高电压试题
1-1、气体带电质点的产生和消失有哪些主要方式？
1-2、什么叫自持放电？简述汤逊理论的自持放电条件。
1-3、汤逊理论与流注理论的主要区别在哪里？它们各自的适用范围如何？
1-4、极不均匀电场中有何放电特性？比较棒—板气隙极性不同时电晕起始电压和击穿电压的高低，简述其理由。
1-5、电晕放电是自持放电还是非自持放电？电晕放电有何危害及用途？
1-6、什么是巴申定律？有何种情况下气体放电不遵循巴申定律？
1-7、雷电冲击电压下间隙击穿有何特点？冲击电压作用下放电时延包括哪些部分？用什么来表示气隙的冲击特性？
1-8、什么叫伏秒特性？伏秒特性有何意义？
1-9、影响气体间隙击穿电压的因素有哪些？提高气体间隙击穿电压有哪些主要措施。
1-10、沿面闪络电压为什么低于同样距离下纯空气间隙的击穿电压？
1-11、分析套管的沿面闪络过程，提高套管沿面闪络电压有哪些措施？
1-12、试分析绝缘子串的电压分布及改进电压分布措施。
1-13、什么叫绝缘的污闪？防止绝缘子污闪有哪些措施？
2-1、列表比较电介质四种极化形式的形成原因、过程进行的快慢、有无损耗、受温度的影响。
2-2、说明绝缘电阻、泄漏电流、表面泄漏的含义。
2-3、说明介质电导与金属电导的本质区别。
2-4、何为吸收现象，在什么条件下出现吸收现象，说明吸收现象的成因。
2-5、说明介质损失角正切值的物理意义，其与电源频率、温度和电压的关系。2-6、说明变压器油的击穿过程以及影响其击穿电压的因素。
2-7、比较气体、液体、固体介质击穿场强数量级的高低。
2-8、说明固体电介质的击穿形式和特点。
2-9、说明提高固体电介质击穿电压的措施。
2-10、说明造成固体电介质老化的原因和固体绝缘材料耐热等级的划分。
3-1 绝缘预防性试验的目的是什么？它分为哪两大类？
3-2、用兆欧表测量大容量试品的绝缘电阻时，为什么随加压时间的增加兆欧表的读数由小逐渐增大并趋于一稳定值？兆欧表的屏蔽端子有何作用？
3-3、何谓吸收比？绝缘干燥时和受潮后的吸收现象有何特点？为什么可以通过测量吸收比来发现绝缘的受潮？
3-4、给出被试品一端接地时，测量直流泄漏电流的接线图？说明各元件的名称和作用。
3-5、什么是测量的正接线和反接线？各适用于何种场合？试述测量时干扰产生的原因和消除方法。
3-6、画出对被试品进行工频耐压试验的原理接线图，说明各元件的名称和作用。被试品试验电压的大小是根据什么原则确定的？当被试品容量较大时，其试验电压为什么必须在工频试验变压器的高压侧进行测量？
3-7、为什么要对试品进行直流耐压试验？试述交、直流高压的各种测量方法。
3-8、简述局部放电试验的原理和测量方法。
3-9、什么是冲击电压发生器的利用系数？简述冲击电压发生器的工作原理。
4-1、分析分布参数的波阻抗与集中参数电路中的电阻有何不同？
4-2、某变电所母线上接有三路出线，其波阻抗均为500 。
（1）假设有峰值为1000KV的过电压波沿线路侵入变电所，求母线上的过电压峰值。
（2）假设上述电压同时沿线路1及2侵入，求母线上的过电压峰值。
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5-1、排气式避雷器的构造和工作原理是怎样的？试分析与保护间隙的相同与不同点。
5-2、试全面比较阀式避雷器与氧化锌避雷器的性能。
5-3、在过电压保护中对避雷器有哪些要求？这些要求是怎样反映到阀型避雷器的电气特性参数上来的？从哪些参数上可以比较判别不同避雷器的性能优劣。
5-4 某原油罐直径为10m,高出地面10m，若采用单根避雷针保护，且要求避雷针与罐距离不得少于5m，试计算该避雷针的高度。
5-5、设有4根高度均为17m的避雷针，布置在边长40m的正方形面积的4个顶点上，试画出它们对于10m高的物体的保护范围。
5-6、试计算图5-20所示接地装置在流经冲击电流为40KA的冲击接地电阻，垂直接地体为直径1.8cm的圆管，长3m，土壤电阻率为，利用系数为0.75。
6-1、输电线路防雷的基本措施是什么？
6-2、35KV及以下的输电线路为什么一般不采取全线架设避雷线的措施？
6-3、某35KV水泥杆铁横担线路结构如图6-6所示。导线弧垂为3m，导线型号为LJ-50型；绝缘子串由3XX-4.5组成，其长度为0.6m，50%放电电压为350KV；水泥杆无人工接地，自然接地电阻为20 。试计算其耐雷水平和雷击跳闸率。
7-1、变电所的直击雷防护需要考虑什么问题？为防止反击应采取什么措施？
7-2、阀式避雷器与被保护设备间的电气距离对其保护作用有什么影响？
7-3、一般采取什么措施来限制流经避雷器的雷电流使之不超过5KV，若超过则可能出现什么后果？
7-4、说明变电所进线保护段的作用及对它的要求。
7-5、试述变电所进线保护段的标准接线中各元件的作用。
7-6、说明直配电机防雷保护的基本措施及其原理，以及电缆段对防雷保护的作用。8-1、内部过电压的分类。
8-2、工频电压升高是怎样产生的。
8-3、影响由空载线路电容效应引起工频电压升高的因素。
9-1、列表比较各种操作过电压的产生原因和主要影响因素。
9-2、消弧线圈的作用及消弧线圈补偿度的选择。
9-3、比较短路器灭弧性能对切除空载线路和对切除空载变压器过电压的影响。
9-4、带并联电阻的断路器限制切合空载线路过电压的道理及操作时主辅助触头动作的顺序。
9-5、对用来限制操作过电压避雷器的要求。
10-1、铁磁谐振过电压是怎样产生的，其与线性谐振相比有什么不同的特点。
10-2、电磁式电压互感器是如何引起基波铁磁谐振过电压的，如何限制和消除。10-3、产生断线过电压的条件是什么，如何限制和消除。
11-1、什么是电力系统的绝缘配合，什么是电气设备的绝缘水平。
11-2、输电线路绝缘子串中绝缘子的片数是如何确定的。
11-3、何为电气设备绝缘的BIL和SIL。
2—2 泄漏电流是电介质中少量带电粒子在电场（电压）作用下形成的电导电流。这种电导电流是很小的（为此冠以“泄漏”的名称），但在高压电下可达到能被检测出的数值。电介质对电导电流的阻力称为绝缘电阻。作用电压（直流电压）、泄漏电压、绝缘电阻三者的关系符合欧姆定律。电介质的电导过程表明电介质并非绝对不导电，即绝缘电阻不等于无穷大。当固体电介质受电压作用时，除了有泄漏电流流过电介质内部（称为体积泄漏电流）外，还有电流沿电介质表面流过，这部分电流称为表面泄漏电流。绝缘试验中的泄漏电流测量是要测量体积泄漏电流，并以此來判断绝缘状况的好坏，若不采取措施消除表面泄漏电流，实际上所测到的电流应是体积泄漏电流和表面泄漏电流之和。
2—3 电导过程是带电粒子在电场（电压）作用下定向移动形成电导电流的过程。电介质的电导与金属导体的电导有两个本质的区别。其一是形成电导电流的带电粒子不同，电介质为离子，而金属导体为自由电子。所以电介质电导为离子性导体，而金属导体电导为电子性电导。其二是带电粒子数量上的区别，在电介质中有少量带电质点，而在金属导体中则有大量带电粒子。正由于两者带电粒子数差别悬殊，才使两者电导受温度影响的结果决然不同。
2—4 电介质上加上直流电压后，流过电介质的电流开始较大，而后随时间衰减变小，最后稳定于其一数值，这一现象称为“吸收”现象。表面看起来似乎有一部分电流被电介质“吸收”掉了，但出现“吸收”现象的实质是电介质在直流电压（电场）作用下，电介质发生极化和电导过程综合的结果。在直流电压作用下电介质要发生极化过程和电导过程。由于极化过程，就有有损极化对应的电流Ig。此外还有纯电容性电流Ic，它表示无电介质时等值等值电容的充电电流。Ic存在时间极短，很快衰减至零。Ia经过一定时间（时间长短与时间常数raca有关）后也衰减至零，而Ig不随时间的变化。经过介质的总电流为I=Ic+Ia+Ig，将三个电流分量按时间相加就得到了总电流随时间变化的曲线（見书p40图），从而说明了出现“吸收”现象的必然性。“吸收”现象是电介质在直流电压作用下发生的。此外，若电介质的等值电容很小，吸收现象不明显。
2—5 tan是表征电介质在交流电压作用下内部损耗特征的参数（物理量）。tan反映了电介质在交流电压作用下电导损耗、极化损耗以及在电压（电场强度）较高时游离损耗的综合结果。Tan与外加电压、频率无关（指在一定范围内），与电介质尺寸结构无关，仅取决于内在的损耗特征。研究测量tan的目的不在于：介质损耗掉了多少功率（比其它原因引起的功率损耗，其要小的多），而在于：若介质损耗大，将加速老化，最终导致绝缘性能失去而造成绝缘故障。电压在一定范围内（不是过高），tan不随电压变化。但当电压过高时，由于介质内部游离损耗而使tan增大。在工频电压下，频率的变动（50HZ 左右变动）不会改变tan值。但当频率变化很大（数倍、数十倍），tan会受到频率变化的影响。在频率不很高时，tan随频率的升高而增大（单位时间内极化次数增多造成极化损耗增大）。但当频率过高时，由于偶极子来不及转向而造成极化作用减弱，使tan随频率升高而减小。温度变化对tan的影响随电介质的种类的不同而不同。中性或弱极性电介质的tan随温度的升高而增大。对于极性电介质，tan随温度的变化则要考虑电导损、极化损耗随温度变化的综合结果。見书P44，t
2—6 实际使用的变压器油是非纯的液体电介质，其击穿电压过程与纯液体电介质是根本不同的。变压器油中在电极间一旦形成“气泡”通道，由于气体击穿场强要比变压器油低的多，因此就发生电极之间的击穿。“气泡”通道可由两种途径形成。一种途径是油中原先存在的气泡中发生气体游离，由于游离而得到的正、负电荷向两电极方向运动而使气泡拉长，当这种气泡增多并头尾相接贯通两电极时就形成气泡通道。另一种途径是油中水分或纤维分子受电场极化而顺电场方向排列，当这些极化的水分或纤维分子排列成贯通电极的“小桥”，流过此小桥的泄漏电流要比流过油中泄漏电流大，发热增加，从而使水分汽化或使用周围油汽化，就在“小桥”周围形成气泡通道。
影响变压器油击穿电压的因素有：
1.油的品质。油的品质即油中所含水分。纤维。气泡等杂志的多少。含杂志越多，油的品质越差，击穿品质越低。
2.温度。温度对击穿电压的影响是通过油中悬浮状态水分的多少（在0—80时）和油中含气量的多少（在80以上时）间接影响的。在大约80以下时，温度高，油中溶解状态的水分增加，则悬浮状态水减少，从而不易形成导致击穿的“小桥”，击穿电压击穿就高。在大约在80以上时，由于油中水分和油的汽化，温度升高，形成气泡增多，易形成气泡通道，击穿电压降低。
3.压力。压力增大，油中溶解状态的气体增多，从而使能形成气泡通道的自由气体减少而使击穿电压提高。
4.电压作用时间。这主要是由于形成气泡通道需要一定的时间，所以电压作用时间越短（如雷电冲击电压），击穿电压越高。
5.电场均匀程度。电场越均匀，击穿电压越高。
2—7 一般固体电介质的击穿强度（KV/cm）要比液体高，液体电介质的击穿场强要比气体高。
2—8固体电介质的击穿有三种形式，它们的击穿过程和特点比较如下：
2—9 提高固体电介质的击穿电压措施有：
1.改进绝缘设计。这主要从绝缘材料（选用绝缘强度高的材料）、绝缘结构（使绝缘尽量处于均匀电场中）以及组合绝缘这三个方面來考虑。
2.改进制造工艺。使绝缘材料保持良好的先天绝缘性能，主要是减少杂质、气泡、水分等。其中尤其是所含气泡，因不能采取措施补救（如所含水分可通过烘干减少）而埋下今后引起电老化的隐患。
3.改善运行条件。这主要是防潮和加强散热冷却，这也是运行部门应注意的。
2—10 固体电介质的老化主要主要有电老化和热老化两种形式。电老化的主要原因是介质内部气泡的局部放电。由于这种局部放电造成长期的机械作用（带电粒子撞击固体介质）、热作用（放电引起温度升高）、化学作用（放电产生某些腐蚀性气体）而使介质逐渐老化。热老化的原因是介质长期受热作用发生裂解、氧化等变化而使机械和绝缘性降低。热老化的进程与电介质的工作温度有关，不同介质为保证一定热老化进程（运行寿命10年）所允许的最高工作温度是不同的，以这种允许的最高工作温度的不同，固体绝缘材料被分成七个耐热等级。要注意的是：每种耐热等级的最高允许温度并不是绝对不可超过的（后果是寿命缩短）。运行寿命10年是指此种耐热等级固体绝缘材料持续保持此最高允许工作温度时的运行寿命为10年，而一般电气设备不可能持续保持在此最高允许工作温度下运行，所以一般运行寿命可达20~25年。
1—1 气体中带电质点是通过游历过程产生的。游离是中性原子获得足够的能量（称游离能）后成为正、负带电粒子的过程。根据游离能形成的不同，气体中带电质点产生有四种不同方式：
1.碰撞游离方式在这种方式下，游离能为中性原子（分子）碰撞瞬时带电粒子所具有的动能。虽然正、负带电粒子都有可能与中性原子（分子）发生碰撞，但引起气体发生碰撞游离而产生正、负带电质点的主要是自由电子而不是正、负离子。
2.光游离方式在这种方式下，游离能为光能。由于游离能需达到一定的数值，因此引起光游离的光主要是各种高能射线而非可见光。
3.热游离方式在这种方式下，游离能为气体分子的内能。由于内能与绝缘温度成正比，因此只有温度足够高时才能引起热游离。
4.金属表面游离方式严格地讲，应称为金属电极表面逸出电子，因这种游离的结果在气体中只得到带负电的自由电子。使电子从金属电极表面逸出的能量可以是各种形式的能。气体中带电质点消失的方式有三种：
1.扩散带电质点从浓度大的区域向浓度小的区域运动而造成原区域中带电质点的消失，扩散是一种自然规律。
2.复合复合是正、负带电质点相互结合后成为中性原子（分子）的过程。复合是游离的逆过程，因此在复合过程中要释放能量，一般为光能。
3.电子被吸附这主要是某些气体（如SF6、水蒸汽）分子易吸附气体中的自由电子成为负离子，从而使气体中自由电子（负的带电粒子）消失。
1—2 自持放电是指仅靠自身电场的作用而不需要外界游离因素来维持的放电。外界游离因素是指在无电场作用下使气体中产生的少量带电质点的各种游离因素，如宇宙射线。讨论气体放电电压、击穿电压时，都指放电已达到自持放电阶段。汤生放电理论的自持放电条件用公式表达时为
Y(eαs-1)=1
此公式表明：由于气体中正离子在电场作用下向阴极运动，撞击阴极，此时已起码撞出一个自由电子（即从金属电极表面逸出）。这样，即便去掉外界游离因素，仍有引起碰撞游离所需的起始有效电子，从而使放电达到自持阶段。
1—3 汤生放电理论与流注放电理论都认为放电始于起始有效电子通过碰撞游离形成电子崩，但对之后放电发展到自持放电阶段过程的解释是不同的。汤生放电理论认为通过正离子撞击阴极不断从阴极金属表面逸出自由电子来弥补引起的电子碰撞游离所需的有效电子。而流注放电理论则认为形成电子崩后，由于正、负空间电荷对场强的畸变作用导致正、负空间电荷的复合，复合过程所释放的光能又引起光游离，光游离结果所得到的自由电子又引起新的碰撞游离，形成新的电子崩且汇合到最初电子崩中构成流注通道，而一旦形成流注，放电就可自己维持。因此汤生放电理论与流注放电理论最根本的区别在于放电达到自持阶段过程的解释不同，或自持放电的条件不同。
汤生放电理论适合于解释低气压、短间隙均匀电场中的气体放电过程和现象，而流注理论适合于大气压下，非短间隙均匀电场中的气体放电过程和现象。
1—4 极不均匀电场中的气体放电过程有两个不同于均匀电场、稍不均匀电场中气体放电的特性：
1.持续的电晕放电电晕放电是在不均匀电场中，电场强度大的区域中发生的局部区域的放电，此时整个气体间隙仍未击穿，但在局部区域中气体已击穿。在稍不均匀电场中，电晕放电起始电压很接近（略低于）间隙的击穿电压，也观察不到明显的电晕放电现象。而在极不均匀电场中则可观察到明显的点晕放电现象，且点晕放电起始电压要低于（或大大低于——取决于电场均匀程度）间隙的击穿电压。
2.长间隙气体放电过程中的先导放电当气体距离较长（>1m）时，流注通道是通过具有热游离本质的先导放电不断向前方（另一电极）推进的。由于间隙距离较长，当流注通道发展到一定距离，由于前方电场强度不够强（由于电场不均匀）流注要停顿。此时通过先导放电而将流注通道前方电场加强，从而促使流注通道进一步向前发展。就这样，不断停顿的流注通道通过先导放电而不断推进，从而最终导致整个间隙击穿。
3.不对称极不均匀电场中的极性效应不对称极不均匀电场气体间隙（典型电极为棒—板间隙）的电晕起始电压及间隙击穿电压随电极正负极性的不同而不同。正棒—负板气体间隙击穿电压要低于相同间隙距离负棒—正板气体间隙距离负棒—正板气体间隙的击穿电压，而电晕起始电压则相反。解释这种结点的要点是间隙中正空间电荷产生的电场对原电场的增强或消弱。判断间隙击穿电压高低看放电发展前方的电场是加强还是消弱，而判断电晕起始电压高低则看出现电晕放电电极附近的电场是增强还是消弱。出现正空间电荷的原因是由于气体游离产生的正负带电粒子定向运动速度差异很大，带负电的自由电子很快向正极性电极移动，而正空间电荷（正离子）由于移动缓慢，此时几乎仍停留在原地从而形成正空间电荷。对于正棒—负板气体间隙，正空间电荷的电场加强了放电发展前方的电场，有利于流注向前方发展，有利于放电发展。但此空间电荷的电场对于棒电极附近的电场是起消弱的作用，从而抑制了电晕放电。对于负棒—正板气体间隙，情况则相反。这就导致上面所述击穿电压和电晕起始电压的不同。
1—5 电晕放电与气体间隙的击穿都是自持放电，区别仅在于放电是在局部区域还是在整个区域。若出现电晕放电，将带来许多危害。首先是电晕放电将引起功率损耗好能量损耗，因电晕放电时的光声热化学等效应都要消耗能量。其次，电晕放电还将造成对周围无线电通讯和电气测量的干扰，因用示波器观察，电晕电流为一个个断续的高频脉冲。另外，电晕放电时所产生的一些气体具有氧化和腐蚀的作用。而在某些环境要求比较高的场合，电晕放电时所发出的噪音有可能超过环保标准。为此，高压和超高压电气设备和输电线路应采取措施力求避免或限制电晕放电的产生。反过来，在某些场合下，电晕放电则被利用，如利用冲击电晕放电对波过程的影响作用可达到降低侵入变电站的雷电波波头陡度和幅值。电晕放电也被工业上某些方面所利用而达到某种用途。
1—6 气体间隙的击穿电压Uf是气体压力P和间隙距离S乘积的函数，这一规律称为巴申电律。这种函数关系常用曲线表示，气体总类不同，电极材料不同，这种函数关系的曲线也不同。巴申定律是由实验而不是通过解析的方法得到的气体放电规律。巴申定律的曲线是表示均匀电场气体间隙击穿电压与PS乘积之间的关系，它不适用于不均匀电场。此外，巴申定律是在气体温度不变的情况下得出的。对于气温并非恒定的情况应为Uf=F(δd)，δ为气体的相对密度。
1—7 在持续电压（直流、工频交流）作用下，气体间隙在某一确定的电压下发生击穿。而在雷电冲击电压作用下，气体间隙的击穿就没有这种某一个确定的击穿电压，间隙的击穿不仅与电压值有关，还与击穿过程的时间（放电时间）有关。这就是说，气体间隙的冲击击穿特性要用两个参数（击穿电压值和放电时间）来表征，而气体间隙在持续电压作用下击穿特性只要用击穿电压值一个参数来表征。用来表示气体间隙的冲击特性的是伏秒特性。冲击电压作用下气体间隙在电压达到U0（持续电压下间隙的击穿电压）值时，气体间隙并不能立即击穿而要经过一定的时间后才击穿，这段时间称为放电时延。放电时延包括两部分时延：
1.统计时延从电压达U0值起至出现第一个有效电子为止的这段时间。统计时延的分散性较大。
2.放电形成时延从出现第一个有效电子至间隙击穿位置的这段时延。
1—8 同一波形、不同幅值的冲击电压作用下，气体间隙（或固体绝缘）上出现的电压最大值和放电时间（或击穿时间）的关系，称为气体间隙（或固体绝缘）的伏秒特性。伏秒特性常用曲线（由实验得到）来表示，所以也称伏秒特性曲线，它就表征了气体间隙（或固体绝缘）在冲击电压下的击穿特性。在过电压保护中，如何能保证被保护电气设备得到可靠的保护（或限制作用至电气设备绝缘上的过电压数值），就要保证被保护电气设备绝缘的伏秒特性与保护装置（如避雷器）的伏秒特性之间配合正确。两者正确的配合应是：被保护电气设备绝缘伏秒特性的下包线始终（即在任何电压下）高于保护装置伏秒特性的上包线。
1—9 影响气体间隙击穿电压的因素主要有二个：
1. 间隙中电场的均匀程度间隙距离相同时，电场越均匀，击穿电压越高。
2. 大气条件气压、温度、湿度不同时，同一气体间隙击穿电压也不同。气压和温度变化引起气体相对密度变化，而气体相对密度变化使得间隙击穿电压变化。气压增大或温度降低使气体相对密度变大，自由电子容易与中性原子（分子）发生碰撞，但不容易引起碰撞游离（因碰撞前自由行程短，动能积聚不够），所以击穿电压提高。湿度改变，则改变了水蒸气分子吸附气体中自由电子的程度，自由电子数目的改变使电子碰撞游离程度改变而使间隙击穿电压改变。湿度增大，水蒸气分子吸附能力增强，自由电子数减少，电子碰撞游离程度消弱，间隙击穿电压提高。由于这种吸附自由电子需一定时间而均匀电场放电过程又很快，因此湿度对均匀电场气体间隙的击穿电压影响很小。海拔高度对气体间隙击穿电压的影响实际上也是通过气体相对密度来影响的。
提高气体间隙击穿电压主要从两个方面考虑：
1.改善电场分布，使电场变得均匀。具体措施有改变电极形状和采用电极屏障。要注意的是：负棒—正板气体间隙极间加屏障后不一定都能提高击穿电压，这要看屏障的位置。
2.消弱游离过程气体击穿的根本原因是发生了游离，若采取措施消弱这种游离过程当然击穿电压就提高了。具体措施是采用三“高”；高气压，高真空，高绝缘强度的气体（如SF6气体）。
1—10 沿面闪络是指沿面放电已贯通两电极。电极放入固体介质后的沿面闪络电压要比相同电极空气间隙的击穿电压低，这是因为沿固体介质表面的电场与空气间隙间电场相比已经发生了畸变，这种畸变使固体介质表面的电场更为不均匀。而造成沿面电场畸变的原因主要有：
1.固体介质与电极间气隙中放电产生的正负电荷聚集在沿面靠电极的两端。
2.固体介质表面由于潮气形成很薄的水膜，水膜中正负离子积聚在沿面靠电极的两端。
3.由于固体介质表面电压分布不均匀，在表面电场强度大的区域中出现电晕放电。
4.固体介质表面的不平整造成沿面电场畸变。
1—11 套管表面的电场强度与表面斜交，表面的电场强度可分解成与表面垂直的分量和与表面平行的分量,垂直分量比平行分量大许多。正由于表面电场的垂直分量较平行分量强，所以其放电过程具有不同的特点：
1.首先在套管的法兰边缘处发生电晕放电，随电压升高而变成线状火花放电。
2.随着电压进一步提高到某一数值，出现明亮的树枝状火花放电，这种火花放电位置不固定，此起彼伏，这种放电称为滑闪放电。滑闪放电是强垂直分量电场型沿面放电所特有的，它具有热游离的性质。出现滑闪现象时，放电仍未达到沿面闪络。
3.电压升高至沿面闪络电压，滑闪电压发展成侧面闪络。
要提高套管沿面闪络电压，可以从以下两个方面來考虑：
1.增大沿面闪络距离。要注意：闪络电压的提高与闪络距离的增大不成正比，前者提高的慢。
2.提高套管的电晕起始电压和滑闪电压，这可以通过采用介电系数小的介质和加大套管绝缘厚度从而减小体积电容來提高；也可以通过靠近法兰处的套管表面涂以半导体漆以减小绝缘表面电阻來提高。
1—12 绝缘子串由多片绝缘子想串联（見书P30），每片绝缘子具有等值电容C（当然还有等值电导，但电导电流比电容电流小的许多，故被忽略），每片绝缘子的金属部分与铁塔间有分布电容Ce，与导线间也有分布电容Cl（分布电容的极间绝缘就是空气）。若Ce和Cl都不存在，每片绝缘子等值电容C上流过电流相等，则每片绝缘子上的电压分布均匀（C上压降相等）。实际情况是存在Ce和Cl，由于Ce和Cl上的电流的分流作用使得各片绝缘子上的电压分布不均匀（由于流过电流不相等而压降不相等），中间绝缘子上分到的电压小儿两头绝缘子上分到的电压小而两头绝缘子上分到的电压大。由于Ce>Cl,由于Ce的分流作用要大于Cl的分流作用，所以靠导线绝缘子上分到电压最大。为了使绝缘子串电压分布均匀，可以在靠近导线的绝缘子外面套上一金属屏蔽环（称均压环），此均压环与导线等电位，以此增大Cl，从而使绝缘子串电压分布的均压性得以改善。1—13户外绝缘子在污秽状态下发生的沿面闪络称为绝缘子的污闪。污秽绝缘子的闪络往往发生在大气湿度很高等等不利的气候条件下，此时闪络电压（污闪电压）大大降低，可能在工作电压下发生闪络从而加剧了事故的严重性。防止绝缘子发生污闪的措施主要有：
1.清除污秽层这要通过监测手段及时确定清扫的时间。
2.提高绝缘子的表面耐潮性和憎水性这是因为污秽绝缘子在受潮情况下闪络电压降低许多.具体可采用憎水性材料或绝缘子表面涂各种憎水性材料。
3.采用半导体釉绝缘子。
3-1 对已投入运行电气设备的绝缘按规定的试验条件、试验项目、试验周期进行的定期检查或试验，称为预防性试验。通过试验及早和及时发现设备绝缘的各种缺陷（制照过程中潜伏的、运输过程中形成的、或运行过程中发展的），并通过检修将这些绝缘缺陷排除，从而起到预防发生事故或预防设备损坏的目的，所谓预防性的含义就在于此。电气设备绝缘的预防性试验可分为两大类：
1、绝缘特性试验。也称非破坏性试验，它是指在较低电压（低于或接近额定电压）下通过测量绝缘的各种特性（如绝缘电阻、介质损失角正切tgδ等）的各种试验。由于试验电压低，所以在试验过程中不会损伤电气设备的绝缘。
2、耐压试验。耐压试验时，在设备绝缘上施加各种耐压试验电压以考验绝缘对这些电压的耐受能力。耐压试验电压则模拟电气设备绝缘在运行过程可能遇到的各种电压（包括过电压）的大小和波形。由于耐压试验电压大大高于额定工作电压，所以在试验过程中有可能（但不一定）对绝缘造成一定的损伤（即破坏），并有可能使原本有缺陷但可修复的绝缘发生击穿。因此，尽管耐压试验较绝缘特性试验更为直接和严格，但须在绝缘特性试验合格后才能进行。
3-2 用兆欧表测绝缘电阻实质上是测流过绝缘的电流并将此电流值转化为电阻值从兆欧表上直接读出。当绝缘等值电容量较大时，由于吸收显现（电流由大变小并趋于一稳定值）较为明显，所以兆欧表读数由小逐渐增大并趋于一稳定值。出现此种现象的根本原因是，绝缘介质在直流电压作用下发生极化、电导过程的综合结果，具体解释见2-4题解答。兆欧表屏蔽端子的作用主要是为了消除测量过程中表面泄漏电流引起测量误差（使测得绝缘电阻偏小）。采用屏蔽端子后，表面泄漏电流经屏蔽端子直接流回直流发电机（见书P35图）而不再经过电流线圈，这样就消除了表面泄漏电流。
3-3吸收比规定为测绝缘电阻时60秒时读数与15秒时读数的比值，K= ?。对于等值电容量叫大电气设备的绝缘，可以根据吸收比K的大小来判断绝缘是干燥还是受潮，这是因为：
绝缘干燥时，泄漏电流分量ig很小，在15秒时的电流i=ic+ia+ig，要比在60秒时的电流i=ig要大许多，这样K= 就较大（一般大于1.3）；而若绝缘受潮，泄漏电流分量?? 要比干燥时大，在15秒时的电流比60秒时的电流相对大得要少一些，这样K= 就较小（K<1.3）。
3-4 被试品一端接地（如被试对象为电气设备对地绝缘）时，测量直流泄漏电流的接线图如书P75图3-22所示。试验变压器T为升压变压器以获得交流高压。调压器T1调节加至试验变压器低压绕组上的电压以从高压绕组获得试验规定所要求的电压。试验所需的高压直流电压由高压交流整流而得，一般用高压硅堆经半波整流而得到。当所需试验电压较高时可采用倍压整流或串级直流整流线路获得。图3-22中的C为滤波电容器，当被试品等值电容CX较大时，CX就兼作滤波电容而无需另外加C。保护电阻RO的作用是限
制试验中万一被试品被击穿时的短路电流以保护试验变压器、整流硅堆，以及防止避免被试品绝缘损坏的扩大。微安表是用来测量泄漏电流的，由于于此时被试品一端已接地，所以微安表只能串接于被试品的高电位侧，微安表及微安表被试品的高压引线须采用屏蔽接法以使微安表至被试品间高压引线的对地漏电流以及被试品的表面泄漏电流不通过微安表。要注意屏蔽层对地处于高电位。另外还要注意：凡是直流试验（直流泄漏，直流耐压），试验电压都是对地负极性的电压，为此硅堆整流方向不能接错。
3-5 采用正接线测tgδ时，电桥本体对地处于低电位，如书P57图3-4所示。采用反接线测tgδ时，电桥本体对地处于高电位，如书P58图3-5所示。正接线适用于被试品CX一端不接地或虽一端为外壳但被试品可采用绝缘支撑起来（如在试验室中）的场合，而反接线则适用与被试品一端接地的场合。由于现场电气设备绝缘一端（铁芯和外壳）都是接地的，因此现场试验时都采用反接线。在现场测量tg δ时可能会受到交变电场和磁场的干扰，一般电场干扰影响较大。为消除外电场的干扰，可采取两种具体措施，一是移相法，二是倒相法。两种方法都可以消除电场对测量结果的影响（倒相法时，根据正相、反相两次测量结果由tgδ= 计算求得），但采用倒相法比较简便（无需移相设备），实际上往往采用算术平均法计算（tgδ= ）。交变磁场对tgδ测量的影响主要通过检流计来影响。消除这种磁场影响的措施是通过检流计极性转换开关（将检流计正接及反接）测量两次，然后取两次测量结果的算术平均值。
3-6 工频交流耐压试验原理接线图如书P65图3-12所示。试验变压器T2为升压变压器以获得工频高压。调压器T1调节试验变压器初级电压以使试验变压器高压侧电压达到规程规定的试验电压值。保护电阻r起到保护试验变压器在被试品万一被击穿或闪络时不受损坏，这种作用不仅用于r的接入而限制了被试品击穿或闪络后的短路电流，而且限制了在此过程中试验变压器内部的电磁振荡而保护了试验变压器绕组的纵绝缘（匝间或层间绝缘）。保护球隙F用以限制试验过程中可能出现的过电压，其放电电压可整定为试验电压的1.1~1.15倍。R为球隙的保护电阻，R限制球隙放电时的电流从而避免球隙表面烧毛。
工频交流耐压试验时所加的试验电压应根据不同电压等级按规程确定。规程中所规定的试验电压值不仅考虑到电器设备绝缘在实际运行中可能受到的工频过电压，而且考虑到可能受到的雷电过电压和内部过电压，尤其是220KV及以下电压等级电气设备，通过工频交流耐压试验间接地考验了绝缘耐受内外过电压的能力。当被试品等值电容量较大时，工频交流耐压试验的试验电压不能在低压侧测量后按试验变压器的变比换算至高压侧，而应该在高压侧的被试品上直接测量。见书P70图3-15，若在低压侧加上按试验电压折算到低压侧的应加电压，即加上电压，K为试验变压器的变比。当被试品等值电容量很小，则高压侧电流（I1≈IC=UωCX）很小可忽略，高压侧接近开路，高压侧被试品上电压接近U试。当被试品等值电容量较大时，高压侧电流I1≈IC不能忽略。此时，在高压侧回路中U1为试验变压器高压绕组中的感应电势，其数值等于高压侧的开路电压。按变比的定义，当低压侧加上??? 的电压时，U1就等于U试。根据高压侧回路的等值电路及相量图（见书P70图3-16），可见此时实际作用在被试品上的电压已大大超过试验电压U试，这就是“容升效应”。由于工频耐压试验电压已大大高过额定工作电压，所以这种实际试验作用电压的“过量”（超过规定的试验电压）将导致电气设备绝缘的不必要的损坏。为避免此种情况，就需在被试品两端间进行高压测量。
3-7 进行直流耐压试验主要是处于以下几个方面的需要：
1、直流电气设备的耐压试验。为考虑设备绝缘耐受各种电压（包括过电压）的能力，这与交流电气设备的工频交流耐压试验想对应。
2、替代工频交流耐压试验。有些交流电气设备的等值电容量较大（如电容器、电缆），若进行工频交流耐压试验则需要很大容量的试验设备而不容易做到，为此用直流耐压试验替代，当然试验电压值须考虑到绝缘在直流电压作用下的击穿强度要比在交流电压下高这一特点。
3、旋转电机绕组端部的绝缘试验。对于绕组端部绝缘的缺陷，采用工频交流耐压试验不易发现而采用直流耐压试验易发现。
4、结合直流泄漏试验同时进行。直流耐压试验和直流泄漏试验都采用直流电压，只不过电压高低不同，所以在进行直流泄漏试验时，可同时进行直流耐压试验，并可根据泄漏电流随所加电压变化的不同特点来判断绝缘的状况。
直流高压可用以下几种方法测量：
1、用球隙测量。直流有脉动时测到的是有效值。
2、用静电电压表测量。直流有脉动时测到的是有效值。
3、用高阻值电阻串微安表测量。直流有脉动时测到的是平均值。
4、用高阻值电阻分压器测量。直流有脉动时测到的是平均值。
工频交流高压可用以下几种方法测量：
1、用球隙测量。测量工频交流电压的幅值。
2、用静电电压表测量。测量工频交流电压的有效值。
3、用电容分压器配低压仪表测量。测量何种值取决于低压仪表。
4、用电压互感器测量。
3-8 局部放电可采用电气或非电气的方法进行测量。在各种电气检测法中用得最多的方法是脉冲电流法。脉冲电流法通过检测视在放电量q，并以其大小来反映局部放电的强弱。局部放电的等值电路如书P62图3-9所示。气隙F放电（即绝缘中的局部放电）时，使气隙上电压（即C0上电压）从UF降至US，气隙放电的电荷量（真实局部放电量）qs≈（CO+C1）（UF-US）。但qs无法测得，这是因为CO、C1无法测得。由于气隙F的放电会引起被试品上（即C2上）电压变动了△U，△U可以通过测量回路测得，这样被试品上等值放电量（称为视在放电量）q就可以由q=（C1+C2）△U计算得到。根据qs、△U、q三者的表达式可得到q= ，说明实际测得的视在放电量不等于真实放电量qs。由于CO》C1,所以视在放电量要比真实放电量小许多。尽管如此，视在放电量的大小还是间接地反映了真实放电量的大小。
局部放电的脉冲电流测量法有三种基本测量回路，见书P63图3-11所示。通过测量回路将被试品CX上由于局部放电而产生的电压变动信号（表现为电压脉冲）从测量阻抗上Zm上取出，然后再经过放大电路放大后进行测量，而工频电压被隔离（实际上脉冲电流通过Zm而工频电流被阻塞。脉冲电流法由此而得名）。图3-11中（a）适用与被试品一端接地的情况，（b）适用于被试品不接地的情况。这两种方法称为直接法，其缺点是抗干扰性能较差。（c）采用电桥平衡回路，称为平衡法，其抗外部干扰性能较好。
3-9 冲击电压发生器是产生雷电冲击试验电压和操作冲击试验电压的装置。冲击电压发生器的利用系数（也称效率）定义为发生器输出电压Um（即被试品上电压）与发生器充电主电容（多级电压发生器时为各级主电容串联后的等值电容）在形成冲击电压前所充电压U0的比值，即η≈。对于低效率（低利用系数）回路的冲击电压发生器，η≈；对于高效率回路的冲击电压发生器，η≈。冲击电压发生器产生冲击电压的过程（参见书P79图3-27）为：
1、冲击主电容上充至U0电压。多级冲击电压发生器这一过程需经点火球隙触发放电后将各级电容串联起来而实现。
2、放电球隙点火击穿后，经R1向被试品等值电容充电，使被试品上电压升高，由于R1阻值较小，C2比C1小得多，时间常数R1C2较小，这样C2上电压升高很快，从而形成冲击电压的波前部分。故R1称为波头电阻。
3、当C2上电压达到最大值后，反过来经R1并与C1一起经R2放电，被试品C2上电压下降。由于R2比R1大得多，这样C2上电压下降较慢而形成冲击电压的波尾部分，R2也就称为波尾电阻。
4—1 波阻抗与集中参数阻抗虽然都用Z表示但有以下几点不同：
1.波阻抗是表示分布参数线路(或绕组)的参数，阻抗是表示集中参数电路（或元件）的参数。
2.波阻抗为分布参数线路（或绕组）上同一方向（即前行或反行）电压波与电流波的比值，且Uq/Iq=Z,Uf/If=-Z,但U/i不一定等于Z，因而阻抗则等于此阻抗上电压与电流之比，u/i=z。
3.波阻抗不消耗能量，而当R≠0时阻抗消耗能量。
4.波阻抗与线路（或绕组）长度无关（Z=，L0、C0为单位长度电感和电容），而阻抗与长度（如线路长度）有关。
另外需指出的是，同样的一条线路在讨论雷电或操作过电压作用下要用分布参数的波阻抗來表征，而讨论工频稳态电压作用则用集中参数电路（如π型）的阻抗来表征。
4—2 （1）此题求解与书P92例4—2相同，此时n=3，所以
U2（t）=2u/n（t）=2/3×1000=666.67(KV)
（2）由于相同电压同时沿两条线路侵入，所以此两条线路离变电站母线对应点是等电位的，所以两条线路Z同时进行波就等价于一条波阻抗为Z/2的线路进波,即
对应的彼得逊等值电路为
母线上电压为U2（t）=2u（t）/Z/2+Z=4/3u(t)=1333.33(KV)
此小题也可采用迭加原理求解，即每次一条线路进波，两条线路不进波，即第一小题的情况，然后将两种结果迭加，同样得到U2（t）=2u/3（t）+2u/3（t）=666.67(KV)
此结果从能量角度也不难理解。
4—3 根据题意，波阻抗为280Ω的线路Z1与波阻抗为400Ω的电机绕组Z2相联接，为保护电机绕组匝间绝缘而在联接点对地并电容C。
4—4 设开关S在t=0时合闸。开关合闸后线路上就有一幅值为U0=100KV的无穷长直角电压波自A向B传播，在t=1us时，此电压波传至C点，对应的电流波也传至C点，电流波的幅值为100KV/400Ω=0.25KA。U0的电压波在t=2us时传至B点发生负的全反射而此负的全反射波电压（-U0）在t=3us时传至C点从而使C点的电压变为零（U0+（-U0））。负的反射波电压-U0在t=4us时到达A点应使A点电压变为零，但实际上由于电源的恒压作用。A点仍保持U0的电压，这就相当于空载线路又一次合闸电源，从而重复前述过程。对于C点的电流
t<1us????? i=0
1us 3us t>5us之后重复上述过程。所以C点电压、电流波形如图所示。 4—5 此题的集中参数等值电路如书P96图4—12(b)所示。根据此等值电路可列出微分方程 （i2q+Z2 dj2q/dt）Z1+i2qZ2=2U1q 解此微分方程可得折射波电流电压为 i2q(t)=2/Z1+Z2(1-e-1/t)u1q?? (T=Z1Z2/Z1+Z2 C) u2q(t)=i2qZ2=2Z2/Z1+Z2(1-e-1/t)u1q 根据u1q+u1f=u2q可求出反射波电压电流 u1f= Z1-Z2/Z1+Z2u1q- 2Z2/Z1+Z2 u1q e-1/t i1f=u1f/-Z1= Z1-Z2/(Z1+Z2)Z1 u1q+ 2Z2/Z1(Z1+Z2) u1q e-1/t （1）稳定时（即t→∞），入射波电压电流为 u1q=300KV i1q= u1q/Z1=300/400=0.75KV 折射波电压电流为 u2q=2Z2/Z1+Z2 u1q=2×800/(400+800)×300=400KV i2q= u2q/Z2=400/800=0.5KA （2）各电压电流波形如图所示 （3）并联电容C的作用主要是降低作用在Z2上电压的波头陡度。见上述波形，侵入波波头陡度为无穷大（u1q为阶跃级电压），而经过并联电容C后，作用到Z2上电压的波头陡度已按指数规律上升，电容量越大，波头陡度越小，有利于Z1为绕组时的纵绝缘（陡度越大匝间、层间作用电压越高）。虽然串联电感也可降低侵入波的波头陡度，但由于反射电压的不同，使Z1上出现的电压值大小是不同的。采用串联电感时，Z1上出现的最大电压为u1q+ u1f|max= u1q+ u1f|t=0= u1q+ u1q=2 u1q。而采用并联电容时，Z1上出现的最大电压为u1q+ u1f|max= u1q+ u1f|t→∞= u1q+ Z1-Z2/Z1+Z2u1q=2Z1/Z1+Z2 u1q < 2u1q。对本题具体数据，采用并联电容时Z1上最大电压值为400KV，若采用串联电感时，Z1上出现的最大电压可达600KV。 4—6 地线1对地的平均高度为 h1=(6.1+1.2+12.2)-2/3×2.8=17.63m 导线2对地的平均高度为 h2=12.2-2/3×5.3=8.66 d12=(17.63-8.66)2+2.52=9.31 d12′=(17.63+8.66)2+2.52=26.41 （1）地线1的自波阻抗 Z11 导线2的自波阻抗 Z22 地线1与导线2间的互波阻抗 Z12 （2）地线1、导线2双导线系统的电压方程为 u1=Z11+Z12i2 u2=Z21i1+Z22i2 由于导线2对地绝缘，所以i2=0，则电压方程变为 u1=Z11i1 u2=Z21i1 根据耦合系数的定义，地线1对导线2的耦合系数为 K=u2/u1=Z12i1/Z11i1=Z12/Z11=0.114 4—7 在冲击电压作用下，变压器绕组要用具有分布的电感、电容和电阻电路來等值，如书P108图4—23所示（图中电阻未表示）。对于这种分布参数的电路，初始（t=0°时）电压分布（绕组各点对地点位）与稳态（t→∞时）的电压分布是不同的，所以在冲击电压作用下此等值电路必有一个从起始电压分布变为稳态电压分布的暂态过程，而由于此等值电路中既存在电感又存在电容，电阻又很小，因此这种暂态过程表现为振荡型的。冲击电压波前部分，电压对时间的变化率很大，即使这种电压的等值频率很高，使绕组分布电容的阻抗（1/ωc）很小，而分布电感的阻抗（ωL）很大，这样起始电压基本上按电容分布，使电压分布很不均匀，绕组靠近冲击电压作用端分到的电压大，而绕组另一端分到的电压很小。当暂态过程结束而达到稳态时，电感近乎于短路，电容近乎于开路，电压按绕组的电阻均匀分布，这就是引起绕组起始电压分布与稳态电压分布不均匀的原因。 5—1 排气式避雷器由内外两个放电间隙串联组成，外间隙暴露在大气中，而内间隙置于产气管内，所以排气式避雷器又称管式避雷器。产气管由产气材料制成，这些材料遇高温会分解产生气体。排气式避雷器一端接地，另一端与被保护设备联接。当雷电过电压 作用到被保护设备上，也就同时作用在排气式避雷器上，内外间隙同时击穿使雷电流经间隙流入大地从而保护了被保护设备。雷电过电压的作用时间是非常短暂的，当过电压作用结束后，排气式避雷器上的作用电压就是工频工作电压，间隙中的电弧从冲击电弧变为工频电弧，工频电弧电流（称为工频续流）就是系统在该点的短路电流。在工频电弧的高温作用下，产气管产气材料分解产生大量气体使管内压力骤增而从喷口猛烈喷出，这对工频电弧形成强烈的纵吹作用使工频电弧经1~3个周波后，在工频续流过零时熄灭。与放电间隙相比，不同点在于排气式避雷器熄弧能力强，经1~3工频周期后在电弧电流过零时熄弧从而防止了工频短路引起跳闸，防止了供电的中断。排气式避雷器与放电间隙相同之处在于过电压引起动作后都形成截波，这对被保护设备是有绕组的设备非常不利（威胁纵绝缘）。此外由于存在外间隙，放电分散性较大。这也与放电间隙相同，所以排气式避雷器一般只作线路保护和发变电站的进线段保护。 5—2 阀式避雷器与氧化锌避雷器的工作原理相同，且都能避免在被保护设备上产生截波，但由于两者采用的非线性阀片电阻材料不同，使得两种避雷器的性能有以下的不同： 1.保护性能。由于氧化锌避雷器的发片电阻非线性更好以及一般唔放电间隙，氧化锌避雷器抑制过电压的能力要比阀式避雷器好。 2.适用范围。阀式避雷器阀片的通流容量较小。所以一般只适用于限制雷电过电压以及过电压能量较小的内部过电压（如切空载变压器过电压），而氧化锌避雷器不仅可限制雷电过电压，由于阀片通流容量大，所以也可以用以限制内部过电压（如切合空载线路过电压）；阀式避雷器动作后工频电弧的熄灭要依赖于工频续流的过零，但在直流系统中无这种过零，所以阀式避雷器就不能用于直流系统，氧化锌避雷器就不能用于直流系统，氧化锌避雷器工频续流的切断是依靠阀片电阻优良的非线性（在工频电压下电阻异常的大），所以可用于直流系统中。 3.运行环境的影响作用。阀式避雷器有放电间隙，间隙放电电压的分散性使阀式避雷器性能易受温度、湿度、气压、污秽等环境条件的影响，而氧化锌避雷器由于无放电间隙，所以不会受到这些运行环境的影响。 此外，氧化锌避雷器维护简单，省去了放电间隙定期清理。氧化锌避雷器具有各种优点，但运行过程中由于没有放电间隙隔离工频工作电压而应注意发片电阻的老化问题，所以应定期检测氧化锌避雷器的工频泄漏电流，尤其是工频泄漏电流中的阻性电流分量（其大小直接反映出阀片电阻的老化程度） 5—3 避雷器是限制过电压从而使与之相并联电气设备绝缘免受过电压作用的器件。对避雷器的第一个要求是能将过电压限制到电气设备绝缘耐受的数值，这就要求避雷器的最大残压（残压为冲击电压作用下，流过避雷器的冲击电流在避雷器上的压降）应低于设备绝缘的冲击耐压值。对于阀式避雷器还需要保证避雷器的伏秒特性（取决于放电间隙）与被保护设备绝缘的伏秒特性有正确的配合，以免发生电气设备绝缘先于避雷器间隙放电前发生击穿。避雷器仅满足上述要求还是不够的，对避雷器的第二个要求是应在过电压作用结束后，能迅速截断随后发生的工频续流以不致于发生工频短路引起跳闸而影响正常供电。阀式避雷器与氧化锌避雷器利用阀片电阻在工频电压下电阻很大的非线性特性使工频续流能在第一次过零时就切断。第三要求是避雷器（阀式和氧化锌）还应具有一定的通流以免发生热过度而造成瓷套爆裂。表征阀式避雷器与氧化锌避雷器的电气参数有所不同： 1.阀式避雷器 冲击放电电压和残压（一般两者数值相同）是衡量限制过电压能力的参数，其数值越低对被保护设备绝缘越有利。灭弧电压是保证避雷器可靠灭弧（即截断工频续流）的参数，避雷器安装点可能出现的最高工频电压应小于灭弧电压。工频放电电压是保证阀式避雷器不在内过电压下动作的参数。体现阀式避雷器保护性能与灭弧性能的综合参数是保护比（残压与灭弧电压之比）和切断比（工频放电电压与灭弧电压之比）。 2.氧化锌避雷器 残压（雷电冲击残压、操作冲击残压、陡坡冲击残压）是衡量氧化锌避雷器对不同冲击过电压限压能力的参数。持续运行电压和额定电压是保证氧化锌避雷器可靠运行所允许的最大工频持续电压和最高工频电压（非持续性）。1mA下直流和工频参考电压是反应氧化锌避雷器热稳定性及寿命的参数。荷电率（持续运行电压峰值与参考电压之比）是表征氧化锌阀片电阻在运行中承受电压负荷的指标。5—4 设计高h小于30m，者高度影响系数P=1，被保护物高度hx=10m,在hx下的保护范围rx=15m 若h≤2hx,（即h≤20m） h-hx=rx h=rx+hx=15+10=25m （与h≤20m不符，舍去） 若h≥2hx（即h≥20m） 1.5h-2hx=rx H=1/1.5(rx+2hx)=1/1.5(15+20)=23.34m （注意，不能四舍五入法），所以避雷针针高至少应为23.34m。 5—5 此题为等高4针联合保护。第一步将4针分成二个等高3针，第二步在每个等高3针中，计算出在被保护高度hx下在每二等高双针间的最小保护距离bx,若三个bx都大于等于0，则在此三针所构成三角形内的所有范围都能得到保护，若有一个bx<0，则由此等高三针联合保护范围仅为bx≥0双针保护范围的组合。 对于1和2的等高双针 rx=h-hx=17-10=7m ho=h-D/7=17-40/7=11.286 bx=1.5(ho-hx)=1.5(11.286-10)=1.93m 对于1和3的等高双针 rx=h-hx=17-10=7m ho=h-D/7=17-40/7=8.92 bx=1.5(ho-hx)=1.5(8.92-10)<0 所以对于1、2、3等高三针，其保护范围仅为1和2、2与3两等高双针保护范围的组合。同理，对于1、3、4等高三针，保护范围也是3和4、1和4两等高双针保护范围的组合。4针对10m高度被保护机体的保护范围如图所示（实线所围区域，不包括中间的1块）。 5—6 单个垂直接地体的工频接地电阻Rg为 Rg=p/2πl (in) 4l/d=2×102/2π×3(in)4×3/0.018=69Ω 单个垂直接地体的冲击接地电阻Rch′为 R ch=αchRg=0.65×69=45Ω 由3根垂直接地体连接后的整个接地装置的冲击接地电阻Rch为 Rch=Rch′/3×1/ηch=45/3×1/0.75=20Ω 6—1雷电放电也是一种自然现象，至今尚有有效措施阻止雷电发生。输电线路的防雷措施中，最基本或首要措施就是架设避雷线防止雷直接击于线路的输电导线上，更严格的讲，架设避雷线后使雷直接击于导线上的概率（即绕击率）比无避雷线时大大降低。此外架设避雷线后，由于分流作用与耦合作用，也有利于防止雷击塔顶后通过“反击”使导线上形成过电压，也有利于降低导线上的感应雷过电压。? 架设避雷线后虽然大大降低了雷电直接击于导线上形成过电压的概率，但仍有很大的可能出现雷电击于线路杆塔塔顶，塔顶电位升高后通过绝缘子串闪络（称为反击）在导线上形成过电压，对此可采取降低杆塔接地电阻，架设耦合地线，加强线路绝缘（通过增加绝缘子片数）以及双回路线路采用不平衡绝缘等措施來防止受雷击后绝缘子串发生闪络。 ? 然而，采取以上各种措施后扔不能完全避免绝缘子串不发生闪络。万一出现这种情况时，线路防雷的进一步措施是防止绝缘子串冲击闪络转变爲工频电压下的闪络（这种闪络，建立稳定的工频电弧而引起的线路跳闸），这可采用消弧线圈接地（在中性点不接地系统中）。 ? 最后，尽管采取了上述一道道“防线”，但仍不能保证不会引起工频闪络导致线路跳闸，对此可安装线路值得重合闸装置來提高供电可靠性，而且实践证明，对由雷电引起线路跳闸的重合成功率是很高的。 6—2 35kv及以下电压等级输电系统一般都为中性点不久的系统，当发生由雷电引起的冲击闪络后，随后出现的工频闪络电流很小，不能形成稳定的工频电弧，因此不会引起线路跳闸，所以当一相当于雷击而引起闪络后仍能正常工作。这样虽不装设避雷线，雷击引起的闪络概率增大，但这种闪络并不会导致线路跳闸而影响正常供电，故35kv及以下输电线路一般不架设避雷线。对于无避雷线的线路，一相闪络后再出现第二相闪络，形成相间短路，出现大的短路电流，才可能引起线路跳闸，只有当雷电溜很大时才会出现这种情况。 6—3 （1）避雷线对地平均高度hb与导线对地平均高度hb为， ???? （2）对避雷线对外侧导线的几何耦合系数K0 考虑电晕影响，查表4—1得电晕修正系数K1=1.25 K=K1K0=1.25 （3）查表6—1得电感0.5 查表6—1得分流系数 （4）雷击杆塔时间的耐雷水平I1 ???? （5）雷绕击于导线时间耐雷水平I2 ???? （6）雷电流幅值超过I1、I2的概率P1、P2 ???? （7）查表6—4得击杆率g=1/6 计算E 建弧率 绕击率 （8）线路雷击跳闸率 6—4 此题为中性点不接地35kv系统，无避雷线。雷击线路只有两种情况，即直击导线或雷击杆塔，但两者都造成一相（最高的一相）的绝缘子串闪络（设计已保证导线间不会发生空间闪络），而一相闪络（闪络后一相接地）后线路不会跳闸，而要等到一相闪络后第二相再闪络（即前闪络相向后闪络相反击），出现相间短路形成稳定的工频电弧后才会发生跳闸，所以耐雷水平和雷击跳闸率都根据这种情况來计算，并且可以借用有避雷线线路的计算公式进行适当修正后直接计算，因为一相先闪络后，该相已接地，这与有避雷线线路的情况相类似。 耐雷水平的计算公式为 与书P141上（6—11）式相比，相当于?=1（无避雷线所以无分流），式中hb取先闪络相导线的平均高度，hb为后闪络相导线的平均高度，Ko为先后闪络两相导线间的几何耦合系数，K为考虑电晕影响后的耦合系数。对于本题先闪络相为最高相，后闪络相为右侧相，因与最高相之间的距离较大，耦合系数较小，该相绝缘子上电压较高而易闪络。对于本题hh=h1=hg，hd=h 最高相导线的平均高度 h1=(9.6+0.6+1.8)-2/3×3=10m 右侧相导线的平均高度 h2=(9.6+1.2)-2/3×3=8.8m 耐雷水平 雷电流幅值超过I的概率P=63% 建弧率 线路雷击跳闸率 7—1 变电所防止直击雷的措施是装设避雷针或避雷线，并配合以良好的接地。为了使避雷针或避雷线能对被保护对象进行有效的保护，首先应使被保护对象处于避雷针或避雷线的保护范围之内，其次还应防止避雷针或避雷线受到雷击后发生对被保护对象的闪络（即反击）。因为即使被保护对象处于保护范围之内，但若出现反击，高电位就会加到被保护对象（如电气设备）上，所以防止反击与保护范围同样重要。为防止反击，应使避雷针（线）与被保护对象之间的空间距离以及两者地下接地体之间的距离具有足够的数值。当独立式避雷针的工频接地电阻不大于10?时，上述两种距离不应小于5米和3米。为防止反击，35KV及以下变电所不能采用构架式避雷针；易燃易爆设备（如储油罐）也不能采用构架式避雷针。对于110KV及以上电压等级中的构架式避雷针应使避雷针构架的地下接地体与系统接地体之间的距离保持的15米以上。另外，主变压器的构架也一般不装避雷针。 7—2 变电站中有许多电气设备，所以不可能也没有必要在每个电气设备旁都安装一组（三个相上）避雷器加以保护。这样，避雷器与被保护设备之间就有一段长度不等的距离，此距离不是空间的距离，而是沿连接线的距离，故称为电气距离。在这种情况下，当阀式避雷器动作时，由于波在避雷器至被保护电气设备之间电气距离内的折射与反射，会似的作用于被保护电气设备上的电压高于避雷器的端点上的电压，也就是说，是电气设备绝缘上的最大电压高于阀式避雷器的最大残压（220KV及以下电压等级为流过5KA 冲击电流时的残压，500KV电压等级为流过10KA冲击电压时的残压）。电器距离越长、侵入波波头陡度越抖，电压高出越多。 7—3 避雷器与被保护电气设备的绝缘配合中，都以阀式避雷器（或氧化锌避雷器）的最大残压来配合，避雷器的最大残压为允许流过避雷器最大冲击波电流下的残压。在220KV 及以下系统中，流过避雷器的最大冲击电流为5KV（保护旋转电机的阀式避雷器为3KA）。若在实际运行过程中出现流过避雷器的冲击电流超过此规定值，则由于避雷器最大残压的升高迩危及被保护电气设备的绝缘。要使路过避雷器的冲击电流不超过规定的5KA （500KV为10KA），具体措施就是采用进线段保护。由于进线段（靠近变电站的12Km 的一段线路）的耐雷水平要较其余部分线路的耐雷水平高，所以可以认为雷电侵入波主要来自于12Km进线段之外的线路落差雷造成。这样，雷电侵入波沿进线段再作用到避雷器上，在此过程中由于进线段波阻抗的串入，减小了流过避雷器的冲击电流并将其限制到不超过5KA（10KA）。此外，雷电侵入波在进线段传播时由于出现冲击电晕，从而同时又降低了进入变电站雷电侵入波的波头陡度，有利于对电气设备的保护。 7—4 变电站进线保护段的作用有二个，其一是限制雷电侵入波电压作用下流过避雷器的电流，其二是降低最终进入变电站雷电侵入波的波头陡度。对进线保护段的要求是其应具有比线路更高的耐雷水平，为此这段线路的避雷器应具有更小的对导线的保护角，而全线无避雷线路则当然应在这段线路上架设避雷线。 7—5 变电站进线段保护标准接线中，对1~2公里这段线路采取加强防雷措施（如减小保护角），使其具有较高的耐雷水平。保护进线段的作用是限制避雷器动作时流过的冲击电流不超过允许值以及降低进入变电站的雷电侵入波电压的波头陡度。对于线路在雷雨季节可能处于开路状态而线路另一侧又带电（如双端电源线路）时，应在进线段末端对地装设排气式避雷器（或阀式避雷器），目的在于防止线路上有雷电波侵入时，由于断路器打开而在线路末端发生全反射引起冲击闪络，再导致工频对地短路，造成断路器或 隔离开关绝缘部件烧毁。要注意的是，断路器或隔离开关合闸时，该排气式避雷器不应在雷电侵入波作用下动作，以免产生截波危及有绕组电气设备的纵绝缘。7—6 直配电机是指不经变压器直接与架空线相联接的旋转电机（发电机或高压电动机）。直配电机防护雷保护的主要措施（参见书P164图7—18）为： 1.在电机母线上装设FCD型阀式避雷器或氧化锌避雷器以限制雷电侵入波的幅值。 2.在电机母线上对地并电容器，每相约0.250.5uF（若有电缆段，电缆对地电容包括在内）。电容器的作用是降低雷电侵入波的陡度以保护电机纵绝缘，同时还起到降低架空线上的感应雷过电压（此过电压也降低到电机上）。 3.在直配电机进线处加装电缆段排气式避雷器（或阀式避雷器）、电抗器，联合保护作用以限制避雷器动作电流小于规定值（3KA）。 4.发电机中性点有引出线且未直接接地（发电机常这样）时，应在中性点上加装避雷器保护中性点的绝缘，或者加大母线并联电容以进一步限制雷电侵入波陡度。电缆段的作用不在于电缆具有较小波阻抗和较大的对地电容，而在于在等值频率很高的雷电流作用下电缆外皮的分流（由于FE1动作）及耦合作用。当雷电侵入波使电缆首段排气式避雷器（为使此避雷器由于发生副反射不能可靠动作而前移70m，即FE1）动作时，电缆芯线与外皮短接，相当于把电缆芯和外皮连在一起并具有同样的对地电压iR1。在此电压作用下电流沿电缆芯和电缆外皮分两路流向电机。由于流过电缆外皮绝缘所产生的磁通全部与电缆芯交链（由于电缆芯被电缆外皮所包围），在芯线上感应出接近等量的反电势阻止芯线中电流流向电机使绝大部分电流如同高频集肤效应那样从电缆外皮流，从而减小了流过避雷器（与芯线相连）的电流，也即限制了避雷器的动作电流。电缆芯中的反电势是建立在电缆外皮与电缆芯导线的耦合作用基础智商，为了加强这种耦合作用（以加强反电势），常采取降70m段的接地引线平行架设在导线下方，并与电缆首端的金属外皮在装设FE2杆塔处连接在一起后接地，工频接地电阻不应大于5?。在电缆首端保留FE2以便在强雷时动作（即一般情况下不动作）以进一步限制避雷器动作电流（在强雷时也不超过3KA）。 7—7 变电站的防雷保护可分为直击雷的保护和雷电侵入波的保护两个方面。本题涉及对雷电侵入波的保护，具体措施就是装设避雷器，要确定避雷器装设在什么位置以及选择何种参数的避雷器。防雷保护方案如下： 1.母线上装设避雷器。220KV、100KV双母线的每条母线以及10KV母线对地分别装设一组（三组）避雷器。如选用阀式避雷器则为FZ—220,FZ—110,FZ—10。根据避雷器至变压器及其他电气设备最大允许电气距离校验避雷器安装位置是否妥当。由于避雷器电气参数不同时最大允许电气距离也不同，以下以选用阀式避雷器爲例计算最大允许电气距离。 220KV 保护进线段长度为2Km，根据表7—5得α′=1.2KV/m。查表7—3得Uc.5=664KV,Uj=949KV。根据Uc.5+2α′l≤Uj可算出避雷器至变压器最大允许电气距离l=118m。 110KV 保护进线段长度为1Km或2Km，根据表7—5得α′=1.5KV/m或α′=0.75KV/m。查表7—3得Uc.5=332KV,Uj=478KV。根据Uc.5+2α′l≤Uj，可算出避雷器至变压器最大允许电气距离分别为48m和97m。但此距离为一路出现的情况，对于此题为至少二路出现，故最大允许电气距离还要增大，查图7—11可得对大允许电气距离为70m和135m。 2.主变T1中性点装设避雷器。T2为Y0/△联接，而T1为Y/△联接，故T1中性点对地应装设一只避雷器。如选用阀式避雷器则选FZ—35。 3.自耦式主变T2装设避雷器。由于运行方式可能出现中压侧开路和高压侧开路的运行方式，因此相应母线上的避雷器由于绕组出口处断路器的分闸而对开路的中压、高压绕组起不到保护作用，为此应在中压绕组（100KV）和高压绕组（220KV）出口处（绕组出口断路器的绕组侧）分别装设一组避雷器。若选用阀式避雷器则分别为FZ—110和FZ—220。 4.110、220线路的进线段保护 进线段的长度：220KV为2Km，110KV根据最大允许电器距离校核结果而定。 进线段耐雷水平：110KV为75KA,220KV为120KA 进线段避雷线的保护角：<20° 进线段末端是否装排气式（或阀式代替）避雷器，要视线路另一端是否有电源而定，而运行方式（四路/两路，三路/一路）已表明雷季可能出现线路末端可能处于开路状态。 8—1 暂时过电压与操作过电压产生的根本性原因是完全不同的，前者由于参数特定的配合引起，因此只要这种参数配合不发生改变，过电压可能持续。后者为电网中发生振荡型的暂态过程引起，一旦暂态过程结束，过电压也就消失。 8—2 工频过电压也称工频电压升高，因为此类过电压表现为工频电压下的幅值升高。引起工频电压升高的原因有：空载线路的电容效应、不对称短路和突然甩负荷。 空载线路可看作有分布的L、C回路构成，在工频电压作用下，线路的总容抗一般远大于导线的感抗，因此由于电容效应使线路各点电压均高于线路首端电压，而且愈往线路末端，电压愈高。系统发生不对称短路时，短路电流的零序分量会使健全相电压升高，而在不对称短路中以单相接地最为常见且引起健全相上电压升高也最为严重。由于某种原因线路突然甩负荷，作为电源的发电机，根据磁链守恒原理，通过激磁绕组的磁通来不及变化，于其相应的电源电势Ed′维持原来数值从而使线路上工频电压升高。 8—3 影响空载线路电容效应引起工频电压升高的因素主要有3个。其一是线路的长度。线路越长，空载线路末端比首端电压升高越大，可采用u2=进行计算。其二是电源容量。电电源容量越大，电源电抗X5越小，电压升高越小。另外，也与线路是否有并联电抗器有关。线路接入并联电抗器后，通过补偿空载线路的电容性电流从而削弱电容效应来达到降低工频电压升高的目的。 9—2 消弧线圈是一有铁芯的电感线圈，接在系统中性点与地之间，消弧线圈的基本作用是补偿流过故障点的容性接地电流，使接地电弧容易熄灭，同时消弧线圈能降低故障相上恢复过电压的上升速度，减小电弧重燃的可能性，这样接地电弧出现后会很快熄灭且不重燃，从而限制了间歇电弧接地过电压。消弧线圈电感电流能补偿系统对地电容电流的百分数称为消弧线圈的补偿度。根据补偿度的不同，可选择消弧线圈的消弧作用（若欠补偿，则随电网发展使补偿度更低）以及避免出现或接近全补偿（若欠补偿，运行时由于部分线路退出而成为全补偿）后因三相对地电容不对称导致中性点上出现较大的位移电压危及绝缘，所以常采用过补偿运行方式来选择消弧线圈参数。 9—3 空载线路分闸过电压是由于断路器分闸后触头间发生电弧重燃而引起的，所以断路器灭弧性能好，重燃次数少或基本不重燃，分闸过电压就较低。而切除空载变压器过电压是由于断路器分闸时发生空载电流的突然“截断”（冲某一数值突然降至零），所以断路器灭弧性能好，空载电流“截断”值大，截断电流对应的磁场能量大，截流后转变成电场能量也大，切除空载变压器过电压就高。 9—4 带并联电阻断路器具有主辅两对触头，在主触头上并有电阻，所以称为并联电阻（如书P185上图9—7所示）。空载线路分闸时，主触头S1先分，此时线路仍未从电源切除，S1分闸也会引起振荡的暂态过程，由于S1断口间恢复电压仅为并联电阻的电压降要小于电源电压，所以S1分闸后不易发生电弧重燃。S1分闸后经1.5~2个工频周期，辅助触头S2分闸，线路真正从电源切除，S2分闸后触头间恢复电压也要小于电源电压所以也不容易发生电弧的重燃，这样空载线路分闸过程中都不易发生电弧重燃，当然分闸过电压也降低。空载线路合闸时，辅助触头S2先合闸，线路变成串并联电阻的合闸，由于电阻的阻尼作用，S2合闸过程中的过电压降低。经1.5~2个工频周期，主触头S1闭合，线路真正合闸电源，S1闭合仅将R短接掉，此过程中状态的改变要小于直接合闸电源时的状态改变，所以S1闭合过程中过电压也降低。 9—5 切除空载变压器过电压的限制措施主要是采用避雷器，由于切空变过电压虽幅值较高但其持续时间短，能量小，故可采用阀式避雷器（当然也可用氧化锌避雷器）加以限制，此种过电压也是阀式避雷器所能限制的唯一操作过电压。对于切合空载线路过电压，避雷器不是主要限制措施（主要措施是断路器并电阻），因为这种操作非常频繁，若采用避雷器限制过电压，会使避雷器动作过于频繁。另外即使作用为辅助限制措施，也应选用通流能力较大的氧化锌避雷器。对于电弧接地过电压一般不采用避雷器限制而主要采用接消弧线圈的措施。当然，为保护中性点绝缘和消弧线圈，中性点对地可接避雷器。10—1 铁磁谐振过电压是在铁磁谐振过程中出现的。要发生铁磁谐振须满足两个条件：一是谐振回路中须有存在非线性的电感（具有铁芯的电感）和线性电容，且正常运行时感抗应大于容抗。二是须由外界因素（如电源电势的扰动）强烈的激发，使谐振回路稳定于谐振工作点。铁磁谐振与线性谐振相比较，具有不同的谐振条件与特点： 1.线性谐振条件是ωL=1/ωC,无需激发;而铁磁谐振条件是ωL0>1/ωC（L0为正常非饱和时的电感）以及外界一定程度的激发，二个条件缺一不可。 2.线性谐振时，谐振回路的电流呈阻性，uL=uC；而铁磁谐振时，谐振回路的电流呈容性，uL 3.线性谐振时，回路有固定的自振频率ω=1/LC；而铁磁谐振时回路无固定的自振频率，可发生基波与各种频率谐波的谐振。 10—2 在中性点不接地系统中常出现由于电磁式电压互感器饱和引起的铁磁谐振过电压。电磁式电压互感器常接成Y0，如书P198上图10—7所示。正常运行时，电磁式电压互感器各相感抗大于线路容抗，导致并联后呈容性。当系统出现某些扰动，使电压互感器各相饱和程度不同，饱和程度小的相仍成容性，饱和程度大的相可能呈现感性，如参数配合不当恰好使总导纳接近于零，就发生串联谐振。由于谐振使中性点位移电压（正常时为零）急剧上升。而中性点点位升高后，三相导线的对地电位等于各相电源电势与中性点位移电压的相量和。若发生基波谐振，则往往一相对地电压降低，二相对地电压升高。为限制这种铁磁谐振过电压可选用励磁特性较好的电磁式电压互感器；加并对地电容增大三相对地电容来避免出现某些相从容性变为感性，以消除与构成谐振的可能性；在电压互感器开口三角形绕组中短时接入阻尼电阻或在电压互感器一次绕组中性点对地接入电阻以阻尼振荡降低过电压。 10—3 断线过电压是由于断线而引起的铁磁谐振过电压。这里所说的断线包括导线因故障的折断，也包括断路器非全相操作以及熔断器的一相或二相熔断等。断线过电压一般发生于线路末端接有中性点不接地的空载或轻载变压器。断线后，系统处于非全相运行，在上述情况下会形成如书P196上图10—6所示的简化等值串联谐振电路。无论是一相断线还是二相断线，电路中的L都为空载或轻载变压器单相励磁电感的1.5倍，而电路中的E和C则根据断线的位置，一相断线还是二相断线以及电源中性点接地与否而不同，详见书P197上表10—1。要产生断线过电压需满足ωL>1/ωC这一条件，且须在外界因素激发下才有可能发生铁磁谐振，产生断线过电压。为限制和消除这种过电压，措施之一是避免出现非全相运动，如加强巡视和检修预防线路发生断线或保证断路器三相同期动作以避免发生一相或二相拒动，以及不采用熔断器等。措施之二是在中性点接地系统中操作中性点不接地的变压器时，降变压器中性点临时接地。 11—1 绝缘配合就是要协调配合好电力系统中的过电压、限压措施与电气设备绝缘水平三者之间的关系，使之经济上、技术上、运行上都能接受。电气设备的绝缘水平是设备绝缘应能耐受（不发生闪络、击穿或其他损坏）的电压，也即耐压试验时的试验电压。电气设备对于工频交流、雷电冲击和操作冲击电压的绝缘水平或耐压试验电压是不同的。11—2 线路绝缘子串中绝缘子的片数首先按工作电压下满足所要求的泄漏距离（按泄漏比距计算）來确定，然后再按内、外过电压下的要求进行校验（若不满足需增加片数）。11—3 电气设备绝缘的BIL称为电气设备的基本冲击绝缘水平，它表征电气设备绝缘耐受雷电过电压的能力。电气设备绝缘的SIL称为电气设备的操作冲击绝缘水平，它表征电气设备绝缘耐受操作冲击过电压的能力。 华北电力大学高电压技术模拟试题六 收藏此信息打印该信息添加：用户发布来源：未知 ________________________________________ 一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题1分，共10分) 1.由于光辐射而产生游离的形式称为( )。 A.碰撞游离 B.光游离 C.热游离 D.表面游离 2.解释电压较高、距离较长的间隙中的气体放电过程可用( )。 A.流注理论 B.汤逊理论 C.巴申定律 D.小桥理论 3.测量绝缘电阻不能有效发现的缺陷是( )。 A.绝缘整体受潮 B.存在贯穿性的导电通道 C.绝缘局部严重受潮 D.绝缘中的局部缺陷 4.随着输电线路长度的增加线路的波阻抗将( )。 A.不变 B.增大 C.减小 D.可能增大也可能减小 5.保护间隙动作后会形成截波，对变压器类设备构成威胁的是( )。 A.对地绝缘 B.主绝缘 C.匝间绝缘 D.相间绝缘 6.发电机突然甩负荷引起的过电压属于( )。 A.操作过电压 B.谐振过电压 C.暂时过电压 D.工频过电压 7.设S1、S2分别为某避雷器及其被保护设备的伏秒特性曲线，要使设备受到可 靠保护必须( )。 A.S1高于S2 B.S1低于S2 C.S1等于S2 D.S1与S2相交 8.若固体电介质被击穿的时间很短、又无明显的温升，可判断是( )。 A.电化学击穿 B.热击穿 C.电击穿 D.各类击穿都有 9.表示某地区雷电活动强度的主要指标是指雷暴小时与( )。 A.耐雷水平 B.雷暴日 C.跳闸率 D.大气压强 10.不能用于测量直流高压的仪器设备是( )。 A.电容分压器 B.电阻分压器 C.静电电压表 D.高阻微安表 二、填空题(每空1分，共15分) 11.气体中带电粒子消失的方式有复合、__________及受电场的作用流入电极。 12.用测量绝缘电阻判断电介质绝缘的好坏时，绝缘电阻值越大说明绝缘__________。 13.用西林电桥测量tanδ时，常用的接线方式中__________接线适用于被试品接地的情况。 14.变压器绕组中电压起始分布的最大电位梯度出现在绕组的__________。 15.不同的电介质串联后，在交流电压作用下，它们所受的电场强度与它们的__________成反比。 16.雷击杆塔顶时在导线上产生的感应过电压的极性与雷电的极性相__________。 17.线路的雷击跳闸率包括绕击跳闸率和__________跳闸率。 18.电力系统的谐振过电压分为线性谐振、__________谐振及参数谐振。 19.空载线路的工频过电压与线路的长度有关，线路越__________，过电压越高。 20.在极不均匀电场中，正极性的电晕起始电压__________于负极性的电晕起始电压，此现象称为极性效应。 21.电气设备绝缘的试验包括__________试验和非破坏性试验两大类。 22.电压直角波经过串联电容后，波形将发生变化，变成__________形状。 23.普通阀式避雷器有火花间隙和__________两部分组成。 24.进线段保护的主要作用是限制来波的陡度，同时使流过避雷器(330kV以下)的电流不超过__________。 25.将电压大小为U的电源投至具有残压U0的空载线路时，合闸后线路振荡电压最大幅值可达__________。 三、名词解释(每小题3分，共12分) 26.泄漏电流 27.耐雷水平 28.非破坏性试验 29.绝缘水平 四、简答题(每小题5分，共35分) 30.架空输电线路产生电晕有何危害? 31.写出吸收比的表达式。若测得A、B两种电介质的吸收比为KA=3.0、KB=1.1，绝缘状况哪个好?为什么? 32.在冲击电压作用下，变压器绕组中的电压为什么会出现振荡现象? 33.如图所示，带并联电阻的断路器R起什么作用，线路分闸时，主副触头动作顺序如何? 34.金属氧化物避雷器的优点。 35.如图所示变电所进线段保护接线，试述各元件的名称和作用。 (1)避雷线： 36.铁磁谐振过电压的主要特点是什么? 五、计算题(每小题5分，共10分) 37.某100kV变电所进线段长度为1km，变电所中的避雷器与变压器之间的距离为50m，变压器的雷电冲击电压为420kV，当入侵波的陡度为1.5kV/m时，若避雷器残压为260kV，能否起到保护变压器的作用? 38.有一波阻抗为Z1=500欧架空输电线路与波阻抗为Z2=50欧的两条电缆线路共同连接在一条母线上，现有一幅值为U0=800kV的无限长直角电压波从架空线路进入电缆线路，试作彼德逊等值电路，求电缆线路上的电压波大小。 六、综合应用题(共18分) 39.如图所示，两条架空线路的波阻抗均为Z1=400欧，电缆线路的波阻抗为Z2=50欧，避雷器的等值电阻为R=80欧，当一条架空线路上有幅值为U0=800kV的直角过电压波入侵时，避雷器动作，试求母线上的电压、流过避雷器及电缆线路的电流大小?(10分) 40.为防止产生电晕，额定电压为500kV(有效值)的试验变压器高压套管上拟安装一个球形屏蔽电极，设空气的电气强度为E0=30kV/cm，求该电极应有的直径。若将该变压器移至空气稀薄的环境下，电极表面是否会产生电晕?为什么?(8分) 华北电力大学高电压技术模拟试题一 收藏此信息打印该信息添加：用户发布来源：未知 ________________________________________ 一、单项选择题(本大题共10小题，每小题1分，共10分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1.流注理论未考虑( )的现象。 A.碰撞游离 B.表面游离 C.光游离 D.电荷畸变电场 2.先导通道的形成是以( )的出现为特征。 A.碰撞游离 B.表现游离 C.热游离 D.光游离 3.极化时间最短的是( ) A.电子式极化 B.离子式极化 C.偶极子极化 D.空间电荷极化 4.SF6气体具有较高绝缘强度的主要原因之一是( ) A.无色无味性 B.不燃性 C.无腐蚀性 D.电负性 5.介质损耗角正切值测量时，采用移相法可以消除( )的干扰。 A.高于试验电源频率 B.与试验电源同频率 C.低于试验电源频率 D.任何频率 6.不均匀的绝缘试品，如果绝缘严重受潮，则吸收比K将( ) A.远大于1 B.远小于1 C.约等于1 D.不易确定 7.构成冲击电压发生器基本回路的元件有冲击性主电容C1，负荷电容C2，波头电阻R1和波尾电阻R2。为了获得一很快由零上升到峰值然后较慢下降的冲击电压，应使( ) A.C1>>C2,R1>>R2 B.C1>>C2,R1< C.C1< D.C1< 8.下列表述中，对波阻抗描述不正确的是( ) A.波阻抗是前行波电压与前行波电流之比 B.对于电源来说波阻抗与电阻是等效的 C.线路越长，则波阻抗越大 D.波阻抗的大小与线路的几何尺寸有关 9.根据我国有关标准，220KV线路的绕击耐雷水平是( ) A.12KA B.16kA C.80kA D.120kA 10.避雷器到变压器的最大允许距离( ) A.随变压器多次截波耐压值与避雷器残压的差值增大而增大 B.随变压器冲击全波耐压值与避雷器冲击放电电压的差值增大而增大 C.随来波陡度增大而增大 D.随来波幅值增大而增大 二、填空题(本大题共15小题，每小题1分，共15分) 11.测量试品的绝缘电阻时，规定以加电压后________测得的数值为该试品的绝缘电阻值。 12.根据巴申定律，在某一PS值下，击穿电压存在________值。13.极不均匀电场中，屏障的作用是由于其对________的阻挡作用，造成电场分布的改变。 14.变压器内部固体绝缘的老化形式有：电老化和________。 15.运行经验表明，凡能承受持续时间________工频耐压试验的电气设备，一般都能保证安全运行。 16.Z1、Z2两不同波阻抗的长线相连于A点，行波在A点将发生折射的反射，反射系数β的取值范围为________。 17.当导线受到雷击出现冲击电晕以后，它与其它导线间的耦合系数将________。 18.避雷针(线)的保护范围是指具有________左右雷击概率的空间范围。 19.我国35~220kV电网的电气设备绝缘水平是以避雷器________kA下的残压作为绝缘配合的设计依据。 20.降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平防止________的有效措施。 21.避雷针架设在配电装置构架上时，避雷针与主接地网的地下连接点到变压器接地线与主接地网的地下连接点之间的距离不得小于________m。 22.电源容量越小，空载长线的电容效应________。 23.消弧线圈的脱谐度υ愈大，则中性点位移电压________。 24.线路侧装有电磁式电压互感器时，由于其________，故有助于降低空载线路合闸过电压。 25.发生铁磁谐振的瞬间，电路的相位将发生________。 三、名词解释题(本大题共4小题，每小题3分，共12分) 26.自恢复绝缘 27.输电线路耐雷水平 28.击杆率 29.谐振过电压 四、简答题(本大题共7小题，每小题5分，共35分) 30.保护设备与被保护设备的伏秒特性应如何配合?为什么? 31.提高液体介质击穿电压的措施有哪些? 32.测量绝缘电阻试验中，为什么在绝缘表面受潮时要求装上屏蔽环? 33.分布参数回路的波阻抗与集中参数回路中的电阻有何不同? 34.限制雷电破坏作用的基本措施是什么?它们各起什么保护作用? 35.旋转电机的防雷保护具有什么特点? 36.为什么在断路器的主触头上并联电阻有利于限制切除空载长线时的过电压? 五、计算题(本大题共2小题，每小题5分，共10分) 37.某台电力变压器需进行72KV的工频耐压试验，tgδ试验时测得其等值电容Cx=4200pF。现有数台容量不同的100/0.4(kV)的工频试验变压器，应选择一台额定容量为多少的试验变压器才能满足试验的要求? 38.为了检测数公里长线路中故障点的位置，在其一端经集中参数电阻R(R等于线路的波阻抗z)投入一方波(见图1a),在此处测到的波形如图1b。请分析此故障是何种故障?故障点距观测点的距离是多少? 六、综合应用题(本大题共2小题，共18分) 39.如图2，某变电所母线上接有三回架空线路，波阻抗均为Z，母线上接有一无间隙的阀型避雷器。求其中一回架空线受雷击后，雷电波u(t)沿1—2km进线段侵入变电所，流过避雷器的最大冲击电流Im?(设避雷器伏安特性已知，忽略各线路间的电磁耦合)。 40.对某大型电力变压器进行分解试验时，测量其高压侧A相套管的电容和介质损耗分别为C1=1000pF,tgδ1=5%;测得高压绕组对中、低压和地间的电容量及介质损耗分别为C2=20000pF,tgδ2=0.2%,试问若测量此变压器的整体tgδ，测量值应为多少?根据该值能否发现A相套管的绝缘缺陷呢?(若tgδ≯±1%，则可认为绝缘正常)。 参考答案 一、单项选择题(本大题共10小题，每小题1分，共10分) 1.B 2.C 3.A 4.D 5.B 6.C 7.B 8.C 9.A 10.A 二、填空题(每小题1分，共15分) 11.60s 12.极小(最低) 13.空间电荷 14.热老化 15.1分钟 16.-1≤β≤1 17.增大 18.0.1% 19.5 20.反击 21.15 22.越大 23.愈小 24.泄放线路电荷(降低线路残余电压)的作用 25.反倾 三、名词解释(本大题共4小题，每小题3分，共12分) 26.发生击穿后，一旦去掉外加电压，能恢复其绝缘性能的绝缘。 27.雷击时线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值。 28.雷击杆塔次数与雷击线路总次数之比。 29.当系统进行操作或发生故障时，某一回路自振频率与电源频率相等时，将发生谐振现象，导致系统中某些部分(或设备)上出现的过电压。 四、简答题(本大题共7小题，每小题5分，共35分) 30.保护设备的伏秒特性应始终低于被保护设备的伏秒特性。这样，当有一过电压作用于两设备时，总是保护设备先击穿，进而限制了过电压幅值，保护了被保护设备。 31.(1)减小杂质，包括过滤、防潮、脱气。 (2)改进绝缘设计，包括采用覆盖层、改进电极形状、使用绝缘层、加屏障。 32.因为在绝缘表面受潮时，沿绝缘表面的泄漏电流将增大，若此泄漏电流流入电流线圈中，将使绝缘电阻读数显著降低，引起错误的判断。 装上屏蔽环后，表现泄漏电流不再流入电流线圈，而流过电流线圈的只是绝缘体的泄漏电流，因此加上屏蔽环后测得的值能较真实地反映绝缘电阻的大小。 33.(1)波阻抗表示同一方向的电压波和电流波大小的比值，前行波电压与前行波电流之比取正号，反行波电压与反行波电流之比取负号，若导线上既有前行波，又有反行波时，导线上总的电压与总的电流之比不等于波阻抗。 而电阻等于其上总的电压与总的电流之比。 (2)电磁波通过波阻抗为Z的导线时，能量以电磁能的形式储存在周围介质中，而不是被消耗掉。 (3)波阻抗的数值只和导线单位长度的电感、电容有关，而与线路长度无关。 34.基本措施是设置避雷针、避雷线、避雷器和接地装置。避雷针(线)可以防止雷电直接击中被保护物体，称为直击雷保护；避雷器可以防止沿输电线侵入变电所的雷电冲击波，称为侵入波保护；接地装置的作用是减少避雷针(线)或避雷器与大地之间的电阻值，达到降低雷电冲击电压幅值的目的。 35.(1)由于结构和工艺上的特点，在相同电压等级的电气设备中旋转电机的绝缘水平最低； (2)电机在运行中受到发热、机械振动、臭氧、潮湿等因素的作用使绝缘容易老化； (3)保护旋转电机用的磁吹避雷器的保护性能与电机绝缘水平的配合裕度很小； (4)电机匝间所受电压正比于侵入波陡度，故必须把来波陡度限制得很低； (5)电机绕组中性点一般是不接地的；三相进波时在直角波头情况下，中性点电压可达来波电压的两倍，故必须对中性点采取保护措施。 36. 如图所示，切除空载长线时，主触头S1首先断开，而电阻R和辅助触头S2并未开断，因此线路上的残余电荷通过电阻R释放，电阻R能抑制振荡，这时主触头两端的电压仅为R上的压降。然后辅助触头S2开断，线路上的残压已较低，辅助触头S2上的恢复电压也较低，所以断路器两端不容易发生电弧重燃，也就不至于形成很高的过电压。 五、计算题(每小题5分，共10分) 37.被试品的电容电流 Ic=ωcU=0.095(A)≈0.1(A) 则变压器的额定电流应不小于0.1（A） 变压器高压方额定电压为100kV 因此变压器的容量应不小于S=100×0.1=10(kVA) (若变压器的容量仅根据试验电压和试品电容来选择，即 S= (kVA) 38.是断线(开路)故障 故障点距观测点距离为 l1= =600 (m)。 六、综合应用题(共18分) 39.根据彼得逊法则有 华北电力大学高电压技术模拟试题二 收藏此信息打印该信息添加：用户发布来源：未知 ________________________________________ 华电高电压技术模拟试题二 一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题1分，共10分) 1.采用真空提高绝缘强度的理论依据是( )。 A.汤逊理论 B.流注理论 C.巴申定律 D.“小桥”理论 2.电晕放电是一种( )。 A.非自持放电现象 B.沿面放电现象 C.局部放电现象 D.污闪现象 3.伴随有能量损失的极化形式是( )。 A.电子式极化 B.离子式极化 C.偶极子极化 D.无损极化 4.下列绝缘试验方法中，属于破坏性试验的是( )。 A.测绝缘电阻 B.测tan C.测泄漏电流 D.工频高压试验 5.当波阻抗为Z的输电线路上既有前行波，又有反行波时，线路上任意点的电压、电流之比( )。 A.不等于Z B.大于Z C.小于Z D.等于Z 6.工频接地电阻为Rg的接地装置受到冲击电流作用时，接地电阻将( )。 A.增大 B.减小 C.不变 D.可能增大也可能减小 7.雷击线路时，线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值称为( )。 A.地面落雷密度 B.耐雷水平 C.雷击跳闸率 D.击杆率 8.220kV线路在空载时，线路各点电压( )。 A.均相等 B.首端最高 C.末端最高 D.中间最高 9.中性点经消弧线圈接地通常采用的运行方式是( )。 A.全补偿 B.过补偿 C.欠补偿 D.不确定的 10.220kV及以下电网中电气设备的绝缘水平主要决定于( )。 A.大气过电压 B.操作过电压 C.工频过电压 D.谐振过电压 二、填空题(每空1分，共15分) 11.根据外界能量来源不同，游离可以分为碰撞游离、_____、热游离和_____等几种形式。 12.50%冲击放电电压是指在该电压作用下，间隙的放电概率为_____。 13.电容大小为C的固体电介质在频率为ω的电压U作用下，测得介质损耗角正切值为tanδ，则电介质的有功损耗为_____。 14.含有空气层的固体电介质在交流电压作用下，承受电场强度较大的是_____。 15.电气设备的预防性试验分为_____大类，对被试品进行绝缘试验时，首先应进行_____试验。 16.直角电压波经过并联电感时，波形将变成_____波。 17.三相线路的塔顶遭受雷击时，导线与避雷线之间的耦合系数越_____越易发生闪络。 18.冲击电压波的波形由_____时间和波尾时间决定。 19.超高压输电线路削弱_____效应采用的措施是并联电抗器。 20.产生空载线路分闸过电压的主要原因是_____。 21.绝缘配合的核心问题是要确定电气设备的_____。 22.变压器绕组遭受过电压作用的瞬间，绕组各点的电位按绕组的_____分布，最大电位梯度出现在_____。 三、名词解释(每小题3分，共12分) 23.伏秒特性曲线 24.避雷器的保护比 25.建弧率 26.非破坏性试验 四、简答题(每小题5分，共35分) 27.架空输电线路产生电晕有何危害？采用什么方法限制电晕产生？ 28.测得A、B两种电介质的吸收比为KA=3.0、KB=1.1，绝缘状况哪个好？为什么？ 29.在冲击电压作用下，变压器绕组中的电压为什么会出现振荡现象？ 30.雷击线路可以分为哪几种情况？哪一种线路耐雷水平更高？ 31.如图所示变电所进线段保护接线，试述各元件的名称和作用。 （1）避雷线： （2）FZ： （3）FE1： （4）FE2： 32.什么是铁磁谐振过电压？它的主要特点是什么？ 33.电力系统绝缘配合的含义是什么？电气设备的绝缘水平以什么表示？ 五、计算题（每小题5分，共10分）34.某110kV变电所进线段长度为1km，变电所中的避雷器与变压器之间的距离为50m，避雷器残压为260kV，当入侵波的陡度为1.5kV/m时，若避雷器能起到保护变压器的作用，则避雷器的雷电冲击电压至少应为多大？ 35.有一电容为C0=11.0pF/m、电感为L0=0.98μh/m的架空输电线路与波阻抗为Z2=50欧的电缆线路相连，现有一幅值为U0=50kV的无限长直角电压波从架空线路进入电缆线路，求电缆线路上的电压波大小。 六、综合应用题（共18分） 36.如图所示，两条架空线路的波阻抗均为Z1=400欧，电缆线路的波阻抗为Z2=40欧，避雷器的等值电阻为R=80欧，当一条架空线路上有幅值为U0=500kV的直角过电压波入侵时，母线上的电压及流过避雷器的电流分别为多大？（10分） 37.有一台31500kVA、110kV的降压变压器，激磁电流为1%IN（IN为变压器的额定电流），高压绕组对地电容为3100pF。切除这样一台空载变压器时，若磁场能量有一半转化为电场能量，最大过电压可达多少？（8分） 华北电力大学高电压技术模拟试题三 收藏此信息打印该信息添加：用户发布来源：未知 ________________________________________ 华电高电压技术模拟试题三 一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题1分，共10分) 1.沿面放电电压与同样距离下的纯空气间隙的放电电压相比总是( ) A.高 B.低 C.相等 D.不确定 2.伏秒特性曲线实际上是一条带状区域，因为在冲击电压作用下，间隙放电时间具有( ) A.时延性 B.准确性 C.统计性 D.50%概率 3.对夹层极化有明显影响的因素是( ) A.温度 B.电压性质 C.气压 D.频率 4.电介质在受潮或受污染后，其相对介电常数将( ) A.变大 B.变小 C.不变 D.不确定 5.测量绝缘电阻和测量泄漏电流最主要的区别是( ) A.试验原理不同 B.加压时间不同 C.电压大小不同 D.试验设备不同 6.当线路在冲击电压作用下产生冲击电晕时，电压波的波速将( ) A.增大 B.减小 C.保持不变 D.变化不定 7.决定雷电流波形的主要参数是( ) A.幅值和陡度 B.幅值和波头时间 C.波头时间和波尾时间 D.陡度和波尾时间 8.无避雷线的线路遭受雷击时，线路上的感应过电压与线路高度( ) A.成正比 B.成反比 C.无关 D.关系不确定 9.切除空载变压器出现过电压的主要原因是( ) A.电弧重燃 B.截流现象 C.电容效应 D.中性点不接地 10.断线过电压属于( ) A.大气过电压 B.操作过电压 C.工频过电压 D.谐振过电压 二、填空题(每空1分，共15分) 11.解释均匀电场中低气压、短间隙的放电现象用__________理论。 12.在极不均匀电场中，放电是从曲率半径较__________的电极开始的。 13.电介质电导不同于金属电导的区别是：电介质电导是__________电导。 14.测量介质损耗角正切值最常用的仪器设备是__________，当被试品接地时应采用__________接法。15.某输电线路的单位长度的电感和电容分别为L0、C0，则波阻抗的大小为__________。 16.某直角电压波穿过串联电感时，其波形将变成__________形状。 17.避雷器的残压是指雷电流通过避雷器时在__________上产生的压降，在防雷设计中通常以__________kA下的残压为避雷器的最大残压。 18.雷击线路时，线路绝缘尚不发生闪络的最大__________称为线路的耐雷水平。 19.保护旋转电机用避雷器应选用的型号是__________型。 20.在超高压线路中，采用并联电抗器的目的是限制工频__________升高。 21.中性点经消弧线圈接地通常采用__________补偿的运行方式。 22.铁磁谐振过电压具有自保持特性，所以它持续的时间__________。 23.某一电压等级的电气设备的绝缘水平是指该设备可以承受的__________标准。 三、名词解释(每小题3分，共12分) 24.吸收现象 25.地面落雷密度 26.绕击率 27.进线段保护 四、简答题(每小题5分，共35分) 28.试解释巴申定律试验曲线的特殊形状。 29.如图为工频高电压试验的基本接线图，试说明下列元件或设备的名称及作用。 30.以单相绕组为例，分析说明在幅值为U0的无限长直角电压波作用下，变压器绕组中的电压分布及变化情况。 31.装有避雷线的线路铁塔遭受雷击时，作用在线路绝缘子串上的电压有哪几个分量组成? 32.采用气体绝缘的变电所的防雷保护有何特点? 33.如图带并联电阻的断路器，主副触头分别为S1、S2，试说明：(1)并联电阻的作用；(2)在分断线路时，主副触头的动作顺序。 34.电力系统绝缘配合的根本任务是什么?核心问题又是什么? 五、计算题(每小题5分，共10分) 35.一条无避雷线的输电线路，三相导线对称分布，线路的自波阻抗为Z0=500欧，互波阻抗为Zm=100欧。当三相导线同时进波，且波幅为U=100kV时，导线上的电流有多大? 36.一套三级串级自耦变压器，对一电容量为C=4000pF的试品做工频耐压试验，试验电压为U=750kV,试求供给试品的电流和总功率为多少? 六、综合应用题(共18分) 37.如图所示，母线A上接有电缆线路和架空线路，它们的波阻抗分别为Z2=50欧和Z1=500欧，电缆线路 长度为L=600m，末端经R=80欧的电阻接地，设架空线路上有一幅值为U0=100kV 直角电压波侵入，以波到达A点为t=0，试求t=6μs时，电缆首末端电压UA、UB 的大小。设波在电缆中的波速为v=150m/μs。(10分) 38.为防止产生电晕，额定电压为500kV(有效值)的试验变压器高压套管上拟安装一个球形屏蔽电极，设空气的电气强度为E0=30kV/cm，求该电极应有的直径。若将该变压器移至压缩空气环境下，电极表面是否会产生电晕?为什么?(8分) 华北电力大学高电压技术模拟试题四 收藏此信息打印该信息添加：用户发布来源：未知 ________________________________________ 华电高电压技术模拟试题五 一、单项选择题（本大题共10小题，每小题1分，共10分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.对固体电介质，施加下列电压，其中击穿电压最低的是（） A.直流电压 B.工频交流电压 C.高频交流电压 D.雷电冲击电压 2.下列的仪器及测量系统中，不能用来测量直流高电压的是（） A.球隙 B.电容分压器配用低压仪表 C.静电电压表 D.高阻值电阻串联微安表 3.以下四种表述中，对波阻抗描述正确的是（） A.波阻抗是导线上电压和电流的比值 B.波阻抗是储能元件，电阻是耗能元件，因此对电源来说，两者不等效 C.波阻抗的数值与导线的电感、电容有关，因此波阻抗与线路长度有关 D.波阻抗的数值与线路的几何尺寸有关 4.波阻抗为Z的线路末端接负载电阻R，且R=Z。入射电压U0到达末端时，波的折反射系数为（） A.折射系数α＝1，反射系数β＝0 B.折射系数α＝－1，反射系数β＝1 C.折射系数α＝0，反射系数β＝1 D.折射系数α＝1，反射系数β＝－1 5.氧化锌避雷器具有的明显特点是（） A.能大量吸收工频续流能量 B.能在较高的冲击电压下泄放电流 C.陡波响应能得到大大改善 D.在相同电压作用下可减少阀片数 6.避雷器距变压器有一定的电气距离时，变压器上的电压为振荡电压，其振荡轴为（） A.变压器工作电压 B.变压器冲击耐受电压 C.避雷器冲击放电电压 D.避雷器残压 7.在架空进线与电缆段之间插入电抗器后，可以使该点的电压反射系数（） A.β<-1 B.-1<β<0 C.0<β<1 D.β>1 8.如下电压等级线路中，要求限制的内过电压倍数最低的是（） A.60kV及以下 B.110kV C.220kV D.500kV 9.开头触头间电弧重燃，可抑制下列过电压中的（） A.电弧接地过电压 B.切除空载变压器过电压 C.空载线路合闸过电压 D.空载线路分闸过电压 10.纯直流电压作用下，能有效提高套管绝缘性能的措施是（） A.减小套管体电容 B.减小套管表面电阻 C.增加沿面距离 D.增加套管壁厚 二、填空题（本大题共15小题，每小题1分，共15分） 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 11.流注理论认为，碰撞游离和________________是形成自持放电的主要因素。 12.工程实际中，常用棒-板或________________电极结构研究极不均匀电场下的击穿特性。 13.我国国家标准规定的标准操作冲击波形成________________μs。 14.无损极化中，发生在所有介质中的极化形式是________________极化。 15.电介质的电阻率随温度的升高而________________。 16.电介质损耗包括：电导损耗、________________和游离损耗。 17.油隙绝缘中，电极表面加覆盖层能提高击穿电压的原因是：限制泄漏电流和________________。 18.固体介质直流击穿电压较交流击穿电压________________。 19.试品的绝缘状况良好时，其吸收比应________________。 20.直接法测量局部放电，若采用串联测量回路，则要求被试品低压端必须与地________________。 21.用半波整流回路进行直流耐压试验，若试验电压为100kV，则高压硅堆的额定电压应不小于________________kV。 22.实测表明对地放电的雷云绝大部分带有________________电荷。 23.防止雷直击于发变电站，可以装设________________来保护。 24.暂时过电压的持续时间较操作过电压________________。 25.采用带并联电阻的断路器进行线路分闸时，应先分________________。 三、名词解释题（本大题共4小题，每小题3分，共12分） 26.统计时延 27.耐压试验 28.建弧率 29.铁磁谐振 四、简答题（本大题共7小题，每小题5分，共35分） 30.简述巴申定律。 31.影响套管沿面闪络电压的主要因素有哪些？ 32.绘出单级高效率冲击电压发生器的接线原理图，并简述其产生雷电冲击波的物理过程。 33.试分析变压器绕组在冲击电压作用下产生振荡的根本原因，并由此分析冲击电压波形对振荡的影响。 34.变电站防雷中，降低接地电阻的主要原因是什么？ 35.带避雷线的输电线路遭受雷击的三种情形是什么？ 36.限制空载线路合闸过电压的主要措施有哪些？ 五、计算题（本大题共2小题，每小题5分，共10分） 37.工频试验变压器的变比为K=U2/U1（U2为高压方空载电压，U1为原方电压），高压方漏感为L，试品电容量为C。当试品耐压试验电压为U0时，试计算试验变压器的原方电压应为多少（忽略保护电阻和绕组电阻）？ 38.如图所示，长为900m的AB线路两端连接无穷长线路，一无穷长直角波传递到A点时折射电压为U0，设U0自A点开始传播的瞬间为t=0，波的传播速度为v=300m/μs。试求t=8μs时B点的电压。 六、综合应用题（本大题共2小题，共18分） 39.某500km长的500kV架空线，线路波阻抗为Z0=300Ω。试计算线路一端接上容量为无穷大的电源时，空载线路另一端的电压对电源电压的比值。（设线路波速为300m/μs）（10分）40.220kV线路绝缘子的冲击闪络电压U50%=1200kV，线路波阻抗Z=400Ω，避雷器伏安特性曲线u（i）=360×103i(i≤10-3A)或u(i)=360+60×10-3i(i>10-3A)，若线路绝缘子不发生闪络的话，计算流过避雷器的最大雷电流（题中i的单位为A, u(i)和单位为kV）。（8分） 第一章：电介质的基本电气特性 1、电介质的极化：在外加电场作用下，电介质中的正负电荷将沿着电场方向做有限的位移或者转向，形成力矩，这种现象叫做电介质的极化。 2、极化的基本形式： （1）电子式极化（这个过程主要是由电子在电场作用下的位移所造成，故称为电子式极化）。其特点：电子式极化存在于所有电介质中；由于电子异常轻小，因此电子式极化所需时间极短，其极化响应速度最快，通常相当于紫外线的频率范围；电子式极化具有弹性；电子式极化消耗的能量可以忽略不计，因此称之为“无损极化”。 （2）离子式极化 在离子式结构的电介质中，当有外电场作用时，则除了促使各个离子内部产生电子式极化之外，还将产生正负离子的相对位移，使正负离子按照电厂的方向进行有序排列，形成极化，这种极化称为离子式极化。 其特点：不受频率影响，可在所有频率范围内发生；极化是弹性的；消耗的能量亦可忽略不计。 （3）偶极子式极化。在极性分子结构的电介质中，当有外电场作用时，偶极子受到电场力的作用而转向电场的方向，这种极化被称为偶极子式极化，或转向极化。 其特点：为有损极化，而且极化时间也较长；受频率影响很大，频率增加，εr减小；温度对极性电介质的εr 也有很大影响，在T （4）空间电荷极化。特点：消耗能量，为有损极化；仅在低频下发生，相当于电导。（5）夹层极化。夹层介质在外电场作用下的极化称为夹层极化，其极化过程特别缓慢，所需时间由几秒到几十分钟，甚至更长，且极化过程伴随着有较大的能量损失，属于有损极化。 或分为两大类：有损极化和无损极化。无损极化包括电子式极化和离子式极化，有损极化包括偶极子式极化和空间电荷极化。夹层极化是空间电荷极化的一种特殊形式。 3、吸收现象：当直流电压U加在固体电介质时，通过介质中的电流将随时间而衰减，最终达到某一稳定值，这种现象称为吸收现象。 吸收现象的产生是由电介质的极化引起。 4、吸收比：工程上通过测量加上直流电压后t=15s和t=60s时流过介质的电流之比来反映吸收现象的强弱，此比值即为介质的吸收比K。即：K=I15s/I60s=R60s/R15s 5、电介质的电导与金属的电导有着本质的区别：电介质的电导属于离子式电导，随温度的升高按指数规律增大；金属的电导是电子式电导，随温度的升高而减小。R60s可作为稳态绝缘电阻值R∞。 6、电介质的能量损耗称为介质损耗，包括电导损耗和极化损耗。 电介质在电场作用下存在损耗，其中气体电介质的损耗可以忽略不计。在直流电压作用下电介质的损耗仅为由电导引起的电导损耗，而交流电压作用下电介质的损耗既有电导损耗，又有极化损耗。因此，电介质在交流电压作用下的损耗远大于其直流电压下的损耗。 7、介质损耗因数Ψ是通过介质的电流与所加电压间的相位角，即电路的功率因数角，δ是Ψ的余角，称之为介质损耗角。 8、影响介质损耗的因素： （1）不同的介质，其损耗特性不同 （2）中性或弱性介质的损耗主要由电导引起，tgδ较小 （3）对于极性液体介质，由于偶极子转向极化引起的极化损耗较大，所以tgδ较大，而且tgδ与温度、频率均有关。 当温度t （4）电源频率增高时tgδ的极大值出现在较高的温度。 当f2>f1，当电源频率增高时，偶极子的转向来不及充分进行，要使极化进行的充分，就必须减小粘滞性，也就是说要升高温度，所以整个曲线往右移。 （5）电场对介质的tgδ有直接的影响。 第二章：气体放电的基本理论 1、气体电离的基本形式有：（在气体电离的四种形式里，碰撞电离是最基本的电离形式，而电子是碰撞电离中的最活跃因素） （1）碰撞电离。气体中存在散在的电子和离子，在电场作用下，这些散在的带电粒子被加速而获得动能，当它们的动能积累到一定数值后，在和中性的气体分子分省碰撞时，有可能是后者发生电离，这种电离过程称为碰撞电离。 发生碰撞电离的条件为：eEx≥Wi，或x≥Ui/E，式中Ui为气体分子的电离电位。 电子是碰撞电离的主导因素。 （2）光电离。由光辐射引起的气体分子的电离称为光电离。（3）热电离。因气体热状态引起的电离过程称为热电离。（4）表面电离。气体中的电子也可以由电场作用下的金属表面发射出来，称为金属电极表面电离。 2、平均自由行程：一个质点在每两次碰撞之间自由通过的距离叫自由行程。 3、气体去电离的基本形式有： （1）带电粒子向电极定向运动并进入电极形成回路电流，从而减小了气体中的带电粒子。（2）带电粒子的扩散（3）带电粒子的复合。（4）吸附效应。某些气体的中性分子或原子具有较强的亲合力，当电子与其碰撞时，便被吸附其上形成负离子，同时放出能量，这种现象称为吸附效应。 4、放电导致气体间隙短路时称为气隙的击穿。气体放电的形式：当气压较低，电源容量较小时，气隙间放电表现为充满整个间隙的辉光放电；在大气压下或者更高气压下，放电则表现为跳跃性的火花，称为火花放电；当电源容量较大且内阻较小时，放电电流较大，并出现高温的电弧，称为电弧放电；在极不均匀电场中，还会在间隙击穿之前，只在局部电场很强的地方出现放电，但这时整个间隙并未发生击穿，称为局部放电（高压输电线路导线周围出现的电晕放电就属于局部放电）。在气体介质与固体介质的交界面上沿着固体介质的表面而发生在气体介质中的放电，称为沿面放电。 5、汤逊放电试验中电流与电压的关系图： （1）线性段oa；在空间宇宙射线的作用下，大气中不断有电离产生，同时又不断有带电粒子的复合，这两种过程达到某种动态平衡时，致使大气中有一些散在的正负带电粒子存在。当极板上加上直流电压后，这些带电粒子分别向两极运动，形成电流，起初，随着电压的升高，带电粒子的运动速度增大，电流随之增大，二者基本呈线性关系。 （2）饱和段ab；a点后，在单位时间内由外界电离因素所产生的有限带电粒子已全部参与了导电，故电流无明显增加，而趋于饱和。 （3）电离段bc；汤逊认为，当到达b点以后，此间随着电压的升高，间隙中的电场强度增加，气体中电子的碰撞电离形成了电子崩，产生了大量的新的带电粒子，参与了导电。 电压越高，碰撞电离越强，电子崩效果越明显，产生的电子越多，电流也越大，直到c点，因此bc段也称为汤逊放电阶段。 C点以前的放电则称为非自持放电。 （4）自持放电段（c点以后）：强烈的电离过程所产生的热和光进一步增强了气体的电离因素，以致于电离过程达到了自我维持的程度，而不是依靠外界电离因素，仅由电场的作用维持放电过程，这种放电称为自持放电，气体一旦进入自持放电，就意味着被击穿。 6、电子崩：是指电子在电场作用下从阴极奔向阳极的过程中与中性分子碰撞发生电离，电离的结果产生出新的电子，新生电子又与初始电子一起继续参与碰撞电离，从而使气体中的电子数目由1变为2，又由2变为4而急剧增加，这种迅猛发展的碰撞电离过程犹如高山上发生地雪崩，因此称为电子崩。 5、汤逊气体放电理论解释气体放电：汤逊放电理论认为气体中电子的碰撞电离引起了电子崩，产生了大量的带电粒子——电子，电压越高，产生的电子越多，电流也越大；并且电子崩发展到贯通两极时，正离子返回阴极的同时在阴极上产生了二次电离过程，取得了形成后继电子崩所需要的二次电子，从而实现了自持放电。 6、自持放电条件（γ（ead-1）≥1）的物理意义：正离子返回阴极所产生的二次电子大于等于初始电子，则初始电子就可以得到接替，使后继电子崩不需要依靠其他外界电离因素而靠放电过程自身就能自行得到发展。 7、气体和液体电介质属于自恢复绝缘，固体电介质属于非自恢复绝缘。 8、气体放电的根本原因在于气体中发生了电离的过程，在气体中产生了带电粒子；而气体具有自恢复绝缘特性的根本原因在于气体中存在去电离的过程，它使气体中的带电粒子消失。 9、放电由非自持转为自持时的电场强度称为起始放电场强，相应的电压称为起始放电电压。在均匀电场中，它们就是气隙的击穿场强和击穿电压；在不均匀电场中，起始放电电压低于击穿电压。 10、巴申定律的Ub最小点分析： （1）设d不变，改变气压p。当p增大时，碰撞次数将增加，然而碰撞电离的概率却减小，电离不易进行，所以Ub必然增大；反之，当p减小时，这时虽然碰撞电离的概率增大了，但碰撞次数却减小了，因此Ub也会增大。所以在这两者之间总会有一个合适的p值对造成碰撞电离最为有利，此时可使Ub最小。 （2）设p不变，改变d值。d增大，想得到一定的电场强度，电压就必须增大；当d值减小时，电场强度增大，但电子在走完全程中所发生的碰撞次数减小，同样也会使Ub增大，所以在这两者之间也同样存在一个d值对造成碰撞电离最为有利，此时Ub最小。 11、流注放电理论解释气体放电：流注理论认为电子的碰撞电离和空间光电离是形成自持放电的主要因素。初始电子崩头部的空间电荷数量达到某一临界值时，使电场得到足够的畸变和加强，并造成足够的空间光电离，电离出的新生电子迅即跑向初崩的正离子群中与之汇合，形成充满正负粒子的等离子通道，这个通道称为流注。流注迅速向前发展（流注阶段），一旦把两极接通，就将导致完全击穿，这一击穿过程称为流注放电的主放电阶段。 12、流注放电的条件（自持放电的条件）是初始化电子崩头部的空间电荷数量必须达到某一临界值，才能使电场得到足够的畸变和加强，并造成足够的空间光电离。 13、汤逊理论与流注理论的不同点：流注理论认为电子的碰撞电离和空间光电离是形成自持放电的主要因素；而汤逊理论则没有考虑放电本身所引发的空间光电离对放电过程的重要作用。同时，流注理论特别强调空间电荷对电场的即便作用。 汤逊理论适用于低气压短间隙的放电过程；流注理论适用于高气压长间隙和不均匀电场中的气体放电现象。 简要分析汤逊理论与流注理论对气体放电过程、电离因素以及自持放电条件的观点有何不同？ 答：汤逊理论理论实质：电子碰撞电离是气体放电的主要原因，二次电子来源于正离子撞击阴极使阴极表面逸出电子，逸出电子是维持气体放电的必要条件。所逸出的电子能否接替起始电子的作用是自持放电的判据。流注理论认为形成流注的必要条件是电子崩发展到足够的程度后，电子崩中的空间电荷足以使原电场明显畸变，流注理论认为二次电子的主要来源是空间的光电离。 14、极不均匀电场的典型实例是“棒—板”间隙和“棒—棒”间隙。极不均匀电场气隙电压的极性是以曲率半径较小的那个电极的极性为极性，如果两个电极几何形状相同，如棒棒间隙则以不接地的那个电极的极性为极性。 15、自持放电只能局限在棒电极附近一个不大的区域中发生，把这种局部放电称为电晕放电。开始出现电晕放电的电压称为电晕起始电压。 电晕：在极不均匀电场中，气隙完全被击穿以前，电极附近会发生电晕放电，产生暗蓝色的晕光，这种特殊的晕光是电极表面电离区的放电过程造成的。在外电离因素和电场作用下，产生了激发、电离、形成大量的电子崩，在此同时也产生激发和电离的可逆过程-复合，这就是电晕。 16、极不均匀电场中气隙放电的极性效应：以棒板间隙为例，（1）当棒极是正极性时：在电场强度最大的棒极附近首先形成电子崩，电子崩的电子迅速进入棒极，留下来的正空间电荷则消弱棒极附近的电场，从而使电晕起始电压有所提高。然而正空间电荷却加强了正离子外部空间的电场，当电压进一步提高，随着电晕放电区域的扩展，强电场区域亦将逐渐向板极方向推进，一些电子崩形成流注，并向间隙深处迅速发展。因此，棒板间隙的正极性击穿电压较低，而其电晕起始电压相对较高。（2）当棒极是负极性时，电子崩将由棒极表面出发向外发展，电子崩中的电子向板极运动，滞留在棒极附近的正空间电荷虽然加强了棒极表面附近的电场，但却消弱了外面空间朝向板极方向的电场，使电晕区不易朝外扩展，放点比较困难，因此，棒板间隙的击穿电压较高，然而，正空间电荷加强了棒极附近表面附近的电场，所以使棒板间隙的电晕起始电压相对较低。 17、解释α、β、γ、η系数的定义。 答：α系数：它代表一个电子沿着电场方向行径1cm长度，平均发生的碰撞电离次数。 β系数：一个正离子沿着电场方向行径1cm长度，平均发生的碰撞电离次数。 γ系数：表示折合到每个碰撞阴极表面的正离子，使阴极金属平均释放出的自由电子数。 η系数：即一个电子沿电场方向行径1cm时平均发生的电子附着次数。 18、均匀电场和极不均匀电场气隙放电特性有何不同？ 答：在均匀电场中，气体间隙内流注一旦形成，放电达到自持的程度，气隙就被击穿。不均匀电场分稍不均匀和极不均匀，在同样极间距离时稍不均匀电场的击穿电压比均匀电场的均匀电场气隙的要低，在极不均匀电场气隙中自持放电条件即是电晕起始条件，由发生电晕至击穿的过程还必须升高电压才能完成。 19、对极间距离相同的正极性棒-板、负极性棒-板、板-板、棒-棒四种电极布局的气隙直流放电电压进行排序？ 答：负极性棒-板最高，其次是棒-棒和板-板，最小的是正极性棒-板。 第三章：气体电介质的击穿特性 1、气隙在稳态电压作用下的击穿电压也称为静态击穿电压Uo。 均匀电场气隙在稳态电压下击穿特性：无电晕、无极性效应、分散性小、波形影响小，且遵从巴申定律。2、雷电放电所形成的电压具有单次脉冲性质，通常称为雷电冲击电压。 3、U50%：即50%冲击击穿电压，是指当击穿概率等于50%时的电压即称为气隙的50%击穿电压。 4、伏秒特性：工程上用气隙击穿期间出现的冲击电压的最大值和放电时间的关系来表征气隙在冲击电压下的击穿特性，称为伏秒特性。把这种表示击穿电压和放电时间关系的“电压-时间”曲线称为伏秒特性曲线。 5、大气条件对气隙击穿电压的影响：大气的压力、温度、和湿度都会影响空气的密度、电子自由行程、碰撞电离及吸附效应。因而应对空气密度、湿度、海拔高度进校校正。 6、提高气隙击穿电压的方法及为什么这些措施能提高气隙击穿电压： （1）改善电场分布。电场分布越均匀，气隙的平均击穿场强越大。因此通过改进电极形状或采用屏蔽罩来增大电极的曲率半径，对电极表面进行抛光，除去毛刺和尖角等，来减小气隙中的最大电场强度，改善电场分布，使之尽可能趋于均匀，从而提高气隙的电晕起始电压和击穿电压。 （2）采用绝缘屏障。由于气隙中的电场分布和气体放电的发展过程都与带电粒子在气隙中的产生、运动、分布状态密切相关，所以在气隙中放置形状适当、位置合适、能有效阻拦带电粒子运动的绝缘屏障能有效的提高气隙的击穿电压。（屏障在均匀或稍不均匀电场的场合就难以发挥作用了） （3）采用高气压。由巴申定规则知道，提高气体压力可以提高气隙的击穿电压。这是因为气压提高后气体的密度增大，减小了电子的平均自由行程，从而消弱了电离过程。（4）采用高抗电强度的气体。在气体介质中，有一些含有卤族元素的强电负性气体，如SF6，氟利昂（CCL2F2）等，因其具有强烈的吸附效应，所以在相同的压力下具有比空气高得多的抗电强度，采用这些高抗电强度的气体来代替空气可以大大提高气体间隙的击穿电压。 （5）采用高真空。根据巴申曲线，采用高度真空可以大大减弱间隙中的碰撞电离过程而显著地提高间隙的击穿电压。真空间隙的击穿电压大致与间隙距离的平方根成正比。 7、电晕放电的基本特点（会使波衰减及变形）：（1）具有声、光、热等效应；（2）在尖端或电极的某些突起处，电子和离子在局部强电场的驱动下高速运动并与气体分子交换能量，形成所谓的“电风”，引起电极或导线的振动；（3）电晕产生的高频脉冲电流会造成对无线电的干扰；（4）在空气中产生臭氧O3及NO或NO2，在其他气体中也会产生许多化学反应；（5）电晕的某些效应也有可利用的一面。 8、沿面闪络：在固体介质和空气的交界面上产生的沿面放电一旦发展到使整个极间发生沿面击穿时，即造成沿面闪络。 固体绝缘实际耐受电压的能力并非取决于固体介质本身的击穿电压，而是取决于它的沿面闪络电压。 9、法兰套管：（套管法兰附近电力线最密、电场最强）电晕放电——（许多平行的火花细线组成的光带）刷状放电（仍属于辉光放电）——滑闪放电（个别火花细线则会迅速伸长，转变为分叉的树枝状明亮火花通道在不同位置上交替出现）——沿面闪络（电火花伸长到另一电极） 在工频交流电压作用下，高压套管的沿面闪络常常是由“滑闪放电”引起。防止滑闪放电的有效方法是增加套管在法兰附近的直径（而不是增加套管长度）。 10、简述绝缘污闪的发展过程及防污措施。 答：绝缘子污闪是一个复杂的过程，大体可分为积污、受潮、干区形成、局部电弧的出现和发展、爬电直到延伸贯通两极等阶段。采用措施抑制或阻止各阶段的形成和转化，就能有效地阻止污闪事故。 防污措施：（1）采用适当的爬电比距（2）选用新型的合成绝缘子（3）清扫表面积污（4）在绝缘子表面涂憎水性的防污涂料（5）采用半导体釉绝缘子（6）加强绝缘或使用大爬电距离的所谓防污绝缘子。 第四章：固体电介质和液体电介质的击穿特性 1、固体电介质的击穿形式、影响因素、提高击穿电压的方法： 形式：电击穿、热击穿、电化学击穿 影响因素：电压作用时间、电场均匀程度、温度、受潮、累积效应。 2、视在放电量、放电重复率和一次放电所消耗的能量是反映局部放电强弱的三个基本参数。 3、液体电介质中杂质小桥理论： 电极上的电晕放电使液体加热汽化或者电子的碰撞电离使介质分解都会产生有气泡，在交流电压下，气泡中的电场强度与油中的电场强度按各自的介电常数成反比分布，从而在气泡上分配到较大的场强，但气体的击穿场强又比液体介质的击穿场强低得多，所以气泡必先发生电离。气泡电离后温度上升，体积膨胀，密度减小，促使电离进一步发展。电离产生的带电粒子撞击油分子，使之又分解出气体，导致气体通道进一步扩大，如果许多电离的气泡在电场中排列成连通两电极的所谓“小桥”，击穿就可能在此通道中发生。 气泡的形成、发热膨胀、气体通道的扩大并排列成“小桥”，由于这种击穿依赖于小桥的形成，所以称为小桥理论。 4、影响液体电介质击穿电压的因素：水分及其他杂质、电压作用时间、电场的均匀程度、温度的影响、压力的影响、绝缘油的老化。 5、固体介质的老化可分为电老化和热老化。 练习一 一、填空题： 1、电介质按物理状态分气体绝缘、固体绝缘、液体绝缘、组合绝缘。 2、电介质按化学结构分：有机绝缘、无机绝缘。 3、电介质按耐热等级分：O、A、E、B、F、H、C七级绝缘。 4、电介质按所属设备分：电容器、电缆、互感器、短路器、变压器、电机绝缘。 5、电介质基本性能包括介电性能极化、损耗、绝缘、绝缘强度。 2、电介质的力学性能包括应变、模量、强度。 3、电介质的热学性能包括热容量、比热容、热导率、热膨胀。 7、电介质的极化形式包括电子式极化、离子式极化、偶极子极化、夹层极化。 9、电介质的极化性能用介电系数表征。 10、电介质的损耗性能用损耗介质损失角正切值表征。 11、电介质的绝缘电阻性能用电阻率表征。 12、电介质的绝缘强度性能用击穿场强表征。 12、固体电介质电导包括表面电导和体积电导。 13、电介质的老化包括热老化、大气老化、电老化、特殊老化。 14、大气老化包括光氧化老化、臭氧老化、化学老化、受潮老化。 15、电老化包括电晕放电或局部放电老化、电弧老化、树枝化老化、电化学老化。 16、特殊老化包括微生物老化、疲劳劣化。 17、大气老化包括光氧化老化、臭氧老化、化学老化、受潮老化。 18、按电介质分子电结构不同，可分为无极分子和有极分子。 二、1、（×）2、（×）3、（×）4、（√）5、（√）6、（√） 7、（×）8（×）9、（√）10（√） 三、问答题： 1、什么是电介质？它的作用是什么？ 电介质是指通常条件下导电性能极差的物质，云母、变压器油等都是电 介质。电介质中正负电荷束缚得很紧，内部可自由移动的电荷极少，因此导电性能差。作用是将电位不同的导体分隔开来，以保持不同的电位并阻止电流向不需要的地方流动。 2、电介质的介电性能表现在哪些方面，反映什么物理特性？有什么实际意义？ 介电性能：极化（介电系数）、损耗（介质损失角正切值）、绝缘电阻（电阻率）、绝缘强度（击穿场强）。 3、电介质的极化现象表明什么？ 4、研究电介质的极化有什么工程实际意义？ 5、电介质中的电导定义？ 在电场的作用下，由带电质点（电子、正负离子）沿电场方向移动造成的导电现象。 6、绝缘介质的导电与金属的导电有何不同？ （１）带电质点不同：电介质为带电离子（固有离子，杂质离子）；金属为自由电子。 （２）数量级不同：电介质的电导率小，泄漏电流小；金属电导的电流很大。（３）电导电流受影响因素不同：电介质中由离子数目决定，对所含杂质、温度很敏感；金属中主要由外加电压决定，杂质、温度不是主要因素。 7、绝缘介质的导电受哪些因素影响？ 8、电介质的介损因素tgδ反映了什么物理现象？受哪些主要因素影响？ 9、在交流电压作用下，电介质中会产生电导电流和位移电流，电介质的部分电能将转变为热能，这部分能量损耗称为电介质的损耗。 10、（1）因电子质量极小，故极化过程极快，约为10-15S。所以，此种极化方式在各种频率下均能产生。 （2）具有弹性，外电场除去后，依*正负电荷的引力可恢复原状，故无能量损耗。电子式极化存在于一切气体、固体、液体介质中。温度对其影响不大。 11、（1）存在于离子结构介质中，属于弹性变化，几乎没有损耗。 （2）极化过程也很快，（不超过10－１３S，）故在使用范围内可认为与频率无关。 （3）相对介电常数具有正温度系数。 12、（１）存在于极性电介质中，如：液体（水、乙醇），固体（纤维、涤纶）。（２）极化过程需要较长的时间（约10-6 ～10-2ｓ）。 （３）伴有能量损耗（电场能→热能）。 （４）εr与温度有关系。 13、（１）存在于复合介质、不均匀介质中。 （２）极化过程很缓慢（需几十秒～几分钟～几小时）。 （３）此种极化伴随着能量损耗。 14、参看教学光盘第一讲。 练习二 一、填空题 1、带电离子的产生主要有碰撞电离、光电离、热电离、表面电离等方式。 2、气体中带电粒子的消失主要有中和、扩散、复合等方式。 3、气体放电想象包括击穿和闪络两种现象。 4、固体绝缘丧失绝缘功能有两种可能，分别是固体介质本身的击穿和沿着固体介质表面发生闪络。 5、绝缘子的污闪是一个复杂的过程，通常可分为积污、受潮、干区形成、局部电弧的出现和发展等四个阶段。 6、爬电比距λ指外绝缘“相—地”之间的爬电距离(cm) 与系统最高工作（线）电压（kv,有效值）之比。 7、气体放电一般包括击穿和闪络两种现象。 8、常见的气体放电主要包括辉光放电、火花放电、电弧放电、电晕放电、刷状放电。 9、用作内绝缘的固体介质常见的有绝缘纸、纸板、云母、塑料等。 二、1、（√）2、（√）3、（×）4、（√）5、（√） 6、（×） 7、（√） 8、（×） 9、（√）10、（√） 三、简答题 1、气体击穿：气体由绝缘状态变为导电状态的现象称为击穿。 2、沿面闪络：若气体间隙存在固体或液体电介质，由于固体和液体的交界面处是绝缘薄弱环节，击穿常常发生在固体和液体的交界面上，这种现象称为沿面闪络。 3、气体击穿：气体由绝缘状态变为导电状态的现象称为击穿。 4、沿面闪络：若气体间隙存在固体或液体电介质，由于固体和液体的交界面处是绝缘薄弱环节，击穿常常发生在固体和液体的交界面上，这种现象称为沿面闪络。 5、辉光放电：当气体电压较低，放电回路电源功率较小，外施电压增到一定值时，气体间隙突然放电并使整个间隙发亮，这种放电形式称为辉光放电。 6、火花放电：放电间隙反复击穿时，在气体间隙中形成贯通两极的断断续续的不稳定的明亮细线状火花，这种放电形式称为火花放电。 7、电弧放电：若放电回路阻抗较小，电源容量又大，气体间隙一旦放电电流极大，放电间隙温度极高，放电通道发出耀眼的光亮，这种放电形式称为电弧放电。 8、电晕放电：若构成气体间隙的电极曲率半径很小，或电极间距离很大，当电压升到一定数值时，将在电场非常集中的尖端电极处发生局部的类似月亮晕光的光层，这时用仪表可观测到放电电流。随着电压的增高，晕光层逐渐扩大，放电电流也增大，这种放电形式称为电晕放电。 9、刷状放电：在电晕放电的条件，电压升的更高，则在电晕电极上伸出许多类似刷状的放电火花，放电电流虽比电晕电流大的多，但电流仍局限在电极附近的区域内，没有贯穿两极，间隙也能承受电压的作用，这种放电形式称为刷状放电。 10、游离过程吸收能量产生电子等带电质点，不利于绝缘；复合过程放出能量，使带电质点减少消失，有利于绝缘。两种过程在气体中同时存在，条件不同，强弱程度不同。游离主要发生在强电场区、高能量区；复合发生在低电场、低能量区。 11、非自持放电：需要依*外界游离因素支持的放电称为非自持放电。 12、自持放电：即使外界游离因素不存在，间隙放电仅依*电场作用即可继续进行的放电，称为自持放电。 15、⑴撞击粒子的动能＞被撞粒子的电离能｜ ⑵一定的相互作用的时间和条件 通过复杂的电磁力的相互作用达到两粒子间能量转换 16、（1）足够大的电场强度或足够高的电压。 （2）在气隙中存在能引起电子崩并导致流柱和主放电的有效电子。 （3）需要有一定的时间，让放电得以逐步发展并完成击穿。 20、（1）固体介质材料主要取决于该材料的亲水性或憎水性。 （2）电场型式 同样的表面闪络距离下均匀与稍不均匀电场闪络电压最高。界面电场主要为强切线分量的极不均匀电场中，闪络电压比同样距离的纯空气间隙的击穿电压低的较少强垂直分量极不均匀电场则低得很多。 21、主要是增大极间距离，防止或推迟滑闪放电。 22、（1）固体介质与电极表面接触不良,存在小气隙。小气隙中的电场强度很大，首先发生放电，所产生的带电粒子眼固体介质表面移动，畸变了原有电场。可采用在固体介质表面喷吐导电粉末的办法消除。（2）大气的湿度影响。大气中的潮气吸附在固体介质表面形成水膜，其中的离子受电场的驱动而沿着介质表面移动，降低了闪落电压。与固体介质吸附水分的性能也有关。（3）固体介质表面电阻的不均匀和表面的粗糙不平也会造成沿面电场畸变。 23、（1）调整爬距（增大泄露距离） （2）定期或不定期的清扫。 （3）涂料 （4）半导体釉绝缘子 （5）新型合成绝缘子 24、（1）重量轻（仅相当于瓷绝缘子的1/10左右）。 （2）抗弯、抗拉、耐冲击附和等机械性能都很好。 （3）电气绝缘性能好，特别是在严重污染和大气潮湿的情况下性能十分优异；（4）耐电弧性能也很好。 价格昂贵、老化等问题是影响它获得更大推广的问题。随着材料工艺的进步这种绝缘子必将获得越来越多的采用。 25、等值的方法：把表面沉积的污秽刮下，溶于300ml蒸馏水，测出其在20℃水温时的电导率；然后在另一杯20℃、300ml的蒸馏水中加入NaCl，直到其电导率等于混合盐溶液的电导率时，所加入的NaCl毫克数，即为等值盐量，再除以绝缘子的表面积，即可得出“等值盐密”( mg/cm2 ) 。 练习三 一、填空题： 1、按绝缘缺陷存在的形态而言,绝缘缺陷可分为集中性缺陷、分散性缺陷两大类。 2、绝缘老化的因素主要有电介质的热老化、电介质的电老化、其他影响因素等因素。 3、测量tgδ常用高压交流平衡电桥(西林电桥)、不平衡电桥(介质试验器)或低功率因数瓦特表来测量。 4、测量局部放电试验的内容包括测量视在放电量、放电重复律、局部放电起始电压和熄灭电压，甚至大致确定放电的具体位置。 5、局部放电检测分可分为电气检测和非电检测。 6、非电气检测主要有噪声检测法、光检测法、化学分析法。 7、电气检测法主要有脉冲电流法、介质损耗法。 8、用脉冲电流法测量局部放电的视在放电量，有并联、串联、桥式测量回路三种基本试验回路。 二、判断题： 1、电气设备绝缘预防性试验主要是对各种电气设备的绝缘定期进行检查和监督,以便及早发现绝缘缺陷,及时更换或修复,防患于未然。（√） 2、集中性缺陷指的是如绝缘子瓷体内的裂缝,发电机定子绝缘因挤压磨损而出现的局部破损,电缆绝缘层内存在的气泡等。（√） 3、绝缘的老化指电气设备的绝缘在长期运行过程中会发生一系列物理变化和化学变化致使其电气、机械及其他性能逐渐劣化。（√） 4、吸收比用来检测绝缘是否严重受潮或存在局部缺陷。（√） 5、吸收比指的是电流衰减过程中的两个瞬间测得的两个电流值或两个相应的绝缘电阻值之比。（√） 6、绝缘电阻:在绝缘上施加一直流电压U时,此电压与出现的电流I之比，通常绝缘电阻都是指稳态电阻。（√） 7、测量tgδ值是判断电气设备绝缘状态的一项灵敏有效的方法。（√） 8、西林电桥只允许反接线的情况。（×） 9、测定电气设备在不同电压下的局部放电强度和发展趋势，就能判断绝缘内是否存在局部缺陷以及介质老化的速度和目前的状态。（√） 10、局部放电的测量是确定产品质量和进行绝缘预防性试验的重要项目之一。（√） 三、简答题： 1、绝缘预防性试验的主要目的是什么？ 当绝缘内部出现缺陷后,就会在设备的电气特性上反映出来,通过测量这些特性的变化发现隐藏的缺陷,然后采取措施消除隐患。 2、电介质的电老化引起的损坏的原因有哪些？ （1）放电产生的电电粒子不断撞击绝缘引起破坏。 （2）放电能量有一部分转变为热能,热量无法散出使绝缘温度升高产生裂解。 （3）局部放电区,强烈的离子复合产生高能辐射线,引起材料分解。 （4）气隙中含有的氧和氮在放电条件下可产生强氧化剂和腐蚀剂臭氧和硝酸,使材料发生化学变化。 3、泄露电流测量的特点有哪些？ （1）加在试品上的直流高压比兆欧表的工作电压高得多,能发现兆欧表所不能发现的某些缺陷。如:分别在20kv和40kv电压下测量额定电压为35kv及以上变压器的泄露电流值,能相当灵敏的发现瓷套开裂、绝缘纸桶沿面炭化、变压器油劣化及内部受潮等缺陷.（2）由于施加在试品上的直流高压是逐渐增大的,所以可以在升压过程中监视泄露电流的增长动向。 4、tgδ有什么意义？ 能反映绝缘的整体性缺陷和小电容试品中的局部性缺陷。由tgδ随电压而变化的曲线，可判断绝缘是否受潮、含有气泡及老化的程度。但不能灵敏的反映大容量发电机、变压器和电力电缆绝缘中的局限性缺陷，这时应尽可能将这些设备分解，分别测量它们的tg δ。 5、tgδ测量的影响因素有哪些？ （1）界电磁场的干扰影响：一种是由于存在杂散电容，另一种是由于交变磁场感应出干扰磁场。消除方法：将电桥的低压臂和检流计用金属网和屏蔽电缆线加以屏蔽。 （2）温度的影响：一般tgδ随温度的增高而增大 （3）试验电压的影响： a、良好绝缘在额定电压下，tgδ值几乎不变。 b、若绝缘存在空隙或气泡时，当所加电压尚不足以使气泡电离时，其tgδ与良好绝缘时无差别，但若所加电压能引起气泡电离或发生局部放电时，tgδ随U的升高而迅速增大，电压回落时电离要比电压上升时更强一些，因而会出现闭环曲线。 c、如果绝缘受潮，则电压较低时，tgδ就已经相当大，电压升高时，tgδ更将急剧增大；电压回落时，tgδ也要比电压上升时更大一些，因而形成了不闭合的分*曲线。 （4）试品电容量的影响：对于电容量较小的试品，测量tgδ 能有效的发现局部集中性缺陷和整体分布性缺陷。但对电容量较大的试品，测量tgδ只能发现整体分布性缺陷，此时要把它分解成几个彼此绝缘部分的被试品，分别测量各部分的tgδ值，能有效的发现缺陷。 （5）试品表面泄漏的影响：由于试品表面泄漏电阻总是与试品等值电阻Rx相并联，所以会影响tgδ值。为了排除或减小这种影响，在测试前应清除绝缘表面的积污和水分，必要时还可以在绝缘表面上装设屏蔽极。 6、表征局部放电的参数有哪些？ （1）放电重复率（N）：也称脉冲重复率，是在选定的时间间隔内测得的每秒发生放电脉冲的平均次数，表示局部放电的出现频率。与外加电压的大小有关，外加电压增大时，放电次数也随之增多。 （2）放电能量（W）：通常指一次局部放电所消耗的能量。 （3）其它参数：平均放电电流、放电的均方率、放电功率、局部放电起始电压（即Ui）和局部放电熄灭电压。 7、简述化学分析法？ 化学分析法用气相色谱仪对绝缘油中溶解的气体进行色谱分析。通过分析绝缘油中溶解气体的成分和含量，能够判断设备内部隐藏的缺陷类型。 优点：能发现充油电气设备中一些用其他试验方法不易发现的局部性缺陷（包括局部放电）。 8、介质损耗法有何优缺点？ 特点：无须添加专用的测量仪器，操作方便。 缺点是灵敏度比上法低，tgδ-U关系曲线受影响因素多。 9、简述“三比较”的方法主要内容。 （1）与同类型设备比较，若试验结果差别悬殊在可能存在问题。 （2）在同一设备的三相试验结果之间进行比较，若有一相结果相差达50%以上时，该相可能存在问题。 （3）与该设备技术档案中的历年试验所得数据做比较，若性能指标有明显下降，则可能出现新缺陷。 练习四 一、填空题： 1、与非破坏性试验相比，绝缘的高电压试验具有直观、可信度高、要求严格等特点。 2、高压试验变压器按照高压套管的数量，可将试验变压器分为单套管式、双套管式两类。 3、工频高压试验的常用的调压供电装置有：自耦变压器、感应调压器、移卷调压器、电动-发电机组。 4、高压试验室中通常采用将工频高电压经高压整流器而变换成直流高压，利用倍压整流原理制成的直流高压串级装置来产生更高的直流试验电压。 5、220kv及以下的高压电气设备所用的标准操作冲击电压波及其产生方法可分为非周期性双指数冲击长波、衰减振荡波两大类。 6、交流峰值电压表按工作原理可分利用整流电容电流来测量交流高压、利用电容器充电电压来测量交流高压两类。 7、确定球隙或其他自恢复绝缘的50％冲击放电电压的方法有多级法、升降法等方法。 8、高压分压器按照用途分可以分为交流高压分压器、直流高压分压器、冲击高压分压器。 9、高压分压器按照分压元件可以分为电阻分压器、电容分压器、阻容分压器。 10、阻容分压器按阻尼电阻的接法不同，发展出两种阻容分压器，即串联阻容分压器和并联阻容分压器。 11、高压脉冲示波器的基本组成包括高压示波管、电源单元、射线控制单元、扫描单元、标定单元。 12、高电压数字测量系统由硬件和软件两大部分组成。 二、判断题： 1、与非破坏性试验相比，绝缘的高电压试验具有直观、可信度高、要求严格等特点，但因它具有破坏性的性质，所以一般都放在非破坏性试验项目合格通过之后进行。（√） 2、球隙测压器是唯一能直接测量高达数兆伏的各类高电压峰值的测量装置。（√） 3、当被测电压很高时，无法直接测量电压，此时要采用高压分压器来分出一小部分电压，然后利用静电电压表、峰值电压表、高压脉冲示波器等测量仪器进行测量。（√） 4、国际国家标准规定高电压测量误差在±5％以内。（×） 5、一般来讲，都将绝缘的高电压试验放在非破坏性试验项目合格通过之后进行。以避免或减少不必要的损失。（√） 三、简答题： 1、高压试验变压器有何特点？ ⑴试验变压器的绝缘裕度不需要取很大，但要严格防止和限制过电压的出现。 ⑵试验变压器的容量一般不大。 ⑶由于试验变压器的额定电压很高而容量不大，因而的油箱本体不大，而其高压套管又长又大，这是它外观的一大特点。 ⑷试验变压器连续运行时间不长,发热较轻,因而不需要复杂的冷却系统,但由于试验变压器的绝缘裕度小、散热条件差，所以一般在额定电压或额定功率下只能做短时运行。 ⑸与电力变压器相比，试验变压器的漏抗较大，短路电流较小，因而可降低绕组机械强度方面的要求，节省费用。 ⑹试验变压器所输出的电压应尽可能是正、负半波对称的正弦波形，实际上很难作到，一般采取以下措施： ①采用优质铁心材料。 ②采用较小的设计磁通密度。 ③选用适宜的调压供电装置。 ④在试验变压器的低压侧跨接若干滤波器。 2、工频耐压试验的实施方法是什么？ 按规定的升压速度提升作用在被试品TO上的电压，直到等于所需的试验电压Ut 为止，开始记时一分钟，若在这期间没有发现绝缘的击穿或局部损伤，即可认为该试品工频耐压试验合格通过。 3、高压整流器最主要的技术参数有哪些？ ⑴额定整流电流：指通过整流器的正向电流在一个周期内的平均值。 ⑵额定反峰电压：当整流器阻断时，其两端容许出现的最高反向电压峰值。 4、直流耐压试验有哪些特点？ ⑴试验设备的容量较小。 ⑵试验同时可测量泄漏电流，由“电压-电流”曲线能显示、绝缘内部的集中性缺陷或受潮。 ⑶用于旋转电机时，能使电机定子绕组的端部绝缘也受到较高电压作用，有利于发现端部绝缘中的缺陷。 ⑷在直流高压下，局部放电较弱，不会加快有机绝缘材料的分解或老化变质，在某种程度上带有非破坏性试验的性质。 ⑸在直流试验电压下，绝缘内的电压分布由电导决定，因而与交流运行电压下的电压分布不同，所以它对交流电气设备绝缘的考验不如交流耐压试验那样接近实际。 5、选择发生非周期性双指数冲击长波发生器时应考虑哪些问题？ 国家标准规定的标准波形为250/2500μs，它适合于进行各种气隙的操作冲击击穿试验，这种操作冲击波通常利用现成的冲击电压发生器来产生。选择发生器的电路形式和元件参数时，要考虑： ⑴为了拉长波前，或在回路中串接外加电感L，或将电路中的R1的阻值显著增大，但都会使发生器的效率降低，所以更要用高效回路。 ⑵在进行操作波回路参数计算时，要注意①不能用前面雷电波的近似计算法来计算操作波参数，否则会有很大误差②要考虑充电电阻R对波形和发生器效率的影响。 6、高压静电电压表的原理是什么？在两个特定的电极间加电压u，电极间就会受到静电力f的作用，而且f的大小和u的数值有固定关系，因而测量f的大小或他引起的可动极板的位移或偏转就能确定所加电压u 的大小。 7、球隙测压器的优点有哪些？ 球隙中的电场在极间距离不大(d/D≤0.75)时为稍不均匀电场，与其他不均匀电场相比有下列优点： ⑴击穿时延小伏秒特性在1μs左右即已变平，放电电压的分散性小，具有稳定的放电电压值和较高的测量精度。 ⑵稍不均匀电场的冲击系数β≈1，它的50％冲击放电电压与静态放电电压的幅值几乎相等，可以合用同一张放电电压表格或同样的放电电压特性曲线。 ⑶由于湿度对稍不均匀电场的放电电压影响较小，因而采用球隙来测量电压可以不必对湿度进行校正。 8、确定球隙或其他自恢复绝缘的50％冲击放电电压的多极法？ 根据试验需要，或固定电压值，逐级调节球隙距离；或固定球隙距离，逐级改变所加冲击电压的幅值。通常取级差等于预估值的2％左右，每级施加电压的次数不少于6次，求得此时的近似放电概率P，做4～5级，可得放 电概率与所加电压U(或球隙距离d)的关系曲线，从而得到P＝50％时的U50%(或d50%)。 9、对高压分压器的技术要求有哪些？ ①分压比的准确度和稳定性(幅值误差要小) ②分出的电压与被测高电压波形的相似性(波形畸变要小) 10、高压脉冲示波器具有哪些特点？ ①加速电压高 ②射线开放时间短 ③各部分协同工作的要求高 ④扫描电压多样化 10、新型冲击电压数字测量系统 近年来，由于电子技术和计算机工业的迅速发展，传统的高压脉冲示波器已逐渐被新的数字测量系统代替。 高电压数字测量系统由硬件和软件两大部分组成：硬件系统包括高压分压器、数字示波器、计算机、打印机等；软件系统包括操作、信号处理、存储、显示、打印等软件；其核心部分为数字示波器、计算机、测量软件，用这些来实现被测信号的量化、采集、存储、处理、显示、打印等功能。 用来测量冲击电压的数字测量系统能对雷电冲击全波、截波及操作冲击电压波的波形和有关参数进行全面的测定，整个测量过程按预先设置的指令自动执行，测量结果可显示在屏幕，并可存入机内或打印输出。这种测量系统的推广应用大大缩短了试验周期、提高了试验质量。 11、简单介绍电气设备内绝缘的高压试验方法？ 电气设备内绝缘的雷电冲击耐压试验采用三次冲击法：即对被试品施加三次正极性和三次负极性雷电冲击试验电压(1.2/50μs全波)。对变压器电抗器类设备的内绝缘，还要进行雷电冲击截波(1.2/2~5μs)耐压试验。进行内绝缘冲击全波耐压试验时，应在被试品上并联一球隙，并将它的放电电压整定得比试验电压高15％～20％(变压器电抗器类)或5％～10％(其他类试品)。目的是为了防止意外出现过高冲击电压而损坏试品。12、简单介绍电气设备外绝缘的高压试验方法？ 电力系统外绝缘的冲击高压试验通常采用15次冲击法，即对试品施加正、负极性冲击全波试验电压各15次,相邻两次冲击的时间间隔应不小于1min,在每组15次冲击的试验中,如果击穿或闪落不超过2次,则认为外绝缘合格。 练习五 一、填空题 1、在实际的线路上，常常会遇到线路均匀性遭受破坏的情况。均匀性开始遭受破坏的点可成为节点，当行波投射到节点时，必然会出现电压、电流、能量重新调整分配的过程，即在节点处发生行波的折射和反射的现象。 2、线路末端开路时，结果是使线路末端电压上升到入射波的两倍。 3、冲击电晕会对导线波过程产生导线波阻抗减小、波速减小、耦合系数增大、引起波的衰减与变形等多方面的影响。 4、变压器绕组中的波过程与绕组的接法、中性点接地方式、进波情况三个因素有很大的关系。 5、变压器的内部保护包括两个思想：减弱振荡和使绕组的绝缘结构与过电压的分布状况相适应。 6、变压器绕组之间的感应过电压包括静电感应电压和电磁感应电压。 二、判断题： 1、波速与导线周围的媒质的性质有关,而与导线半径、对地高度、铅包半径等集合尺寸无关。（√） 2、线路末端短路（接地)时，结果是使线路末端开路的电流增大为电流入射波的两倍。（√） 3、线路末端对地跨接一阻值R=Z1的电阻时，行波到达线路末端点时完全不发生反射。（√） 三、简答题： 1、行波穿过电感或旁过电容时有哪些情况？ （1）行波穿过电感或旁过电容时，波前均被拉平，波前陡度减小，L或C越大，陡度越小。 （2）在无限长直角波的情况下，串联电感和并联电容对电压的最终稳态值都没有影响。（3）从折射波的角度来看，串联电感和并联电容的作用是一样的，但从反射波的角度来看二者的作用相反。 （4）串联电感和并联电容都可以用作过电压保护措施，它们能减小过电压波的波前陡度和降低极短过电压波的幅值。 2、引起行波在线路上传播的损耗的因素有哪些？ （1）导线电阻（包括集肤效应和邻近效应的影响）； （2）大地电阻（包括波形对地中电流分布的影响）； （3）极高频或陡波下的辐射损耗； （4）冲击电晕。 3、行波在线路上传播时的损耗因素会使行波发生哪些变化？ （1）波幅降低——波的衰减； （2）波前陡度减小 （3）波长增大 （4)波形凹凸不平处变得比较圆滑； （5)电压波与电流波的波形不再相同。 以上现象对于电力系统过电压防护有重要的意义，并在变电所与发电厂的防雷措施中获得实际应用。 4、变压器的内部保护主要从哪几方面考虑？ 变压器的内部保护包括两个思想：减弱振荡和使绕组的绝缘结构与过电压的分布状况相适应。 （1）补偿对地电容电流（横向补偿） 为了消除电压初始分布的不均匀，只能设法采用静电屏、静电环、静电匝来加以补偿，以补偿对地电容的分流。 （2）增大纵向电容(纵向补偿) 纵向补偿的原理是设法加大纵向电的容K0之值，使对地电容C0的影响相对减小，即减小值，从而使电压初始值变得比较均匀一些。通常从绕组的型式来解决问题。如将绕组的型式改为纠结式。 练习六 一、填空题： 1、从雷电过电压的计算和防雷设计的角度来看，值得注意的雷电参数主要有雷电活动频度—雷暴日及雷暴小时、地面落雷密度(γ)和雷击选择性、雷道波阻抗(Z0)、雷电的极性、雷电流幅值(I)、雷电流的波前时间、陡度及波长、雷电流的计算波形、雷电的多重放电次数及总延续时间、放电能量。 2、雷电流的计算波形常用的有双指数波、斜角波、斜角平顶、半余弦波几种计算波形。 3、在电力系统中实际采用的防雷保护装置主要有：避雷针、避雷器、保护间隙、各种避雷器、防雷接地、电抗线圈、电容器组、消弧线圈、自动重合闸等等。 4、避雷器按其发展历史和保护性能可分为：保护间隙、管式避雷器、普通阀式避雷器、磁吹避雷器、金属氧化物避雷器等类型。 5、电力系统中的接地可分为工作接地、保护接地、防雷接地三类。 二、判断题： 1、雷电放电产生的雷电流会引起巨大的电磁效应、机械效应和热效应。（√） 2、雷电放电在电力系统中引起很高的雷电过电压，它是造成电力系统绝缘故障和停电事故的主要原因之一。（√） 3、雷电放电所产生的巨大电流，有可能使被击物体炸毁、燃烧、使导体熔 断或通过电动力引起机械损坏。（√） 4、就其本质而言，雷电放电是一种超长气隙的火花放电，与金属电极间的长气隙放电是相似的。（√） 5、雷云下部大部分带负电荷，所以大多数的雷击是正极性的，雷云中的负 电荷会在地面感应出大量负电荷。（×） 6、感应雷击过电压，它的形成机理与直接雷击过电压完全相同。（×） 7、单支避雷线的保护范围是一个以其本体为轴线的曲线圆锥体。（√） 8、两支等高避雷针时的保护范围不是两支避雷针的保护范围简单相加而是有所扩大。（√） 9、当保护架空线输电线路的避雷线保护范围采用它的保护角α时，保护角 越小，避雷线对导线的屏蔽保护作用越有效。（√） 11、管式避雷器实质上是一只具有较强灭弧能力的保护间隙。（√） 12、阀式避雷器在电力系统中起着重要的作用，它的保护特性是选择低压电力设备绝缘水平的基础。（×） 13、阀式避雷器的特性参数中的灭弧电压指该避雷器尚能可*熄灭续流电弧时的最大工作电压。（√） 14、阀式避雷器的特性参数中的冲击放电电压指的是在标准雷电冲击波下的放电电压的下限。（×） 15、阀式避雷器的保护水平表示该避雷器上可能出现的最小冲击电压的峰值。（×） 16、阀式避雷器的保护比等于避雷器的残压与灭弧电压之比。保护比越大，表明残压低或灭弧电压高，意味着绝缘上受到的过电压小，而工频续流又能很快被切断，因而该避雷器的保护性能越好。（×） 17、防雷接地装置是整个防雷保护体系中可有可无的一个组成部分。（×） 三、简答题： 1、从电力工程的角度来看，我们对雷电放电得注意有哪几方面？ （1）雷电放电在电力系统中引起很高的雷电过电压，它是造成电力系统绝缘故障和停电事故的主要原因之一。 （2）雷电放电所产生的巨大电流，有可能使被击物体炸毁、燃烧、使导体熔断或通过电动力引起机械损坏。 2、雷电流幅值(I)有么意义？ 雷电流幅值是表示雷电强度的指标,也是产生雷电过电压的根源，所以是最 重要的雷电参数。 3、保护间隙的工作原理是什么？ 它可以说是最简单和最原始的限压器。它的工作原理就是将其与被保护绝缘并联，且前者的击穿电压要比后者低，当过电压波来袭时，保护间隙先击穿，从而保护了设备的绝缘。 4、与传统的有串联火花间隙SiC避雷器相比，无间隙ZnO避雷器具有哪些优点？见教材P184 5、ZnO避雷器有哪些独特的电气特性？ 见教材P185 6、说明普阀式避雷器中间隙，阀片，并联电阻的作用。 见教材P177。 7、分析用阀型避雷器保护变压器时的动作原理？ 见教材P177。 8、画出单支避雷线的保护范围。 见教材P172。 三、计算题： 1、试校验雷击塔顶时引起的感应雷击过电压对35KV线路绝缘的危险性。 解：如取hc=10m，I=100KA，则感应过电压： Ui=ahc=（100/2.6）×10=385KV＞350KV 其中350KV为35KV线路绝缘子串在正极性冲击时的U50%（+）。 由此可见，感应雷击过电压有可能引起35KV线路的绝缘闪络。，对这种线路有一定的威胁。 练习七 一、填空题： 1、输电线路防雷保护的根本目的是尽可能的减少线路雷害事故的次数和损失。 2、为了表示一条线路的耐雷性能和所采用防雷措施的效果，通常采用的指标有耐雷水平和雷击跳闸率。 3、现代输电线路上所采用的各种防雷保护措施主要有避雷线(架空地线)、降低杆塔接地电阻、加强线路绝缘、耦合地线、消弧线圈、管式避雷器、不平衡绝缘、自动重合闸。 4、提高线路耐雷水平和减少反击概率的主要措施是降低杆塔接地电阻。 5、线路落雷按雷击点的不同而区分为绕击导线、雷击档距中央的避雷线、雷击档距中央的避雷线三种情况。 6、变电所中出现的雷电过电压有雷电直击变电所、沿输电线路入侵的雷电过电压波两个来源。 7、按照安装方式的不同，可将避雷针分为独立避雷针和装设在配电装置构架上的避雷针两类。 8、变电所的直击雷防护设计内容主要有选择避雷针的支数、高度、装设位 置、验算它们的保护范围、应有的接地电阻、防雷接地装置设计等。 9、阀式避雷器的保护作用主要是限制过电压波的幅值。 二、简答题： 1、耐雷水平的定义是什么？雷击线路时，其绝缘尚不至于发生闪络的最大雷电流幅值或能引起绝缘闪络的最小雷电流幅值，单位为KA。 2、雷击跳闸率的定义是什么？ 它是指在雷暴日Td=40的情况下、100km的线路每年因雷击而引起的跳闸次数，其单位为“次/(100km.40雷暴日)”。 3、阀式避雷器的保护作用基于的三个前提是什么？ （1）它的伏秒特性与被保护绝缘的伏秒特性有良好的配合，在一切电压波形下，前者均处于后者之下； （2）它的伏安特性应保证其残压低于被保护绝缘的冲击电气强度。 （3）被保护绝缘必须处于该避雷器的保护距离之内。 4、对于变电所的进线段保护，为了使阀式避雷器有效地发挥保护作用，就必须采取哪些措施？ （1）限制进波陡度 （2）限制流过避雷器的冲击电流幅值 5、对于变电所的进线段保护，其进线段能起哪些作用？ （1）进入变电所的雷电过电压将来自进线段以外的线路，它们在流过进线段时将因冲击电晕而发生衰减和变形，降低了波前陡度和幅值； （2）利用进线段来限制流过避雷器的冲击电流幅值。 三、计算题： 1、某变电站中安装的FZ-110J型阀式避雷器，110KV母线KV有可能以单条进线方式运行，110KV线路的U50%=700KV，求该避雷器的最大冲击电流幅值IFV。 解：由教材附录二中附表2-1可查得FZ-110J在5KA下的残压UR=332KV，导线波阻抗Z ≈400欧，代入IFV=（2U50%-UR）/Z 有：IFV = （2×700-332）/Z=2.67KA 练习八 一、填空题： 1、在比较典型的内部过电压中，主要有暂时过电压和操作过电压两大类。 2、暂时过电压包括工频电压升高、谐振过电压两类。 3、操作过电压包括切断空载线路过电压、切断空载线路过电压、切断空载变压器过电压和 断续电弧接地过电压。 4、谐振过电压包括线性谐振过电压、铁磁谐振过电压、参数谐振过电压。 5、工频电压升高主要有空载长线的电容效应、不对称短路引起的工频电压升高、甩负载引起的工频电压升高。 6、对于操作过电压来讲，其波形可归纳成在工频电压分量上叠加一高频衰 减性振荡波和在 工频电压分量上叠加一非周期性冲击波两种典型的波形。 7、谐振过电压的类型主要有线形谐振过电压、参数谐振过电压、铁磁谐振过电压。 8、限制线形过电压的和过电流的方法是使回路脱离谐振状态或增加回路的损耗。 二、简答题： 1、对于切断空载线路过电压的电压最大值来说，有那些影响因素？ 除了线路上的电晕放电、泄漏电导等会使过电压最大值有所降低外，还有以下几个影响因素。 （1）中性点接地方式：中性点非有效接地电网的中性点电位有可能发生位移，所以某一相的过电压可能特别高一些。约20%左右。 （2）断路器的性能：重燃次数对这种过电压的最大值有决定性的影响。 （3）母线上的出线数：当母线上同时接有几条出线，而只切除其中一条时，这种过电压将较小。 （4）在断路器外侧是否接有电磁式电压互感器等设备：它们的存在将使线路上的剩余电荷有了附加的泄放路径，因而能降低这种过电压。 2、对于切断空载线路过电压的电压说，可以采取那些降压措施？ （1）采用不重燃断路器 （2）加装并联分闸电阻 （3）利用避雷器来保护在线路首端和末端安装ZnO或磁吹避雷器。 3、什么是空载线路合闸过电压的定义？ 空载线的合闸可分为正常合闸和自动重合闸。这时出现的操作过电压称为合空线过电压或合闸过电压，重合闸过电压是过电压中最严重的一种。 4、对于空载线路合闸过电压来说，有那些影响因素？ （1）合闸相位：是随机量，遵循统计规律。 （2）线路损耗：主要来源：①线路及电源的电阻；②当过电压超过导线的电晕起始电压后，导线上出现电晕损耗。 （3）线路残余电压的变化 5、合闸过电压的限制、降低措施主要有哪些？ （1）装设并联合闸电阻 （2）同电位合闸 就是自动选择在断路器触头两端的电位极性相同时、甚至电位也相等的瞬间完成合闸操作，以降低甚至消除合闸和重合闸过电压。 （3）利用避雷器来保护在线路首、末端（线路断路器的线路侧）安装ZnO或磁吹避雷器。 6、切除空载变压器过电压的产生原因主要有些？ 流过电感的电流在到达自然零值之前就被断路器强行切断，从而迫使储存在电感中的磁场能量转为电场能量而导致电压的升高。 7、对于切除空载变压器过电压来讲，有些影响因素： （1）断路器性能 一般来说，灭弧能力越强的断路器，其对应的切空变过电压最大值也越大。 （2）变压器特性 8、对于断续电弧接地过电压来讲，可以采取哪些防护措施？ 最根本的防护办法就是不让续电弧出现，这可以通过改变中性点接地方式来实现。（1）采用中性点有效接地方式。 （2）采用中性点经消弧线圈接地方式。 9、工频电压升高能够造成哪些危害： （1）由于工频电压升高大都在空载或轻载条件下发生，所以它们有可能同时出现、相互叠加。 （2）工频电压升高是决定某些过电压保护装置工作条件的重要依据，所以它直接影响到避雷器的保护特性和电力设备的绝缘水平。 （3）由于工频电压升高是不衰减或弱衰减现象，持续时间很长，对设备绝缘及其运行条件也有很大影响。 10、电力系统中常见的引起工频电压生高的原因有那些？ （1）空载长线电容效应引起的工频电压升高 （2）不对称短路引起的工频电压升高 （3）甩负荷引起的工频电压升高 11、铁磁谐振过电压具有哪些特点？ （1）产生串联铁磁谐振的必要条件是：电感和电容的伏安特性必须相交，即： （2）对铁磁谐振电路，在同一电源电势作用下，回路可能有不只一种稳定工作状态。（3）铁磁元件的非线性是产生铁磁谐振的根本原因。 12、对铁磁谐振过电压的限制措施又？ （1）改善电磁式电压互感器的激磁特性，或改用电容式电压互感器。 （2）在电压互感器开口三角绕组中接入阻尼电阻。 （3）在有些情况下，可在10kV及以下的母线上装设一组三相对地电容器，或用电缆段代替架空线段。 （4）在特殊情况下，可将系统中性点临时经接地电阻接地或直接接地，或投入消弧线圈，也可以改变电路参数，消除谐振过电压。 练习九 一、填空题： 1、从电力系统的绝缘配合的发展过程来看，可以分以下三个阶段：多级配合、两级配合（惯用法）、绝缘配合统计法。 2、在架空输电线路的绝缘配合时，对于空气间距的选择中，输电线上的空气间隙包括导线对地面、导线之间、导、地线之间、导线与杆塔之间。 3、电力系统绝缘配合的根本任务是：正确处理过电压和绝缘这一对矛盾，以达到优质、安全、经济供电的目的。 4、绝缘配合的核心问题是确定各种电气设备的绝缘水平。 二、简答题 1、在架空输电线路的绝缘配合中，对于绝缘子串的选择有何要求？ （1）在工作电压下不发生污闪； （2）在操作过电压下不发生湿闪； （3）具有足够的雷电冲击绝缘水平，能保证线路的耐雷水平与雷击跳闸率满足规定要求。 三、计算题： 1、处于清洁区（0级，λ=1.39）的110KV线路采用的是XP-10（或XP-4.5）型悬式绝缘子（其几何爬电距离L0=29CM），试按照架空输线线路绝缘配合中工作电压的要求计算应有的片数n1。 解：n1≥（1.39×110×1015）/29=6.06→取7片 2、试按操作过电压的要求，计算110KV线路的XP-10型绝缘子串应有的片数。解：该绝缘子串应有的工频湿闪电压幅值为： UW=1.1K0Uφ=（1.1×3×1.15×110√2）/√3=341KV 将UW代入UW=60n+14（KV） 有；n2‘=（341-14）/60=5.45→取6片 最后得出应有片数n2= n2‘+ n0=6+1=7片 高电压技术考试试题答案 一、选择题（每小题1分共１５分） 1、气体中的带电质点是通过游离产生的。 2、气体去游离的基本形式有漂移、扩散、复合、吸附效应。 3、气体放电形式中温度最高的是电弧放电。表现为跳跃性的为火花放电。 4、根据巴申定律，在某一Pd的值时，击穿电压存在极小值。 5、自然界中的雷电放电就是属于典型的超长间隙放电。 6、在极不均匀电场中，空气湿度增加，空气间隙击穿电压提高。 7、即使外界游离因素不存在，间隙放电仅依靠外电场作用即可继续进行的放电，称为自持放电。 8、交流高电压试验设备主要是指高电压试验变压器。 9、电磁波沿架空线路的传播速度为C或真空中的光速。 10、一般当雷电流过接地装置时，由于火花效应其冲击接地电阻小于工频接地电阻。 11、线路的雷击跳闸率包括雷击杆塔跳闸率和绕击跳闸率。 12、为了防止反击，要求改善避雷线的接地，适当加强绝缘，个别杆塔使用避雷器。 13、考虑电网的发展，消弧线圈通常处于过补偿运行方式。 14、导致铁磁谐振的原因是铁芯电感的饱和特性。 15、在发电厂、变电所进线上，设置进线段保护以限制流过避雷器的雷电流幅值和入侵波的陡度。 二、判断题（每小题2分共20分正确的在题后括号内打“×”错误的在题后打“√”） 1、气体状态决定于游离与去游离的大小。当去游离小于游离因素时最终导致气体击穿。（√） 2、游离主要发生在强电场区、高能量区；复合发生在低电场、低能量区。（√） 3、游离过程不利于绝缘；复合过程有利于绝缘。（√） 4、巴申定律说明提高气体压力可以提高气隙的击穿电压。（√） 5、空气的湿度增大时，沿面闪络电压提高。（×） 6、电气设备的绝缘受潮后易发生电击穿。（×） 7、输电线路上的感应雷过电压极性与雷电流极性相同。（×） 8、避雷器不仅能防护直击雷过电压，也能防护感应雷过电压。（√） 9、．带并联电阻的断路器可以限制切除空载线路引起的过电压。（√） 10、输电线路波阻抗的大小与线路的长度成正比。（×） 三、选择题（在每个小题的四个备选答案中，按要求选取一个正确答案，并将正确答案的序号填在题后括号内。每小题1分共15分） 1、电晕放电是一种（ A ）。 A．自持放电B．非自持放电C．电弧放电D．均匀场中放电 2、SF6气体具有较高绝缘强度的主要原因之一是（ D ）。 A．无色无味性B．不燃性C．无腐蚀性D．电负性 3、在极不均匀电场中，正极性击穿电压比负极性击穿电压（ A ）。 A.．小B．大C．相等D．不确定 4、减少绝缘介质的介电常数可以（ B ）电缆中电磁波的传播速度。 A．降低B．提高C．不改变D．不一定 5、避雷器到变压器的最大允许距离（ A ）。 高电压技术练习题（一） 一、填空题 1.描述气体间隙放电电压与气压之间关系的是（A） A、巴申定律 B、汤逊理论 C、流注理论 D、小桥理论。 2.防雷接地电阻值应该（ A ）。 A、越小越好 B、越大越好 C、为无穷大 D、可大可小 3.沿着固体介质表面发生的气体放电称为（B） A电晕放电 B、沿面放电 C、火花放电 D、余光放电 4.能够维持稳定电晕放电的电场结构属于（C） A、均匀电场 B、稍不均匀电场 C、极不均匀电场 D、同轴圆筒 5.固体介质因受潮发热而产生的击穿过程属于（B） A、电击穿 B、热击穿 C、电化学击穿 D、闪络 6.以下试验项目属于破坏性试验的是（A ）。 A、耐压试验 B、绝缘电阻测量 C、介质损耗测量 D、泄漏测量 7.海拔高度越大，设备的耐压能力（B）。 A、越高 B、越低 C、不变 D、不确定 8.超高压输电线路防雷措施最普遍使用的是（B ） A、避雷针 B、避雷线 C、避雷器 D、放电间隙 9.变电站直击雷防护的主要装置是（A ）。 A、避雷针 B、避雷线 C、避雷器 D、放电间隙 10.对固体电介质，施加下列电压，其中击穿电压最低的是（C）。 A、直流电压 B、工频交流电压 C、高频交流电压 D、雷电冲击电压 11.纯直流电压作用下，能有效提高套管绝缘性能的措施是（C）。 A、减小套管体电容 B、减小套管表面电阻 C、增加沿面距离 D、增加套管壁厚 12.由于光辐射而产生游离的形式称为（ B ）。 A、碰撞游离 B、光游离 C、热游离 D、表面游离答案：B 19.解释气压较高、距离较长的间隙中的气体放电过程可用（ A ） A、流注理论 B、汤逊理论 C、巴申定律 D、小桥理论 13测量绝缘电阻不能有效发现的缺陷是（ D ）。 A、绝缘整体受潮 B、存在贯穿性的导电通道 C、绝缘局部严重受潮 D、绝缘中的局部缺陷 14.设 S1、S2 分别为某避雷器及其被保护设备的伏秒特性曲线，要使设备受到可靠保护必须（ B ）。 A、S1高于S2 B、S1低于S2 C、S1等于S2 D、S1与S2 相交 15.表示某地区雷电活动强度的主要指标是指雷暴小时与（ B ）。 A、耐雷水平 B、雷暴日 C、跳闸率 D、大气压强 16.极不均匀电场中的极性效应表明（ D ）。 A、负极性的击穿电压和起晕电压都高 B、正极性的击穿电压和起晕电压都高 C、负极性的击穿电压低和起晕电压高 D、正极性的击穿电压低和起晕电压高 水利电力职业技术学院 《高电压技术》期末考试卷（供用电0631）A卷 课程编码：考试时间：2008年5月8日 : 120分钟 一、是非题（T表示正确、F表示错误；每小题1分，共10分） （）1、在大气压力下，空气间隙击穿电压与阴极材料无关。 （）2、试品绝缘状况愈好，吸收过程进行的就愈快。 （）3、用作高压电气设备的绝缘材料，希望其相对介电常数大。 （）4、绝缘子直径越大，其绝缘强度也越高。 （）5、工作电压常常是决定绝缘使用寿命的主要条件。 （）6、对于35kv及以上的变电所，可以将避雷针装设在配电装置的构架上。 （）7、为了防止反击，一般规程要求避雷针与被保护设备在空气中的距离大于3米。（）8、架空线路的避雷线保护角越大，保护范围也就越大。 （）9、在发电机电压母线上装设电容器的作用是限制侵入波的幅值。 （）10、通常以系统的最高运行线电压为基础来计算内部过电压的倍数。 1、流注理论未考虑（）的现象。 A．电荷畸变电场B．碰撞游离 C．光游离 D．表面游离 2、电晕放电是一种（）。 A．非自持放电B．自持放电C．电弧放电D．均匀场中放电 3、滑闪放电是以介质表面的放电通道中发生（）为特征。 A．光游离B．热游离C．极化 D．碰撞游离4、在高气压下，气隙的击穿电压和电极表面（）有很大关系。 A．面积 B．粗糙度 C．电场分布 D．形状 5、在高压电气的绝缘材料中，若材料中存留有小的空气隙，外施电压后，空气隙比绝缘材 料的电气强度（）。 A.低 B.高 C.相同 D.无法判定 6、在现场对油浸纸绝缘的电力电缆进行耐压实验，所选择的方法最适宜的是( )。 A.交流耐压 B.冲击耐压 C.工频耐压 D.直流耐压 7、为了保护旋转电机的匝间绝缘，必须将入侵波的陡度限制在（）。 A.2kv/us B.3kv/us C.5kv/us D.6kv/us 8、在工程上常以( )作为提高线路耐雷水平的主要措施。 第1页，共2页 第2页，共2页 1. 在极不均匀电场中，正极性击穿电压比负极性击穿电压______。 2. 工程实际中，常用棒－板或_________电极结构研究极不均匀电场下的击穿特性。 3. 电介质的极化包括________、_________、 _________和夹层极化。 4. 传输线路的波阻抗与______和______有关，与线路长度无关。 5. 电磁波沿架空线路的传播速度为 。 6. 绝缘的试验一般分为_____________和_____________。 7. 降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平和防止________的有效措施。 8. 雷电放电过程包括_______、_________和__________三个阶段。 9. 沿面放电发展到整个表面空气层击穿的现象叫 。 10.________是表征电介质在电场作用下极化程度的物理量。 11.工频耐压试验中，加至规定的试验电压后，一般要求持续_______秒的耐压时间。 12.在接地装置中，接地方式可分为________、________、________。 13．流注理论未考虑_____的现象。 A.碰撞游离 B.表面游离 C.光游离 D.电荷畸变电场 14．不均匀的绝缘试品，如果绝缘严重受潮，则吸收比K 将______。 A.远大于1 B.远小于1 C.约等于1 D.不易确定 15. 波在线路上传播，当末端短路时，以下关于反射描述正确的是______。 A ． 电流为0，电压增大一倍 B ．电压为0，电流增大一倍 C ．电流不变，电压增大一倍 D ．电压不变，电流增大一倍 16．雷电绕过避雷线直击于线路的概率______。 A ．平原地区比山区高 B ．与系统接地方式有关 C ．平原地区比山区低 D ．与系统接地方式无关 17．在发电厂和变电站中，对直击雷的保护通常采用______。 A ． 避雷针和避雷器 B ．避雷针和避雷线 C ．避雷线和避雷器 D ．避雷线和接地装置 18．衡量电介质损耗的大小用______表示。 A.相对电介质 B.电介质电导 C.电介质极化 D.介质损失角正切 19．下列属于操作过电压类型的是______。 A.暂时过电压 B.谐振过电压 C.工频过电压 D.电弧接地过电压 20. 下列表述中，对波阻抗描述不正确的是______。 A ．波阻抗是前行波电压与前行波电流之比 B ．对于电源来说波阻抗与电阻是等效的 C ．线路越长，波阻抗越大 D ．波阻抗的大小与线路的几何尺寸有关 21．电晕放电是一种_________。 A ．自持放电 B ．非自持放电 C ．电弧放电 D ．均匀场中放电 22．解释电压较高、距离较长的间隙中的气体放电过程可用______。 A ．汤逊理论 B ．流注理论 C ．巴申定律 D ．小桥理论 ( ) 23．对于输电线间的耦合系数12K 与21K 是相等的。 ( ) 24．对于同结构的杆塔山区的绕击率大于平原地区的绕击率。 ( ) 25．雷击线路时，线路绝缘不发生闪络的雷电流叫耐雷水平。 ( ) 26．电介质的电导率随温度的升高而升高。 ( ) 27．绝缘电阻和吸收比测量试验属于破坏性试验。 ( ) 28．接地装置由接地体及接地线组成。 ( ) 29．防雷接地装置是整个防雷保护体系中可有可无的一个组成部分。 ( ) 30．兆欧表有两个端子，即测量端与接地端。 ( ) 31．球-球或球-板间隙都属于极不均匀电场。 ( ) 32．在四种电介质的基本极化形式中，只有电子式极化没有能量损耗。 33．名词解释:耐雷水平 （4分）34．简要论述汤逊放电理论。（4分） 35．什么是伏秒特性？伏秒特性有何意义？（4分） 36．切除空载线路过电压与切除空载变压器时产生过电压的原因有何不同？（7分） 37．分析波阻抗的物理意义及其与电阻的不同点。（7分） 38．某电厂有一圆油罐，直径10m ，高出地面10m ，用独立避雷针保护，要求针距罐壁至少5m ，试设计避雷针的高度？(10分) 39．有一直角电压波E 沿波阻抗为Z ＝500 的线路传播，线路末端接有对地电容C ＝0.0l μF 。画出计算末端电压的彼德逊等值电路，并计算线路末端电压波形；（7分） 40．为什么110kV 及以上线路一般采用全线架设避雷线的保护措施，而35kV 及以下线路不采用？（7分） 试题一 气体放电的基本物理过程 一、选择题 1) 流注理论未考虑 的现象。 2) A ．碰撞游离 B ．表面游离 C ．光游离 D ．电荷畸变电场 3) 先导通道的形成是以 的出现为特征。 4) A ．碰撞游离 B ．表面游离 C ．热游离 D ．光游离 5) 电晕放电是一种 。 6) A ．自持放电 B ．非自持放电 C ．电弧放电 D ．均匀场中放电 7) 气体内的各种粒子因高温而动能增加，发生相互碰撞而产生游离的形式称为 。 8) A.碰撞游离 B.光游离 C.热游离 D.表面游离 9) ______型绝缘子具有损坏后“自爆”的特性。 10) A.电工陶瓷 B.钢化玻璃 C.硅橡胶 D.乙丙橡胶 11) 以下哪个不是发生污闪最危险的气象条件 12) A.大雾 B.毛毛雨 C.凝露 D.大雨 13) 污秽等级II 的污湿特征：大气中等污染地区，轻盐碱和炉烟污秽地区，离海岸盐场3km~10km 地区，在污闪季节中潮湿多雾但雨量较少，其线路盐密为 2/cm mg 。 14) A.≤ B.>~ C.>~ D.>~ 15) 以下哪种材料具有憎水性 16) A. 硅橡胶 B.电瓷 C. 玻璃 D 金属 二、填空题 17) 气体放电的主要形式： 、 、 、 、 18) 根据巴申定律，在某一PS 值下，击穿电压存在 值。 19) 在极不均匀电场中，空气湿度增加，空气间隙击穿电压 。 20) 流注理论认为，碰撞游离和 是形成自持放电的主要因素。 21) 工程实际中，常用棒－板或 电极结构研究极不均匀电场下的击穿特性。 22) 气体中带电质子的消失有 、复合、附着效应等几种形式 23) 对支持绝缘子，加均压环能提高闪络电压的原因是 。 24) 沿面放电就是沿着 表面气体中发生的放电。 25) 标准参考大气条件为：温度C t 200 ，压力 0b kPa ，绝对湿度30/11m g h 26) 越易吸湿的固体，沿面闪络电压就越______ 27) 等值盐密法是把绝缘子表面的污秽密度按照其导电性转化为单位面积上________含量 的一种方法 高电压技术考试试题答案． 高电压技术考试试题答案分共１５分）一、选择题（每小题1 1、气体中的带电质点是通过游离产生的。复合、扩散、、气体去游离的基本形式有漂移、2 吸附效应。气体放电形式中温度最高的是电弧放电。表3、 现为跳跃性的为火花放电。的值时，击穿电4、根据巴申定律，在某一Pd 压存在极小值。自然界中的雷电放电就是属于典型的超长间5、 隙放电。在极不均匀电场中，空气湿度增加，空气间、6 。隙击穿电压提高即使外界游离因素不存 在，间隙放电仅依靠7、 外电场作用即可继续进行的放电，称为自持放电。交流高电压试验设备主要是指高电压试验变、8 。压器 或真空中电磁波沿架空线路的传播速度为、C9 的光速。一般当雷电流过接地装置时，由于火花10、 工频接地电阻。于小效应其冲击接地电阻线路的雷击跳闸率包括雷击杆塔跳闸率、11和绕击跳闸率。为了防止反击，要求改善避雷线的接12、 地，适当加强绝缘，个别杆塔使用避雷器。． 消弧线圈通常处于过考虑电网的发展，13、运行方式。补偿 导致铁磁谐振的原因是铁芯电感的饱和特、14 性。 变电所进线上，设置进线段保在发电厂、15、以限制流过避雷器的雷电流幅值和入侵波 的护 陡度。二、判断题（每小题2分共20分正确的在题后括号内打“×”错误的在题后打“√”） 1、气体状态决定于游离与去游离的大小。当去游离小于游离因素时最终导致气体击穿。（√） 2、游离主要发生在强电场区、高能量区；复合发生在低电场、低能量区。（√） 3、游离过程不利于绝缘；复合过程有利于绝缘。（√） 4、巴申定律说明提高气体压力可以提高气隙的击穿电压。（√） 5、空气的湿度增大时，沿面闪络电压提高。（×） 6、电气设备的绝缘受潮后易发生电击穿。（×） 7、输电线路上的感应雷过电压极性与雷电流极性相同。（×） 8、避雷器不仅能防护直击雷过电压，也能防护）√（感应雷过电压。． 9、．带并联电阻的断路器可以限制切除空载线路引起的过电压。（√） 10、输电线路波阻抗的大小与线路的长度成正比。（×） 专升本《高电压技术及应用》 一、（共75题,共150分） 1. 汤逊放电理论是在( )条件下得出的。（2分） A.低气压 B.高气压 C.短间隙 D.长间隙 .标准答案：A,C 2. 雷电冲击电压作用下的击穿特性用（）表示。（2分） A.静态击穿电压 B.50%冲击击穿电压 C.伏秒特性 D.波头长度 .标准答案：B,C 3. 直流耐压试验的优点是（）。（2分） A.与交流耐压试验效果相同 B.试验设备轻 C.可同时测量泄漏电流 D.对绝缘损伤小 .标准答案：B,C,D 4. 雷击输电线路有（）三种情况。（2分） A.雷击绝缘子 B.雷击塔顶 C.雷击避雷线 D.绕击导线 .标准答案：B,C,D 5. 解释电弧接地过电压的理论有（）（2分） A.汤逊理论 B.流注理论 C.工频熄弧理论 D.高频熄弧理论 .标准答案：C,D 6. 由气体热状态引起的电离是（）（2分） A.碰撞电离 B.光电离 C.热电离 D.表面电离 .标准答案：C 7. 汤逊理论未考虑（）现象。（2分） A.电子的碰撞电离 B.离子的碰撞电离 C.空间电荷畸变电场 D.表面电离 .标准答案：C 8. 我国500kV交流线路采用（）（2分） A.单导线 B.双分裂导线 C.3分裂导线 D.4分裂导线 .标准答案：D 9. 伏秒特性曲线实际上是一条带状区域，因为在冲击电压作用下，间隙放电时间具有( )。（2分） A.分散性 B.准确性 C.统计性 D.50%概率 .标准答案：A 10. （）不是“改善电场分布”途径中的措施。（2分） A.采用屏障 B.采用高真空 C.改进电极形状 D.利用空间电荷 .标准答案：B 11. 除（）外，一般选取介电常数较小的材料作为电气设备的绝缘介质。（2分） A.变压器 B.电缆 C.电容器 D.断路器.标准答案：C 12. 绝缘介质严重受潮时，绝缘电阻值将( ) （2分） A.变大 B.变小 C.不变 D.不易确定 .标准答案：B 13. 与气体的汤逊理论解释的击穿相类似的固体电介质的击穿理论是（）。（2分） A.电击穿 B.电化学击穿理论 C.小桥击穿 D.热击穿 .标准答案：A 14. 用西林电桥测量介质损耗角正切值时，采用正接法( )。（2分） A.需要试品两端对地绝缘 B.试品设在低压端 C.适用于现场试验 D.需要注意操作人员安全 .标准答案：A 15. 串级试验变压器为了保证容量利用率一般不超过（）级。（2分） A.2 B.3 C.4 D.5 .标准答案：B 16. 构成串级直流高压发生装置的基本单元是（）。（2分） A.倍压整流回路 B.半波整流回路 C.全波整流回路 D.桥式整流回路 .标准答案：A 17. 单级冲击电压发生器基本回路中应使( )。（2分） A.主电容C1和负荷电容C2相等 B.主电容C1远大于负荷电容C2 C.主电容C1小于负荷电容C2 D.主电容C1和负荷电容C2的关系不确定 .标准答案：B 18. 球隙可以测量（）（2分） A.所有高电压 B.工频高电压和冲击高电压 C.工频高电压和直流高电压 D.直流高电压和冲击高电压 .标准答案：B 19. 下列有关波的折射和反射的正确说法是（）。（2分） A.折射系数只与第二段导线的波阻抗有关 B.反射系数只与第一段导线的波阻抗有关 C.折射系数和反射系数与两导线的波阻抗都有关 D.折射系数和反射系数与导线波阻抗的关系不确定 .标准答案：C 20. 平行导线间的耦合作用与（）无关。（2分） A.导线间互电感 B.导线间互电容 C.导线间距离 D.导线电阻 .标准答案：D 21. 避雷线的保护角（）（2分） A.越大越好 B.越小越好 C.不确定 D.与防雷效果无关 [题型]：多选题 超高压输电线路主要采用( )措施限制内部过电压。A．断路器加分、合闸电阻 B．装并联电抗器 C．并联电抗器中性点加装小电抗器，破坏谐振条件D．线路中增设开关站，将线路长度减短 E．改变系统运行接线 答案：A|B|C|D|E 试题分类：高电压技术/本科 所属知识点：高电压技术/第9章/第1节 难度：3 分数：1 电介质在电场作用下，主要有（）等物理现象。A．极化 B．电导 C．介质损耗 D．击穿 答案：A|B|C|D 试题分类：高电压技术/本科 所属知识点：高电压技术/第3章/第1节 难度：2 分数：1 关于氧化锌避雷器，下列描述正确的是（）。A．具有优异的非线性伏安特性 B．不能承受多重雷击 C．通流容量较小 D．工频续流为微安级，可认为没有工频续流 E．不太适合保护GIS等设备 答案：A|D 试题分类：高电压技术/本科 所属知识点：高电压技术/第7章/第2节 难度：3 分数：1 下面的选项中，非破坏性试验包括( )。 A．绝缘电阻试验 B．交流耐压试验 C．直流耐压试验 D．局部放电试验 E．绝缘油的气相色谱分析 F．操作冲击耐压试验 G．介质损耗角正切试验 H．雷电冲击耐压试验 答案：A|D|E|G 试题分类：高电压技术/本科 所属知识点：高电压技术/第4章/第1节 难度：3 分数：1 用铜球间隙测量高电压，需满足哪些条件才能保证国家标准规定的测量不确定度？( ) A．铜球距离与铜球直径之比不大于0.5 B．结构和使用条件必须符合IEC 的规定 C．需进行气压和温度的校正 D．应去除灰尘和纤维的影响 答案：A|B|C|D 试题分类：高电压技术/本科 所属知识点：高电压技术/第5章/第4节 难度：3 分数：1 交流峰值电压表的类型有：( ) A．电容电流整流测量电压峰值 B．整流的充电电压测量电压峰值 C．有源数字式峰值电压表 D．无源数字式峰值电压表 答案：A|B|C 试题分类：高电压技术/本科 所属知识点：高电压技术/第5章/第4节 难度：3 分数：1 测量高电压的仪器和装置有( ) A．静电电压表 B．峰值电压表 C．球隙 D．分压器 答案：A|B|C|D 试题分类：高电压技术/本科 所属知识点：高电压技术/第5章/第4节 难度：3 分数：1 光电测量系统有哪几种调制方式( ) A．幅度－光强度调制（AM－IM） 1.气体中带电质点的产生有哪几种方式？ 碰撞电离（游离），光电离（游离），热电离（游离），表面电离（游离）。 2.气体中带电粒子的消失有哪几种形式? （1）带电粒子向电极定向运动并进入电极形成回路电流，从而减少了气体中的带电离子；(2)带电粒子的扩散；(3)带电粒子的复合；(4)吸附效应。 3.为什么碰撞电离主要由电子碰撞引起？ 因为电子的体积小，其自由行程比离子大得多,在电场中获得的动能多;电子质量远小于原子或分子，当电子动能不足以使中性质点电离时，电子遭到弹射而几乎不损失其动能。 4.电子从电极表面逸出需要什么条件？可分为哪几种形式？ 逸出需要一定的能量，称为逸出功。获得能量的途径有：a正离子碰撞阴极；b光电子发射；c强场发射；d热电子发射。 5.气体中负离子的产生对放电的发展起什么作用，为什么？ 对放电的发展起抑制作用，因为负离子的形成使自由电子数减少。 6.带电粒子的消失有哪几种方式？ 带电质点的扩散和复合。7.什么是自持放电和非自持放电？ 自持放电是指仅依靠自身电场的作用而不需要外界游离因素来维持的放电。必须借助外力因素才能维持的放电称为非自持放电 8.什么是电子碰撞电离系数？ 若电子的平均自由行程为λ，则在1cm长度一个电子的平均碰撞次数为1/λ，如果能算出碰撞引起电离的概率，即可求得碰撞电离系数。 9.自持放电的条件是什么？ 错误!未找到引用源。（错误!未找到引用源。—1）=1或错误!未找到引用源。1 10.简述汤逊理论和流注理论的主要容和适用围。 汤逊理论：汤逊理论认为电子碰撞电离是气体放电的主要原因。二次电子主要来源于正离子碰撞阴极，而阴极逸出电子。二次电子的出现是气体自持放电的必要条件。二次电子能否接替起始电子的作用是气体放电的判据。汤逊理论主要用于解释短气隙、低气压的气体放电。流注理论：流注理论认为气体放电的必要条件是电子崩达到某一程度后，电子崩产生的空间电荷使原有电场发生畸变，大大加强崩头和崩尾处的电场。另一方面气隙间正负电荷密度大，复合作用频繁，复合后的光子在如此强的电场中很容易形成产生新的光电离的辐射源，二次电子主要来源于光电离。流注理论主要解释高 单选题 描述气体间隙放电电压与气压之间关系的是（）。 A、巴申定律 B、汤逊理论 C、流注理论 D、小桥理论 答案：A 试题分类：高电压技术/本科 所属知识点：高电压技术/第1章/第4节 难度：2 分数：1 防雷接地电阻值应该（）。 A、越小越好 B、越大越好 C、为无穷大 D、可大可小 答案：A 试题分类：高电压技术/本科 所属知识点：高电压技术/第7章/第2节 难度：2 分数：1 沿着固体介质表面发生的气体放电称为（）。 A、电晕放电 B、沿面放电 C、火花放电 D、余光放电 答案：B 试题分类：高电压技术/本科 所属知识点：高电压技术/第1章/第8节 难度：2 分数：1 能够维持稳定电晕放电的电场结构属于（）。 A、均匀电场 B、稍不均匀电场 C、极不均匀电场 D、同轴圆筒 答案：C 试题分类：高电压技术/本科 所属知识点：高电压技术/第1章/第6节 分数：1 固体介质因受潮发热而产生的击穿过程属于（）。 A、电击穿 B、热击穿 C、电化学击穿 D、闪络 答案：B 试题分类：高电压技术/本科 所属知识点：高电压技术/第3章/第3节 难度：2 分数：1 以下试验项目属于破坏性试验的是（）。 A、耐压试验 B、绝缘电阻测量 C、介质损耗测量 D、泄漏测量 答案：A 试题分类：高电压技术/本科 所属知识点：高电压技术/第4章/第1节 难度：2 分数：1 海拔高度越大，设备的耐压能力（）。 A、越高 B、越低 C、不变 D、不确定 答案：B 试题分类：高电压技术/本科 所属知识点：高电压技术/第2章/第3节 难度：2 分数：1 超高压输电线路防雷措施最普遍使用的是（）。 A、避雷针 B、避雷线 C、避雷器 D、放电间隙 答案：B 试题分类：高电压技术/本科 所属知识点：高电压技术/第8章/第1节 浙江省2018年7月高等教育自学考试 高电压技术试题 课程代码：02653 一、单项选择题(本大题共10小题，每小题1分，共10分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．我国国家标准规定的雷电冲击电压标准波形通常可以用符号________表示。（）A．(1.2±30%)μs B．(50±30%)μs C．1.2/50μs D．(1.2±20%)μs 2．同一固体电介质、相同电极情况下，直流电压作用下的击穿电压________工频交流电压（幅值）下的击穿电压。（） A．高于B．低于 C．等于D．无关于 3．三台串接的工频试验变压器装置中，每台工频试验变压器的容量是不同的，三台工频试验变压器的容量之比是（） A．1∶2∶3 B．3∶2∶1 C．2∶1∶3 D．1∶3∶2 4．彼德逊法则提供了一种用________解决行波的折射、反射问题的方法。（）A．分布参数等值电路B．波动方程 C．网格法D．集中参数等值电路 5．为防止避雷器在内过电压下动作，35kV及以下的避雷器的工频放电电压应大于系统最大工作相电压的________倍。（） A．2 B．2.5 C．3 D．3.5 6．在输电线路防雷措施中，对于高杆塔，可以采取增加绝缘子串片数的办法来提高其防雷性能，因此规程规定，全高超过40m有避雷线的杆塔，每增高________应增加一片绝缘子。（） 1 A．5m B．7.5m C．10m D．12.5m 7．直配发电机母线装设电容器的目的是（） A．限制雷电流的大小B．降低侵入波陡度 C．降低侵入波的幅值D．抬高电缆首端冲击电压 8．空载线路工频电压升高的根本原因在于线路中________在感抗上的压降使得电容上的电压高于电源电压。（） A．电阻性电流B．电感性电流 C．电容性电流D．雷电流 9．我国对切除110-220kV空载变压器做过不少试验，在中性点直接接地的电网中，切除空载变压器引起的过电压一般不超过________相电压。（） A．2.5倍B．3倍 C．3.5倍D．4倍 10．500kV系统中，决定电气设备绝缘水平的主要因素是（） A．最大长期工作电压B．大气过电压 C．内部过电压D．不确定 二、填空题(本大题共15小题，每小题1分，共15分) 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 11．流注理论认为电子的碰撞游离和空间光游离是形成________的主要因素。 12．在大气条件下，空气间隙击穿电压随空气相对密度的增大而________。 13．电介质的电导随温度的升高而________。 14．固体电介质的击穿形式有电击穿、热击穿和________。 15．介质损失角正切tgδ的测量对鉴定绝缘的________性缺陷最灵敏。 16．当线路末端开路时，入射波入侵到末端时将发生波的折射和反射，其折射系数等于________。 17．防雷接地装置可分为________和自然接地装置。 18．我国有关标准规定，________及以上输电线路应全线架设双避雷线。 2 3 (23) 根据我国有关标准，220kV线路的绕击耐雷水平是__A _ 。 A12kA B ． 16kA C ． 80kA D.120kA (24) 避雷器到变压器的最大允许距离___A__ 。 A. 随变压器多次截波耐压值与避雷器残压的差值增大而增大 B．随变压器冲击全波耐压值与避雷器冲击放电电压的差值增大而增大 C．随来波陡度增大而增大 D．随来波幅值增大而增大 (25) 对于500kV线路，一半悬挂的瓷绝缘子片数为___C___ 。 A．24 B．26 C．28 D.30 (26) 接地装置按工作特点可分为工作接地、保护接地和防雷接地。保护接地的电阻值对高压设备约为____B__。 A．0.5～5 B1～10 C10～100 D小于1(27) 在放电厂和变电站中，对直击雷的保护通常采用哪几种方式？AB A避雷线 B．并联电容器 C接地装(28) 空载线路合闸的时候，可能产生的最大过电压为___C___ A1.5 B2 C3 D.4 (29) 在110kV～220kV系统中，为绝缘配合许可的相对地操作过电压的倍数为 ___C__ A4.0倍 B3.5倍 C3.0倍 D2.75倍 (30) 空载线路合闸过电压的影响因素有 ____ABCD_ _ A ．合闸相位 B ．线路损耗 C ．线路上残压的变化 D单相自动重合闸 (31) 以下属于操作过电压的是 ___ B___ 。 A工频电压升 B ．电弧接地过电压 C ．变电所侵入波过电压 D铁磁谐振过电压 二、填空题 (1) 气体放电的主要形式： 辉光放电 火花放电 电弧放电 电晕放电 刷状放电 (2) 根据巴申定律，在某一PS值下，击穿电压存在极小值。 (3)在极不均匀电场中，空气湿度增加，空气间隙击穿电压提高 (4)对支持绝缘子，加均压环能提高闪络电压的原因是 改善(电极附近)电场分布。 (5)沿面放电就是沿着固体介质表面气体中发生的放电。 (6)越易吸湿的固体，沿面闪络电压就越_ 提高_ 。(7)常规的防污闪措施有： 增加爬距，加强清扫，采用硅油、地蜡等涂料 (8).交流高电压试验设备主要是指___高电压试验变压器__。4 (9)传输线路的波阻抗与单位长度电感和电容有关，与线路长度无关。 (10)在末端开路的情况下，波发生反射后，导线上的电压会__提高一倍3) 波传输时，发衰减的主要原因是导线电阻和线路对地电导 、大地电阻和地中电流等值深度的影响冲击电晕的影响 (11)Z1 、Z2两不同波阻抗的长线相连于 A点，行波在A点将发生折射与反射，反射系数的β取值范围为_ －1≤β≤1___ 。(12)落雷密度是指__每雷暴日中每平方公里地面内落雷的次数____(13)雷电波的波头范围一般在__ 1us__ 到 __ 5us____范围内，在我国防雷设计中，通常建议采用_ 2.6us__长度的雷电流波头长度。 (14) 埋入地中的金属接地体称为接地装置，其作用是_ 降低接地电阻 (15)中等雷电活动地区是指该地区一年中听到雷闪放电的天数Td范围为__15～40 (16)对于500kV的高压输电线路，避雷线的保护角一般不大于___15° 一、选择 1.流注理论未考虑( )的现象。 A.碰撞游离 B.表面游离 C.光游离 D.电荷畸变电场 2.极化时间最短的是( )。 A.电子式极化 B.离子式极化 C.偶极子极化 D.空间电荷极化 3.先导通道的形成是以( )的出现为特征。 A.碰撞游离 B.表现游离 C.热游离 D.光游离 4.下列因素中，不会影响液体电介质击穿电压的是（） A.电压的频率 B.温度 C.电场的均匀程度 D. 杂质 5.电晕放电是一种（）。 A.滑闪放电 B.非自持放电 C.沿面放电 D.自持放电 6.以下四种气体间隙的距离均为10cm，在直流电压作用下，击穿电压最低的是（）。A.球—球间隙(球径50cm) B.棒—板间隙，棒为负极 C.针—针间隙 D.棒—板间隙，棒为正极 7.不均匀的绝缘试品，如果绝缘严重受潮，则吸收比K将( ) A.远大于1 B.远小于1 C.约等于1 D.不易确定 8. 衡量电介质损耗的大小用（）表示。 A.相对电介质 B.电介质电导 C.电介质极化 D.介质损失角正切 9.以下哪种因素与tgδ无关。（） A.温度 B.外加电压 C.湿度 D.电压的频率 10.SF6气体具有较高绝缘强度的主要原因之一是( ) A.无色无味性 B.不燃性 C.无腐蚀性 D.电负性 11.下列哪种电介质存在杂质“小桥”现象( ) A.气体 B.液体 C.固体 D.无法确定 12.构成冲击电压发生器基本回路的元件有冲击性主电容C1，负荷电容C2，波头电阻R1和波尾电阻R2。为了获得一很快由零上升到峰值然后较慢下降的冲击电压，应使( ) A.C1>>C2,R1>>R2 B.C1>>C2,R1< 《高电压技术》复习题 1、雷电对地放电过程分为几个阶段？P38 答：1、先导放电：放电不连续，放电分级先导，持续时间为0.005～0.01S ，雷电流很小 2、主放电：时间极短，50～100s μ，电流极大，电荷高速运动。 3、余光放电：电流不大，电流持续时间较长，约0.03～0.05s 。 2、什么是雷电参数？P242 答：1、雷电放电的等值电路。 2、雷电流波形。 3、雷暴日与雷暴小时：雷暴日是一年中有雷电的日数，在一天内只要听到过雷声，无论（次数多少）均计为（一个雷暴日）。雷暴小时数则是（一年中发生雷电放电的小时数，）即在一个小时内只有（一次雷电），就计作（一个雷电小时）。 4、地面落雷密度和输电线路落雷总次数：地面落雷密度是指每一雷暴日每平方千米地面遭受雷击的次数，以γ表示。与雷暴日数有关，如下：3.0023.0d T =γ 3、什么是波阻抗？波速？P206 答：波阻抗00 C L Z =是（电压波与电流波之间）的比例常数，它反映了波在传播过程中遵循 （储存在单位长度线路周围媒质中的电场能量和磁场能量一定相等）的规律，所以Z 是（一个非常重要）的参数。 波速001 C L v =等于空气中的光速，对电缆来说，其单位长度对地电容C0较大，故电 缆中波速一般为1/2～1/3倍的光速。 4、防雷保护有哪些基本装置？P246 答：现代电力系统中实际采用的防雷保护装置有（避雷针、避雷线、保护间隙、各种避雷器、防雷接地、电抗线圈、电容器、消弧线圈、自动重合闸等等）。 5、避雷针的作用是什么？其保护范围如何确定？P246 答：避雷针高于被保护的物体，其作用是吸引雷电击于自身，并将雷电流迅速汇入大地，从而使避雷针附近的物体得到保护，保护范围指具有0.1%左右概率的空间范围，可以通过模拟实验并结合运行经验来确定，常用的方法有折线法、滚球法。 6、避雷线的作用是什么？其保护范围如何确定？P246 答：同上。 7、各种避雷器的结构特点，适合于哪些场合？P254 答：避雷器的类型有主要有何护间隙、管型避雷器、阀型避雷器和氧化锌避雷器等几种。 8、接地的种类有哪些？P261 答：分为工作接地、保护接地、防雷接地。 9、降低接地电阻的方法是什么？P265 答：1、加大接地物体的尺寸 2、利用自然接地体 3、引外接地 4、换土 5、采用降阻剂 10、线路防雷的四道防线是什么？P268 答：输电线路雷害事故的形成通常要经历这样四个阶段：线路'>输电线路受到雷电过电压的作用；线路'>输电线路发生闪络；线路'>输电线路从冲击闪络转变为稳定的工频电压；线路跳闸，供电中断。针对雷害事故形成的四个阶段，现代线路'>输电线路在采取防雷保护措施时，要做到“四道防线”，即： 1．防直击，就是使输电线路不受直击雷。采取的措施是沿线路装设避雷线。 《高电压技术》期末冲刺试卷(1) 1.B 2.A 3.C 4A 5.D 6.D 7.C 8.B 1.流注理论未考虑( )的现象。 A.碰撞游离 B.表面游离 C.光游离 D.电荷畸变电场 2.极化时间最短的是( )。 A.电子式极化 B.离子式极化 C.偶极子极化 D.空间电荷极化 3.先导通道的形成是以( )的出现为特征。 A.碰撞游离 B.表现游离 C.热游离 D.光游离 4.下列因素中，不会影响液体电介质击穿电压的是（） A.电压的频率 B.温度 C.电场的均匀程度 D. 杂质 5.电晕放电是一种（）。 A.滑闪放电 B.非自持放电 C.沿面放电 D.自持放电 6.以下四种气体间隙的距离均为10cm，在直流电压作用下，击穿电压最低的是（）。 A.球—球间隙(球径50cm) B.棒—板间隙，棒为负极 C.针—针间隙 D.棒—板间隙，棒为正极 7.不均匀的绝缘试品，如果绝缘严重受潮，则吸收比K将( ) A.远大于1 B.远小于1 C.约等于1 D.不易确定 8.雷击线路附近地面时，导线上的感应雷过电压与导线的（） A. 电阻率成反比 B.悬挂高度成反比 C.悬挂高度成正比 D. 电阻率成正比 二、填空题(本大题共9小题，每空1分，共18分) 1.表面、体积 2.空间电荷 3.电子式极化、离子式极化、偶极子极化 4.击穿、闪络 5.光电离、热电离 6.60 7.集中性、分散性 8.防雷接地、工作接地、保护接地9.耐压水平、雷击跳闸率 1.固体电介质电导包括_______电导和_______电导。 2.极不均匀电场中，屏障的作用是由于其对________的阻挡作用，造成电场分布的改变。 3.电介质的极化形式包括________、________、________和夹层极化。 4.气体放电现象包括_______和_______两种现象。 5.带电离子的产生主要有碰撞电离、______、______、表面电离等方式。 6.工频耐压试验中，加至规定的试验电压后，一般要求持续_______秒的耐压时间。 7.按绝缘缺陷存在的形态而言,绝缘缺陷可分为_______缺陷和______缺陷两大类。 8.在接地装置中，接地方式可分为________、________、________。 9.输电线路防雷性能的优劣主要用________和_________来衡量。 三、判断题(本大题共5小题，每小题2分，共10分)在每小题的括号内对的打“√”，错的打“×”。 1.无论何种结构的电介质，在没有外电场作用时，其内部各个分子偶极矩的矢量和平均来说为零， 因此电介质整体上对外没有极性。（） 2.在四种电介质的基本极化形式中，只有电子式极化没有能量损耗。（） 3.测量电气设备的绝缘电阻时一般要加直流电压，绝缘电阻与温度没有关系。（） 4.防雷接地装置是整个防雷保护体系中可有可无的一个组成部分。（） 5.管式避雷器实质上是一只具有较强灭弧能力的保护间隙。（） 1．（√）2．（×）3．（×）4．（×）5．（√） 四、名词解释题(本大题共5小题，每小题6分，共30分) 1.吸收比： 2.雷击跳闸率： 3.雷暴日： 4.伏秒特性： 5.气体击穿： 1.指的是电流衰减过程中的两个瞬间测得的两个电流值或两个相应的绝缘电阻值之比。（或指被试品加压60秒时的绝缘电阻与加压15秒时的绝缘电阻之比。） 1.气体中带电质点的产生有哪几种方式？ 2.气体中带电粒子的消失有哪几种形式? 3.为什么碰撞电离主要由电子碰撞引起？11 4.电子从电极表面逸出需要什么条件？12可分为哪几{四种方式，正，光，热，强场发射}种形式？ 5.气体中负离子的产生对放电的发展起什么作用，为什么{}抑制，负离子的形成使自由电子数减少{} 6.带电粒子的消失有哪几种方式？ 7.什么是自持放电和非自持放电？ 8.什么是电子碰撞电离系数？p15 9.自持放电的条件是什么？{二次电子的产生}17 10.简述汤逊理论和流注理论的主要内容和适用范围。 11.什么是电场不均匀系数？ 12.什么是电晕放电?为什么电晕是一种局部放电现象?电晕会产生哪些效应? 答：（2）在极不均匀电场中，由于电晕放电时的起始电压小于气隙击穿电压，气隙总的来说仍保持着绝缘状态，所以电晕放电是一种局部放电现象。13.什么是极性效应?比较棒—板气隙极性不同时电晕起始电压和击穿电压的高低并简述其理由。 14.雷电冲击电压和操作冲击电压的标准波形是什么？ 15.什么是50%击穿电压？什么是冲击系数，一般取值范围在多少？ 16.什么叫伏秒特性，如何求取伏秒特性曲线。 17.伏秒特性对于选择电气设备的保护设备有何实用意p32义? 18.SF6气体具有优良绝缘和灭弧性能的原因是么？{p37} 19.SF6气体在极不均匀电场中的击穿有何异常？ 20.提高气隙击穿电压的措施有哪些？ 21.什么叫沿面放电?为什么沿面放电电压总是低于同样距离下纯空气间隙的击穿电压？ 答：（2）沿着固体绝缘介质表面的气体放电受电场形式、电压波形、间距大小等因累的影响；固体表面高低不平及有毛刺、杂质、水膜等污物，使介质表 《高电压技术》期末冲刺试卷(1) 1.流注理论未考虑( B )的现象。 A.碰撞游离 B.表面游离 C.光游离 D.电荷畸变电场 2.极化时间最短的是( A )。 A.电子式极化 B.离子式极化 C.偶极子极化 D.空间电荷极化 3.先导通道的形成是以( C )的出现为特征。 A.碰撞游离 B.表现游离 C.热游离 D.光游离 4.下列因素中，不会影响液体电介质击穿电压的是（A ） A.电压的频率 B.温度 C.电场的均匀程度 D. 杂质 5.电晕放电是一种（ D ）。 A.滑闪放电 B.非自持放电 C.沿面放电 D.自持放电 6.以下四种气体间隙的距离均为10cm，在直流电压作用下，击穿电压最低的是（ D ）。 A.球—球间隙(球径50cm) B.棒—板间隙，棒为负极 C.针—针间隙 D.棒—板间隙，棒为正极 7.不均匀的绝缘试品，如果绝缘严重受潮，则吸收比K将( C ) A.远大于1 B.远小于1 C.约等于1 D.不易确定 8.雷击线路附近地面时，导线上的感应雷过电压与导线的（ B ） A. 电阻率成反比 B.悬挂高度成反比 C.悬挂高度成正比 D. 电阻率成正比 二、填空题(本大题共9小题，每空1分，共18分) 1.固体电介质电导包括___表面____电导和_体积______电导。 2.极不均匀电场中，屏障的作用是由于其对__空间电荷__的阻挡作用，造成电场分布的改变。 3.电介质的极化形式包括_电子式极化__、__离子式极化_、__偶极子极化_和夹层极化。 4.气体放电现象包括__击穿_____和__闪络_____两种现象。 5.带电离子的产生主要有碰撞电离、__光电离____、_热点离_____、表面电离等方式。 6.工频耐压试验中，加至规定的试验电压后，一般要求持续__60_____秒的耐压时间。 7.按绝缘缺陷存在的形态而言,绝缘缺陷可分为__集中性_____缺陷和__分散性____缺陷两大类。 8.在接地装置中，接地方式可分为_防雷接地_______、_保护接地_______、_工作接地_______。 9.输电线路防雷性能的优劣主要用__耐雷水平______和_雷击跳闸率________来衡量。 三、判断题(本大题共5小题，每小题2分，共10分)在每小题的括号内对的打“√”，错的打“×”。 1.无论何种结构的电介质，在没有外电场作用时，其内部各个分子偶极矩的矢量和平均来说为零， 因此电介质整体上对外没有极性。（对） 2.在四种电介质的基本极化形式中，只有电子式极化没有能量损耗。（错） 3.测量电气设备的绝缘电阻时一般要加直流电压，绝缘电阻与温度没有关系。（错） 4.防雷接地装置是整个防雷保护体系中可有可无的一个组成部分。（错） 5.管式避雷器实质上是一只具有较强灭弧能力的保护间隙。（对） 四、名词解释题(本大题共5小题，每小题6分，共30分) 1.吸收比：指的是电流衰减过程中的两个瞬间测得的两个电流值或两个相应的绝缘电阻值之比。（或指被试品加压60秒时的绝缘电阻与加压15秒时的绝缘电阻之比。） 2.雷击跳闸率：指每100KM线路每年由雷击引起的跳闸次数 3.雷暴日：指某地区一年四季中有雷电放电的天数，一天中只要听到一次及以上雷声就是一个雷暴日。 4.伏秒特性：对某一冲击电压波形，间隙的击穿电压和击穿时间的关系称为伏秒特性 5.气体击穿：气体由绝缘状态变为导电状态的现象称为击穿 五、简答题(本大题共2小题，每小题8分，共16分)(完整版)高电压技术考试试题答案
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