高电压技术题目及解答-更正版.doc

高电压技术题目及解答(仅供参考)第一部分 电介质(1-3章)1. 气体击穿的三个必备条件和达到自持放电后的放电形成08年简答3(1)+10年简答2(1)三个必备条件(P18)：(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注和主放电的有效电子。 (3)需要一定的时间让放电得以逐步发展直至击穿自持放电形成(P10)：在电压(电场强度)足够大的情况下，即使去除外界电离因子的作用，放电也不会停止，即放电仅仅依靠已经产生出来的电子和正离子就能维持下去，这就形成了自持放电。2. 用气体放电的汤逊放电理论和气体放电的流注理论，从自持放电条件、物理意义、适用场合等若干因素分析气体放电过程 10年简答1 (P11-13)自持放电条件(P10)：物理意义(P10)：一个电子从阴极到阳极途中因电子崩而造成的正离子数为，这批正离子在阴极上造成的二次自由电子数应为，如果它等于1，就意味着那个初始电子有了一个后继电子，从而使放电得以自持。适用场合：汤逊理论适用于在低气压、pd较小(pd26.66kPacm)的条件下；气体放电的流注理论适用于在高气压(101.3kPa)、长气隙(pd26.66kPacm)的情况下。3. 气体放电的汤逊放电理论分析大型发电机定子绕组在绝缘气体气体放电过程 08年简答6(1) (P11) 定子绕组的绝缘气体中存在自由电子。受外界电离因素的作用，这些自由电子在电场中被加速，并在运动过程中不断与气体原子或分子发生碰撞；当电子获得电场提供的足够动能时，就会使气体原子产生碰撞电离，形成新的自由电子和正离子。这些新产生的电子和原有电子又从电场中获得能量，并继续碰撞其它气体原子，又可能激发出新的自由电子，形成了电子崩。在外界电压(场强)足够大时，放电仅仅依靠已经产生的电子和正离子就能维持下去，形成气体自持放电，绝缘气体的放电过程得以维持，最终可能会击穿发电机组的定子绕组绝缘。4. 气体放电流注理论分析高压输电线路之间气体放电过程 08年简答6(2) (P13) 高电压输电线路之间的电介质主要是空气。 a)在初始阶段，气体放电以碰撞电离和电子崩的形式出现 b)当电子崩发展到一定程度后，某一初始电子崩的头部积聚到足够数量的空间电荷，就会引起新的强烈电离和二次电子崩，促使局部电场大大增强 c)气体放电转入新的流注阶段，高压输电线之间出现流注，由于流注的电离强度很大、传播速度很快，放电可独立继续发展5. 提高气体介质气体强度的具体方法 08年简答3(2)+10年简答2(2) (P39)(1)改进电极形状以改善电场分布 (2)利用空间电荷改善电场分布 (3)采用屏障 (4)采用高电压 (5)采用高强度气体 (6)采用高真空6. 用串联等值电路推出介质损耗角 08年简答5+10年简答3 (P55) 有损电介质可用Cs与r串联等值电路模型表示由向量图可得7. 试分析大型发电机定子主绝缘老化机理 08年简答1 (P72)现在大型发电机定子主绝缘基本采用合成树脂云母复合绝缘系统（即黄绝缘）。促使其老化的因素主要有(1)热老化。高温作用下，电介质在短时间内会发生明显劣化。(2)电老化。外加高电压或强电场作用下发生老化。(3)其他影响因素，如机械应力和环境因素等。长期运行的电机，在这些因素的联合作用下将造成绝缘老化，并导致最终绝缘击穿。8. SF6气体绝缘组合电器(GIS)为何具有特别高的气体强度10年简答2(3)SF6气体具有很强的电负性，容易俘获自由电子而形成负离子(电子附着过程)，电子变成负离子后，其引起碰撞电离能力变弱，因而削弱了放电发展过程。该GIS用的气体是SF6，比空气更强的绝缘性能，灭弧能力是空气的100倍以上。将该气体充装至电气设备里，可以减小了电气设备的体积，提高了绝缘性能。第二部分 绝缘试验(4-5章)1. 电气设备常规绝缘预防性试验有哪些试验内容。高电压试验有哪些试验项目。10年简答4绝缘预防性试验：(1)绝缘老化 (2)绝缘电阻、吸收比、吸收电流的测量 (3)介质损耗角正切的测量 (4)局部放电的测量 (5)电压分布测量高电压试验：(1)工频高电压试验 (2)直流高电压试验 (3)冲击高电压试验第三部分 波理论(6章)计算题 参考课本例6-1、6-2 (附10年计算题 解答By Dogegg)第四部分 过电压(7-9章)1. 电力系统中实际采用的防雷保护装置有哪些。 10年简答5(1)主要装置有避雷针、避雷线、保护间隙、各种避雷器、防雷接地、电抗线圈、电容器组、消弧线圈、自动重合闸等。2. 给出金属氧化物避雷器的工作原理。P169 10年简答5(2)ZnO阀片具有比SiC阀片更优良的非线性电阻特性。在正常运行电压下，它的电阻很大，通过的电流很小，仅为1mA左右，这样小的电流不会烧坏阀片，因此可以不用串联间隙来隔离工频运行电压；当电压升高时，它的电阻变得很小，可以通过大电流，残压也很低，使设备得到保护。而过电压消失之后，它又恢复原状。3. 高压输电线路、大型变压器、发电机组可采用哪些防雷措施 08年简答2高压输电线路 (P179)(1)避雷线(架空地线) (2)降低杆塔接地电阻 (3)加强线路绝缘 (4)耦合地线 (5)消弧线圈 (6)管式避雷器 (7)线路阀式避雷器 (8)不平衡绝缘 (9)自动重合闸大型变压器 (P193)(1)变电所进线段装设避雷器 (2)三绕组变压器在任一相低压绕组出线端加装该电压等级的阀式避雷器 (3)自耦变压器应在中压断路器的内侧装设一组阀式避雷器 (4)中性点为降级绝缘时，必须选用与其绝缘等级相当的避雷器加以保护发电机组(P195)非直配电机:一般不必对发电机采取专门保护。处于多雷区的经升变送电的大型机组，宜设ZnO或磁吹避雷器保护，也可再装上并联电容C和中性点避雷器。直配电机:60MW以上发电机不能用本方式运行。(1)经变比1:1的防雷变压器再接到架空线上(2)全线采用地下电缆送电4. 内部过电压怎么产生。有哪些危害。对操作过电压的防护措施 P19908年简答7产生:根源在于电力系统内部，通常都是因系统内部电磁能量的积聚和转换而引起的。危害:内部过电压数值较高时，可能引起绝缘弱点的闪络，还可能引起电气设备绝缘损坏，甚至烧毁。防护措施:现代氧化锌避雷器由于具有无间隙、动作电压低、非线性指数较小、残压低、通流容量大、保护距离长等优点，是目前最理想的限制操作过电压的保护装置。5. 采用等值电路稳态计算的方法，分析空载线路合闸过电压的发展过程。给出合闸过电压的限制、降低措施。 10年简答6(1)发展过程：具体请用P203参数等值解释措施：(1)装设并联合闸电阻 (2)同电位合闸 (3)利用避雷器来保护6. 用行波理论分析切断空载线路过电压的发展过程，与切除空载变压器的过电压过程进行比较，并给出降压过程。10年简答6(2)发展过程：(以下仅供参考，具体请参考课本P200)由于线路上电流超前电压90，在电流过零点熄灭时，线路上仍有电压U。假设第一次熄弧时，线路上u=-U；当t=T/2，电源电压变成+U时，触头间发生电弧重燃，线路又被连接起来，其对地电压重新变为+U，触头间的压差达2U，传到线路开路末端时，发生全反射造成+3U的对地电压，而电流反射回首段时过零点，电弧再次熄灭；同理线路上的过电压不断增大为-5U7U-9U比较：变压器呈感性，在切除空载变压器时，流过电感的电流在到达自然零值之前会被强行切断(即截流现象)，从而出现因电感中的磁场能量转换为电场能量而导致电压升