湖南大學(xué)高電壓絕緣期末考試試卷與答案

1、湖南大學(xué)課程考試試卷考試中心填寫：_年_月_日考 試 用專業(yè)班級：學(xué)號：姓名：裝訂線（題目不得超過此線）湖南大學(xué)課程考試試卷湖南大學(xué)教務(wù)處考試中心課程名稱： 高電壓絕緣技術(shù) ；課程編碼： ；試卷編號： ；考試時間：120分鐘題號一二三四五六七八九十總分應(yīng)得分1015303015100實得分評分：評卷人一、 選擇題（每題1分，共計10分）1流注理論未考慮（ B ）的現(xiàn)象A碰撞游離 B表面游離 C光游離 D電荷畸變電場2電暈放電是一種（ D ）。A滑閃放電 B非自持放電C沿面放電 D自持放電3沿面放電電壓與同樣距離下的純空氣間隙的放電電壓相比總是（ B ）A高 B低C相等 D不確定4下列電氣設(shè)備中

2、容易產(chǎn)生滑閃放電的是（ B ）。A針式絕緣子 B瓷套管C懸式絕緣子 D支柱絕緣子5以下哪個不是發(fā)生污閃最危險的氣象條件 （ C ）A大霧 B毛毛雨 C大雨 D凝露 6SF6氣體具有較高絕緣強度的主要原因之一是 （ D ） A無色無味性 B不燃性C無腐蝕性 D電負性 7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暫時過電壓D大氣過電壓8液體絕緣結(jié)構(gòu)中，電極表面加覆蓋層的主要作用是（ D ）。A分擔(dān)電壓 B改善電場 C防潮 D阻止小橋形成 9極化時間最短的是 （ A ）A電子式極化 B離子式極化C偶極子極化 D空間電荷極化10下列不屬于破壞性試驗的是（ A ）A介

3、質(zhì)損耗角正切測量C交流耐壓試驗B直流耐壓試驗D沖擊耐壓試驗二、填空題 （每空1分，共計15分）1 氣體放電中帶電質(zhì)點的消失方式主要有：（ 擴散 ）和（ 復(fù)合 ）2 不均勻電場中，放電產(chǎn)生的空間電荷對原電場形成畸變，同一間隙在不同電壓極性下的電暈起始電壓不同，擊穿電壓也不同，這種現(xiàn)象稱為放電的（極性效應(yīng)）3 氣體間隙擊穿，不僅需要外施電壓高于臨界擊穿電壓，還需電壓維持一定時間。從施加臨界電壓開始至間隙擊穿所需時間稱為（ 放電時延 ）4 電力系統(tǒng)內(nèi)部過電壓分為暫時過電壓和（ 操作過電壓 ） 5 標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊電壓波形中波前時間和半波峰值時間分別為（ 1.2µs）和（ 50 µs）

4、6 描述電介質(zhì)電氣特性的四個基本參數(shù)是：電導(dǎo)率、擊穿場強、（介損正切角）、（ 介電常數(shù)）7 隨電壓作用時間的不同，固體電介質(zhì)的擊穿有三種形式，即電擊穿、（ 熱擊穿）、（ 電化學(xué)擊穿）8 電氣設(shè)備絕緣缺陷可以分為兩大類：（ 集中性缺陷 ）、（ 分布性缺陷 ）9 電氣設(shè)備的預(yù)防性試驗方法可分為兩大類：（ 破壞性試驗 ）、（ 非破壞性試驗）三、簡答題 （每題6分，共計30分）1說明為什么加裝均壓環(huán)后絕緣子柱電壓分布可以得到改善。并在答題紙上分別近似作出兩種情況下電壓的實際分布曲線（6分） 答：絕緣子的金屬部分與接地鐵塔或帶電導(dǎo)體間有電容存在，使得絕緣子的電壓分布不均勻，同時存在對地電容和雜散電容。而

5、對地電容的影響比雜散電容大，故絕緣子串中靠近導(dǎo)線的絕緣子電壓降最大，距離導(dǎo)線越遠的絕緣子電壓降逐漸減??；靠近鐵塔橫擔(dān)時，雜散電容作用明顯，電壓降又有所升高，即絕緣子串長度越長，串聯(lián)片數(shù)越多的，電壓分布越不均勻。采用均壓環(huán)增加了絕緣子對導(dǎo)線的電容，可以改善電壓分布。（3分）。兩種情況下的電壓實際分布曲線如下所示（3分）。2什么是伏秒特性？若選用避雷器S1保護變壓器S2，為達到良好的絕緣配合，請畫出這兩種設(shè)備的伏秒特性曲線示意圖（6分）答：(1）伏秒特性是指在同一沖擊電壓波形下，擊穿電壓值與放電時延（或電壓作用時間）有關(guān)的特性（3分）。（2）S1為避雷器、S2為被保護變壓器（3分）。3提高氣體間隙

6、擊穿電壓的措施主要有哪些（6分）答：主要措施有以下六種：（1）改進電極形狀以改善電場分布；（2）利用空間電荷畸變電場的作用；（3）極不均勻電場中利用屏蔽的作用；（4）采用高氣壓；（5）采用高電氣強度的氣體；（6）采用高真空的環(huán)境（每項1分）。4簡述絕緣子的種類，各種絕緣子的優(yōu)缺點和應(yīng)用場合（6分）答：絕緣子是用作帶電體和接地體之間的絕緣和固定連接。按材料分：瓷絕緣子、玻璃絕緣子、復(fù)合絕緣子；按結(jié)構(gòu)分：懸式絕緣子、柱式絕緣子、套管絕緣子、針式絕緣子、瓷橫擔(dān)絕緣子等。（3分）瓷絕緣子：工藝簡單、價格便宜、使用壽命長，但是易積污，容易出現(xiàn)零值。玻璃絕緣子：機械強度高，生產(chǎn)工藝成熟、價格較低、零值自爆

7、。不適宜在城市等地方使用。復(fù)合絕緣子：憎水性強、防污性能好、機械強度高、重量輕、無需檢零。但是易老化，壽命較短。（3分）5簡述絕緣配合的原則和基本方法（6分）答：絕緣配合原則（3分）：絕緣配合就是根據(jù)設(shè)備在系統(tǒng)中可能承受的各種電壓，并考慮限壓裝置的特性和設(shè)備的絕緣特性來確定必要的耐受強度，以便把作用于設(shè)備上的各種電壓所引起的絕緣損壞和影響連續(xù)運行的概率，降低到在經(jīng)濟和運行上能接受的水平。絕緣配合要求在技術(shù)上處理好各種電壓、各種限制措施和設(shè)備承受能力之間的配合關(guān)系，以及經(jīng)濟上協(xié)調(diào)設(shè)備投資費、運行維護費和事故損失費三者之間的關(guān)系。絕緣配合的基本方法（3分）：（1）慣用法；（2）統(tǒng)計法；（3）簡化統(tǒng)

8、計法。四、計算題（每題10分，共計30分）1. 平行平板電容器電極間有兩種介質(zhì)，界面和電極平行。其中固體介質(zhì)厚5mm, ,絕緣電阻率=1016cm；液體介質(zhì)厚3mm，=5*1015cm。問極間施加工頻電壓（有效值）10kV和直流電壓10kV時介質(zhì)中場強分別為多大？（10分）答：交流情況下（5分）：直流情況下（5分）：2處于清潔區(qū)（0區(qū)、=139）的某110kV線路采用XP-10型懸式絕緣子（幾何爬電距離L0=29cm），試按照架空輸電線路絕緣配合中工作電壓要求計算應(yīng)有的絕緣子片數(shù)。（10分）答： 所以絕緣子片數(shù)為6片（寫出公式：8分，答案正確：10分）3設(shè)平行平板電極間為真空時電容為02F?，F(xiàn)

9、放入相對介電常數(shù)的固體電介質(zhì)，加上工頻10kV電壓后，實驗測得其介質(zhì)損耗有450W，試計算放入平板電極間固體電介質(zhì)的損耗角正切值。（10分） 解： （2分） （8分）五、綜合題（15分）變壓器是電力系統(tǒng)最主要的供電設(shè)備，其可靠運行程度直接關(guān)系到電電網(wǎng)的安全。2013年6月，雷雨天氣，某樞紐變電站500kV油浸式變壓器由于絕緣缺陷，出現(xiàn)故障停電。請結(jié)合電氣設(shè)備絕緣的預(yù)防性試驗方法，設(shè)計相關(guān)的試驗，對該變壓器進行診斷分析。答：可采用多種電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗對該變壓器進行綜合診斷分析：（1）采用兆歐表，測量變壓器的絕緣電阻和吸收比。若絕緣不良或受潮時，絕緣電阻值較低，吸收過程較快；若絕緣良好，絕緣電阻值較高，吸收過程現(xiàn)對較慢（2分）。（2）為判斷該變壓器是否出現(xiàn)受潮，穿透性導(dǎo)電通道，絕緣臟污或劣化等缺陷，可采用西林電橋法，測量變壓器絕緣的介質(zhì)損耗角正切值tan。西林電橋原理如圖1所示（3分）。圖1 西林電橋原理圖（3）變壓器油氣相色譜試驗：絕緣油是變壓器絕緣的重要組成部分。當(dāng)變壓器內(nèi)部有局部過熱或局部放電等缺陷時，絕緣附近的絕緣將會分解而產(chǎn)生氣體，并不斷分解溶于絕緣油中?？扇〕鲈撟儔浩鞯挠蜆?，采用氣相色譜法檢查油樣內(nèi)所含氣體的組成和含量，進而判斷變壓器內(nèi)部的絕緣缺陷（4分）。（4）局部放電測試：變壓器運行時，若發(fā)生絕緣缺陷，在工作電壓的作用下，將產(chǎn)生局部放電，并伴隨電、光、噪聲、化學(xué)