長沙理工大學(xué)高電壓試題

1、 長沙理工大學(xué)試題 一、填空 （10分）1、流注理論認為：二次電子崩的主要來源是空間光電離。2、極化的基本形式有電子式極化、離子式極化、 偶極子式極化 、 夾層式極化 、和空間電荷極化。3、液體電介質(zhì)的擊穿機理主要可用 電擊穿理論 、 小橋理論 加以解釋。4、某110KV電氣設(shè)備從平原地區(qū)移至高原地區(qū)，其工頻耐壓水平將 下降 。5、絕緣耐壓試驗的項目主要有：交流耐壓試驗、直流耐壓試驗、 雷電沖擊耐壓試驗 和操作沖擊耐壓試驗。6、 雷暴小時 是指一年中有雷暴的小時數(shù)。7、電壓直角波經(jīng)過串聯(lián)電容后，波形將發(fā)生變化，變成 指數(shù) 波。二、選擇 （10分）1電子撞擊陰極，使陰極發(fā)射新的電子的過程稱為（C

2、）。A過程B過程 C過程D先導(dǎo)放電2若固體電介質(zhì)被擊穿的時間很短、又無明顯的溫升，可判斷是（C）。A電化學(xué)擊穿B熱擊穿C電擊穿D各類擊穿都有3下列因素中，對電介質(zhì)的tan影響不明顯的是（D）。A濕度B電源頻率C表面污穢D大氣壓強4輸電線路的波阻抗的大小與線路的長度（C）。A成正比B成反比C無關(guān)D不確定5下列不同類型的過電壓中，不屬于內(nèi)過電壓的是（D）。A工頻過電壓B操作過電壓C諧振過電壓D大氣過電壓三、名詞解釋 （15分）1、自持放電和非自持放電答：必須借助外力因素才能維持的放電稱為非自持放電。 不需其他任何加外電離因素而僅由電場的作用就能自行維持的放電稱為自持放電。2、50%沖擊放電電壓答：

3、工程上采用50%沖擊擊穿電壓（U50%）來描述間隙的沖擊擊穿特性，即在多次施加同一電壓時，用間隙擊穿概率為50的電壓值來反映間隙的耐受沖擊電壓的特性。3、吸收現(xiàn)象和絕緣電阻答：在一個固體電介質(zhì)上加直流電壓U，觀察流過電介質(zhì)電流的變化。當(dāng)開關(guān)K合上后，可以觀察到回路中流過一個微小的電流i，它隨時間逐漸衰減，最后達到某個穩(wěn)定值，這個現(xiàn)象稱為吸收現(xiàn)象。 電介質(zhì)中流過的泄漏電流所對應(yīng)的電阻稱為介質(zhì)的絕緣電阻。4、建弧率答：沖擊閃絡(luò)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的工頻電弧的概率，稱為建弧率。5、進線段保護答：進線段保護是指在臨近變電站12km的一段線路上加強防雷保護措施。四、簡答：（45分）1、湯遜理論的自持放電條件，并說

4、明其物理意義。答：湯遜理論的自持放電的條件為：（ed1）1或如果（ed1）個正離子在撞擊陰極表面時至少能從陰極釋放出一個有效電子來彌補原來那個產(chǎn)生電子崩并已進入陽極的電子，那么這個有效電子將在電場的作用下向陽極運動，產(chǎn)生碰撞電離，發(fā)展新的電子崩。這樣，即使沒有外界電離因素存在，放電也能繼續(xù)下去，使放電達到自持。2、均勻電場和不均勻電場中氣體間隙的放電特性有什么不同。答：（1） 極不均勻電場的擊穿電壓比均勻電場低；（2） 極不均勻電場如果是不對稱電極，則放電有極性效應(yīng)；（3） 極不均勻電場具有特殊的放電形式電暈放電。3、簡要解釋小橋理論。答：工程實際中使用的液體電介質(zhì)不可能是純凈的，不可避免地混

5、入氣體（即氣泡）、水分、纖維等雜質(zhì)。這些雜質(zhì)的介電常數(shù)小于液體的介電常數(shù)，在交流電場作用下，雜質(zhì)中的場強與液體介質(zhì)中的場強按各自的介電常數(shù)成反比分配，雜質(zhì)中場強較高，且氣泡的擊穿場強低，因此雜質(zhì)中首先發(fā)生放電，放電產(chǎn)生的帶電粒子撞擊液體分子，使液體介質(zhì)分解，又產(chǎn)生氣體，使氣泡數(shù)量增多，逐漸形成易發(fā)生放電的氣泡通道，并逐步貫穿兩極，形成“小橋”，最后導(dǎo)致?lián)舸┰诖送ǖ乐邪l(fā)生。4、在測試電氣設(shè)備的介質(zhì)損失角正切值時什么時候用正接線，什么時候用反接線；正接線和反接線各有什么特點？答：使用西林電橋的正接線時，高壓西林電橋的高壓橋臂的阻抗比對應(yīng)的低壓臂阻抗大得多，所以電橋上施加的電壓絕大部分都降落在高壓橋

6、臂上，只要把試品和標(biāo)準(zhǔn)電容器放在高壓保護區(qū)，用屏蔽線從其低壓端連接到低壓橋臂上，則在低壓橋臂上調(diào)節(jié)R3和C4就很安全，而且測量準(zhǔn)確度較高。但這種方法要求被試品高低壓端均對地 絕緣。使用反接線時，即將R3和C4接在高壓端，由于R3和C4處于高電位。橋體位于高壓側(cè)，抗干擾能力和準(zhǔn)確度都不如正接線。現(xiàn)場試驗通常采用反接線試驗方法。5、局部放電是怎樣產(chǎn)生的？在電力系統(tǒng)中常用什么方法進行測量,為什么？答：雜質(zhì)存在導(dǎo)致電場分布不均勻，電壓U達到一定值時，會首先在氣泡或雜質(zhì)中產(chǎn)生放電，既局部放電。 局部放電的檢測方法： 直接用局部放電檢測儀進行測量，用專用的無暈電源設(shè)備。 油色譜分析：主要是檢測絕緣油中乙炔

7、氣體的含量。6、以變壓器為例，說明破壞性試驗和非破壞性試驗各有哪些？答：非破壞性試驗：（1）絕緣電阻及吸收比；（2）繞組連同套管的絕緣電阻；（3）變壓比；（4）介損；（5）直流耐壓及泄露 破壞性試驗：（1）交流耐壓試驗；（2）沖擊耐壓試驗。7、測量電氣設(shè)備的介損tg能發(fā)現(xiàn)什么缺陷？不能發(fā)現(xiàn)什么缺陷？在測試時要注意什么？答：能發(fā)現(xiàn)的缺陷： （1）絕緣體受潮，絕緣老化；（2）貫穿性缺陷；（3）分布式缺陷；（4）小型設(shè)備集中性缺陷 不能發(fā)現(xiàn)的缺陷： 大型設(shè)備的局部性缺陷可能被掩蓋，所以現(xiàn)場仍要做分解試驗。 在測試時要注意： （1）必須有良好的接地； （2）反接線要注意引線的懸空處理； （3）被試品表

8、面要擦拭干凈； （4）能做分解試驗的要盡量做分解試驗。8、什么是變壓器的主絕緣、匝間絕緣和分級絕緣。答：主絕緣：發(fā)電機、變壓器各點對地絕緣。 匝間絕緣：變壓器多匝繞組間的絕緣。 分級絕緣：各個不同的電壓等級采取不同的絕緣等級。9、輸電線路遭受雷擊發(fā)生跳閘需要滿足的兩個條件，并解釋建弧率的概念。答：輸電線路遭受雷擊發(fā)生跳閘需要滿足兩個條件。首先是直擊線路的雷電流超過線路的耐雷水平，線路絕緣將發(fā)生沖擊閃絡(luò)。但是它的持續(xù)時間只有幾十微秒，線路開關(guān)還來不及跳閘，因此必須滿足第二個條件沖擊電弧轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的工頻電弧，才能導(dǎo)致線路跳閘。 沖擊閃絡(luò)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的工頻電弧的概率，稱為建弧率。五、計算（20分）2、

9、如圖所示，變電所母線上接有n條線路，每條線路的波阻抗均為Z。當(dāng)一條線路上落雷，電壓U（t）入侵變電所，求母線上的電壓。解 根據(jù)彼得遜法則，可得的等值計算電路，如圖（ b ） 所示。母線上的電壓u2（ t ） 計算如下：可見，連接在母線上的線路越多，母線上的過電壓越低，對變電所降低雷電過電壓有利。 一、填空 （10分）1、在極不均勻電場中，間隙完全被擊穿之前，電極附近會發(fā)生 電暈 ，產(chǎn)生暗藍色的暈光。2、沖擊電壓分為 雷電沖擊電壓 和 操作沖擊電壓 。3、固體電介質(zhì)的擊穿有 電擊穿 、 熱擊穿 和 電化學(xué)擊穿 等形式。4、某110KV電氣設(shè)備從平原地區(qū)移至高原地區(qū)，其工頻耐壓水平將 下降 。5、

10、在線路防雷設(shè)計時，110KV輸電線路的保護角一般取 20º 。6、 雷暴日 是指一年中有雷暴的天數(shù)。7、電壓直角波經(jīng)過串聯(lián)電容后，波形將發(fā)生變化，變成 指數(shù) 波。二、選擇 （10分）1解釋電壓較高、距離較長的間隙中的氣體放電過程可用（B）。A湯遜理論B流注理論C巴申定律D小橋理論2若固體電介質(zhì)被擊穿的時間很短、又無明顯的溫升，可判斷是（C）。A電化學(xué)擊穿B熱擊穿C電擊穿D各類擊穿都有3下列試驗中，屬于破壞性試驗的是（B）。A絕緣電阻試驗B沖擊耐壓試驗C直流耐壓試驗D局部放電試驗4輸電線路的波阻抗的大小與線路的長度（C）。A成正比B成反比C無關(guān)D不確定5下列不屬于輸電線路防雷措施的是（

11、C）。A架設(shè)避雷線B架設(shè)耦合地線 C加設(shè)浪涌吸收器D裝設(shè)自動重合閘三、名詞解釋 （15分）1、自持放電和非自持放電答：必須借助外力因素才能維持的放電稱為非自持放電 不需其他任何加外電離因素而僅由電場的作用就能自行維持的放電稱為自持放電。2、介質(zhì)損失角正切答：電流與電壓的夾角 是功率因數(shù)角，令功率因數(shù)角的余角為 ， 顯然是中的有功分量，其越大，說明介質(zhì)損耗越大，因此角的大小可以反映介質(zhì)損耗的大小。于是把角定義為介質(zhì)損耗角。3、吸收比和極化指數(shù)答：加壓60秒的絕緣電阻與加壓15秒的絕緣電阻的比值為吸收比。加壓10分鐘的絕緣電阻與加壓1分鐘的絕緣電阻的比值為極化指數(shù)。4、反擊和繞擊答：雷擊線路桿塔頂

12、部時，由于塔頂電位與導(dǎo)線電位相差很大，可能引起絕緣子串的閃絡(luò)，即發(fā)生反擊。 雷電繞過避雷線擊于導(dǎo)線，直接在導(dǎo)線上引起過電壓，稱為繞擊。5、保護角答：保護角是指避雷線與所保護的外側(cè)導(dǎo)線之間的連線與經(jīng)過避雷線的鉛垂線之間的夾角。四、簡答：（45分）1、簡述湯遜理論和流注理論的異同點，并說明各自的適用范圍。答：湯遜理論和流注理論都是解釋均勻電場的氣體放電理論。 前者適用于均勻電場、低氣壓、短間隙的條件下；后者適用于均勻電場、高氣壓、長間隙的條件下。 不同點：（1）放電外形 流注放電是具有通道形式的。根據(jù)湯遜理論，氣體放電應(yīng)在整個間隙中均勻連續(xù)地發(fā)展。（2）放電時間 根據(jù)流注理論，二次電子崩的起始電子

13、由光電離形成，而光子的速度遠比電子的大，二次電子崩又是在加強了的電場中，所以流注發(fā)展更迅速，擊穿時間比由湯遜理論推算的小得多。（3）陰極材料的影響 根據(jù)流注理論，大氣條件下氣體放電的發(fā)展不是依靠正離子使陰極表面電離形成的二次電子維持的，而是靠空間光電離產(chǎn)生電子維持的，故陰極材料對氣體擊穿電壓沒有影響。根據(jù)湯遜理論，陰極材料的性質(zhì)在擊穿過程中應(yīng)起一定作用。實驗表明，低氣壓下陰極材料對擊穿電壓有一定影響。2、試解釋沿面閃絡(luò)電壓明顯低于純空氣間隙的擊穿電壓的原因。答：當(dāng)兩電極間的電壓逐漸升高時，放電總是發(fā)生在沿固體介質(zhì)的表面上，此時的沿面閃絡(luò)電壓已比純空氣間隙的擊穿電壓低很多，其原因是原先的均勻電場

14、發(fā)生了畸變。產(chǎn)生這種情況的原因有：（1）固體介質(zhì)表面不是絕對光滑，存在一定的粗糙程度，這使得表面電場分布發(fā)生畸變。（2）固體介質(zhì)表面電阻不可能完全均勻，各處表面電阻不相同。（3）固體介質(zhì)與空氣有接觸的情況。（4）固體介質(zhì)與電極有接觸的狀況。3、固體電介質(zhì)的電擊穿和熱擊穿有什么區(qū)別？答：固體電介質(zhì)的電擊穿過程與氣體放電中的湯遜理論及液體的電擊穿理論相似，是以考慮在固體電介質(zhì)中發(fā)生碰撞電離為基礎(chǔ)的，不考慮由邊緣效應(yīng)、介質(zhì)劣化等原因引起的擊穿。電擊穿的特點是：電壓作用時間短，擊穿電壓高，擊穿電壓與環(huán)境溫度無關(guān)，與電場均勻程度有密切關(guān)系，與電壓作用時間關(guān)系很小。電介質(zhì)的熱擊穿是由介質(zhì)內(nèi)部的熱不平衡過程

15、所造成的。熱擊穿的特點是：擊穿電壓隨環(huán)境溫度的升高按指數(shù)規(guī)律降低；擊穿電壓與散熱條件有關(guān)，如介質(zhì)厚度大，則散熱困難，因此擊穿電壓并不隨介質(zhì)厚度成正比增加；當(dāng)電壓頻率增大時，擊穿電壓將下降；擊穿電壓與電壓作用時間有關(guān)。4、在測試電氣設(shè)備的介質(zhì)損失角正切值時什么時候用正接線，什么時候用反接線；正接線和反接線各有什么特點？答：使用西林電橋的正接線時，高壓西林電橋的高壓橋臂的阻抗比對應(yīng)的低壓臂阻抗大得多，所以電橋上施加的電壓絕大部分都降落在高壓橋臂上，只要把試品和標(biāo)準(zhǔn)電容器放在高壓保護區(qū)，用屏蔽線從其低壓端連接到低壓橋臂上，則在低壓橋臂上調(diào)節(jié)R3和C4就很安全，而且測量準(zhǔn)確度較高。但這種方法要求被試品

16、高低壓端均對地 絕緣。使用反接線時，即將R3和C4接在高壓端，由于R3和C4處于高電位。橋體位于高壓側(cè)，抗干擾能力和準(zhǔn)確度都不如正接線。現(xiàn)場試驗通常采用反接線試驗方法。5、局部放電是怎樣產(chǎn)生的？在電力系統(tǒng)中常用什么方法進行測量,為什么？答：雜質(zhì)存在導(dǎo)致電場分布不均勻，電壓U達到一定值時，會首先在氣泡或雜質(zhì)中產(chǎn)生放電，既局部放電。 局部放電的檢測方法： 直接用局部放電檢測儀進行測量，用專用的無暈電源設(shè)備。 油色譜分析：主要是檢測絕緣油中乙炔氣體的含量。6、測試電容量較大的被試品的絕緣電阻時如何防止被試品反放電燒壞兆歐表？為什么要對被試品充分放電？答：測試電容量較大的被試品的絕緣電阻時一定要在停止

17、搖動兆歐表之前，先解開被試品的接線。 電容量較大的被試品在測完接地電阻時，根據(jù)電容充放電的原理，往往會帶上大量的電荷，所以必須對其充分放電。7、測量電氣設(shè)備的介損tg能發(fā)現(xiàn)什么缺陷？不能發(fā)現(xiàn)什么缺陷？在測試時要注意什么？答：能發(fā)現(xiàn)的缺陷： （1）絕緣體受潮，絕緣老化；（2）貫穿性缺陷；（3）分布式缺陷；（4）小型設(shè)備集中性缺陷 不能發(fā)現(xiàn)的缺陷： 大型設(shè)備的局部性缺陷可能被掩蓋，所以現(xiàn)場仍要做分解試驗。 在測試時要注意： （1）必須有良好的接地； （2）反接線要注意引線的懸空處理； （3）被試品表面要擦拭干凈； （4）能做分解試驗的要盡量做分解試驗。8、輸電線路遭受雷擊發(fā)生跳閘需要滿足的兩個條件

18、，并解釋建弧率的概念。答：輸電線路遭受雷擊發(fā)生跳閘需要滿足兩個條件。首先是直擊線路的雷電流超過線路的耐雷水平，線路絕緣將發(fā)生沖擊閃絡(luò)。但是它的持續(xù)時間只有幾十微秒，線路開關(guān)還來不及跳閘，因此必須滿足第二個條件沖擊電弧轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的工頻電弧，才能導(dǎo)致線路跳閘。 沖擊閃絡(luò)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的工頻電弧的概率，稱為建弧率。9、ZnO避雷器的主要優(yōu)點。答：與普通閥型避雷器相比，ZnO避雷器具有優(yōu)越的保護性能。（4） 無間隙。在正常工作電壓下，ZnO電阻片相當(dāng)于一絕緣體，工作電壓不會使ZnO電阻片燒壞，因此可以不用串聯(lián)火花間隙。（5） 無續(xù)流。當(dāng)電網(wǎng)中出現(xiàn)過電壓時，通過避雷器的電流增大，ZnO電阻片上的殘壓受其良好

19、的非線性特性控制；當(dāng)過電壓作用結(jié)束后，ZnO電阻片又恢復(fù)絕緣體狀態(tài)，續(xù)流僅為微安級，實際上可認為無續(xù)流。（6） 電氣設(shè)備所受過電壓能量可以降低。雖然在10kA雷電流下的殘壓值ZnO避雷器與SiC避雷器相同，但由于后者只在串聯(lián)火花間隙放電后才有電流流過，而前者在整個過電壓過程中都有電流流過，因此降低了作用在變電站電氣設(shè)備上的過電壓幅值。（7） 通流容量大。ZnO避雷器的通流能力，完全不受串聯(lián)間隙被灼傷的制約，僅與閥片本身的通流能力有關(guān)。（8） 易于制成直流避雷器。因為直流續(xù)流不象工頻續(xù)流一樣存在自然零點，所以直流避雷器如用串聯(lián)間隙就難以滅弧。ZnO避雷器沒有串聯(lián)間隙，所以易于制成直流避雷器。五、

20、計算（20分）1、直流電源合閘于空載線路的波過程。如圖89所示，線路長度為l，t0時合閘于電壓為U0的直流電源，求線路末端B點電壓隨時間的變化。解 合閘后，從t0開始，電源電壓U0自線路首端A點向線路末端B點傳播，傳播速度為，自A點傳播到B點的時間設(shè)為t ，設(shè)線路波阻抗為Z。（1）當(dāng)0< t < t 時，線路上只有前行的電壓波和前行的電流波。（2）當(dāng)t t 時，波到達開路的末端B點，電壓波和電流波分別發(fā)生正全反射和負全反射，形成反行的電壓波和電流波。此反射波將于t 2t 時到達A點。9（3）當(dāng)t t <2t 時，線路上各點電壓由u1q 和u1 f 疊加而成，電流由i1q 和i

21、1f 疊加而成。（4）當(dāng)t 2t 時，反行波u1 f 到達線路的首端A點，迫使A點的電壓上升為2U0 。但由電源邊界條件所決定的A點電壓又必須為U0 。因此反行波u1 f 到達A點的結(jié)果是使電源發(fā)出另一個幅值為一U0的前行波電壓來保持A點的電壓為U0，即在t 2t 之后， 有一新的前行電壓波自A點向B點行進，同時產(chǎn)生新的前行電流波。（5）在2t t <3t 時，線路上各點的電壓由u1q、u1 f 和u2q 疊加而成，線路上各點的電流由i1q、i1f 和i2q 疊加而成。 （6）當(dāng)t 3t 時，新的前行波到達B點，電壓波和電流波分別發(fā)生正全反射和負全反射，形成新的反行電壓波和電流波。此反射

22、波將于t 4t 時到達A點。當(dāng)3t t <4t 時，線路上各點電壓由u1q 、u1f 、u2q 和u2f 疊加而成，電流由i1q 、i1f 、i2q和i2f 疊加而成。（7）當(dāng)t 4t 時，反行波u2f 到達線路的首端A點，迫使A點的電壓下降為0。但由電源邊界條件所決定的A點電壓又必須為U0 。因此反行波u2f 到達A點的結(jié)果是使電源發(fā)出另一個幅值為U0的前行波電壓來保持A點的電壓為U0 ，從而開始重復(fù)圖89 （ a ）所示的新的波過程?？蛰d線路末端波形如此反復(fù)往返傳播，根據(jù)所有前行反行波疊加的結(jié)果，可以得到如圖810所示線路末端B點電壓的電壓隨時間變化的曲線。2、某油罐直徑為10m ，

23、高10米，現(xiàn)采用單根避雷針進行保護，避雷針距離油罐壁為5m，請問避雷針的高度應(yīng)是多少？解：根據(jù)題意可知：hx=10m, rx=10+5=15 m , 求h=? 當(dāng)hxh 時，有rx=（h- hx）p 15=(h-10)×1解得： h=25m因為h=25m時不滿足hxh，所以應(yīng)按hxh算rx=(1.5h-2hx)p15=(1.5h-2hx) ×1解得：h=23.3m所以避雷針的高度至少應(yīng)是23.3m.。 一、填空 （10分）1、在極不均勻電場中，間隙完全被擊穿之前，電極附近會發(fā)生 電暈放電 ，產(chǎn)生暗藍色的暈光。2、沖擊電壓分為 雷電沖擊電壓 和 操作沖擊電壓 。3、固體電介質(zhì)

24、的擊穿有 電擊穿 、 熱擊穿 和 電化學(xué)擊穿 等形式。4、某110KV電氣設(shè)備從平原地區(qū)移至高原地區(qū)，其工頻耐壓水平將 下降 。5、在線路防雷設(shè)計時，110KV輸電線路的保護角一般取 20º 。6、 累暴日 是指一年中有雷暴的天數(shù)。7、電壓直角波經(jīng)過串聯(lián)電容后，波形將發(fā)生變化，變成 指數(shù) 波。二、選擇 （10分）1解釋電壓較高、距離較長的間隙中的氣體放電過程可用（B）。A湯遜理論B流注理論C巴申定律D小橋理論2若固體電介質(zhì)被擊穿的時間很短、又無明顯的溫升，可判斷是（C）。A電化學(xué)擊穿B熱擊穿C電擊穿D各類擊穿都有3下列因素中，對電介質(zhì)的tan影響不明顯的是（D）。A濕度B電源頻率C表

25、面污穢D大氣壓強4輸電線路的波阻抗的大小與線路的長度（C）。A成正比B成反比C無關(guān)D不確定5下列不同類型的過電壓中，不屬于內(nèi)過電壓的是（D）。A工頻過電壓B操作過電壓C諧振過電壓D大氣過電壓三、名詞解釋 （15分）1、極性效應(yīng)答：在極不均勻電場中，高場強電極的不同，空間電荷的極性也不同，對放電發(fā)展的影響也不同，這就造成了不同極性的高場強電極的電暈起始電壓的不同，以及間隙擊穿電壓的不同，稱為極性效應(yīng)。2、50%沖擊放電電壓答：工程上采用50%沖擊擊穿電壓（U50%）來描述間隙的沖擊擊穿特性，即在多次施加同一電壓時，用間隙擊穿概率為50的電壓值來反映間隙的耐受沖擊電壓的特性。3、介質(zhì)損失角正切答：

26、電流與電壓的夾角 是功率因數(shù)角，令功率因數(shù)角的余角為 ， 顯然是中的有功分量，其越大，說明介質(zhì)損耗越大，因此角的大小可以反映介質(zhì)損耗的大小。于是把角定義為介質(zhì)損耗角。4、接地電阻答：接地極或自然接地極的對地電阻和接地線電阻的總和，稱為接地裝置的接地電阻。5、建弧率答：沖擊閃絡(luò)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的工頻電弧的概率，稱為建弧率。四、簡答：（45分）1、湯遜理論的自持放電條件，并說明其物理意義。答：湯遜理論的自持放電的條件為：（ed1）1或如果（ed1）個正離子在撞擊陰極表面時至少能從陰極釋放出一個有效電子來彌補原來那個產(chǎn)生電子崩并已進入陽極的電子，那么這個有效電子將在電場的作用下向陽極運動，產(chǎn)生碰撞電離，發(fā)

27、展新的電子崩。這樣，即使沒有外界電離因素存在，放電也能繼續(xù)下去，使放電達到自持。2、試解釋沿面閃絡(luò)電壓明顯低于純空氣間隙的擊穿電壓的原因。答：當(dāng)兩電極間的電壓逐漸升高時，放電總是發(fā)生在沿固體介質(zhì)的表面上，此時的沿面閃絡(luò)電壓已比純空氣間隙的擊穿電壓低很多，其原因是原先的均勻電場發(fā)生了畸變。產(chǎn)生這種情況的原因有：（1）固體介質(zhì)表面不是絕對光滑，存在一定的粗糙程度，這使得表面電場分布發(fā)生畸變。（2）固體介質(zhì)表面電阻不可能完全均勻，各處表面電阻不相同。（3）固體介質(zhì)與空氣有接觸的情況。（4）固體介質(zhì)與電極有接觸的狀況。3、簡要解釋小橋理論。答：工程實際中使用的液體電介質(zhì)不可能是純凈的，不可避免地混入氣

28、體（即氣泡）、水分、纖維等雜質(zhì)。這些雜質(zhì)的介電常數(shù)小于液體的介電常數(shù)，在交流電場作用下，雜質(zhì)中的場強與液體介質(zhì)中的場強按各自的介電常數(shù)成反比分配，雜質(zhì)中場強較高，且氣泡的擊穿場強低，因此雜質(zhì)中首先發(fā)生放電，放電產(chǎn)生的帶電粒子撞擊液體分子，使液體介質(zhì)分解，又產(chǎn)生氣體，使氣泡數(shù)量增多，逐漸形成易發(fā)生放電的氣泡通道，并逐步貫穿兩極，形成“小橋”，最后導(dǎo)致?lián)舸┰诖送ǖ乐邪l(fā)生。4、在測試電氣設(shè)備的介質(zhì)損失角正切值時什么時候用正接線，什么時候用反接線；正接線和反接線各有什么特點？答：使用西林電橋的正接線時，高壓西林電橋的高壓橋臂的阻抗比對應(yīng)的低壓臂阻抗大得多，所以電橋上施加的電壓絕大部分都降落在高壓橋臂上

29、，只要把試品和標(biāo)準(zhǔn)電容器放在高壓保護區(qū)，用屏蔽線從其低壓端連接到低壓橋臂上，則在低壓橋臂上調(diào)節(jié)R3和C4就很安全，而且測量準(zhǔn)確度較高。但這種方法要求被試品高低壓端均對地 絕緣。使用反接線時，即將R3和C4接在高壓端，由于R3和C4處于高電位。橋體位于高壓側(cè)，抗干擾能力和準(zhǔn)確度都不如正接線?，F(xiàn)場試驗通常采用反接線試驗方法。5、局部放電是怎樣產(chǎn)生的？在電力系統(tǒng)中常用什么方法進行測量,為什么？答：雜質(zhì)存在導(dǎo)致電場分布不均勻，電壓U達到一定值時，會首先在氣泡或雜質(zhì)中產(chǎn)生放電，既局部放電。 局部放電的檢測方法： 直接用局部放電檢測儀進行測量，用專用的無暈電源設(shè)備。 油色譜分析：主要是檢測絕緣油中乙炔氣體

30、的含量。6、測試電容量較大的被試品的絕緣電阻時如何防止被試品反放電燒壞兆歐表？為什么要對被試品充分放電？答：測試電容量較大的被試品的絕緣電阻時一定要在停止搖動兆歐表之前，先解開被試品的接線。 電容量較大的被試品在測完接地電阻時，根據(jù)電容充放電的原理，往往會帶上大量的電荷，所以必須對其充分放電。7、測量電氣設(shè)備的介損tg能發(fā)現(xiàn)什么缺陷？不能發(fā)現(xiàn)什么缺陷？在測試時要注意什么？答：能發(fā)現(xiàn)的缺陷： （1）絕緣體受潮，絕緣老化；（2）貫穿性缺陷；（3）分布式缺陷；（4）小型設(shè)備集中性缺陷 不能發(fā)現(xiàn)的缺陷： 大型設(shè)備的局部性缺陷可能被掩蓋，所以現(xiàn)場仍要做分解試驗。 在測試時要注意： （1）必須有良好的接地

31、； （2）反接線要注意引線的懸空處理； （3）被試品表面要擦拭干凈； （4）能做分解試驗的要盡量做分解試驗。8、什么是變壓器的主絕緣、匝間絕緣和分級絕緣。答：主絕緣：發(fā)電機、變壓器各點對地絕緣。 匝間絕緣：變壓器多匝繞組間的絕緣。 分級絕緣：各個不同的電壓等級采取不同的絕緣等級。9、ZnO避雷器的主要優(yōu)點。答：與普通閥型避雷器相比，ZnO避雷器具有優(yōu)越的保護性能。（9） 無間隙。在正常工作電壓下，ZnO電阻片相當(dāng)于一絕緣體，工作電壓不會使ZnO電阻片燒壞，因此可以不用串聯(lián)火花間隙。（10） 無續(xù)流。當(dāng)電網(wǎng)中出現(xiàn)過電壓時，通過避雷器的電流增大，ZnO電阻片上的殘壓受其良好的非線性特性控制；當(dāng)過電

32、壓作用結(jié)束后，ZnO電阻片又恢復(fù)絕緣體狀態(tài)，續(xù)流僅為微安級，實際上可認為無續(xù)流。（11） 電氣設(shè)備所受過電壓能量可以降低。雖然在10kA雷電流下的殘壓值ZnO避雷器與SiC避雷器相同，但由于后者只在串聯(lián)火花間隙放電后才有電流流過，而前者在整個過電壓過程中都有電流流過，因此降低了作用在變電站電氣設(shè)備上的過電壓幅值。（12） 通流容量大。ZnO避雷器的通流能力，完全不受串聯(lián)間隙被灼傷的制約，僅與閥片本身的通流能力有關(guān)。（13） 易于制成直流避雷器。因為直流續(xù)流不象工頻續(xù)流一樣存在自然零點，所以直流避雷器如用串聯(lián)間隙就難以滅弧。ZnO避雷器沒有串聯(lián)間隙，所以易于制成直流避雷器。五、計算（20分）1、

33、平行平板極間距離d=0.1cm時，擊穿電壓為4.6KV，氣體為空氣，標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下，取A=6460/cm，B=1.9105V/cm，試求電離系數(shù)，當(dāng)d=1.0cm時，擊穿電壓為31.6KV，再求。解：=1.0=1.01一、填空 （10分）1、在極不均勻電場中，間隙完全被擊穿之前，電極附近會發(fā)生 電暈 ，產(chǎn)生暗藍色的暈光。2、沖擊電壓分為 雷電沖擊電壓 和 操作沖擊電壓 。3、固體電介質(zhì)的擊穿有 電擊穿 、 熱擊穿 和 電化學(xué)擊穿 等形式。4、某110KV電氣設(shè)備從平原地區(qū)移至高原地區(qū)，其工頻耐壓水平將 下降 。5、在線路防雷設(shè)計時，110KV輸電線路的保護角一般取 20º 。6、 雷

34、暴日 是指一年中有雷暴的天數(shù)。7、電壓直角波經(jīng)過串聯(lián)電容后，波形將發(fā)生變化，變成 指數(shù) 波。二、選擇 （10分）1解釋電壓較高、距離較長的間隙中的氣體放電過程可用（B）。A湯遜理論B流注理論C巴申定律D小橋理論2若固體電介質(zhì)被擊穿的時間很短、又無明顯的溫升，可判斷是（C）。A電化學(xué)擊穿B熱擊穿C電擊穿D各類擊穿都有3下列試驗中，屬于破壞性試驗的是（B）。A絕緣電阻試驗B沖擊耐壓試驗C直流耐壓試驗D局部放電試驗4輸電線路的波阻抗的大小與線路的長度（C）。A成正比B成反比C無關(guān)D不確定5下列不屬于輸電線路防雷措施的是（C）。A架設(shè)避雷線B架設(shè)耦合地線 C加設(shè)浪涌吸收器D裝設(shè)自動重合閘三、名詞解釋

35、（20分）1、自持放電和非自持放電答：必須借助外力因素才能維持的放電稱為非自持放電 不需其他任何加外電離因素而僅由電場的作用就能自行維持的放電稱為自持放電。2、介質(zhì)損失角正切答：電流與電壓的夾角 是功率因數(shù)角，令功率因數(shù)角的余角為 ， 顯然是中的有功分量，其越大，說明介質(zhì)損耗越大，因此角的大小可以反映介質(zhì)損耗的大小。于是把角定義為介質(zhì)損耗角。3、吸收比和極化指數(shù)答：加壓60秒的絕緣電阻與加壓15秒的絕緣電阻的比值為吸收比。加壓10分鐘的絕緣電阻與加壓1分鐘的絕緣電阻的比值為極化指數(shù)。4、反擊和繞擊答：雷擊線路桿塔頂部時，由于塔頂電位與導(dǎo)線電位相差很大，可能引起絕緣子串的閃絡(luò)，即發(fā)生反擊。 雷電

36、繞過避雷線擊于導(dǎo)線，直接在導(dǎo)線上引起過電壓，稱為繞擊。5、保護角答：保護角是指避雷線與所保護的外側(cè)導(dǎo)線之間的連線與經(jīng)過避雷線的鉛垂線之間的夾角。四、簡答：（48分）1、簡述湯遜理論和流注理論的異同點，并說明各自的適用范圍。答：湯遜理論和流注理論都是解釋均勻電場的氣體放電理論。 前者適用于均勻電場、低氣壓、短間隙的條件下；后者適用于均勻電場、高氣壓、長間隙的條件下。 不同點：（1）放電外形 流注放電是具有通道形式的。根據(jù)湯遜理論，氣體放電應(yīng)在整個間隙中均勻連續(xù)地發(fā)展。（2）放電時間 根據(jù)流注理論，二次電子崩的起始電子由光電離形成，而光子的速度遠比電子的大，二次電子崩又是在加強了的電場中，所以流注

37、發(fā)展更迅速，擊穿時間比由湯遜理論推算的小得多。（3）陰極材料的影響 根據(jù)流注理論，大氣條件下氣體放電的發(fā)展不是依靠正離子使陰極表面電離形成的二次電子維持的，而是靠空間光電離產(chǎn)生電子維持的，故陰極材料對氣體擊穿電壓沒有影響。根據(jù)湯遜理論，陰極材料的性質(zhì)在擊穿過程中應(yīng)起一定作用。實驗表明，低氣壓下陰極材料對擊穿電壓有一定影響。2、試解釋沿面閃絡(luò)電壓明顯低于純空氣間隙的擊穿電壓的原因。答：當(dāng)兩電極間的電壓逐漸升高時，放電總是發(fā)生在沿固體介質(zhì)的表面上，此時的沿面閃絡(luò)電壓已比純空氣間隙的擊穿電壓低很多，其原因是原先的均勻電場發(fā)生了畸變。產(chǎn)生這種情況的原因有：（1）固體介質(zhì)表面不是絕對光滑，存在一定的粗糙

38、程度，這使得表面電場分布發(fā)生畸變。（2）固體介質(zhì)表面電阻不可能完全均勻，各處表面電阻不相同。（3）固體介質(zhì)與空氣有接觸的情況。（4）固體介質(zhì)與電極有接觸的狀況。3、固體電介質(zhì)的電擊穿和熱擊穿有什么區(qū)別？答：固體電介質(zhì)的電擊穿過程與氣體放電中的湯遜理論及液體的電擊穿理論相似，是以考慮在固體電介質(zhì)中發(fā)生碰撞電離為基礎(chǔ)的，不考慮由邊緣效應(yīng)、介質(zhì)劣化等原因引起的擊穿。電擊穿的特點是：電壓作用時間短，擊穿電壓高，擊穿電壓與環(huán)境溫度無關(guān)，與電場均勻程度有密切關(guān)系，與電壓作用時間關(guān)系很小。電介質(zhì)的熱擊穿是由介質(zhì)內(nèi)部的熱不平衡過程所造成的。熱擊穿的特點是：擊穿電壓隨環(huán)境溫度的升高按指數(shù)規(guī)律降低；擊穿電壓與散熱條件有關(guān)，如介質(zhì)厚度大，則散熱困難，因此擊穿電壓并不隨介質(zhì)厚度成正比增加；當(dāng)電壓頻率增大時，擊穿電壓將下降；擊穿電壓與電壓作用時間有關(guān)。4、在測試電氣設(shè)備的介質(zhì)損失角正切值時什么時候用正接線，什么時候用反接線；正接線和反接線各有什么特點？答：使用西林電橋的正接線時，高壓西林電橋的高壓橋臂的阻抗比對應(yīng)的低壓臂阻抗大得多，所以電橋上施加的電壓絕大部分都降落在高壓橋臂上，只要把試品和標(biāo)準(zhǔn)電容器放在高壓保護區(qū)，用屏蔽線從其低壓端連接到低壓橋臂上，則在低壓橋臂上調(diào)節(jié)R3和C4就很安全，而且測量準(zhǔn)確度較高。但這種方法要求被試