高電壓技術考試試題及答案

高電壓技術》綜合復習資料一、填空題TOC\o"1-5"\h\z1、氣體放電有兩種，分別是 和 。2、巴申定律的內(nèi)容是： 。3、對于不均勻電場，電場的極性取決于 電極的電位符號；如果兩個電極的幾何尺寸相同，極性取決于 的電位。4、標準操作沖擊電壓波形的波前時間是 ，半峰值時間是 。5、污閃的發(fā)展大體可以分為四個階段，分別是 、 、 、 。6、根據(jù)湯遜理論，二次電子來源于 ，而流注理論認為二次電子的來源是 —。7、正極性棒板電極與負極性棒板電極相比， 較高， 較低。8、同軸圓筒電場擊穿電壓的最大值出現(xiàn)在r/R= 時，同軸圓筒電場絕緣設計時，通常取r/R= 。9、提高氣體介質(zhì)電氣強度一般有兩個措施： ； 。10、固體介質(zhì)表面的放電分為四個階段，分別是： 、 、 、 。11、常用的液體介質(zhì)包括 、 和 。12、固體介質(zhì)的擊穿有三種，分別是 、 、 。13、穩(wěn)態(tài)電壓主要分為兩種，分別是 和 。14、對于同軸圓筒電場，當內(nèi)外徑比值為 時，其擊穿電壓最高。15、對電氣設備進行高電壓試驗時，標準雷電沖擊電壓波形為 ，標準操作沖擊電壓波形為 。16、絕緣子污閃的形成過程主要可以分為四個階段，分別為 、 、 和 。17、行波可簡單分為電壓波和電流波，其中電壓波的符號只取決于 的符號，電流波的符號不僅取決于 的符號，而且也與 有關。18、當空氣氣隙在1?10cm內(nèi)，空氣的擊穿場強約為 。19、在棒棒電極中，為提高電氣強度，一般在兩個電極均設置屏蔽，因為 。20、電介質(zhì)極化的最基本形式有： 、 和 。21、電介質(zhì)的電導分為 和 兩種，一般電介質(zhì)的電導是 。22、測量電介質(zhì)吸收比時取的兩個時間點是 、 ，測量電介質(zhì)的極化指數(shù)時取的兩個時間是 、 。二、問答題1、 請問湯遜理論和流注理論的本質(zhì)各是什么？2、 為什么在極不均勻電場中，大氣濕度越大擊穿場強越高，而在稍不均勻電場和均勻電場中，擊穿場強與大氣濕度關系很??？3、 請問可以采取什么措施提高套管的電暈起始電壓和滑閃放電電壓，并舉例說明具體措施。4、 請問如何計算電場不均勻系數(shù)，并且如何利用不均勻系數(shù)判斷電場是稍不均勻電場還是極不均勻電場。

5、 請問為什么沿面閃絡電壓比純空氣氣隙的擊穿電壓低得多？6、 請問為什么絕緣子串在工作電壓下不發(fā)生污閃在電力系統(tǒng)外絕緣水平的選擇中起著重要作用？7、 請問線路防雷四原則是什么？8、 湯遜理論的實質(zhì)是什么，一般解釋在什么情況下的放電現(xiàn)象？9、 當大氣的濕度升高后，氣隙的擊穿電壓有什么變化，為什么會出現(xiàn)這種變化情況？10、 為提高氣體介質(zhì)的電氣強度，需要削弱或者抑制電離過程，請舉出3個削弱或抑制電離過程的措施。11、 請問對于發(fā)電廠和變電所的雷電侵入波防護主要采用什么設備，對于該設備有什么要求？12、 請利用電場不均勻系數(shù)分析，為什么在相同極間距離情況下，稍不均勻電場比均勻電場的放電電壓要低。三、計算題1、平原地區(qū)220kV雙避雷線如圖所示，絕緣子串的正極性沖擊放電電壓U50%為1410kV，負極性沖擊放電電壓U50%為1560kV，桿塔沖擊接地電阻為70，避雷線與輸電線路的平均高度分別為24.5m和15.4m，耦合系數(shù)為0.286，桿塔的等值電感為0.5uH/m,分流系數(shù)為0.88，擊桿率為1/6,繞擊率為0.144%，建弧率為0.8。要求分別計算線路的反擊耐雷水平、繞擊耐雷水平、反擊跳閘率和繞擊跳閘率。I/I.AI/I.A2、 已知入射電壓波10kV由線路1匕=500歐姆）進入線路2（Z2=50歐姆），要求計算折射電壓波、電流波和反射電壓波、電流波。3、 某變電所的母線上有n條出線，其波阻抗均為乙如下圖所示。當其中一條線路受到雷擊時，即有一過電壓波u（t）沿該線進入變電所，求此時母線的電壓uA,并說明當母線有幾條出線時，母線電壓最高。

4、如圖所示一幅值U0=75kV，波前陡度a0=3OkV/us的斜角平頂波從一條波阻抗Z=300Q的半無限長架空線路傳來，波傳播速度戶300m/us，在節(jié)點A處接有一管式避雷器FT,該避雷器的放電電壓Ub=120kV，線路AB長300m，線路末端B點開路，求FT動作時，B點電壓值為多少。參考答案一、填空題1、自持放電非自持放電2、當氣體成分和電極材料一定時，氣體氣隙擊穿電壓是氣壓和極間距離乘積的函數(shù)3、曲率半徑較小的不接地的那個電極4、250us2500us5、積污受潮干區(qū)形成局部電弧的出現(xiàn)和發(fā)展6、正離子撞擊陰極使陰極表面逸出電子空間的光電離7、電暈起始電壓擊穿電壓8、 0.330.25?0.49、 改善氣隙中的電場分布，使之均勻化設法削弱或抑制介質(zhì)中的電離過程10、電暈放電輝光放電滑閃放電沿面閃絡11、變壓器油電纜油電容器油12、電擊穿熱擊穿電化學擊穿13、直流電壓工頻電壓14、 0.3315、 1.2/50us250/2500us16、積污形成積污受潮干區(qū)形成電弧的形成與發(fā)展17、線路充電電荷符號電路充電電荷符號電荷運動方向18、 30kV/cm19、 電暈放電是從兩個電極發(fā)生的20、電子式離子式偶極子式21、離子電導電子電導離子電導22、 15s60s10min1min二、問答題1、答：湯遜理論的實質(zhì)是：電子碰撞電離是氣體放電的主要原因，二次電子來源于正離子撞擊陰極使陰極表面逸出電子，逸出電子是維持其體放電的必要條件。流注理論的本質(zhì)是：形成流注的必要條件是電子崩發(fā)展到足夠的程度后，電子崩中的空間電荷足以使原電場明顯畸變，大大加強了電子崩崩頭和崩尾處的電場，另一方面，電子崩中的電荷密度很大，復合頻繁，放射出的光子在這部分強電場區(qū)很容易引發(fā)新的空間光電離，因此二次電子來源于空間的光電離。2、答：因為大氣中的水汽分子能夠俘獲自由電子而形成負離子，這對氣體中的放電過程起到抑制的作用，因此可以認為空氣的濕度越大，氣隙的擊穿電壓也會越高。但是在均勻和稍不均勻電場中，從放電起，整個氣隙的電場強度都較高，電子的運動速度較快，水分子不易俘獲電子，因而濕度的影響甚微，可略去不計。3、答：減小比電容c0,可采用加大法蘭處套管的外徑和壁厚，也可采用介電常數(shù)較小的介質(zhì)，如瓷一油組合絕緣代替純瓷絕緣介質(zhì)。減小絕緣表面電阻，可通過減小介質(zhì)表面電阻率實現(xiàn)，如在套管靠近接地法蘭處涂抹半導體釉、在電機絕緣的出槽口處涂半導體漆。4、答：電場不均勻系數(shù)等于氣隙中最大場強和平均場強之間的比值。通常當電場不均勻系數(shù)小于2時，為稍不均勻電場；電場不均勻系數(shù)大于4就明顯屬于極不均勻電場。5、答：主要原因是原來的均勻電場發(fā)生了畸變，主要由以下因素導致：固體介質(zhì)表面與空氣接觸，吸收潮氣，形成水膜，帶電離子在水膜內(nèi)部移動，從而使沿面電壓分布不均勻。固體介質(zhì)與電極之間接觸不良，存在小氣隙，氣隙內(nèi)部首先放電，所產(chǎn)生的帶電離子沿固體介質(zhì)表面移動，從而使沿面電壓分布發(fā)生變化。固體介質(zhì)表面電阻不均勻和表面的粗糙不平也會使沿面電場畸變。6、答：因為發(fā)生污閃事故往往是大范圍的，自動重合閘成功率遠低于雷擊閃絡時的情況，因而往往導致事故的擴大和長時間停電，就經(jīng)濟損失而言，污閃在各類事故中居首位，因此絕緣子在工作電壓下不發(fā)生污閃在電力系統(tǒng)的外絕緣水平的選擇中起著重要的作用。7、答：這四道防線分別為防止線路受到雷擊，可以采用架設避雷針和避雷線的方法防止線路受到雷擊；防止線路受到雷擊后絕緣子發(fā)生閃絡，可以增加耦合地線、減小桿塔的絕緣電阻；防止絕緣子閃絡后轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定工頻電弧，可以增加絕緣子片數(shù)、采用中性點經(jīng)消弧線圈接地方式；防止線路中斷供電，可以在線路中裝設重合閘裝置或者采用環(huán)形供電、雙回路供電。8、答：湯遜理論的實質(zhì)是：電子碰撞電離是氣體放電的主要原因，二次電子來源于正離子撞擊陰極，使陰極表面逸出電子，逸出電子是維持氣體放電的必要條件。湯遜理論一般用于解釋低氣壓、短氣隙的放電情況。9、答：當大氣的濕度升高后，氣體的擊穿電壓會升高。因為水蒸汽是強電負性氣體，它會吸引周圍空間的自由電子，放慢電子的運動速度，從而有利于電子的復合而對碰撞游離產(chǎn)生消極的作用。10、答：可以采用以下的措施削弱或者抑制電離過程：1）采用高氣壓2）采用強電負性氣體3）采用高真空11、答：對于發(fā)電廠、變電所的雷電侵入波主要采用避雷器進行防護。對其有兩點要求：1）在一切電壓波形下，它的伏秒特性均在被保護絕緣的伏秒特性之下；2）它的伏安特性應保證其殘壓均低于被保護絕緣的沖擊絕緣強度。12、答：因為電場不均勻系數(shù)等于電場中的最大場強和平均場強之間的比值，電場越不均勻，不均勻系數(shù)越大，所以稍不均勻電場的不均勻系數(shù)要大于均勻電場的不均勻系數(shù)，因此如果兩者的極間距離相同，那么在相同電壓下稍不均勻電場某一點的場強要大于均勻電場任何點的場強，也就是說，要達到同一場強，稍不均勻電場的電壓要低一些，因此稍不均勻電場比均勻電場的放電電壓要低。三、計算題1、解：（1）計算反擊耐雷水平桿塔高度為ht=3.5+2.2+23.4=29.1m桿塔電感Lt=0.5x29.1=14.5uHU50% Lh(Br+B+2)(1_k)=116kAi2.62.6=116kA(0.88x7+0.88145+空)(1_0.286)2.62.6由我國雷電流概率曲線查得P]=8.4%2）計算繞機耐雷水平1560100100二15.6kA由我國雷電流概率曲線查得P2=71.7%(3)線路的反擊雷擊跳閘率為n=2.8hggP1n=2.8x24.5X(1/6)x8.4%x0.8=0.7681560100100二15.6kA由我國雷電流概率曲線查得P2=71.7%(3)線路的反擊雷擊跳閘率為n=2.8hggP1n=2.8x24.5X(1/6)x8.4%x0.8=0.768次/(100km?40雷暴日)n=2.8hgPaP2n=2.8x24.5x0.144%x71.7%x0.8=0.567次/(100km?40雷暴日)2、解:折射系數(shù)為：a2Z2==2X50=0.182Z+Z500+5012反射系數(shù)為:=二=40=-0.818Z+Z500+5012電壓折射波為:u' u'二0.182x10二18.2kV2 1電流折射波為:'=u/Z=18.2/50=0.364kA22電壓反射波為:u"二0uf=一0.818x10=—8.18kV11電流反射波為:i"=-u‘7Z=8.18/500=0.0176kA1113、解:首先畫出該題的等值電路Z/(n一1) 2由該題的等值電路，可以計算出u.(t)=2u(t) =u(t)A Z+Z/(n一1)n從表達式可以看出，當該變電所只有一條線路的時電壓最低。4、解:當過電壓波從A點向B點傳播，當過電壓波到達B點時，因為B點開路，發(fā)生電壓波正的全反射，即B點的電壓為輸入波的兩倍幅值，而且從A點至B點的時間為1us,從B點反射后，反射波經(jīng)1us回到A點，此時A點的電壓為入射波和反射波的疊加，因此A點電壓要比入射波的電壓要高。當B點電壓達到120kV時，F(xiàn)T會動作，下面分析A點