應過電壓的大小與哪些因素有關？IhU25答：雷擊輸電線路附近對面:導線上感應雷過電壓幅值sc（S>25時）ichghu/kuku對于有避雷線的線路;雷直擊與桿塔或線路附:一般的線路ic0i0ichghuahk)ahk)ahu/對于有避雷線的線路。ccic?00iccc2、為什么導線上方架設有避雷線時導線上的感應雷過電壓會降低？答：對于有避雷線的線路，因為避雷線位于導線上方，當雷擊在有避雷線的導線附近大地時，在避雷線的屏蔽作用下，導線上的感應電荷會減少，致使導線上的感應雷過電壓會降低。kU1k）ah。所以，實際作用，導線將具有電位；導線上還有極性與雷電流相反的感應過電壓c用于絕緣子串的電壓UjLtIhUU[kUahk)])Uahk)[I(R)]c2.62.6jtoptopctopci4、線路上架設的避雷線有什么作用？答：避雷線可以使導線避免遭受直擊雷，同時，利用避雷器的分流作用，可以減少流經(jīng)桿塔的雷電流；利用避雷線的耦合作用，可以降低絕緣子串上的電位；利用避雷線的屏蔽作用，可以降低導線上的感應過電壓；可見線路上架設的避雷線是提高線路耐雷水平的主要措施。5、35Kv及以下線路為什么不沿線架設避雷線？答：35Kv及以下線路，因其絕緣強度相對較弱，裝設避雷線提高線路的可靠性的效果不大，一般不需全線架設避雷線，只在進變電站的進線段加裝避雷器，減少反擊和繞擊的概率。6、試述提高線路耐雷水平的措施。答：架設避雷線；降低桿塔接地電阻；架設耦合地線；采用不平衡絕緣方式；裝設自動重合閘；采用消弧線圈接地方式；裝設避雷器；加強絕緣。十發(fā)電廠和變電站的防雷保護1、在什么情況下可裝設構(gòu)架避雷針？答：避雷針有獨立和構(gòu)架之分。直接設立在構(gòu)架上，利用變電站的接m地網(wǎng)接地的避雷針稱為構(gòu)架避雷針。110KV時可裝設構(gòu)架避雷針。2、安裝避雷針時要注意哪些問題1）110KV及以上變電站，由于其絕緣較mm強，不易反擊，在時可裝設構(gòu)架避雷針，但在土壤電阻率時的地區(qū)，2）獨立避雷針距道路3m以上，否則應鋪碎石或瀝青路面（厚5—3）嚴禁架空照明線、電話線、廣播線及天線裝在4）發(fā)電廠主廠房上一般不裝設避雷針，以免發(fā)生感應或反擊，使繼電保護誤動作5）列車電站的電氣設備裝在金屬車廂內(nèi)，受到車廂一定程度的屏蔽作用，但因發(fā)電機40雷暴日6）照明燈，機力通風冷卻塔上電動機的電源線和煙筒下引風機的電源線的合理處理。3、什么是進線段？什么是進線段保護？答：靠近變電站1---2Km的一段進線即為進線段?？拷冸娬?---2Km的一段進線的防雷保護，即進線段保護。4的電流；其二是降低最終進入變電站雷電侵入波的波頭陡度。5、變壓器距避雷器的最大允許電氣距離與哪些因素有關？UUUU答：避雷器與變電站之間的最大允許距離l，因此可見避雷器與變電站之間j5j5a2a'm2va的最大允許距離與來波陡度a(a=)和變壓器的沖擊耐壓強度U與避雷器的殘壓U有關。／／vj56－220KV－220KV中性點直接接地系統(tǒng)中，為了限制單相接地電流和滿足繼電保護的需要，一部分變壓器的中性點是不接地的，但中性點是不接地的分級變壓器，應在中性點裝設變壓器中