高电压技术复习题及答案

高电压技术复习题及答案 一 选择题 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 先导通道的形成是以 C 的出现为特征 A 碰撞游离 B 表面游离 C 热游离 D 光游离 3 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 4 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 C A 碰撞游离 B 光游离 C 热游离 D 表面游离 5 以下哪个不是发生污闪最危险的气象条件 D A 大雾 B 毛毛雨 C 凝露 D 大雨 6 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 7 冲击系数是 B 放电电压与静态放电电压之比 A 25 B 50 C 75 D 100 8 在高气压下 气隙的击穿电压和电极表面 A 有很大关系 A 粗糙度 B 面积 C 电场分布 D 形状 9 雷电流具有冲击波形的特点 C A 缓慢上升 平缓下降 B 缓慢上升 快速下降 C 迅速上升 平缓下降 D 迅速上升 快速下降 10 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 11 下面的选项中 非破坏性试验包括 ADEG 破坏性实验包括 BCFH 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 12 用铜球间隙测量高电压 需满足那些条件才能保证国家标准规 定的测量不确定度 ABCD 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 13 交流峰值电压表的类型有 ABC 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 14 关于以下对测量不确定度的要求 说法正确的是 A A 对交流电压的测量 有效值的总不确定度应在 3 范围内 B 对 直流电压的测量 一般要求测量系统测量试验电压算术平均值的测 量总不确定度应不超过 4 C 测量直流电压的纹波幅值时 要求 其总不确定度不超过 8 的纹波幅值 D 测量直流电压的纹波幅值 时要求其总不确定度不超过 2 的直流电压平均值 15 构成冲击电压发生器基本回路的元件有冲击电容 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 B A C1 C2 R1 R2 B C1 C2 R1 R2 C C1 C2 R1 R2 D C1 C2 R2 18 电容分压器的低压臂的合理结构是 ACD A 低压臂电容的内电感必须很小 B 应该用同轴插头 插入低压臂的 屏蔽箱 C 电缆输入端应尽可能靠近电容 C2 的两极 D abc 环路线 应该比较长 20 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 B 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 21 下列表述中 对波阻抗描述不正确的是 C 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 22 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 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 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 B 1 10 C 10 100 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 接地装置 28 空载线路合闸的时候 可能产生的最大过电压为 C A 1 5 B 2 C 3 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 A 4 0 倍 B 3 5 倍 C 3 0 倍 D 2 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 工频电压升高 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 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 发生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 取值范围为 1 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为 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它的 范围为 15 40 17 输电线路防雷性能的优劣 工程上主要用耐雷水平和雷击跳闸 率两个指标来衡量 18 GIS 的绝缘水平主要取决于雷电冲击水平 19 降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平防止反击的有效措施 20 避雷针加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 15 m 21 我国 35 220kV 电网的电气设备绝缘水平是以避雷器 5 kA 下的残压作为绝缘配合的设计依据 22 在中性点非直接接地系统中 主要的操作过电压是弧光接地过 电压 23 对于 220kV 及以下系统 通常设备的绝缘结构设计允许承受可 能出现的 3 4 倍的操作过电压 25 要想避免切除空载线路过电压 最根本的措施就是要改进断路 器的灭弧性能 26 目前切空变过电压的主要限制措施是采用采用阀型避雷器 27 工频耐受电压的确定 通常是通过比较雷击冲击耐受电压和操 作冲击耐受电压的等值工频耐受电压来完成的 28 在污秽地区或操作过电压被限制到较低数值的情况下 线路绝 缘水平主要由最大工作电压来决定 三 名词解析 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 需要依靠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 间隙放电仅依靠电场作用即可继续进行 的放电 称为自持放电 四 简答题 1 试分析波阻抗的物理意义极其与电阻的不同 答 波阻抗 Z 是电压波与电流波之间的一个比例常数 即 Z u I 和电阻一样 与电源频率或波形无关 呈阻性 不同 1 波阻抗只是一个比例常数 完全没有长度的古 概念 线路长度的 大小并不影响波阻抗 Z 的数值 而一条长线的电阻是与线路长度成 正比的 2 波阻抗从电源吸收的功率和能量是以电磁能的形式储存在导线周 围的媒质中 并未消耗掉 而电阻从电源吸收的功率和能量均转化 为热能而散失掉了 2 在何种情况下应使用串联电感降低入侵波的陡度 在何种情况下 应使用并联电容 试举例说明 答 电压入射波不是无限长直角波 而是波长很短的矩形波 应使 用串联电感 不但能拉平波前和波尾 而且还能在一定程度上降低 其峰值 如冲击截波 在无限长直角波的情况下应使用并联电容 此时电容充满电后相当于开路 如电容式电压互感器 3 试述冲击电晕对防雷保护的有利和不利方面 答 有利 1 偶合系数增大 2 引起的衰减 导线波阻抗减小 3 波速减小 5 试述雷电流幅值的定义 答 雷电流幅值是表示强度的指标 也是产生雷电过电压的根源 是最重要的雷电参数 6 试分析管型避雷器与保护间歇的异同点 答 相同点 二者采用的火花间隙亦属极不均匀电场 其伏秒特性 很陡 难以与被保护绝缘的伏秒特性取得良好的配合 会产生大幅 值截波 对变压器类设备的绝缘很不利 不同点 保护间隙没有专门的灭弧装置 因而其灭弧能力很有限的 而管型避雷器虽然有较强能力的保护间隙 但所能灭弧的续有一定 的上下限 7 某电厂的原油罐 直径 10m 高出地面 10m 用独立避雷针保护 针距罐壁至少 5m 试设计避雷针的高度 解 hx h 2 即有 P 1 由 rx h hx P 解得 h 15 若 hx h 2 解的 h 与假设不一致 即 h 15m 8 试从物理概念上解释避雷针对降低导线上感应过电压的作用 答 避雷针理解为 导闪针 或 引雷针 它是通过使雷击向自身来发 挥其保护作用 由于避雷针一般高于被保护对象 它们的切面先导 往往开始得最早 发展得最快 从而最先影响下行先导的发展方向 使之击向避雷针 并顺利进入地下 从而使处于它们周围的较低物 体受到屏蔽保护 免遭雷击 9 试分析雷击杆塔的影响耐雷水平的各种因素的作用 工厂中常采 用哪些措施来提高耐雷水平 答 作用 1 线路绝缘 提高线路绝缘即提高绝缘子串的 50 冲击闪络电压 2 杆塔接地电阻 Ri 降低杆塔接地电阻 Ri 提高线路耐雷水平和减 少反击概率的主要措施 3 偶合地线 具有一定的分流作用和增大导地线之间的偶合系数 因而提高线路的耐雷水平和降低雷击跳闸率 措施 1 提高线路绝缘 2 降低杆塔接地电阻 3 增大偶合系数 10 雷电放电可分为哪几个主要阶段 答 1 先导放电阶段 2 主放电阶段 3 箭状连续多次放电 11 为什么绕击时的耐雷水平远低于雷击杆塔的耐雷水平 答 因为绕击时雷闪过避雷线而直接击中了导线产生的影响较大 而在 雷击杆塔时 由于杆塔一般不高 其接地电阻较小 12 雷电的破坏性是由哪几种效应造成的 各种效应与雷电的哪些参数 相关 答 雷电的破坏性是由电磁效应 机械效应 热效应等多种效应造成 电磁效应与雷电流幅值 雷电流的计算波形 机械效应与雷电流的 计算波形 雷电流的波前时间 陡度及波长 13 试述电力系统产生短时过电压的原因极其采用的主要限制措施 原因 电力系统内部储存的磁能量发生交换和振荡 措施 1 装置联合闸电阻 2 同电位合闸 3 利用避雷器来保护 14 为什么在超高压电网中很重视工频电压升高 引起工频电压升高的 主要原因 有哪些 答 1 工频电压升高大都在空载或超载条件下发生 它们有可以 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 3 由于工频电压升高是不衰减或衰减现象持续的时间很长 对设备绝缘及其运行条件也有很