2023年安全知識(shí)安全生產(chǎn)知識(shí)競(jìng)賽-過(guò)電壓安全知識(shí)競(jìng)賽考試參考題庫(kù)（含答案）

2023年安全知識(shí)安全生產(chǎn)知識(shí)競(jìng)賽-過(guò)電壓安全知識(shí)競(jìng)賽考試參考題庫(kù)（含答案）（圖片大小可任意調(diào)節(jié)）第I卷一.全考點(diǎn)試題庫(kù)(共20題)1.簡(jiǎn)述線路絕緣子串片數(shù)選擇的原則與方法。

正確答案:

線路絕緣子串片數(shù)選擇原則：

1）工作電壓下不發(fā)生霧閃；

2）操作過(guò)電壓下不發(fā)生濕閃；

3）具有一定沖擊耐壓能力，保證一定的線路耐雷水平。

方法：

1）污耐壓法

首先需要對(duì)每種絕緣子在盡可能模擬實(shí)際污穢的各種污穢度、污穢分布下做大量的人工污穢試驗(yàn)，從閃絡(luò)電壓的試驗(yàn)結(jié)果中計(jì)算出絕緣子在不同污穢度下的閃絡(luò)電壓或耐受電壓。然后按照系統(tǒng)必須保證的耐受電壓Us，計(jì)算出需要的絕緣子片數(shù)。

2）泄露比距法

爬電比距（即泄漏比距λ）是指每千伏電壓所要求的表面爬電距離。對(duì)于污穢不同等級(jí)的地區(qū)需要求不同的爬電比距λ0，一般清潔地區(qū)可取λ0為1.6cm/kV。當(dāng)絕緣子所在地區(qū)的海拔高度在1000m以上時(shí)，還需進(jìn)行氣壓修正。然后，按操作過(guò)電壓的要求進(jìn)行絕緣子串的校驗(yàn)，操作沖擊電壓波的50%沖擊放電電壓應(yīng)滿足U50%（s）≥KsUs如果操作沖擊電壓波的50%沖擊放電電壓不能滿足上式的要求，則需要在原先確定的絕緣子串片數(shù)n的基礎(chǔ)上再進(jìn)一步增加絕緣子片數(shù)，直至滿足公式的要求。2.簡(jiǎn)述五種VFTO限制措施。

正確答案:

1）隔離開關(guān)加裝并聯(lián)電阻

2）主變加裝入口電容

3）主變前加裝阻波器

4）采用架空線連接主變與GIS套管

5）加裝氧化鋅避雷器

6）改進(jìn)操作順序

7）加裝鐵氧體材料限制VFTO3.簡(jiǎn)述配電網(wǎng)鐵磁諧振過(guò)電壓產(chǎn)生原理。

正確答案:

配電網(wǎng)中PT鐵磁諧振的產(chǎn)生機(jī)理可以用這個(gè)簡(jiǎn)化電路圖來(lái)說(shuō)明：左側(cè)為系統(tǒng)三相電源，右側(cè)電感為PT等效電感，電容為系統(tǒng)線路對(duì)地等效電容。

一般情況下，PT電感與系統(tǒng)電容的諧振頻率很低，系統(tǒng)中不存在如此低頻率的諧波電源，不會(huì)產(chǎn)生諧振。

PT的鐵芯在電流大時(shí)會(huì)發(fā)生磁飽和現(xiàn)象，此時(shí)PT等效電感大幅下降，與系統(tǒng)電容的諧振頻率大大提高，與工頻頻率同數(shù)量級(jí)，此時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)本就存在的分頻諧波，基頻諧波，高次諧波就會(huì)引發(fā)鐵磁諧振現(xiàn)象。4.簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)過(guò)電壓分類。

正確答案:

過(guò)電壓分類

外部過(guò)電壓：雷電過(guò)電壓。

內(nèi)部過(guò)電壓：暫時(shí)過(guò)電壓、操作過(guò)電壓?暫時(shí)過(guò)電壓：工頻過(guò)電壓、諧振過(guò)電壓。

操作過(guò)電壓：合閘過(guò)電壓、分閘過(guò)電壓、故障過(guò)電壓等。5.簡(jiǎn)述VFTO的產(chǎn)生原理。

正確答案:

由于其分合閘速度慢、滅弧性能差，在分合閘過(guò)程中動(dòng)靜觸頭之間會(huì)發(fā)生多次燃、熄弧現(xiàn)象。以隔離開關(guān)拉開一段不帶電的GIS支路為例，該段不帶電GIS支路作為一個(gè)電氣“孤島”亦稱為負(fù)荷側(cè)，可近似看作一對(duì)地集中電容。在該段GIS支路被隔離開關(guān)切斷后，殘余電荷會(huì)在對(duì)地集中電容上保持較長(zhǎng)時(shí)間，系統(tǒng)側(cè)觸頭的電位則繼續(xù)跟隨系統(tǒng)電壓變化。當(dāng)兩個(gè)觸頭間電壓差達(dá)到觸頭間擊穿電壓時(shí)，就會(huì)發(fā)生間隙擊穿并形成電弧。這個(gè)過(guò)程與電網(wǎng)中斷路器切合空載線路或電容器時(shí)的重燃現(xiàn)象相似，會(huì)產(chǎn)生幅值較大的過(guò)電壓，稱之為特快速暫態(tài)過(guò)電壓。LC在較短導(dǎo)體內(nèi)的振蕩過(guò)程：GIS隔離開關(guān)動(dòng)作較慢；隔離開關(guān)分閘時(shí)間0.45s，合閘時(shí)間0.3s；斷路器分閘時(shí)間<30ms，合閘時(shí)間<120ms；被斷開部分的等效電容；與系統(tǒng)連接部分的電壓。

2）產(chǎn)生過(guò)電壓波遇到斷口折反射疊加，形成反復(fù)擊穿。6.簡(jiǎn)述絕緣配合慣用法與統(tǒng)計(jì)法的異同。

正確答案:

1）慣用法

原則：先確定設(shè)備上可能出現(xiàn)的最危險(xiǎn)過(guò)電壓，再根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)乘上一個(gè)考慮各種因素的影響和一定裕度的系數(shù)，決定絕緣耐受電壓水平。

特點(diǎn)：此方法確定的絕緣水平有較大的裕度，可適應(yīng)于有自恢復(fù)能力的絕緣和無(wú)自恢復(fù)能力的絕緣。

缺點(diǎn)：對(duì)絕緣要求偏嚴(yán)，并且不能定量估計(jì)出絕緣故障的概率，費(fèi)用較高。

2）統(tǒng)計(jì)法

原則：在已知過(guò)電壓幅值和絕緣放電電壓的概率分布后，用計(jì)算方法求出絕緣放電的概率和線路故障率，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較的基礎(chǔ)上，正確的確定絕緣水平。

采用統(tǒng)計(jì)法可以按需要進(jìn)行絕緣費(fèi)用與事故損失的協(xié)調(diào)，在滿足允許的故障率的條件下，選擇合理的絕緣水平，在特高壓絕緣配合中經(jīng)濟(jì)效益顯著。

特點(diǎn)：統(tǒng)計(jì)法不僅可以定量的給出設(shè)計(jì)的安全裕度，并能按照使用設(shè)備費(fèi)、每年的事故損失的綜合為最小的原則，確定系統(tǒng)絕緣配合的最佳方案。

缺點(diǎn)：絕緣配合的統(tǒng)計(jì)法繁瑣，只能用于自恢復(fù)絕緣目前，主要用于特高壓電網(wǎng)外絕緣的絕緣配合。7.高壓端換流變壓器出線短路引起閥兩端過(guò)電壓，為什么只可能發(fā)生在整流側(cè)。

正確答案:

該過(guò)電壓不可能發(fā)生在逆變側(cè)，分析如下：

首先假設(shè)故障發(fā)生時(shí)閥VT4處于導(dǎo)通狀態(tài)，如下圖所示，該組閥的陽(yáng)極a點(diǎn)與直流極線相連接，a點(diǎn)電壓為直流極線對(duì)地運(yùn)行電壓。當(dāng)A相（VT4陰極b點(diǎn)）發(fā)生接地短路時(shí)，將使b點(diǎn)電位下降，此時(shí)閥VT4陽(yáng)極a點(diǎn)電位高于陰極b點(diǎn)電位，兩端電壓仍為正向，VT4不會(huì)關(guān)斷仍將保持導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)接地故障發(fā)生在B相或C相時(shí)，由于直流極線對(duì)地運(yùn)行電壓比三相對(duì)地電壓也都高，故a點(diǎn)電位始終將高于的陰極電位，即最上層閥VT2、VT4、VT6中至少會(huì)有一個(gè)保持導(dǎo)通狀態(tài)。這樣，在閥VT2、VT4、VT6兩端并聯(lián)的閥避雷器V1上電壓不可能高于換流變閥側(cè)線電壓，不會(huì)出現(xiàn)過(guò)電壓。因此該過(guò)電壓只可能發(fā)生在整流測(cè)。

8.簡(jiǎn)述線路空氣間隙的確定須考慮哪些方面？

正確答案:

線路空氣間隙確定輸電線路的空氣間隙主要有：

1）導(dǎo)線對(duì)大地（懸垂最低點(diǎn)到地面距離）

2）導(dǎo)線對(duì)導(dǎo)線（風(fēng)偏下兩導(dǎo)線間距離）

3）導(dǎo)線對(duì)架空地線

4）導(dǎo)線對(duì)桿塔及橫桿9.簡(jiǎn)述直流系統(tǒng)運(yùn)行的方式。

正確答案:

雙極運(yùn)行，單極大地運(yùn)行，單極金屬回線運(yùn)行。

雙極運(yùn)行：雙極兩端中性點(diǎn)接地的方式是正負(fù)兩極對(duì)地，整流站和逆變站中性點(diǎn)接地，大地中僅流過(guò)兩極不平衡電流；

單極大地運(yùn)行：利用1根導(dǎo)線與大地構(gòu)成直流側(cè)的單極回路，整流站和逆變站中性點(diǎn)均需接地；

單極金屬回線運(yùn)行：利用2根導(dǎo)線構(gòu)成直流側(cè)的單極回路，利用停運(yùn)極的線路作為運(yùn)行極的回流線路，逆變站中性點(diǎn)接地限制電位。

10.簡(jiǎn)述線路雷電繞擊與反擊的異同。

正確答案:

1）避雷線對(duì)線路的防雷作用并不是絕對(duì)的，我們把雷繞過(guò)避雷線而直接擊到導(dǎo)線上的現(xiàn)象叫繞擊。

2）反擊又叫逆閃絡(luò)。當(dāng)雷電擊中接地物體（桿塔），使雷擊點(diǎn)對(duì)地電位（絕對(duì)值）大大增加，引起對(duì)導(dǎo)線的逆向閃絡(luò)的情況，通常稱為反擊。11.簡(jiǎn)述直流系統(tǒng)斷線故障引起中性母線上過(guò)電壓原理。

正確答案:

分單極金屬回線方式與單極大地運(yùn)行方式。

當(dāng)直流系統(tǒng)以單極大地回路或者單極金屬回線運(yùn)行時(shí)，如果一側(cè)接地引線或者金屬回線發(fā)生斷線故障，直流電流就會(huì)通過(guò)發(fā)生斷線一側(cè)的中性線接地引線避雷器或者金屬回線避雷器形成回路，即將避雷器接入了整流側(cè)—逆變側(cè)這個(gè)電流循環(huán)回路中去，造成發(fā)生斷線的換流站中性母線上過(guò)電壓。12.簡(jiǎn)述特高壓直流換流站空氣間隙與哪些因素有關(guān)，并簡(jiǎn)單定性介紹所需氣隙隨環(huán)境因素變化趨勢(shì)。

正確答案:

放電電壓水平和換流站大氣氣象條件。特高壓直流系統(tǒng)電壓等級(jí)更高，直流運(yùn)行電壓最高可達(dá)816kV，由于空氣間隙的飽和特性，在更高的操作過(guò)電壓下會(huì)要求更大的空氣間隙距離；換流站閥廳內(nèi)一般都安裝有用于冷卻的空調(diào)系統(tǒng)，其調(diào)節(jié)作用使得閥廳內(nèi)的大氣壓力、溫度、濕度均不同于標(biāo)準(zhǔn)氣象條件，對(duì)空氣間隙的放電特性產(chǎn)生較大影響。

空氣密度對(duì)間隙的擊穿電壓有較大的影響，主要原因是空氣密度變化時(shí)，分子間的平均距離發(fā)生變化，直接影響到電子的平均自由行程，從而間接影響間隙氣體的電離過(guò)程，改變間隙的擊穿電壓。當(dāng)海拔高度增加時(shí)，空氣壓力下降，密度減小，所以電子的碰撞電離過(guò)程中的平均自由程變大，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中可以積累更大的能量，在間隙距離較大的情況下，氣體的電離過(guò)程變得更加劇烈，所以間隙的擊穿電壓下降。當(dāng)溫度增加時(shí)，電子的自由程增加，積累的動(dòng)能也增加，更容易造成氣體電離；另外，溫度增加，氣體分子本身的熱動(dòng)能也增加，所以導(dǎo)致氣體的熱電離增加，這也會(huì)導(dǎo)致?lián)舸╇妷旱南陆?。所以，在其它條件一定時(shí)，溫度越高，氣隙的擊穿電壓越低。

濕度對(duì)擊穿電壓的影響比較復(fù)雜。實(shí)驗(yàn)表明均勻電場(chǎng)中的空氣，其放電電壓隨濕度的增加而增加，但程度極微。在極不均勻電場(chǎng)中，空氣濕度對(duì)提高間隙擊穿電壓的效應(yīng)就很明顯。原因是水分子容易吸收電子而形成負(fù)離子，電子形成負(fù)離子后自由行程大減，在電場(chǎng)中發(fā)生碰撞電離的能力也大大減弱。隨著濕度的增加，電子被水分子吸引而成為負(fù)離子的比例增加，負(fù)離子的質(zhì)量較大，直徑也較大，所以大大削弱了電子碰撞電離能力，從而削弱了間隙的電離過(guò)程，提高了間隙的擊穿電壓。另外，在極不均勻電場(chǎng)中，平均場(chǎng)強(qiáng)較低，電子運(yùn)動(dòng)速度較慢，很容易被水分子俘獲成為負(fù)離子?；谝陨显颍瑵穸鹊脑黾訒?huì)導(dǎo)致?lián)舸╇妷旱脑黾印?3.簡(jiǎn)述直擊雷與感應(yīng)雷的產(chǎn)生原因及區(qū)別。

正確答案:

1）直擊雷是帶電云層（雷云）與建筑物、其它物體、大地或防雷裝置之間發(fā)生的迅猛放電現(xiàn)象，并由此伴隨而產(chǎn)生的電效應(yīng)、熱效應(yīng)或機(jī)械力等一系列的破壞作用。

直擊雷的電壓峰值通?？蛇_(dá)幾萬(wàn)伏甚至幾百萬(wàn)伏，電流峰值可達(dá)幾十KA乃至幾百KA，其之所以破壞性很強(qiáng)，主要原因是雷云所蘊(yùn)藏的能量在極短的時(shí)間（其持續(xù)時(shí)間通常只有幾u(yù)s到幾百us）就釋放出來(lái)，從瞬間功率來(lái)講，是巨大的。

2）感應(yīng)雷也稱為雷電感應(yīng)或感應(yīng)過(guò)電壓。它分為靜電感應(yīng)雷和電磁感應(yīng)雷。

（1）靜電感應(yīng)雷：是由于帶電積云接近地面，在架空線路導(dǎo)線或其他導(dǎo)電凸出物頂部感應(yīng)出大量電荷引起的。它將產(chǎn)生很高的電位。

（2）電磁感應(yīng)雷：是由于雷電放電時(shí)，巨大的沖擊雷電流在周圍空間產(chǎn)生迅速變化的強(qiáng)磁場(chǎng)引起的。這種迅速變化的磁場(chǎng)能在鄰近的導(dǎo)體上感應(yīng)出很高的電動(dòng)勢(shì)。雷電感應(yīng)引起的電磁能量若不及時(shí)泄入地下，可能產(chǎn)生放電火花，引起火災(zāi)、爆炸或造成觸電事故。感應(yīng)雷擊過(guò)電壓對(duì)于110kV及以上的線路絕緣不會(huì)構(gòu)成威脅，波前平緩，但波長(zhǎng)較長(zhǎng)。14.簡(jiǎn)述潛供電流的產(chǎn)生原理。

正確答案:

故障相兩端的斷路器斷開后，健全相以及可能存在的相鄰線路，通過(guò)靜電耦合和電磁耦合繼續(xù)向故障點(diǎn)提供電流，稱為潛供電流。

15.簡(jiǎn)述重合閘過(guò)電壓產(chǎn)生原因及影響因素。

正確答案:

影響因素：1.線路長(zhǎng)度；2.系統(tǒng)阻抗；3.斷口電壓差；4.線路損耗；5.?輸送功率

產(chǎn)生原因：如線路實(shí)際等效電路圖所示為特高壓線路進(jìn)行重合閘前的實(shí)際電路等效圖，其中LN，LR分別為高抗和小電抗阻值；Cm，C0分別為線路相間電容和相對(duì)地電容。

然后，將高抗和小電抗進(jìn)一步等值，其中0L，mL分別為高抗和小電抗等效后的相間補(bǔ)償電感和相對(duì)地補(bǔ)償電感，如等效電路圖（一）所示。

16.何謂二次系統(tǒng)的雷電反擊。

正確答案:雷電的反擊現(xiàn)象通常指遭受直擊雷的金屬體（包括接閃器、接地引下線和接地體），在引導(dǎo)強(qiáng)大的雷電流流入大地時(shí)，在它的引下線、接地體以及與它們相連接的金屬導(dǎo)體上會(huì)產(chǎn)生非常高的電壓，對(duì)周圍與它們連接的金屬物體、設(shè)備、線路、人體之間產(chǎn)生巨大的電位差，這個(gè)電位差會(huì)引起閃絡(luò)。在接閃瞬間與大地間存在著很高的電壓，這電壓對(duì)與大地連接的其他金屬物品發(fā)生放電（又叫閃絡(luò)）的現(xiàn)象叫反擊。17.簡(jiǎn)述工頻過(guò)電壓產(chǎn)生因素及產(chǎn)生原理

正確答案:

1）空載長(zhǎng)線電容效應(yīng)；?容性電流流過(guò)電感，電壓升高。

當(dāng)首端的輸入阻抗為容性，計(jì)及電源內(nèi)阻抗的影響（感性）時(shí)，不僅使線路末端電壓高于首端，而且使線路首、末端電壓高于電源電動(dòng)勢(shì)。

2）三相甩負(fù)荷；

X0/X1增加將使不對(duì)稱短路故障時(shí)健全相的電壓有增大的趨勢(shì)。18.簡(jiǎn)述接地故障清除過(guò)電壓產(chǎn)生原因及影響因素。

正確答案:

對(duì)于故障線路來(lái)說(shuō)：1部分由于故障的存在電壓較低，不會(huì)產(chǎn)生過(guò)電壓，2部分由于故障的清除而導(dǎo)致相間電壓關(guān)系的突變，從而產(chǎn)生過(guò)電壓，但暫態(tài)過(guò)程并不十分劇烈，幅值一般也不高。

對(duì)于相鄰線路來(lái)說(shuō)：3部分由于仍與2部分相連，其過(guò)電壓與2部分相似；4部分過(guò)電壓最為嚴(yán)重，當(dāng)斷路器BRK2的C相開斷故障電流后，接地后的暫時(shí)穩(wěn)態(tài)被破壞，等效于在C相斷路器附近加上一個(gè)與故障電流反向的電流源，其電流波形在相鄰線路上流動(dòng)并且折反射，從而形成較大的過(guò)電壓。?影響因素：1.線路長(zhǎng)度；2.系統(tǒng)阻抗；3.輸送功率；4.接地位置。19.簡(jiǎn)述線路防雷的主要措施及效果評(píng)價(jià)。

正確答案:

1）架設(shè)避雷線

避雷線是高壓和超高壓輸電線路最基本的防雷措施，其主要目的是防止雷直擊于導(dǎo)線。此外，還對(duì)雷電流有分流作用，可以減少流入桿塔的雷電流，降低塔頂電位；另外還可以通過(guò)對(duì)導(dǎo)線的耦合作用，降低雷擊桿塔時(shí)作用于線路絕緣子串上的電壓。通常來(lái)說(shuō)，線路電壓愈高，采用避雷線的效果愈好，而且避雷線在線路造價(jià)中所占的比重也愈低。

2）降低桿塔接地電阻

降低桿塔接地電阻可以減小雷擊桿塔時(shí)的電位升高，這是配合架設(shè)避雷線所采取的一項(xiàng)有效措施。

3）加強(qiáng)線路絕緣

主要有增加絕緣子串的片數(shù)、改用大爬距懸式絕緣子、增大塔頭空氣間距等。這樣做固然也能提高線路的耐雷水平、降低建弧率，但實(shí)施起來(lái)往往局限性較大，難度也較大。因此通常作為后備保護(hù)措施。

4）架設(shè)耦合地線：

架設(shè)耦合地線通常是作為一種補(bǔ)救措施。它主要是在某些已經(jīng)建成投運(yùn)線路的雷擊故障頻發(fā)線路段上使用，通常是在導(dǎo)線下方再加裝一條地線又稱耦合地線。它可以加強(qiáng)地線的分流作用和增大導(dǎo)地線之間的耦合系數(shù)，從而提高線路的耐雷水平。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，耦合地線對(duì)減少雷擊跳閘率效果是顯著的，約可降低50%?左右。

5）自動(dòng)重合閘裝置

由于線路絕緣具有自恢復(fù)功能