高电压技术.doc

高电压技术综合复习资料一、填空题1、巴申定律的内容是_2、对于不均匀电场，电场的极性取决于_电极的电位符号；如果两个电极的几个尺寸相同，极性取决于_电极的电位。3、污闪的发展阶段大体可以分为_、_、_、_四个阶段。4、介质在电压下的能量损耗有两种，分别是_和_。5、固体介质表面的放电分为四个阶段，分别是：_、_、_、_。6、通常用_作为综合反映电介质损耗特性优劣的一个指标。7、电介质的损耗分为两种，分别是_、_。8、电介质的老化有多种形式，请举出其中的四种：_、_、_、_。9、行波可简单分为电压波和电流波，其中电压波的符号只取决于 的符号，电流波的符号不仅取决于 的符号，而且也与 有关。10、变电所直击雷设计的主要内容是 。11、对于变电所进线段保护主要有两个作用，分别是_和_。12、在进行旋转电机防雷中，若发电机绕组中性点接地，应将侵入波陡度限制在_以下，若中性点不接地，应将侵入波陡度限制在_以下。13、同轴圆筒绝缘设计时，通常取内外径比值为_。14、提高气体介质电气强度的方法主要有两个，一是_，二是_。15、绝缘子污闪的形成过程主要可以分为四个阶段，分别为_、_、_和_。16、电气设备的极化指数是同一试品在_和_两个时刻绝缘电阻的比值。二、问答题1、请问如何提高气体介质的电气强度？2、请问提高油的品质的方法有哪些？ 3、请简述三次冲击法和15次冲击法，并说明如何根据结果判断绝缘合格？ 4、请问在什么情况下气隙击穿电压与大气条件的变化是一种简单的线性关系？ 5、请问可以采取什么措施提高套管的电晕起始电压和滑闪放电电压，并举例说明具体措施。6、请问防止污闪的具体措施有哪些？ 7、请问汤逊理论的实质是什么，汤逊理论与流注理论在解释气体放电方面有什么区别？ 8、在均匀和稍不均匀电场中，沿面闪络电压要比纯空气气隙的击穿电压低很多，请问为什么？ 9、请根据本题图片说明磁吹阀式避雷器的工作过程，同时说明为什么要在避雷器内安装辅助间隙？ 三、计算题1、 平原地区220kV双避雷线如图所示，绝缘子串的正极性冲击放电电压U50%为1410kV，负极性冲击放电电压U50%为1560kV，杆塔冲击接地电阻为7，避雷线与输电线路的平均高度分别为24.5m和15.4m，耦合系数为0.286，杆塔的等值电感为0.5uH/m，分流系数为0.88，击杆率为1/6，绕击率为0.144%，建弧率为0.8。要求分别计算线路的反击耐雷水平、绕击耐雷水平、反击跳闸率和绕击跳闸率。2、 设某500kV变电站有3条220kV出线，各条线路均装设自动重合闸装置。其中一条线路断路器在发生永久性故障跳闸后0.6s重合闸失败，经过1.5s后永久切除该条线路。求此操作过程中变电所母线上所承受的最大瞬时过电压值是多少？3、已知入射电压波10kV由架空线（Z1=500欧姆）进入电缆（Z2=50欧姆），要求计算折射波电压、电流和反射波电压、电流。4、某原油罐直径为10m，高出地面15m，若采用单支避雷针保护，且要求避雷针距罐壁至少5m，试求该避雷针的高度至少是多少？参考答案：一、填空题1、当气体成分和电极材料一定时，气体气隙击穿电压是气压和极间距离乘积的函数2、曲率半径较小 不接地的3、积污 受潮 干区形成 局部电弧的出现和发展4、由电导引起的损耗 由某些有损极化引起的损耗5、电晕放电 辉光放电 滑闪放电 沿面闪络6、损耗角正切值7、电导引起的损耗 极化引起的损耗8、电老化 热老化 机械应力老化 环境老化9、线路充电电荷符号 电路充电电荷符号 电荷运动方向10、确定避雷针（线）与被保护设备之间的间距11、减小侵入波的陡度 降低流过避雷器的冲击电流的幅值12、5kV/us 2kV/us13、0.250.414、改善气体中的电场分布 设法削弱或抑制气体介质中的电离过程15、积污形成 积污受潮 干区形成 电弧的形成与发展16、1min 10min二、问答题1、答：主要有两种方法（1）改善电场分布：改进电极形状以改善电场分布；利用空间电荷改善电场分布；极不均匀电场中采用屏蔽改善电场分布。 （2）削弱或者抑制电离过程：利用高气压；采用强电负性气体；采用高真空。 2、答：提高油的品质的方法有：（1）过滤：在油中先加入白土、硅胶等吸附剂后用滤油机滤纸阻隔油中纤维等固体杂物，吸收部分水分等液体杂质；（2）防潮：绝缘及夹件、绕组等浸油前必须烘干，必要时采用真空干燥法去除水分，在油箱呼吸器的空气入口处放干燥剂，以防潮气进入； （3）怯气：对较高电压等级的设备常采用真空注油法，除去水分和气体。 3、答：（1）三次冲击法指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，在试验过程中，不得出现击穿或者闪络事故，则证明绝缘是合格的； （2）15次冲击法，即对被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次冲击的实验中，如果击穿和闪络的次数不超过1次，即可认为该试验品合格。 4、答：在极间距离不大，电场也比较均匀或长度虽大，但击穿电压仍随极间距离增加呈线性增大的情况，可以认为气隙击穿电压与大气条件的变化是一种简单的线性关系。 5、答：（1）减小比电容C0，可采用加大法兰处套管的外径和壁厚，也可采用介电常数较小的介质，如瓷油组合绝缘代替纯瓷绝缘介质。 （2）减小绝缘表面电阻，可通过减小介质表面电阻率实现，如在套管靠近接地法兰处涂抹半导体釉、在电机绝缘的出槽口处涂半导体漆。 6、答：防止污闪的措施有：（1）增大爬电比距（泄漏比距），对耐张绝缘子串来说，可通过增加串中片数达到目的，对于悬垂串来说，在增加片数有困难时可换用每片爬距较大的耐污型绝缘子或改用V形串固定导线。（2）清扫表面积污，应在容易发生污闪的季节定期清扫，采用带电水冲洗法，清洁时不能因水冲洗而引起相间闪络发生。 （3）用防污闪涂料处理表面，近年来采用的室温硫化硅橡胶涂料，憎水性强，使用寿命长。（4）采用半导体秞和硅橡胶的绝缘子。 7、答：汤逊理论的实质是，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表面逸出电子，逸出电子是维持气体放电的必要条件。 汤逊理论与流注理论的区别是，二次电子的来源不同，流注理论认为二次电子来源于空间光电离。 8、答：主要原因是原来的均匀电场发生了畸变，主要有以下因素导致（1）固体介质表面与空气接触，吸收潮气，形成水膜，带点离子在水膜内部移动，从而使沿面电压分布不均匀。 （2）固体介质与电极之间接触不良，存在小气隙，气隙内部首先放电，所产生的带电离子沿固体介质表面移动，从而使沿面电压分布发生变化。 （3）固体介质表面电阻不均匀和表面的粗糙不平也会使沿面电场畸变。 9、答：当母线出现过电压时，主放电气隙1和辅助放电气隙2同时击穿，同时非线性阀片流过很大的电流，因为阀片是非线性电阻，当流过很大电流时，电阻值很小，因此母线残压较低，当冲击电流消失，在放电气隙中产生工频续流，由于电压较低，辅助间隙重新恢复绝缘状态，在线圈3中流过电流，同时产生磁场施加在主放电间隙上面，放电间隙中的电弧受到电场力的作用被拉长，最终熄灭，从而整个放电过程完成。 安装辅助间隙与线圈相并联，目的是降低线圈两端的电压，如果不增加辅助放电间隙时，在线圈上会产生很高的过电压，从而增大残压，对母线造成影响。 三、计算题1、解：（1）计算反击耐雷水平杆塔高度为ht=3.5+2.2+23.4=29.1m 杆塔电感Lt=0.529.1=14.5uH 由我国雷电流概率曲线查得P1=8.4% （2）计算绕机耐雷水平 由我国雷电流概率曲线查得P2=71.7% （3）线路的反击雷击跳闸率为 n=2.8hggP1 =2.824.5(1/6)8.4%0.8 =0.768次/（100km40雷暴日） n=2.8hgPaP2 =2.824.50.144%71.7%0.8 =0.567次/（100km40雷暴日） 2、解：由于在重合闸操作过程中过电压出现最高，为最大额定瞬时电压的3倍。 所以故障线缆上的最大瞬时电压为： 由于有3条220kV出线，对于电压行波而言变压器相当于开路。设母线电压为UA，线路波阻抗为Z，则由比德逊法则可知母线上过电压等值电路为 则 故此操作过程中变电所母线上所承受的最大瞬时过电压值为359.26kV。 3、解：折射系数为： 反