高電壓技術(shù)試題第三套

1、高電壓技術(shù)試題第三套一、填空題（每空1分，共20分） 1：在極不均勻電場中，擊穿過程中的極性效應(yīng)是 。2：使氣體分子電離因素有 、_及 。3：提高氣體間隙擊穿電壓的措施有 、 、 、 。4：固體電介質(zhì)擊穿的主要形式有 、 、 。5：直流電壓下電介質(zhì)僅有 所引起的損耗；交流電壓下電介質(zhì)既有 損耗，又有 損耗。6：輸電線路雷擊跳閘率是指 輸電線路耐雷水平表示 7：變電站進(jìn)線保護(hù)段的作用是 。8：局部放電的在線檢測分為 和 兩大類。9：液體電介質(zhì)的極化形式有電子位移極化和 兩種。二：請選出下面各題中的正確答案（將所選擇的答案號填在括號內(nèi)。每題2分，共28分） 1. 電暈放電是局部范圍內(nèi)的（ ）a.自

2、持放電b.非自持放電c.沿面放電d.滑閃放電2. 變電所中變壓器到避雷器的最大允許電氣距離與( )a.侵入波的幅值成反比b.避雷器殘壓成正比c.變壓器的沖擊耐壓值成反比 d.侵入波陡度成反比3. 自持放電是指（ ）a、間隙依靠外界電離因素維持的放電過程。 b、間隙依靠自身的電離過程，便可維持間隙放電過程，去掉外界電離因素，間隙放電仍能持續(xù)。 c、間隙放電時，無需外加電壓。4. 絕緣子的污閃是指污穢絕緣子在（ ）下的沿面閃絡(luò)a.過電壓b.工作電壓c.雷電沖擊電壓d.操作沖擊電壓5. 棒-板氣體間隙，保持極間距不變，改變電極上所施加的直流電壓極性，棒為正極時，擊穿電壓為u棒+；棒為負(fù)極時，擊穿電壓

3、為u棒-，則（ ）。a、u棒+ >u棒- b、u棒+u棒- c、u棒+u棒- 6. u50%表示（ ）a、絕緣在該沖擊電壓（幅值）作用下，放電的概率為50%它反映絕緣耐受沖擊電壓的能力。絕緣可能耐受的最大沖擊電壓。絕緣沖擊放電電壓的最大值。7 在大氣條件下，空氣間隙的擊穿電壓隨空氣相對密度的增大而（）：下降 . 不變 . 升高8 選擇合理的絕緣配合（）S1被保護(hù)設(shè)備的伏秒特性，S2避雷器的伏秒特性，ugm系統(tǒng)最大工作電壓9 平行板電極間充有兩層電介質(zhì)（沿電場方向疊放），已知兩電介質(zhì)的相對介電系數(shù)1>2，在外加電壓作用下，它們的場強(qiáng)分別為E1和E2則（）：aE1= E2 b. E1&

4、gt; E2 c. E1< E210. 在一般桿塔高度線路防雷設(shè)計(jì)時采用的雷電流計(jì)算波形是（ ）a.斜角波b.標(biāo)準(zhǔn)沖擊波c.半余弦波d.斜角平頂波11. 一入射波電壓從架空線進(jìn)入電纜時，節(jié)點(diǎn)處的（ ）a.電壓折射系數(shù)>1b.電壓折射系數(shù)<0c.電壓反射系數(shù)>1d.電壓反射系數(shù)<012. 切除空載線路出現(xiàn)操作過電壓的原因是 ( ) 。 a. 斷路器不是在電流過零開斷 b. 斷路器開斷空載線路過程中觸頭間多次燃弧c. 系統(tǒng)出現(xiàn)諧振過電壓 13. 測量絕緣電阻不能有效發(fā)現(xiàn)的缺陷是( )。a.絕緣整體受潮 b.存在貫穿性的導(dǎo)電通道c.絕緣局部嚴(yán)重受潮 d.絕緣中的局部缺陷

5、14. 無窮長直角波作用于末端開路的單相變壓器繞組時,若不考慮繞組內(nèi)的損耗, 繞組上最大電位出現(xiàn)在（）a繞組首端 b. 繞組中部 c. 繞組末端三. 簡答題（每題4分，共12分）1：敘述氣體放電過程。2：試寫出單根避雷針的保護(hù)范圍計(jì)算公式。3：對架空線路絕緣子串，如何確定工作電壓其所需絕緣子片數(shù)？如何確定操作過電壓下其所需絕緣子片數(shù)？四：計(jì)算題（共40分）1：一固體電介質(zhì)，其電容量C=2000pF；tan=1%；絕緣電阻R=2000M，求：施加工頻電壓U=100kV（有效值），介質(zhì)損耗為多少？施加直流電壓U=100kV，介質(zhì)損耗為多少？（10分）2：某變電所母線接線圖如下，各路出線波阻抗Z=4

6、00，現(xiàn)有一幅值U=的無窮長直角波由其中一路出線侵入變電所，求變電所母線上電壓幅值。（10分）ZUZZZZ題2圖3: 下圖所示平原地區(qū)110kV單避雷線線路，已知避雷線弧垂2.8m，導(dǎo)線弧垂5.3m，幾何耦合系數(shù)為0.114，修正后的電暈下的耦合系數(shù)為0.143，桿塔電感16.4µH，雷擊桿塔時分流系數(shù)為0.9，線路絕緣子U50%700kV，桿塔沖擊接地電阻為7，建弧率為0.85，保護(hù)角為25°，擊桿率為1/4，試求（1）雷擊桿塔時耐雷水平；（2）繞擊率及繞擊耐雷水平；（3）線路的雷擊跳閘率。（注：雷暴日按進(jìn)行計(jì)算，即：雷電流幅值概率；百公里線路年落雷次數(shù)：。單根避雷線，取

7、b=0代入計(jì)算。 導(dǎo)線平均高度：；避雷線平均高度：,雷擊桿塔耐雷水平：，繞擊率：）（20分）題圖 某110kV單避雷線線路桿塔試題答案一、填空題（每空1分，共20分） 1：在極不均勻電場中，擊穿過程中的極性效應(yīng)是 擊穿電壓與小曲率半徑的電極極性有關(guān)/不同極性的高場強(qiáng)電極的電暈起始電壓的不同以及間隙擊穿電壓的不同 。2：使氣體分子電離因素有 碰撞電離、_光電離_及 熱電離 。3：提高氣體間隙擊穿電壓的措施有 電極形狀的改進(jìn)（增大電極曲率半徑、改善電極邊緣、使電極具有最佳外形）、 空間電荷對原電場的畸變作用、 極不均勻場中屏障的采用（放入薄皮固體絕緣材料，如紙或紙板）、 提高氣體壓力的作用、高真空

8、和高電氣強(qiáng)度氣體SF6的采用 （答對任意四個均給分） 。4：固體電介質(zhì)擊穿的主要形式有 熱擊穿 、 電擊穿 、 電化學(xué)/電老化擊穿 。5：直流電壓下電介質(zhì)僅有 漏導(dǎo) 所引起的損耗；交流電壓下電介質(zhì)既有 漏導(dǎo) 損耗，又有 極化 損耗。6：輸電線路雷擊跳閘率是指 在雷暴日數(shù)Td=40的情況下，100km的線路每年因雷擊而引起的跳閘次數(shù)。 輸電線路耐雷水平表示 雷擊線路時，其絕緣尚不至于發(fā)生閃絡(luò)的最大雷電流幅值或能引起絕緣閃絡(luò)的最小雷電流幅值，單位kA。 7：變電站進(jìn)線保護(hù)段的作用是 限制流經(jīng)避雷器的雷電流和限制入侵波的陡度 。8：局部放電的在線檢測分為 電測法 和 非電測法 兩大類。9：液體電介質(zhì)

9、的極化形式有電子位移極化和偶極子位移極化 兩種。二：請選出下面各題中的正確答案（將所選擇的答案號填在括號內(nèi)。每題2分，共28分） 1. 電暈放電是局部范圍內(nèi)的（ a ）a.自持放電b.非自持放電c.沿面放電d.滑閃放電2. 變電所中變壓器到避雷器的最大允許電氣距離與( d )a.侵入波的幅值成反比b.避雷器殘壓成正比c.變壓器的沖擊耐壓值成反比 d.侵入波陡度成反比3. 自持放電是指（ b ）a、間隙依靠外界電離因素維持的放電過程。 b、間隙依靠自身的電離過程，便可維持間隙放電過程，去掉外界電離因素，間隙放電仍能持續(xù)。 c、間隙放電時，無需外加電壓。4. 絕緣子的污閃是指污穢絕緣子在（ b ）

10、下的沿面閃絡(luò)a.過電壓b.工作電壓c.雷電沖擊電壓d.操作沖擊電壓5. 棒-板氣體間隙，保持極間距不變，改變電極上所施加的直流電壓極性，棒為正極時，擊穿電壓為u棒+；棒為負(fù)極時，擊穿電壓為u棒-，則（ b ）。a、u棒+ >u棒- b、u棒+u棒- c、u棒+u棒- 6. u50%表示（ a ）a、絕緣在該沖擊電壓（幅值）作用下，放電的概率為50%它反映絕緣耐受沖擊電壓的能力。絕緣可能耐受的最大沖擊電壓。絕緣沖擊放電電壓的最大值。7 在大氣條件下，空氣間隙的擊穿電壓隨空氣相對密度的增大而（c）：下降 . 不變 . 升高8 選擇合理的絕緣配合（b）S1被保護(hù)設(shè)備的伏秒特性，S2避雷器的伏秒

11、特性，ugm系統(tǒng)最大工作電壓9 平行板電極間充有兩層電介質(zhì)（沿電場方向疊放），已知兩電介質(zhì)的相對介電系數(shù)1>2，在外加電壓作用下，它們的場強(qiáng)分別為E1和E2則（c）：aE1= E2 b. E1> E2 c. E1< E210. 在一般桿塔高度線路防雷設(shè)計(jì)時采用的雷電流計(jì)算波形是（ d ）a.斜角波b.標(biāo)準(zhǔn)沖擊波c.半余弦波d.斜角平頂波11. 一入射波電壓從架空線進(jìn)入電纜時，節(jié)點(diǎn)處的（ d ）a.電壓折射系數(shù)>1b.電壓折射系數(shù)<0c.電壓反射系數(shù)>1d.電壓反射系數(shù)<012. 切除空載線路出現(xiàn)操作過電壓的原因是（ b ） a斷路器不是在電流過零開斷

12、b斷路器開斷空載線路過程中觸頭間多次燃弧 c系統(tǒng)出現(xiàn)諧振過電壓13. 測量絕緣電阻不能有效發(fā)現(xiàn)的缺陷是( d )。a.絕緣整體受潮 b.存在貫穿性的導(dǎo)電通道c.絕緣局部嚴(yán)重受潮 d.絕緣中的局部缺陷14. 無窮長直角波作用于末端開路的單相變壓器繞組時,若不考慮繞組內(nèi)的損耗, 繞組上最大電位出現(xiàn)在（c）a繞組首端 b. 繞組中部 c. 繞組末端三. 簡答題（每題4分，共12分）1：敘述氣體放電過程。 答：在外施電場作用下，電子崩由陰極向陽極發(fā)展，由于氣體原子（或分子）的激勵、電離、復(fù)合等過程產(chǎn)生光電離，在電子崩附近由光電子引起新的子電子崩,電子崩接近陽極時，電離最強(qiáng),光輻射也強(qiáng)。光電子產(chǎn)生的子電

13、子崩匯集到由陽極生長的放電通道，并幫助它的發(fā)展，形成由陽極向陰極前進(jìn)的流注（正流注），流注的速度比碰撞電離快。同時，光輻射是指向各個方向的，光電子產(chǎn)生的地點(diǎn)也是隨機(jī)的，這說明放電通道可能是曲折進(jìn)行的。正流注達(dá)到陰極時,正負(fù)電極之間形成一導(dǎo)電的通道，可以通過大的電流，使間隙擊穿。如果所加電壓超過臨界擊穿電壓（過電壓），電子崩電離加強(qiáng)，雖然電子崩還沒有發(fā)展到陽極附近，但在間隙中部就可能產(chǎn)生許多光電子及子電子崩,它們匯集到主電子崩,加速放電的發(fā)展，增加放電通道的電導(dǎo)率，形成由陰極發(fā)展的流注（負(fù)流注）。當(dāng)電子崩頭部的電場比外加電壓在間隙中形成的均勻電場更強(qiáng)時，電子崩附近電場嚴(yán)重畸變，電離劇烈，放電可以

14、自行發(fā)展成流注，從而導(dǎo)致間隙擊穿。2：試寫出單根避雷針的保護(hù)范圍計(jì)算公式。答：單支避雷針 單支避雷針的保護(hù)范圍如圖8-6所示，在被保護(hù)物高度hx水平面上的保護(hù)半徑rx應(yīng)按下列公式計(jì)算：當(dāng)時 當(dāng)時 式中： rx 避雷針在hx水平面上的保護(hù)半徑，m； hx 被保護(hù)物的高度，m；h 避雷針的高度，m； ha避雷針的有效高度，m； P高度影響系數(shù)，h30m，P1；30mh120m，；當(dāng)h120m時，取其等于120m。可計(jì)算出避雷針在地面上的保護(hù)半徑：。 3：對架空線路絕緣子串，如何確定工作電壓其所需絕緣子片數(shù)？如何確定操作過電壓下其所需絕緣子片數(shù)？答：在根據(jù)桿塔機(jī)械載荷選定絕緣子型式之后，需要確定每串

15、絕緣子的片數(shù)，以滿足下列要求：a. 在工作電壓下不發(fā)生污閃；b. 雨天時在操作過電壓作用下不發(fā)生閃絡(luò)(濕閃)。c. 具有一定的雷電沖擊耐壓強(qiáng)度，保證一定的線路耐雷水平。確定絕緣子串的片數(shù)的具體做法簡介如下：（1）按工作電壓下所要求的泄漏距離（爬電比距）S決定所需絕緣子片數(shù)n 絕緣子串應(yīng)有足夠的沿面爬電比距以防止在工作電壓下發(fā)生污閃。具體的作法是：按工作電壓下所需求的泄漏距離決定所需絕緣子片數(shù)，然后按操作過電壓及耐雷水平的要求進(jìn)行驗(yàn)算。爬電比距定義如下：式中 n每串絕緣子的片數(shù) 每片絕緣子的爬電距離，cm。 U線路的額定電壓（有效值），kV。對于不同的污穢地區(qū)要求一定的爬電比距S0，必須滿足，否

16、則污閃事故將比較嚴(yán)重，會造成很大損失。高壓電力設(shè)備外絕緣污穢等級中把外絕緣按污染程度劃分為0、級，其中0級相應(yīng)于無明顯污穢地區(qū)。各級要求的最小爬電比距值如表9-8所示。由此可得出根據(jù)最高工作線電壓確定每串絕緣子的片數(shù)為（2）按內(nèi)部過電壓進(jìn)行驗(yàn)算 絕緣子串除應(yīng)在長期工作電壓下不發(fā)生閃絡(luò)外，還應(yīng)耐受操作過電壓的作用。即絕緣子串的濕閃電壓在考慮大氣狀態(tài)等影響因素并保持一定的裕度后，應(yīng)大于可能出現(xiàn)的操作過電壓。通常取10的裕度則絕緣于的工頻或操作濕閃電壓Ush為Ush=1.1k0Uxg 式中k0為操作過電壓的計(jì)算倍數(shù)；Uxg為最高運(yùn)行相電壓。四：計(jì)算題（共40分）1：一固體電介質(zhì)，其電容量C=2000

17、pF；tan=1%；絕緣電阻R=2000M，求：施加工頻電壓U=100kV（有效值），介質(zhì)損耗為多少？施加直流電壓U=100kV，介質(zhì)損耗為多少？（10分） 解：1 交流情況下 （5分） 2 直流情況下 （5分）2：某變電所母線接線圖如下，各路出線波阻抗Z=400，現(xiàn)有一幅值U=的無窮長直角波由其中一路出線侵入變電所，求變電所母線上電壓幅值。（10分）ZUZZZZ題2圖解：彼得遜等值電路如右圖： 母線上電壓3: 下圖所示平原地區(qū)110kV單避雷線線路，已知避雷線弧垂2.8m，導(dǎo)線弧垂5.3m，幾何耦合系數(shù)為0.114，修正后的電暈下的耦合系數(shù)為0.143，桿塔電感16.4µH，雷擊桿塔時分流系數(shù)為0.9，線路絕緣子U50%700kV，桿塔沖擊接地電阻為7歐，建弧率為0.85，保護(hù)角為25°，擊桿率為1/4