高电压第一章知识点

1.高电压技术研究的对象主要是电气装置的绝缘、绝缘的测试和___电力系统的过电压等。电介质极化的基本形式主要有电子位移极化、离子位移极化、___转向极化___和空间电荷极化3._相对介电常数___是表征电介质在电场作用下极化程度的物理量。4.衡量电介质损耗的大小用(d)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5.以下哪种因素与tan5无关c(A)温度(B)外加电压(C)湿度(D)电压的频率6.SF6气体具有较高绝缘强度的主要原因之-「是d(A)无色无味性(B)不燃性(C)无腐蚀性(D)电负性(判断题)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。(V)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。作用是将点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。某些电容量较大的设备经直流高电压试验后，其接地放电时间要求长达5〜lOmin,为什么？由于介质夹层极化，通常电气设备含多层介质，直流充电时由于空间电荷极化作用，电荷在介质夹层界面上堆积，初始状态时电容电荷与最终状态时不一致；接地放电时由于设备电容较大且设备的绝缘电阻也较大则放电时间常数较大，放电速度较慢故放电时间要长达5到10分钟。因设备的电容较大时，这些设备往往存在空间电荷极化现象，去掉外加电压之后，介质内部电荷释放通过电导完成，时间系数t很大，过程十分缓慢。为何要采用高电压传输电能？降低损耗输电线不可避免会存在电阻R,当输电线路上有电流通过时，贝0产生大小为W=『RT的热量损耗，I增加，则热损以平方倍率增加，反之，I减小，则热损减少更多。因为输电线路上的交流电变压器可理想化认为电功率P不变，仅是升高或降低交流电压，所以可认为某路输电线路的总功率是不变的，P固定。又由于P=UI,当P—定时，U增大则1对应减小，贝0热损小。升高电压U值，电流I减小，在电线上损耗的热量就小，所以说，输电电压越高越好。第二章作业按照气体分子得到能量形式的不同，气体分子可分为撞击电离、光电离和__热电离___三种电离形式。2.气体放电现象包括击穿和___闪络两种现象。3.流注理论未考虑(B)的现象。(A)撞击电离(B)表面电离(C)光电离(D)电荷畸变电场先导通道的形成是以(C)的出现为特征。(A)撞击电离(B)表面电离(C)热电离(D)光电离5.电晕放电是极不均匀电场所特有的一种(A)(A)自持放电形式(B)碰撞电离形式(C)光电离形式(D)热电离形式6.用来解释高气压长气隙的气体放电现象的理论是(A)(A)流注理论(B)帕邢理论(C)汤森德理论(D)安培定理7.不产生电离作用的形式是(D)(A)碰撞(B)加热(C)光照(D)附着8.流注理论认为，二次电子的主要来源是空间的(D)(A)热电离(B)化学电离(C)热化学电离(D)光电离电场不均匀系数f(B)时，属于极不均匀电场。<2(B)>4(C)>6(D)<4(名词解释)非自持放电：气体放电需要靠外电离来维持，必须有外界的作用，自身系统不能自动完成。自持放电：不需要靠外界电力因数的作用，由放电过程本身就可以不断地供给引起后继电子崩的二次电子。电离：中性原子从外界获得能量，使原子的一个或多个电子完全脱离原子核的束缚，而成为自由电子和正离子的过程第三章作业1.(1-6为判断题)标准雷电冲击电压波的波形是1.1.固体介质的击穿有电击穿、热击穿和电化学击穿(B)(A)1/lOps(B)1.2/50ps(C)lOO/lOOOps(D)250/2500ps2.能有效提高支持绝缘子沿面闪络电压的措施是(B)(A)减小介质介电常数(B)改进电极形状(C)增加瓷套管表面电阻(D)加大瓷套管半径3.空气间隙的击穿电压随空气密度的增加而(A)(A)升高(B)降低(C)不变(D)不确定4.雷电流具有冲击波形的特点八、、(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)棒-棒间隙(D)棒-板间隙，棒为正极保护设备S1的伏秒特性V1-t与被保护设备S2的伏秒特性V2-t合理的配合是(B)(A)V1(A)V1-t始终高于V2-tv1-t先高于v2-t,后低于v2-t(B)V1-t始终低于V2-tV1-t先低于V2-t，后高于V2-t(判断题)伏秒特性主要用于比较不同设备绝缘的冲击击穿特性。(V)8.(填空题)冲击电压一般指雷电冲击电压和—操作冲击电压。(填空题)对支持绝缘子，加均压环能提高闪络电压的原因是改善电场分布。(名词解释)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(名词解释)气体击穿：气体由绝缘状态变为导电状态的现象称为击穿。：(简答题)保护设备与被保护设备的伏秒特性应如何配合?为什么?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。第四章作业2.2.变压器内部固体绝缘的老化形式有：电老化和热老化在固体介质的三种击穿形式中，击穿电压最低的是电化学击穿___。TOC\o"1-5"\h\z固体绝缘与气体绝缘相比，不同点表现在：固体绝缘击穿场强高和___不可恢复性。下列哪种电介质存在杂质“小桥”现象(B)(A)气体(B)液体(C)固体(D)无法确定对于液体介质来说，击穿电压随加压时间的增加(C)(A)升高(B)不变(C)降低(D)不确定当交流电压的频率提高时，其热击穿的可能性要比工频(D)(A)小一些(B)一样多(C)不确定(D)大很多提高液体介质击穿电压的措施有哪些?(1)减少杂质，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。常规的防污闪措施有哪几种？(1)通过增大泄露距离和增加绝缘数来增加爬距。(2)加强清扫(3)采用新型的合成绝缘子。(4)采用硅油、地蜡等憎水性涂料在绝缘子表面。什么是电气设备绝缘的老化？引起老化的主要原因有哪些？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(固体介质软化或溶解等)和化学变化(氧化、电解、电离等)，这种现象称为绝缘老化。引起绝缘老化的原因可归结为电的作用、热的作用、化学作用、机械力作用、湿度的影响等。第5、6章作业tan5测量过程中可能受到两种干扰，一种是电场干扰，另一种是—磁场干扰—。测量试品的绝缘电阻时，规定以加电压后___60___秒测得的数值为该试品的绝缘电阻值。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。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。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)不易确定若想用西林电桥直读介损，则固定电阻R4为(C)(A)1184Q(B)2184Q(C)3184Q(D)4184Q(D(D)(A)局部缺陷(B)绝缘老化(C)局部受潮(D)贯穿性导电通道工频耐压试验时，工频变压器的负载大都为(A)(A)电容性(B)电感性(C)纯电阻性(D)有寄生电感的电阻性测量试品的绝缘电阻时，规定以加电压后1秒测得的数值为该试品的绝缘电阻值。(x)一般而言，吸收比越大，被试品的绝缘性越好。(7)国家标准规定高电压测量误差须在±5%以内。(7)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?因为在绝缘表面受潮时，绝缘表面的泄露电流将增大，若此泄露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，表现泄露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露电流，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。什么叫吸收比？绝缘干燥时和受潮后的吸收现象有何特点？吸收比是指绝缘电阻测量中，被试品加压60秒时的绝缘电阻值与加压15秒时的绝缘电阻值之比。绝缘良好时存在明显的吸收现象，绝缘电阻达到稳态值所需的时间较长，反之，如绝缘受潮，则不仅最后稳定的绝缘电阻值很低，而且还会很快达到稳定值。测量介损(tan5值)能发现哪些缺陷？介质损耗角是绝缘预防性试验的主要项目之一。它在发现绝缘整体受潮、劣化等缺陷方面比较灵敏有效，尤其是对小型电气设备。因此介损值的测量在绝缘试验中占有重要地位。第7-10章作业两条线路不同的波阻抗Z］和Z2相连于A点，当入射波经Z］到达节点A时，A点的电压波折2Z射系数《=Z射系数《=12避雷针高度大于__30m时，应考虑其高度带来的影响。由于接地的杆塔及避雷线电位升高所引起的线路闪络称为___反击4.用于防止雷电直击于导线的防雷装置是___避雷线两个不同的波阻抗Z1和Z2相连于A点，当入射波经Z1到达节点A时，A点的电压波反射系Z-Z—21Z+Z12变电站大型地网构成网孔的目的主要是均压7.电磁波沿架空线路的传播速度为___3x108m/s在电力系统中，用于支撑和悬挂高压导电的固体绝缘材料叫绝缘子(D)输电线路的雷击跳闸率与线路绝缘的建弧率(D)(A)呈余弦关系(B)呈非线性关系(C)成反比(D)成正比TOC\o"1-5"\h\z一般情况下避雷针和配电构架间的气隙不应小于(C)(A)3m(B)4m(C)5m(D)6m根据我国有关标准，220kV线路的绕击耐雷水平是(A)(A)12kA(B)16kA(C)80kA(D)120kA雷电流通过避雷器阀片电阻时，产生的压降称为(C)(A)额定电压(B)冲击放电电压(C)残压(D)灭弧电压波在线路上传播，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14．波在输电线路中传播速度的确定条件是(C)(A)导线的几何尺寸(B)导线悬挂高度(C)导线周围介质(D)导线的导电性15．对线路绝缘子串，承受电压最高的绝缘子是(C)(A)靠铁塔处(B)中间部分(C)靠导线处(D)整串承受电压一样16．避雷线对导线保护程度的表示方式是(C)(A)保护范围(B)畸变电场(C)保护角(D)保护宽度构成冲击电压发生器基本回路的元件有冲击性主电容C0，负荷电容Cf,波前电阻Rf和波尾电阻Rt。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)C0>>Cf,Rf>>Rt(B)C0>>Cf,Rf<<Rt(C)C0<<Cf,Rf>>Rt(D)C0<<Cf,Rf<<Rt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简述衡量输电线路防雷性能的指标。输电线路防雷性能用耐雷水平和雷击跳闸率来衡量。耐雷水平即雷击线路、绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值；雷击跳闸率即每100KM线路每年由雷击引起的跳闸次数，雷击跳闸率越低，说明线路防雷性能越好。什么叫进线段保护?如何实现?(1)进线段保护是指在临近变电所1~2KM的一段线路上加强防雷保护措施。当线路全线无避雷线时，此段必须假设避雷线

(2)当线路全线有避雷线时，应使此段线路具有较高的耐雷水平，减小该段线路内由于绕击和反击所形成侵入波的概率。21.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？l=是断线故障。故障点距观测点距离为2Tl=是断线故障。故障点距观测点距离为2Tv=-X3002=600(m)。第11-13章作业发生铁磁谐振的必要条件是谐振回路中(A)皿＜丄(A)皿＜丄(B)皿＞丄00(C)(D)①L0二①C以下属于操作过电压的是(A)工频电压升高(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3.空载长线路末端电压升高引起的原因是3.空载长线路末端电压升高引起的原因是(A)断路器灭弧性能不好(B)电容效应(C)中性点不接地(D)线路电感电流突变4.空载线路计划性合闸时，合闸过电压倍数最大为4.空载线路计划性合闸时，合闸过电压倍数最大为_2.5.绝缘配合就是根据设备在电力系统中可能承受的各种电压,并考虑过电压的限制措施和设备的5.绝缘性能后来确定设备的—绝缘水平.6•试说明电力系统中限制操作过电压的措施。(1)利用断路器并联电阻限制分合闸过电压1)利用并联电阻限制合空线过电压2)利用并联电阻限制切空线过电压(2)利用避雷器限制操作过电压入射波叫为100V,由架空线(Z]=500Q)进入一电缆(Z2=50Q),求折射波u2及反射波uf的数值。

2ZuU—21-2Z2ZuU—21-2Z+Z122x50xlOO500+50二18（V）Z-ZT1uZ+Z11250-500500+50x100=-82（V）8.已知220kV输电线路的杆塔分流系数0=0.88,塔高h=24m,杆塔电感L0=0.5yH/m，接地电阻R=8QO当雷电流IL=100kA击于杆塔塔顶时，求塔顶电位。经铁塔入地电流I=0-1=0.88x100二88kA（1分）字=2-=26=33.8kA/gs（1分）gtLdt2.62.6杆塔电感L=L0-h=0.5x24=12gH（1分）di塔顶电位U=R-1+L—=8x88+12x33.8=1109.6kV（2分）gtgtdt9.某台电力变压器需进行72kV的工频耐压试验，tan5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?解：被试品的电容电流I=mCU=2nfCxU=0・095（A）u0・1（A）则变压器的额定电流应不小于0.1（A）变压器高压侧额定电压为100kV因此变压器的容量应不小于S=100x0・1=1O（kVA）（若变压器的容量仅根据试验电压和试品电容来选择，即-6.8（kVA）「2兀fCU2314x0.0042x722-6.8（kVA）10001000试述限制空载线路合闸过电压的主要措施。（1）采用带并联电阻的断路器，（1分）电路R的串入对回路中的振荡过程起阻尼作用，使过渡过程中过电压降低。（1分）（2）消除和消弱线路残余电压，（1分）采用单相自动重合闸可以完全消除线路残余电压，（1分）线路侧装有电磁式避雷器，可以泄放线路上残余电荷。（1分）（3）同步合闸装置可以使断路器触头间电位差接近于零时合闸，基本消除合闸过电压。（1分）（4）安装熄弧能力强，通流容量大的避雷器作后备保护。（2分）

某电厂原油罐直径为10m，高出地面10m,现采用单根避雷针保护，针距罐壁最少5m,试求该避雷针的高度是多少？设针高h<30m则p=1,物高hx=10m,保护半径rx=10+5=15m若hW2hx（即卩h^20m）由rx=（h-hx）p代入数据得：15=（h-10）x1解得h=25m（与hW20m不符，舍去）若h>hx（即h>20m）,由rx=（1・5h-2hx）p代入数据得：15=（1・5h-2x10）x1解得h=23.34m由此得该避雷针的高度应为23・34m。12.已知某220kV线路采用13xX-7组成的悬式绝缘子串，其正极性U50%=1414kV，试求雷绕击于导线时的线路耐雷水平。根据我国规程中推荐，（1分）雷击导线的耐雷水平为绝缘子串50%闪络电压的百分之一，（2分）即I沁-=14.1kA（2分）某llOkV电气设备如用于平原地区，其外绝缘应通过的工频实验电压有效值为240kV，如用于海拔3000m地区，而实验单位又位于平原地带，问该电气设备的外绝缘应通过多大的工频实验电压值？・试验电压修正经验公式：Ub=U0xKdxKh其中：Kh为湿度修正系数，这里不考虑，可取1；K为空气相对密度修正系数,dK为空气相对密度修正系数,d，指数m—般情况下取1。父p273+6O=—X0p273+60p=101.3kPap=101.3kPa06=20°C0标准参考大气条件）；p:实试时的大气压力，kPa；6:实试时的温度，°C在不考虑温度差异情况下，査国标得海拔3000m的平均气压为70.0kPa（20°C）((V)K=5==0.69d101.3U=一Ub=兰0=348kVTOC\o"1-5"\h\z0KxK0.69dh14.在220kV极终端变电所中，变压器的冲击耐压水平Uw(=900kV，阀式避雷器的冲击放电电压U.=600kV。高侵入波陡度a=300kV/“s试确定避雷器到变压器的最大允许电气距离l。ismax避雷器至变压器的最大允许电气距离lmax为maxU-Ul=W(i)jsmaxa2—v其中：UW⑵=900kV,Us=600kV,a=300kV/AS,v=300m/ys。将数据代入，则可得U-U900-600l=呻逗==150(m)。TOC\o"1-5"\h\zmaxa3002—2x\o"CurrentDocument"v300第14章作业电力系统的接地按其功用可分为工作接地、保护接地和防雷接地。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。传输线路的波阻抗与_线路单位长度的电感和电容__有关,与线路长度无关。通常用等值附盐密度来表征绝缘子表面的污秽度。运行经验表明,凡能承受持续时间__1分钟__工频耐压试验的电气设备,一般都能保证安全运行。Z］、Z2两不同波阻抗的长线相连于A点，行波在A点将发生折射和反射，反射系数0的取值范围为_-lS広1_。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__15__m。发生铁磁谐振的瞬间，电路的相位将发生__反倾__。(判断题)帕邢定律说明提高气体压力可以提高气隙的击穿电压。输电线路上的感应雷过电压极性与雷电流极性相同。（v）避雷器不仅能防护直击雷过电压，也能防护感应雷过电压。（v）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。（v）输电线路波阻抗的大小与线路的长度成正比。（X）电压波沿电缆线路的传播速度为光速的（A）A.0.5倍B.1倍C.2倍D.3倍输电线路防雷一般采取什么措施？采取的措施有：1）加强高压输电线路的绝缘水平。2）降低杆塔的接地电阻。3）在雷电活动强烈的地区和经常发生雷击故障的杆塔和地段，可以增设耦合地线。4）适当运用高压输电线路避雷器。消除铁磁谐振过电压的措施有哪些？消除铁磁谐振应采取的措施主要有三方面：1）改变电容、电感，使其不具备谐振条件，不易激发引起谐振；2）消耗谐振能量、增大系统阻尼，抑制或消除谐振的发生；3）在电力系统设计方面采取不同的接地方式或运行时采取临时倒闸措施。具体为：1）选用励磁特性较好的电压互感器；2）减少同一网络中并联电压互感器台数；3）电压互感器高压侧中性点串接单相电压互感器；4）在电压互感器高压侧中性点串接电阻；5）在电磁式电压互感器的开口三角形绕组中加装阻尼绕组；6）在母线上加装对地电容，使达到XC/Xt<0.Q17）系统中性点经消弧线圈接地；8）釆用电容式电压互感器；9）采用临时的倒闸措施来消除谐振如投入消弧线圈，将变压器中性点临时接地以及投入事先规定的某些线路或设备等。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?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。试述电力系统绝缘配合的原则及其基本方法。所谓绝缘配合就是根据设备在系统中可能承受的各种电压，并考虑限压装置的特性和设备的绝缘特性22来确定必要的耐受强度，以便把作用于设备上的各种电压（工作电压和过电压）所引起的绝缘损坏和影响连续运行的概率，降低到在经济和运行上能接受的水平。这就要求在技术上处理好各种电压、各种限制措施和设备承受能力之间的配合关系，以及经济上协调设备投资费、运行维护费和事故损失费三者之间的关系。这样，既不因绝缘水平取得过