南京理工大學(xué)高電壓技術(shù)考試題

1、理工大學(xué)標(biāo)準(zhǔn)答案紙課程名稱：高電壓技術(shù)專業(yè)、班級(jí)：電氣工程及其自動(dòng)化（本科）一、填空 （10分）1、在極不均勻電場(chǎng)中，間隙完全被擊穿之前，電極附近會(huì)發(fā)生電暈,產(chǎn)生暗藍(lán)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 o5、在線路防雷設(shè)計(jì)時(shí)，110KV輸電線路的保護(hù)角一般取20 o。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。、選擇 （10分）1 .解釋電壓較高、距離較長(zhǎng)的間隙中的氣體放電過程可用（ B ）

2、。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(shí)間很短、又無明顯的溫升，可判斷是（C ）B.熱擊穿D.各類擊穿都有B ）。B.沖擊耐壓試驗(yàn)D.局部放電試驗(yàn)C ）。B.成反比D.不確定C ）。B.架設(shè)耦合地線D.裝設(shè)自動(dòng)重合閘A.電化學(xué)擊穿C.電擊穿3 .下列試驗(yàn)中，屬于破壞性試驗(yàn)的是（A.絕緣電阻試驗(yàn)C.直流耐壓試驗(yàn)4 .輸電線路的波阻抗的大小與線路的長(zhǎng)度A.成正比C.無關(guān)5 .下列不屬于輸電線路防雷措施的是（A.架設(shè)避雷線C.加設(shè)浪涌吸收器三、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

3、電場(chǎng)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 S ,顯然|R是I中的有功分量，其越大，說明介質(zhì)損耗越大，因此 6角的大小可以反映介質(zhì)損耗的大小。于是把6角定義為介質(zhì)損耗角。+ Ir U /R 1tg IC U C RC3、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(shí)，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。

4、5、保護(hù)角答：保護(hù)角是指避雷線與所保護(hù)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(jiǎn)答：(45分)1、簡(jiǎn)述湯遜理論和流注理論的異同點(diǎn)，并說明各自的適用圍。答：湯遜理論和流注理論都是解釋均勻電場(chǎng)的氣體放電理論。前者適用于均勻電場(chǎng)、低氣壓、短間隙的條件下；后者適用于均勻電場(chǎng)、高氣壓、長(zhǎng)間隙的條件下。不同點(diǎn)：(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(gè)間隙中均勻連續(xù)地發(fā) 展。(2)放電時(shí)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(yuǎn)比電子的大， 二次電子崩又是在加強(qiáng)了的電場(chǎng)中，所以流注發(fā)展更迅速，擊穿時(shí)間比由湯遜理論推算的小得多。(3)陰極

5、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(duì)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(shí)驗(yàn)表明，低氣壓下陰極材料對(duì)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(shí)，放電總是發(fā)生在沿固體介質(zhì)的表面上，此時(shí)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(chǎng)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(duì)光滑，存在一定的粗糙程度，這使得表面電場(chǎng)分布發(fā)生畸變。(2)固體介質(zhì)表面

6、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(diǎn)是：電壓作 用時(shí)間短，擊穿電壓高，擊穿電壓與環(huán)境溫度無關(guān)，與電場(chǎng)均勻程度有密切關(guān)系，與電壓作用時(shí)間關(guān)系 很小。電介質(zhì)的熱擊穿是由介質(zhì)部的熱不平衡過程所造成的。熱擊穿的特點(diǎn)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

7、并不隨介質(zhì) 厚度成正比增加；當(dāng)電壓頻率增大時(shí)，擊穿電壓將下降；擊穿電壓與電壓作用時(shí)間有關(guān)。4、在測(cè)試電氣設(shè)備的介質(zhì)損失角正切值時(shí)什么時(shí)候用正接線，什么時(shí)候用反接線；正接線和反接線各有什么特點(diǎn)？答：使用西林電橋的正接線時(shí)，高壓西林電橋的高壓橋臂的阻抗比對(duì)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(hù)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) R和C就很安全，而且測(cè)量準(zhǔn)確度較高。 但這種方法要求被試品高低壓端均對(duì)地絕緣。使用反接線時(shí)，即將 R和。接在高壓端，由于 R和。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

8、接線。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)通常采用反接線試驗(yàn)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(jìn)行測(cè)量，為什么？答：雜質(zhì)存在導(dǎo)致電場(chǎng)分布不均勻，電壓 U達(dá)到一定值時(shí)，會(huì)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(cè)方法：直接用局部放電檢測(cè)儀進(jìn)行測(cè)量，用專用的無暈電源設(shè)備。油色譜分析：主要是檢測(cè)絕緣油中乙煥氣體的含量。6、測(cè)試電容量較大的被試品的絕緣電阻時(shí)如何防止被試品反放電燒壞兆歐表？為什么要對(duì)被試品充分放電？答：測(cè)試電容量較大的被試品的絕緣電阻時(shí)一定要在停止搖動(dòng)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(cè)完接地電阻時(shí)，根據(jù)電容充放電的原理， 往往會(huì)帶上大量的電荷， 所以必須對(duì)其充

9、分放電。7、測(cè)量電氣設(shè)備的介損tg S能發(fā)現(xiàn)什么缺陷？不能發(fā)現(xiàn)什么缺陷？在測(cè)試時(shí)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(chǎng)仍要做分解試驗(yàn)。在測(cè)試時(shí)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(yàn)的要盡量做分解試驗(yàn)。8、輸電線路遭受雷擊發(fā)生跳閘需要滿足的兩個(gè)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(gè)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

10、續(xù)時(shí)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(gè)條件一一沖擊電弧轉(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。理工大學(xué)標(biāo)準(zhǔn)答案紙課程名稱：高電壓技術(shù)專業(yè)、班級(jí)：電氣工程及其自動(dòng)化（本科）一、填空 （共25分，每空1分）1、在極不均勻電場(chǎng)中，間隙完全被擊穿之前，電極附近會(huì)發(fā)生電暈放電 ,產(chǎn)生暗藍(lán)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o5、在線路防雷設(shè)計(jì)時(shí)，110KV輸電線路的保護(hù)角一般取20 o

11、。6、累暴日 是指一年中有雷暴的天數(shù)。7、電壓直角波經(jīng)過并聯(lián)電容后，波形將發(fā)生變化，變成指數(shù) 波。8、介質(zhì)損失角正切的計(jì)算公式是 tan 1 r /1 c , tan 表示交流下的介質(zhì)損耗。9、工程實(shí)際中，常用棒一板或 棒一棒電極結(jié)構(gòu)研究極不均勻電場(chǎng)下的擊穿特性。10、下行的負(fù)極性雷通?？煞譃?個(gè)主要階段:先導(dǎo)、主放電、余光。11、影響固體介質(zhì)擊穿電壓的主要因素有電壓作甬的間、電場(chǎng)均勻程度 、溫度、累積效應(yīng)受潮程度12、在對(duì)電力設(shè)備絕緣進(jìn)行高電壓耐壓試驗(yàn)時(shí),所采用的電壓波形有直流、 交流 、雷電過電壓操作沖擊波二、選擇 （共20分，每小題2分）1 .解釋電壓較高、距離較長(zhǎng)的間隙中的氣體放電過程

12、可用（ B ）。A.湯遜理論B.流注理論C.巴申定律D.小橋理論2 .雷電流具有沖擊波形的特點(diǎn)：_C oA.緩慢上升，平緩下降B 一.緩慢上升，快速下降C.迅速上升，平緩下降D .迅速上升，快速下降3 . SF6氣體具有較高絕緣強(qiáng)度的主要原因之一是 D OA.無色無味性B.不燃性 一C.無腐蝕性D.電負(fù)性4 . §型絕緣子具有損壞后“自爆”的特性。A.電王廨春B.鋼化玻璃C.硅橡膠D.乙丙橡膠5 .下列因素中，對(duì)電介質(zhì)的 tan S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(qiáng)6 .減少絕緣介質(zhì)的介電常數(shù)可以 _B電纜中電磁波的傳播速度。A.降低B.提高C.不

13、改變D.不一定7.下列不同類型的過電壓中，不屬于過電壓的是（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8.以下哪種材料具有憎水性？(A )A.硅橡膠B.電瓷C.玻璃D.金屬9.以下屬于操作過電壓的是B 。A.工頻電壓升高B.電弧接地過電壓C.變電所侵入波過電壓D .鐵磁諧振過電壓10.沖擊系數(shù)是 B_Jt電電壓與靜態(tài)放電電壓之比。A. 25% B. 50%C. 75%D. 100%三、名詞解釋(共15分，每小題3分)1、極性效應(yīng)答：在極不均勻電場(chǎng)中，高場(chǎng)強(qiáng)電極的不同，空間電荷的極性也不同，對(duì)放電發(fā)展的影響也不同，這就造 成了不同極性的高場(chǎng)強(qiáng)電極的電暈起始電壓的不同，以及間

14、隙擊穿電壓的不同，稱為極性效應(yīng)。2、50%中擊放電電壓答：工程上采用 50%中擊擊穿電壓(150%)來描述間隙的沖擊擊穿特性，即在多次施加同一電壓時(shí)，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、進(jìn)線段保護(hù)答：進(jìn)線段保護(hù)是指在臨近變電站1 2km的一段線路上加強(qiáng)防雷保護(hù)措施。4、接地電阻答：接地極或自然接地極的對(duì)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(jiǎn)答：(共40分，每小題5分)1、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(shí)，放電總是發(fā)生在沿固體介質(zhì)的表

15、面上，此時(shí)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(chǎng)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(duì)光滑，存在一定的粗糙程度，這使得表面電場(chǎng)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。2、簡(jiǎn)要解釋小橋理論。答：工程實(shí)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(chǎng)作用下，雜質(zhì)中的場(chǎng)強(qiáng)與液體介質(zhì)中的場(chǎng)強(qiáng)按各自的介電常數(shù)成反比分配，雜質(zhì)中場(chǎng)強(qiáng)較高，且氣泡的擊穿場(chǎng)強(qiáng)低，因此雜質(zhì)中首

16、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。3、在測(cè)試電氣設(shè)備的介質(zhì)損失角正切值時(shí)什么時(shí)候用正接線，什么時(shí)候用反接線；正接線和反接線各有什么特點(diǎn)？答：使用西林電橋的正接線時(shí)，高壓西林電橋的高壓橋臂的阻抗比對(duì)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(hù)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)R和。就很安全，而且測(cè)量準(zhǔn)確度較高。但這種方法要求被試品高低壓端均對(duì)地絕緣。使用反接線時(shí)，即將

17、 R和。接在高壓端，由于 R和。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(chǎng)試驗(yàn)通常采用反接線試驗(yàn)方法。4、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(diǎn)是：電壓作 用時(shí)間短，擊穿電壓高，擊穿電壓與環(huán)境溫度無關(guān)，與電場(chǎng)均勻程度有密切關(guān)系，與電壓作用時(shí)間關(guān)系 很小。電介質(zhì)的熱擊穿是由介質(zhì)部的熱不平衡過程所造成的。熱擊穿的特點(diǎn)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

18、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(shí)，擊穿電壓將下降；擊穿電壓與電壓作用時(shí)間有關(guān)。5、簡(jiǎn)要論述湯遜放電理論。答：當(dāng)外施電壓足夠高時(shí)，一個(gè)電子從陰極出發(fā)向陽極運(yùn)動(dòng)，由于碰撞游離形成電子崩，則到達(dá)陽極并進(jìn)入陽極的電子數(shù)為 十個(gè)（a為一個(gè)電子在電場(chǎng)作用下移動(dòng)單位行程所發(fā)生的碰撞游離數(shù)；S為間隙距離）。因碰撞游離而產(chǎn)生的新的電子數(shù)或正離子數(shù)為（eas-1）個(gè)。這些正離子在電場(chǎng)作用下向陰極運(yùn)動(dòng)，并撞擊陰極.若1個(gè)正離子撞擊陰極能從陰極表面釋放r個(gè)（r為正離子的表面游離系數(shù)）有效電子，則（eas-1）個(gè)正離子撞擊陰極表面時(shí)，至少能從陰極表面釋放出一個(gè)有效電子，以彌補(bǔ)原來那個(gè)產(chǎn)生

19、電子崩并進(jìn)入陽極的電子，則放電達(dá)到自持放電。即湯遜理論的自持放電條件可表達(dá)為r（eas-1）=1。6、測(cè)試電容量較大的被試品的絕緣電阻時(shí)如何防止被試品反放電燒壞兆歐表？為什么要對(duì)被試品充分放 電？答：測(cè)試電容量較大的被試品的絕緣電阻時(shí)一定要在停止搖動(dòng)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(cè)完接地電阻時(shí)，根據(jù)電容充放電的原理，往往會(huì)帶上大量的電荷， 所以必須對(duì)其充分放電。7、測(cè)量絕緣材料的泄漏電流為什么用直流電壓而不用交流電壓？答：因?yàn)橹绷麟妷鹤饔孟碌慕橘|(zhì)損失僅有漏導(dǎo)損失，而交流作用下的介質(zhì)損失不僅有漏導(dǎo)損失還有極化損失。所以在直流電壓下，更容易測(cè)量出泄漏電流。理工大學(xué)標(biāo)準(zhǔn)答案紙課

20、程名稱：高電壓技術(shù)專業(yè)、班級(jí)：電氣工程及其自動(dòng)化（本科）、選擇（共10分，每小題2分）1 .沖擊系數(shù)是 B 放電電壓與靜態(tài)放電電壓之比。A. 25%B, 50%C. 75%D. 100%2 .若固體電介質(zhì)被擊穿的時(shí)間很短、又無明顯的溫升，可判斷是（C ）B.熱擊穿D.各類擊穿都有.非自持放電.均勻場(chǎng)中放電A.電化學(xué)擊穿C.電擊穿3 .電暈放電是一種 A。A.自持放電BC.電弧放電D4 .輸電線路的波阻抗的大小與線路的長(zhǎng)度（ C ）。A.成正比B.成反比C.無關(guān)D.不確定D ）。B.操作過電壓D.大氣過電壓5 .下列不同類型的過電壓中，不屬于過電壓的是（A.工頻過電壓C.諧振過電壓二、填空 （共

21、20分，每空1分）1、流注理論認(rèn)為：二次電子崩的主要來源是空間光電離 。2、下行的負(fù)極性雷通?？煞譃?3個(gè)主要階段：先導(dǎo)、主放電、余光。3、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。4、液體電介質(zhì)的擊穿機(jī)理主要可用電擊穿理論、小橋理論加以解釋。5、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 。6、氣體放電的主要形式：輝光放電、電暈放電、刷狀放電、火花放電、電弧放電。7、絕緣耐壓試驗(yàn)的項(xiàng)目主要有：交流耐壓試驗(yàn)、直流耐壓試驗(yàn)、雷電沖擊耐壓試驗(yàn) 和操作沖8、 雷暴小時(shí) 是指一年中有雷暴的小時(shí)數(shù)。9、電壓直角波經(jīng)過并聯(lián)電容后，波形將發(fā)生變

22、化，變成 指數(shù) 波。10、影響球隙測(cè)量電壓的可靠性的因素有球面的塵污 和球隙間空氣游離不充分。三、簡(jiǎn)答：（共50分，每小題10分）1、均勻電場(chǎng)和不均勻電場(chǎng)中氣體間隙的放電特性有什么不同。 答：（1）極不均勻電場(chǎng)的擊穿電壓比均勻電場(chǎng)低；（2）極不均勻電場(chǎng)如果是不對(duì)稱電極，則放電有極性效應(yīng)；（3）極不均勻電場(chǎng)具有特殊的放電形式電暈放電。2、在測(cè)試電氣設(shè)備的介質(zhì)損失角正切值時(shí)什么時(shí)候用正接線，什么時(shí)候用反接線；正接線和反接線各有什么特點(diǎn)？答：使用西林電橋的正接線時(shí)，高壓西林電橋的高壓橋臂的阻抗比對(duì)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(hù)區(qū)，用屏蔽