高電壓技術(shù)網(wǎng)上作業(yè)題答案

./東北農(nóng)業(yè)大學網(wǎng)絡教育學院高電壓技術(shù)網(wǎng)上作業(yè)題參考答案作業(yè)一參考答案一．判斷題1．對極不均勻電場氣隙,濕度越小則擊穿電壓越低。〔對2．均勻電場氣隙,濕度越小則擊穿電壓越高?！插e3．在交流電壓的作用下,棒板電極的擊穿電壓低于棒棒電極的擊穿電壓?！矊?．如果避雷器與被保護設(shè)備之間的線路在避雷針的保護之,由于電壓行波在傳播的過程中有衰減,所以這個距離越大越好?！插e5.對棒正板負電極,加極間障是提高擊穿電壓的有效措施?！矊Χ⒑唵位卮?1．高氣隙擊穿電壓的措施有哪些？答：1>改善電場分布：采用極間障,盡量不用棒板電極,對板板電極應消除邊緣效應。采用高真空：使氣隙工作在巴申曲線的反比段。3>高壓氣體的采用：使氣隙工作在巴申曲線的正比段。4>采用高抗電強度氣體。2．介質(zhì)損失角正切值測量功效有哪些？答：能反映絕緣的整體臟污、整體受潮、貫穿性導電通道。而對非溝通兩極的局部缺陷部靈敏。3．輸電線路的防雷的措施有哪些？〔請說出5條答：架設(shè)避雷線、架設(shè)耦合地線、降低桿塔的接地電阻、采用自動重合閘、中性點非直接接地系統(tǒng)、采用不平衡絕緣、采用管型避雷器等其中五條。4．提高變壓器油擊穿電壓的措施有哪些?答：提高油的品質(zhì)：過濾與干燥、祛氣；采用組合絕緣：加覆蓋層、加絕緣層；加極間障。三、請畫出氣隙放電的巴申曲線,并用湯申德理論解釋之。答：在谷點左側(cè),碰撞游離的概率很高,而碰撞次數(shù)很少,使氣隙的帶電質(zhì)點很少,當δs增大時,,氣息的帶電質(zhì)點增多,擊穿電壓反而下降,而在谷點的右側(cè),由于電場很低或電子的自由形成很小,是碰撞有利的概率很低,當δs增大時,碰撞游離的概率急劇下降,使氣隙的的帶電質(zhì)點變少,所以擊穿電壓提高。四、請畫出通過整流獲得直流電源的方法測量配電變壓器絕緣泄漏電流的原理接線圖,并說明這種接線的特點和各元件的作用。答：測量精度高,現(xiàn)場適用但微安表換擋不便。,T1：調(diào)壓器,改變試驗電壓T2：單項試驗變壓器或PT,產(chǎn)生直流高壓；R：限流保護電阻；G：高壓硅堆,整流用；Ua：微安表,測量直流電流；BYQ：被試品。五、進線段保護的作用是什么？請畫出60kV無全線避雷線變電所的進線段保護接線,并說明各元件的作用。答：限制侵入波的陡度和流過避雷器的電流,BLX:限制流過FZ的雷電流GB2:限制侵入波的幅值GB1:保護DL外側(cè)的隔離開關(guān)FZ:變電所侵入波主保護六、下圖為一個小型變電所設(shè)備布置的平面圖,設(shè)備高10米,在A處有一高為49答：不必再架設(shè)避雷針,因為煙囪能保護全所Rx=<1.5×49－2×10>×5.5/7=42.76mLm=42,16m作業(yè)二參考答案一．請畫均勻電場氣隙放電的伏安特性曲線,并分段解釋之。答：伏安特性曲線如上圖所示。由于外界射線的作用,使每立方厘米的空氣約含有500對正負電荷,oa段,隨著外加電壓的升高,自由電荷的移動速度升高,所以電流也隨之升高；在ab段,由于中性質(zhì)點對移動電荷的阻擋作用,是電荷的移動速度區(qū)域飽和,所以,電壓的升高,電流幾乎不再變大；bc段；隨著外加電壓的提高,部分移動的電荷與其他中性質(zhì)點碰撞,產(chǎn)生碰撞有利,使氣隙中移動的帶電質(zhì)點增多,所以,電壓的升高使電流急劇升高c點以后起隙擊穿。二．.試述棒正板負小氣隙棒板電極放電的物理過程,根據(jù)這個過程可以得出什麼結(jié)論？棒為正極性時,電子是從場強低的區(qū)域向場強高的區(qū)域發(fā)展,這對電子崩的發(fā)展極為有利。此外,初崩的電子很快進入陽極<棒極>,在棒極前方留下了正離子,見圖a。這些正離子大大加強了氣隙深處的電場,極易使氣隙深處的電子產(chǎn)生新的電子崩<二次電子崩>,見圖b。這個電子崩崩頭的電子與初崩產(chǎn)生的正空間電荷匯合形成流注,而流注頭部<二次崩尾部>的正空間電荷加強了流注前方的電場,使流注進一步向陰極擴展,見圖c。由于流注所產(chǎn)生的空間電荷總是加強前方的電場,所以它的發(fā)展是連續(xù)的,速度很快,與棒為負極性時相比,擊穿同一間隙所需電壓要低得多。對棒一板電極,在棒為不同極性時,由于空間電荷對氣隙的電場影響不同,從而將導致其擊穿電壓和電暈起始電壓不同,這種現(xiàn)象稱為棒一板電極的極性效應。棒正板負時的擊穿電壓低于同間隙棒負板正時的擊穿電壓,而電暈起始電壓則相反。三．提高氣隙擊穿電壓的措施有那些？并舉出應用實例。答：改善氣隙電場的分布：例在間隙中加極間障或改變電極的形狀,使電場分布均勻；提高氣體壓力：例空氣斷路器；采用高真空：高壓真空斷路器；采用高耐電強度氣體：例六氟化硫斷路器。四．絕緣電阻及吸收比的測量有那些功效？如果天氣比較潮濕,測量絕緣電阻及吸收比時應采取什么措施？答：對貫穿性、漫布性、整體性缺陷靈敏,而對非貫穿性的局部缺陷不靈敏。當天氣比較潮濕,測量絕緣電阻及吸收比時應在被試品絕緣靠近火線端加屏蔽環(huán),以消除潮濕環(huán)境對表面電阻的影響。五．畫出三芯電纜泄漏電流測量接線圖,并說明各元件的作用和接線的特點。答：實驗接線圖如上圖所示,其中操作箱和倍壓箱為直流電壓發(fā)生器的兩部分,操作箱用以進行現(xiàn)場操作,提供可以變化的可變的中頻交流電壓,倍壓箱是將操作箱發(fā)出的可變交流電壓變?yōu)槊}動系數(shù)很小的高壓直流輸出電壓,作為實驗電源,微安表用以檢測流過被試品絕緣的泄漏電流。六．試述輸電線路的防雷措施,及其作用答：架設(shè)避雷線：對導線有遮蔽作用,分流作用,屏蔽作用和耦合作用；架設(shè)耦合地線：分流作用,屏蔽作用和耦合作用；降低桿塔的接地電阻:降低塔頂電壓,進而限制絕緣子承受的雷電壓；采用自動重合閘：消除瞬時故障引起的停電事故；采用管型避雷器：主要用于高塔和跨越性桿塔,、提高線路絕緣切斷工頻續(xù)流的能力；采用中性點不接的系統(tǒng)：降低雷擊跳閘率；采用不平衡絕緣：耐雷水平低得接地后相當于耦合地線,從而保護另一條線路不中斷供電。加強絕緣：提高線路的閃絡電壓。等8條中的任意六條七．請設(shè)計一個35千伏小容量變電所的進線段保護結(jié)線圖,并說明各元件的作用答：接線圖,并說明各元件的作用。ＢＬＸ：避雷線,與ＦＺ相互作用,限制流過ＦＺ的雷電流幅值；限制侵入波的陡度。ＧＢ１：管型避雷器,對木桿木橫擔或瓷橫擔線路,限制進入進線段侵入波的幅值。ＧＢ２：保護進線斷路器外側(cè)的隔離開關(guān)。ＦＺ：變電所防雷主保護。作業(yè)三參考答案一、判斷題1．對極不均勻電場氣隙,濕度越小則擊穿電壓越低?！矊?．對開放的氣體間隙,溫度越低則擊穿電壓越高?！插e3．在交流電壓的作用下棒板電極的平均擊穿場強峰值高于棒正板負同間隙的平均擊穿場強。〔錯4．如果避雷器與被保護設(shè)備之間的線路在避雷針的保護之,由于電壓行波在傳播的過程中有衰減,所以這個距離越大越好?！插e5.對棒正板負電極,加極間障可以提高間隙的擊穿電壓〔對二、簡單回答,每小題6分1．極間障是如何提高棒正板負電極的擊穿電壓的？答：棒正板負時初崩的發(fā)展過程如上圖所示。初崩正空間電荷向板極移動,極間障使其均勻的分布在極間障的一側(cè),氣隙分為兩部分：棒—極間障之間電場變?nèi)?極間障與板極之間變強,使棒—板間電場變得均勻,Ujc提高2．介質(zhì)損失角正切值測量功效有哪些？為什么對大體積的設(shè)備應該解體試驗？答：可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備絕緣整體受潮,穿透性導電通道,絕緣含氣泡的游離,絕緣分層脫殼,劣化變質(zhì),繞組上附積油泥,絕緣油臟污等靈敏。對非貫穿性的局部破壞,很小部分的絕緣老化,劣化及個別絕緣弱點不靈敏,因此對多部件的大型設(shè)備應解體試驗。3．輸電線路的防雷的措施有哪些？它們的作用機理是什么〔請說出5條答：架設(shè)避雷線：對導線有遮蔽作用,分流作用,屏蔽作用和耦合作用；架設(shè)耦合地線：分流作用,屏蔽作用和耦合作用；降低桿塔的接地電阻:降低塔頂電壓,進而限制絕緣子承受的雷電壓；采用自動重合閘：消除瞬時故障引起的停電事故；采用管型避雷器：主要用于高塔和跨越性桿塔,、提高線路絕緣切斷工頻續(xù)流的能力；采用中性點不接的系統(tǒng)：降低雷擊跳閘率；采用不平衡絕緣：耐雷水平低得接地后相當于耦合地線,從而保護另一條線路不中斷供電。加強絕緣：提高線路的閃絡電壓。等8條中的任意5條4．提高絕緣子串閃絡電壓的措施有哪些?答：1定期清掃或帶電水沖洗；2在絕緣子表面涂增水性材料如有機硅油,地蠟等,使表面不易形成水膜,使表面泄露電流減少；加強絕緣和使用防塵絕緣子；采用半導體釉絕緣子；對絕緣子串加均壓環(huán)。三、請畫出氣隙放電的巴申曲線,并用湯申德理論解釋之。答：氣隙的擊穿取決于從陰極出發(fā)的電子在向樣機移動過程中與中性質(zhì)點的碰撞次數(shù)和使其游離的概率。當很大時,碰撞游離概率很小,所以當變化時,碰撞游離的概率的變化起主要作用,下降,碰撞游離概率上升的倍數(shù)大于碰撞次數(shù)下降的倍數(shù),所以擊穿電壓下降。而當很小時,碰撞游離概率已經(jīng)達到一個很高的數(shù)值,這時再下降,碰撞游離概率上升的倍數(shù)已經(jīng)小于碰撞次數(shù)下降的倍數(shù),所以此時,下降,擊穿電壓反而上升。當變化時,碰撞游離概率的變化與碰撞次數(shù)的變化相同時〔即互相抵消時擊穿電壓不便,這就時巴申曲線的谷點。四、請畫出通過整流獲得直流電源的方法測量三相電力電纜絕緣泄漏電流的原理接線圖,并說明這種接線的特點和各元件的作用。答：實驗接線圖如上圖所示,其中操作箱和倍壓箱為直流電壓發(fā)生器的兩部分,操作箱用以進行現(xiàn)場操作,提供可以變化的可變的中頻交流電壓,倍壓箱是將操作箱發(fā)出的可變交流電壓變?yōu)槊}動系數(shù)很小的高壓直流輸出電壓,作為實驗電源,微安表用以檢測流過被試品絕緣的泄漏電流。特點：現(xiàn)場適用,接線簡單方便,測量精度高,但微安表換檔不便。五、進線段保護的作用是什么？請畫出高土壤電阻率的110kV無避雷線變電所的進線段保護接線,并說明各元件的作用。答：限制侵入波的陡度和流過避雷器的電流,BLX:限制流過FZ的雷電流GB2:限制侵入波的幅值GB1:保護DL外側(cè)的隔離開關(guān)FZ:變電所侵入波主保護作業(yè)四參考答案一、判斷題,1．簡單地說,對均勻電場氣隙,氣體壓力越小則擊穿電壓越低。〔錯2．簡單地說,對均勻電場氣隙,氣體壓力越小則擊穿電壓越高?！插e3．在交流電壓的作用下,棒板電極的擊穿電壓高于棒棒電極的擊穿電壓?！插e4．破壞性試驗不但可以檢測出被試品的絕緣裕度,還能判斷絕緣缺陷的種類〔錯5．由于水具有離子電導,所以,空氣濕度越大,沿面閃絡電壓越低?！矊?.對棒負板正電極,加極間障使極間的擊穿電壓提高?！插e二、簡單回答1．電子式極化有什么特點？答：1極化快,約為10-14~10-15s2彈性極化,無能耗3εr受溫度影響小,θ↑→電子與原子核結(jié)合力減弱→εr↑另一方面θ↑→δ↓→εr↓,綜合考慮,θ↑→εr略有下降。2．油浸變壓器連同絕緣套管的tgδ測量值比正常值大約100倍,可能是什么原因,為什么？答：絕緣油受潮,因為絕緣油的tgδ對水分特別敏感。3．提高變壓器油擊穿電壓的措施有哪些？答：1提高油的品質(zhì)：過濾與干燥、祛氣；2采用組合絕緣：覆蓋層、絕緣層；3采用極間障：做成與曲率半徑小的電極相似,厚度為2~7mm4．影響雷擊桿塔時線路耐雷水平的因素有哪些?答：雷擊桿塔時的耐雷水平與分流系數(shù)、桿塔等效電路電感Lgt桿塔沖擊接地電阻Rcj、導線地線間的耦合系數(shù)k和絕緣子串的沖擊閃絡電壓U50%,有關(guān)。三、請畫出氣隙放電伏安特性曲線,并用湯申德理論解釋其形狀。答：伏安特性曲線如右圖所示。Oa段,由外界射線的作用在氣隙中產(chǎn)生帶電質(zhì)點,電壓越高,電荷移動的速度越高,所以電流越大；ab段,由于電荷在移動過程中要與其它中性質(zhì)點碰撞損失能量,使電荷移動的速度不再上升,所以此段電壓升高而電流幾乎不再上升；bc段,由于外加電場足夠強,使自由電子在自由行程獲得的加速度足以使其在與中性質(zhì)點碰撞使部分中性質(zhì)點發(fā)生碰撞游離,氣隙的電荷增多,電流急劇變大。四、請畫出通過整流獲得直流電源的方法測量配電變壓器絕緣泄漏電流的原理接線圖,并說明這種接線的特點和各元件的作用。答：接線如圖所示。這種接線測量精度高,現(xiàn)場適用但微安表換擋不便。,T1：調(diào)壓器,改變試驗電壓T2：單項試驗變壓器或PT,產(chǎn)生直流高壓；R：限流保護電阻；G：高壓硅堆,整流用；Ua：微安表,測量直流電流；BYQ：被試品。五、進線段保護的作用是什么？請畫出35kV小容量變電所的進線段保護接線,并說明各元件的作用。答：進線段的作用是限制侵入波的陡度和限制流過避雷器的雷電流幅值。接線圖如下圖所示,其中ＢＬＸ：避雷線,與ＦＺ相互作用,限制流過ＦＺ的雷電流幅值；限制侵入波的陡度。ＧＢ１：管型避雷器,對木桿木橫擔或瓷橫擔線路,限制進入進線段侵入波的幅值。ＧＢ２：保護進線斷路器外側(cè)的隔離開關(guān)。ＦＺ：變電所防雷主保護。作業(yè)五參考答案一、請畫出用高壓西林電橋測量介質(zhì)損失角正切值的原理接線圖,并說明測量方法與工作原理。答：測量方法：測量時調(diào)節(jié)可調(diào)電阻r4和可調(diào)電容C3當電橋平衡時,C3的微法數(shù)就是被試品絕緣的tgδ值。原理：由電橋的平衡條件對臂復阻抗之積相等和復數(shù)方程成立的條件實施不和實部相等,虛部和虛部相等推導出tgδ=106C3法,若令Ctgδ=C3二、影響介質(zhì)損失角正切值的測量精度的因素有那些？正接線時,為降低帶電回路對測量精度的影響,一般都采取什么措施？答：影響測試準確度的因素及提高精度的措施1.分布參數(shù)的影響正接線：、低壓側(cè)用屏蔽線,屏蔽層接地。反接線：、高壓側(cè)用屏蔽線,屏蔽層接高壓。2、靜電干擾如果干擾電流與同相或反相,則流過的電流相位不變。∴不變,其它情況則引起變化。解決方法：1.倒相法,第一次測得,然后將電源倒相,測得2.采用移相電源法先將短接,調(diào)節(jié)移相電源的相位和幅值,使流過G的電流最小,表明與相位相反,將投入,正常測量3.磁場干擾產(chǎn)生原因：漏抗大的設(shè)備產(chǎn)生的漏磁通穿過G的電流線圈產(chǎn)生干擾,檢測是否有干擾的方法：將檢流計的極性轉(zhuǎn)換開關(guān)放在斷開〔OFF位置,若干柵變寬,則有磁場干擾,反之無干擾。解決方法：改變檢流計的極性,取兩次測量平均值。三、請畫出工頻耐壓試驗接線的原理接線圖,并說明各元件的作用。答：接線如下圖所示：圖中：：調(diào)壓器：單相試驗變壓器：保護電阻作用：1、當擊穿或閃絡時限流2、防止的漏感與G球隙的分布電容產(chǎn)生串聯(lián)諧振3、突然短路時,限制截波陡度選擇：要有一定的功率,一般為水電阻或繞線式電阻。阻值按短路后流過高壓側(cè)電流為其額定電流的1～4倍選取。常取G：球隙作用：1、保護,防止誤操作使被試品承受比試驗要求高得多的電壓。試驗時將球隙放電電壓調(diào)至1.1U試2、測量電壓。要求,讀數(shù)為峰值測試方法：將G間隙調(diào)到較小的某一數(shù)值。當其放電時,查附表1,同時記錄低壓側(cè)儀表的指示,然后將S增大,重復上面的步驟。如此做得低壓儀表的校正曲線到0.8U試,然后再按外推的方法,作出〔0.8－1.2U試段,調(diào)節(jié)S使G的放電電壓＝1.5U試不動,做保護用。試驗時,按校正曲線確定所加電壓Rg的選?。呵蛳兜谋Ｗo電阻：被測電壓幅值〔V：被測電壓頻率：常數(shù),可查教材表3－1四、請說出輸電線路防雷的措施和它們的作用有那些,〔最少六條答：架設(shè)避雷線：對導線有遮蔽作用,分流作用,屏蔽作用和耦合作用；架設(shè)耦合地線：分流作用,屏蔽作用和耦合作用；降低桿塔的接地電阻:降低塔頂電壓,進而限制絕緣子承受的雷電壓；采用自動重合閘：消除瞬時故障引起的停電事故；采用管型避雷器：主要用于高塔和跨越性桿塔,、提高線路絕緣切斷工頻續(xù)流的能力；采用中性點不接的系統(tǒng)：降低雷擊跳閘率；采用不平衡絕緣：耐雷水平低得接地后相當于耦合地線,從而保護另一條線路不中斷供電。加強絕緣：提高線路的閃絡電壓。等8條中的任意6條五、影響感應雷過電壓的因素有哪些,是如何關(guān)系？答：影響Udg的因素先導通道電荷密度σσ↑→EX↑→q↑→Udg↑Udgσ主放電速度vv↑→主放電時間短→放電后剩余電量q↑→Udg↑Udgv導線平均懸掛高度hdhd↑→C0↓〔q=c時→Udg↑Udghd雷擊點到導線之間距離sS↑→q↓→Udg↓Udg1/s所以Udg六、變電所進線段的作用是什么,請畫出輸電線路無全線避雷線的變電所進線段保護接線圖,并說明個元件的作用。答：限制流過避雷器雷電流不大于5kA,侵入波陡度不大于5KV/us限制侵入波的陡度和流過避雷器的電流,BLX:限制流過FZ的雷電流GB2:限制侵入波的幅值GB1:保護DL外側(cè)的隔離開關(guān)FZ:變電所侵入波主保護A40m30m七、下圖為一個小型變電所設(shè)備布置的平面圖,設(shè)備高10米A40m30m答：。水塔的保護半徑因為水塔不能保護全所,所以必須裝設(shè)避雷針例題參考答案一、簡單回答,1．什么是棒板電極的極性效應,其結(jié)果是怎樣的？答：對棒板電極而言,當棒為不同及形式,氣隙的擊穿電壓和電暈起始其實電壓不同的現(xiàn)象稱為棒板電極的極性效應。結(jié)果是棒為正極性時的擊穿電壓低于棒為負極性時的擊穿電壓,而電暈起始電壓與此相反。2、介質(zhì)損失角正切值的測量能夠反應絕緣的那些缺陷？為什么對大體積多部件的電氣設(shè)備應當解體試驗？答：對貫穿性、漫布性、整體受潮絕緣起層等整體性缺陷靈敏,而對非貫穿性的局部缺陷不靈敏,所以對大體積多部件的設(shè)備應解體試驗。3．提高變壓器油擊穿電壓的措施有哪些？答：提高油的品質(zhì)：干燥,祛氣、采用組合絕緣：在曲率半徑小的電極上采用覆蓋層或絕緣層、采用極間障。

4、輸電線路的防雷措施有那些〔請說出六條?答：架設(shè)避雷線、架設(shè)耦合地線、降低桿塔的接地電阻、采用自動重合閘、采用管型避雷器、采用中性點不接的系統(tǒng)、采用不平衡絕緣、加強絕緣等8條中的任意六條二、判斷題,每題3分1．簡單地說,對均勻電場氣隙,電極間之間的氣壓越低則擊穿電壓越低?！插e2．簡單地說,對均勻電場氣隙,氣隙的氣壓越低則擊穿電壓越高?！插e3、在直流電壓的作用下,棒負板正電極之間加極間障可以提高極間的擊穿電壓?！插e

4、在直流電壓的作用下,棒正板負電極之間加極間障可以提高極間的擊穿電壓。〔對

5、如果避雷器與被保護設(shè)備之間的線路在避雷針的保護之,由于電壓行波在傳播的過程中有衰減,所以這個距離越大越好。〔錯

6、由于水具有離子電導,所以,空氣濕度越大,棒板電極的擊穿電壓越低?！插e

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