高电压复习题2.doc

高 电 压 技 术 复 习 题 二一、 请选出下面各题中的正确答案1. a、自持放电是指间隙依靠外界电离因素维持的放电过程。 b、自持放电是指间隙依靠自身的电离过程，便可维持间隙放电过程，去掉外界电离因素，间隙放电仍能持续。 c、自持放电时，间隙无需外加电压。自持放电：间隙电离过程仅靠外加电压已能维持，不需要外电离因素2. a、在外加电场作用下，气体中的正离子因其质量和体积都较大，极易产生碰撞电离。b、气体中，电子碰撞电离的强弱程度与外加电场大小无关。c、在外加电场作用下，自由电子容易被加速积累足够的动能，从而产生电子碰撞电离。1、电体碰撞电离（e为质点电荷量、E为场程、为碰撞前行程）2、碰撞电离是气体放电过程中产生带电质点最重要的方式3、离子碰撞电离概率电子碰撞电离概率因为：电子体积小，自由行程大；电子质量远小于原子或分子3、 a、汤逊理论认为，间隙放电过程中主要的电离因素为电子碰撞和光电离。b、汤逊理论认为，间隙击穿电压与阴极材料无关。c、汤逊理论认为，间隙放电过程中，主要电离因素为电子碰撞和阴极表面电离，击穿电压与阴极材料有关。汤逊理论（低电气、pd较小）1、 二次电子的来源是正离子碰撞阴极，使阴极表面发生电子逸出2、 汤逊放电与电极材料及其表面状态有关4、 a、气体分子从外界获得能量，必定发生电离。b、气体分子从外界获得的能量，大于或等于其电离能时，便可发生电离。 c、气体分子发生电离与否，和其获得能量大小无关。 5、 均匀电场下，击穿过程中是否出现电晕现象：a、 出现 b、不一定出现 c、不出现稍不均匀电场击穿：间隙击穿前看不到放电现象极不均匀电场击穿：高场强区出现蓝色光晕电晕放电电晕放电：在极不均匀电场中，当电压升高到一定程度后，在间隙完全击穿之前，出现在小曲率电极附近。电晕层限于高场强电极附近的薄层内。电晕放电是极不均匀电场所特有的一种自持放电形式，包括电子崩、流注解决电晕放电分裂到西安电晕的危害：引起功率损耗；形成高频电磁波对广播和信号产生干扰6、 棒-板气体间隙，保持极间距不变，改变电极上所施加的直流电压极性，棒为正极时，击穿电压为u棒+，棒为负极时，击穿电压为u棒-，则：a、u棒+ u棒- b、u棒+u棒- c、u棒+u棒- 棒-板间隙中，棒为正极性时，电晕起始电压比负极性时略高负极性下，通道的发展要困难得多，负极性的击穿电压较正极性的略高7、 a、u50%表示绝缘在某一冲击电压作用下，放电的概率为50%（很接近伏秒特性的最下边缘）它反映绝缘耐受冲击电压的能力。u50%表示绝缘可能耐受的最大冲击电压。u50%表示绝缘冲击放电电压的最大值。：50%击穿电压多次施加电压时有50%概率会导致间隙击穿或不击穿8SF6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强电负性9 选择合理的绝缘配合1、对某电压波形，用电压峰值和延续时间两者共同表示，就是该气隙在该电压波形下的伏秒特性2、如果一个电压同时作用在两个并联的气隙 上，若其中一个先被击穿，则电压被短接，另一个气隙就不会被击穿。10 海拔高度增加，空气间隙的击穿电压上升 下降 不变气隙的击穿电压随着大气密度或大气中的湿度的增加而升高11 固体电介质沿面闪络是：固体电介质被击穿。、固体电介质表面局部气体放电。、沿着固体电介质表面气体介质贯通性放电。12 平行板电极间充有两层电介质（沿电场方向叠放），已知两电介质的相对介电系数12，在外加电压作用下，它们的场强分别为E1和E2则：aE1= E2 b. E1 E2 c. E1 E213. 随着温度上升,电介质的电阻率:a. 上升 b. 下降 c. 不变温度上升电导率上升 场强上升电导上升14. 对某一电介质先后施加相同大小的交流电压和直流电压,测得介质损耗分别为P交和P直,则:aP交=P直 b. P交P直电介质的极化过程经过一定时间才能完成恒稳定电场中，可以完成电介质的极化在交流电场中，由于电场交变速度远远小于极化建立的速度15. 穷长直角波作用于末端开路的单相变压器绕组时,若不考虑绕组内的损耗, 绕组上最大电位出现在a绕组首端 b. 绕组中部 c. 绕组末端二. 请选出下面各题中的所有正确答案1. 提高气体间隙击穿电压的措施有:a加极间障 b. 采用高气压 c. 改变电极材料d采用高真空 e. 采用高强度气体 f. 使电场均匀1、改善电场分布（增大电极的曲率半径），气隙电场分布越均匀，气隙的击穿电压越高2、采用高度真空2. 波阻抗为Z的线路上,既有前行波又有反行波, 线路上任一点:au=uf+ub b. i=if+ib c. z=u/id if= uf /z e. ib = ub/z 3. 输电线路直击雷过电压包括:a 雷击输电线路附近地面感应过电压 （属于感应雷过电压） b 雷击杆塔顶部 过电压 c 雷击杆避雷线档距中央 过电压d 绕击过电压4. 电力系统内部过电压包括:a雷电过电压 b. 操作过电压 c. 暂时过电压1、在电力系统中，由于断路器操作，故障或其他原因，使系统参数发生变化，引起系统内部由磁能量的振荡转化或传递所造成的电压升高2、内部过电压的能量来源于系统本身5. 变电所采用避雷针进行直击雷保护时,装设避雷针的原则是:a 所有的被保护设备应处于避雷针的保护范围之内 b 避雷针应尽可能高c 应防止避雷针对被保护设备发生反击d 应防止避雷针接地装置对被保护设备接地装置发生反击三、计算题1平行板电极间为真空时，电容量为C0=0.1F,现在极间充以相对介电系数.的电介质,施加工频电压u=5KV,介质损耗P=25W,求电介质的tg。2 线路如下图，各出线波阻抗Z=300，电抗器L(L=1000H),若幅值为500kv的无穷长直角波由线路Z1(Z1=300)传入，求：母线上电压;；线路1上的反射电压。LUZZ1ZZZ题2图 3一无穷长直角波经2 KM进线保护段侵入变电所，已知进线保护段导线平均对地高度hd=10米，变电所金属氧化物避雷器的冲击放电电压ucf=370Kv，变压器的冲击放电电压ub=480KV，进线保护段u50%=375KV，假设变电所为一路进线，求： 变电所入口处处入侵波陡度。 若采用单个避雷器对变电所进行保护，则变压器到避雷器的距离应如何选择？注：有关公式：4. 两种电介质串联,它们的介质损失角正切和电容分别为tan1、C1和tan2、C2，求串联介质总的介质损失角正切tan。5.一固体电介质，其电容量C=2000PF；tan=1%；绝缘电阻R=2000M，求：施加工频电压U=100KV（有效值），介质损耗为多少？施加直流电压U=100KV，介质损耗为多少？6.平行板电极间为真空时，电容量为C0=0.1F,现在极间充以相对介电系数.的电介质,施加工频电压u=5KV,介质损耗P=25W,求电介质的tan7.某变电所母线接线图如下，各路出线波阻抗Z=400，现有一幅值U=500kv的无穷长直角波由其中一路出线侵入变电所，求变电所母线上电压幅值。ZUZZZZ题2图8.有一幅值为U的无穷长直角波沿波阻抗为Z1的电缆进入发电机绕组，发电机绕组等值波阻抗为Z2，现在发电机绕组入口处并联一电容器进行过电压保护，求：发电机绕组入口处电压和最大陡度表达式；若U=100KV，Z1=50，绕组每匝长度为3m，绕组匝间绝缘能耐受的电压为600V，波在绕组中的传播速度为60m/s，为使绕组不发生绝缘损坏，计算所需并联电容值。UZ1C题3图9.某变电所220千伏变压器的冲击耐压水平为Uj=945 kV,避雷器的冲击放电电压为Ur=603 kV ,设入侵雷电压波的陡度为=450 kV/s，求避雷器到变压器的最大允许距离（设变电所母线仅有一路出线）。10.某1000kV工频试验变压器，套管顶部为球形电极，球心距离四周墙壁均约5m,球电极直径至少要多大才能保证在标准参考大气条件下，当变压器升压到1000kV额定电压时，球电极不发生电晕放电?11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。五、问答、填空题1 使气体发生电离的因素有哪些？碰撞电离、光电离、热电离、分级电离2 使阴极表面电离的因素有哪些？正离子撞击阴极、光电子发射、强场发射、热电子放射3 何谓非自持放电？何谓自持放电？非自持放电：电子崩依赖于外界电力因素所造成的原始电离才能持续和发展；如果外界因素消失，则这种电子崩也随之逐渐衰减以至消亡。自持放电：电子崩可只靠电场作用自行维持和发展，不必再依赖于外界因素4 简述自持放电条件的物理意义。一个电子在自己进入阳极后可以由及过程在阴极上又产生成一个新的替身，从而无需外电力因素放电即可继续进行下去。表示一个电子在走向阴极路种中与气体质点相撞所产生的自由电子数；表示一个正离子撞击阴极表面时从阴极逸出的自由电子数5 在工程上常采用加大气压或抽真空的方法，以提高气体间隙的击穿电压，根据巴申定律，说明其原因。6. 汤逊放电理论认为导致气体间隙击穿的主要电离因素为电子碰撞和阴极表面电离；而流注放电理论认为气体间隙击穿的主要电离因素为电子的碰撞电离和空间光电离，并且强调了空间电荷对电场畸变的作用。7输电线路绝缘子污秽闪络通常发生在什么电压下，污闪对输电线路带来什么危害？污闪发生在工作电压之下，属于典型的绝缘下降问题。污闪事故的波及面大，往往造成上时间、大面积的停电事故，是对电力系统安全运行的严重威胁。8多层电介质构成的组合绝缘，在直流电压下和工频电压下，各层电介质中的电场强度分别按什么规律分布？在直流电压作用下，各层介质所承受的场强是与其导电率成反比例分配的，在匀强电场中，承受的场强之比为：对工频交流电压来说，其电场分布与介质的电导率和介电常数都有关。对于贡品匀强电场来说，当间隙放入介质后，各层介质中的电场强度之比为：9为什么SF6气体具有较高的电气强度？。1、卤族元素分子具有很强的电负性，易形成负离子，且形成负离子后易与正离子复合2、SF6气体的分子量较大，分子直径较大，使电子在其中的自由程缩短，不易积聚能量，从而减小其装机电离的能力。10输电线路杆塔接地电阻对线路防雷性能有何影响？对一般高度的杆塔，接地电阻的电压降是塔顶电位的主要成分，因此降低电阻可以减小塔顶电位，以提高耐雷水平。11导线冲击电晕对行波有何影响？在过电压作用下导线上出线的电晕将是引起行波衰减和变形的主要原因，电晕消耗能量，消耗能量的大小与电压的瞬时值有关。12输电线路的波阻抗和集中参数的阻抗有何区别？集中参数的阻抗是消耗能量，输电线路的波阻抗一般不消耗能量，当行波幅值一定时，波阻抗决定了单位时间内导线获得的电磁能量的大小。13何谓间隙冲击电压下的伏秒特性？ 对于某一脉冲性质的电压波形，必须用电压峰值和延续时间两者来共同表示，这就是该间隙在冲击电压下的伏秒特性。14简述在实验室条件下，取得工频、直流、雷电冲击高电压的方法。工频高电压通常采用高电压试验变压器或其串级装置来产生，但对电缆、电容器等电容量较大的被试样，可采用串联谐振回路来获得试验用的工频高电压；直流高电压最常用的就是变压器和整流装置的组合，另外还有通过静电方式产生直流高压；雷电冲击高电压一般由冲击电压发生器产生。15侵入变电站的雷电波陡度对变电站设备有何影响？侵入波陡度a为某一值时，变压器与避雷器之间距离有一极限值，超过比值，变压器上受到的冲击电压将超过其冲击耐压，避雷器对变压器无法保护。16变电站进线保护段所起的作用是什么？限制流经避雷器的雷电流使之小于5kA，限制入侵波陡度a，保证变压器和其他设备的安全运行。17电气设备绝缘试验时，测绝缘电阻和测泄漏对判断设备绝缘状况有何区别？测量主绝缘的泄露电流值，其实际意义与测量绝缘电阻式相同的，只是测量泄露电流时，所施加的直流电压较高，有可能发现兆欧表所不能发现的尚未完全贯通的集中性缺陷或其他弱点，所以测试灵敏度比兆欧表更高。18直流电压下电介质仅有漏导电流所引起的损耗；交流电压下电介质既有 漏导损耗，又有极化损耗。19简述提高液体、固体介质击穿电压的各种措施。液体：1）提高并保持油的品质；2）在金属电极上覆盖固体绝缘薄膜层 3）在金属电极上加固体绝缘层；4）在电极间使用极间障固体：1、改善绝缘设计1）采用合理的绝缘结构使各部分绝缘的耐电强度与其所承担的场强有适当的配合2）改善电极形状和表面光洁度3）改善电极与绝缘体的解除条件4）改进密封结构2、改进制造工艺：尽可能清除固体介质中残留的杂质3、改善运行条件：防潮、防止尘污和有害气体的侵蚀20两种电介质串联，其等值电容分别为、，且，介质损失角正切分别为tan1、tan2，则综合tan （1）等于tan1； （2）等于tan2； （3）接近tan1； （4）接近tan2； （5）等于21发电厂、变电站对直击雷采用何种防护措施，其设计原则是什么？ 直击雷防护的手段主要是装设避雷针或避雷线，使被保护电气设备处于避雷针或避雷线的保护范围之内，同时还要求当雷击避雷针或避雷线时，避雷针或避雷线不应对保护设备进行反击。22发电厂、变电站对直击雷的防护中，当满足什么条件时可防止反击？为防止避雷针与被保护设备或构架之间的空气间隙被击穿而造成反击，必须要求大于一定距离：为防止避雷针接地装置和被保护设备接地装置之间的土壤中的间隙被击穿，要求大于一定距离：一般情况下，不应小于5m，不应小于3m23发电厂、变电站母线上装设避雷器的作用是什么？防止沿输电线路侵入变压所的感应过电压，操作过电压24当用避雷器保护变压器时，避雷器动作时，避雷器、变压器上电压各为多少？为什么作用于变压器上的电压将高于避雷器的残压？避雷器残压为，变压器所受冲击电压最大值，是设备与避雷器之间的电气距离。如果一个电压同时作用在两个并联气隙 上，若其中一个先被击穿，则电压被短接，另一个气隙就不会被击穿。25何谓变电站的进线保护?进线段有何作用和要求？在临近变电所12km的一段线路上加强防护架设避雷