《高电压技术》作业集参考答案(专本科函授)

6．扩散7．改善电场分布、削弱气隙中的游离过程8．固体介质9.20°C、101.310．低11.增大12.250/2500.空间电荷.增大三、简答题答：（1）因棒极附近场强很高，不论棒的极性如何，当外加电压达到一定值后，此强场区内的气体首先发生游离。当棒具有正极性时，间隙中出现的电子向棒极运动，进入强电场区，引起碰撞游离，形成电子崩。在放电达到自持、爆发电晕之前，在间隙中存在大量游离过程。当电子崩达到棒极后，其中的电子就进入棒极，而正离子仍留在空间，相对来说缓慢地向板极移动。即在棒极附近，积聚起正空间电荷，从而减少了紧贴棒极附近的电场，而加强了游离区外部空间的电场。这样，棒极附近的电场被削弱，难以形成流柱，这就使得自持放电也即电晕放电难以形成，所以电晕起始电压高，击穿电压低。（2）当棒具有负极性时，阴极表面形成的电子立即进入强电场区，形成电子崩。当电子崩中的电子离开强电场区后，电子就不再能引起游离，而以越来越慢的速度向阳极运动。电子崩中的正离子逐渐向棒极运动而消失于棒极，但由于其运动速度较慢，所以在棒极附近总是积聚着正空间电荷。而在其后则是较分散的负空间电荷。负空间电荷由于浓度小，对外电场的影响不大，而正空间电荷将使电场参考答案第一章电介质的极化、电导和损耗一、单项选择题：D2.D3.B二、填空题：增大了#二、填空题：1．每个雷暴日中每平方公里地面上的平均落雷次数。2.6怜接闪器、引下线、接地体改善工频电压分布直击雷过电压、感应雷过电压先导放电、主放电、余辉放电火花间隙、阀片电阻FCD9.避雷针、避雷线三、计算题1．解：从题目可知h=10m,r=10+5=15m，p=1xx设h>—h贝I」r=(h-h)px2xx所以h=r+h=15+10=25(m)xx与假设不符，另设h<—h则r二(1.5h-2h)px2xxr+2hh=—xx1.515+2x15+2x1015=23.33(m)2．解已知h=10m,d=8m,b=d/2=4m,D=18m,p=1xx因为b=1.5(h-h)x0x所以：b2．解已知h=10m,d=8m,b=d/2=4m,D=18m,p=1xx因为b=1.5(h-h)x0x所以：b+1.5h4+1.5x10-xx1.5=12.67(m)D由ho=h-7PD18h=h+——=12.67+=D18h=h+——=12.67+=15.24(m)07p7x1取h=16m，即避雷针的最低高度为16m。3．解已知hx=10m,h=20m,D=30m,p=1x因h>—，所以r=(h-h)p=(20一10)x1=10(m)xhxx由h=h-得:07ph=20-竺=15.7(m)07x1'丿由b二1.5(h-h)得b二1.5x(15.7-10)二8.55(m)rx第七章输电线路的防雷保护一、单项选择题：1．A2.C二、填空题：耐雷水平、雷击跳闸率相反3．耐雷水平、反击三、简答题1．答：输电线路的主要防雷措施有：1)架设避雷线；2)降低杆塔接地电阻；3)架设耦合地线；4)加强绝缘；5)装设自动重合闸；6)中性点采用消弧线圈接地方式7）采用不平衡绝缘方式；8）采用排气式避雷器。2．答：输电线路架设避雷线的作用有：①防止雷直击于导线；分流作用：可以减小流经杆塔入地电流，从而降低塔顶电位；耦合作用：减小线路绝缘承受的电压；屏蔽作用：可以降低感应过电压。第八章发电厂和变电站的防雷保护一、单项选择题：1．A2.B二、填空题：避雷针、避雷线llOkV及以上电压等级雷电冲击水平TOC\o"1-5"\h\z3ml5m5三、简答题答：（1）由于旋转电机在结构和工艺上的特点，旋转电机的冲击绝缘水平在相同电压等级的电气设备中最低。（2）电机绝缘的运行条件较为恶劣，绝缘容易老化。（3）电机绝缘的冲击耐压水平与保护它的避雷器的保护水平相差不多、绝缘配合的裕度很小。（4）电机绕组匝间绝缘上所受电压与侵入波陡度a成正比，为保护匝间绝缘，应将陡度限制在一定范围之内。（5）电机绕组的中性点一般是不接地的，电机中性点的过电压与入侵波陡度有关。三相进波时在直角波头情况下，中性点电压可达来波电压的两倍，故应对中性点采取保护措施。答：不对。因为变电站的母线距主变有一定的电气距离，当雷电波入侵变电站时，设备（主变）上出现的最大冲击电压比避雷器的残压高出AU=2al/v。为了保证设备安全，必须限制避雷器的残压，同时必须限制入侵波的陡度a和设备离开避雷器的电气距离1。即当雷电波的陡度一定时，避雷器有一最大保护距离。当入侵波的陡度较大或避雷器与变压器间的电气距离过大时，变压器上受到的冲击电压将超过其冲击耐压值，避雷器对变压器起不到保护作用。3．答：降低入侵波陡度，保护匝间绝缘和中性点绝缘；且可以降低感应过电压。第九章内部过电压一、单项选择题：1.C2.C3.B4.D二、填空题：不接地电弧重燃截流现象雷电过电压单相重合闸6.长主触头提高断路器的灭弧性能安装磁吹阀式避雷器或氧化锌避雷器过补偿三、简答题1．答：操作过电压包括：空载线路的分闸过电压、空载线路的合闸过电压、切除空载变压器过电压、电弧接地过电压。答：如图所示，切除空载长线时，主触头Q］首先断开，而电阻R和辅助触头Q2并未开断，因此线路上的剩余电荷通过电阻R向电源释放，主触头两端的恢复电压仅为R上的压降，其值不高，故Q1中不易发生电弧的重燃。经过一段时间后再打开辅助触头Q2,其上的恢复电压已较低，电弧一般不会重燃。即使Q2触头间发生了重燃，由于电阻R的阻尼作用，也就不至于形成很高的过电压。第十章电力系统的绝缘配合一、单项选择题：1．B二、填空题：1．试验2．雷电冲击耐受电压、操作冲击耐受电压3．最大工作电压4．确定设备的绝缘水平、惯用法、统计法、简化统计法模拟试题（一）答案一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）9.C10.B1.D2.D3.C4.A5.B6.D7.C8.B二、填空题（本大题共20小题，每小题1分，共9.C10.B1．电导2．大些3．表面电导4．温度5．自持放电6．降低7．增大8．电化学击穿9．U50%10.分布11．无关12．113．阀片电阻14．人工接地装置15．330kV16．1~217．降低18．铁磁谐振过电压19．试验20．热老化三、判断题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）1.J2.X3.X4.75.X四、名词解释（本大题共4小题，每小题3分，共12分）1.伏秒特性：对某一冲击电压波形，间隙的击穿电压与击穿时间的关系曲线。雷击跳闸率：指折算到年雷暴日数为40的标准条件下，每100km线路每年因为雷击引起的线路跳闸次数。工频过电压:电力系统在正常或故障运行时，可能出现幅值超过最大工作相电压、频率为工频或接近工频的电压升高，统称为工频过电压。内过电压倍数：K=内部过电压幅值/电网最高运行相电压的幅值。用以表示内过电压幅值的大小。五、简答题（本大题共5小题，每小题5分，共25分）1.答：防止绝缘子污闪的措施有：1）调整爬电比距（加强绝缘）2）定期或不定期的清扫3）涂憎水性涂料（防尘涂料）4）半导体釉绝缘子5）采用新型合成绝缘子2.答：有低压侧测量和高压侧测量其中高压侧测量的方法主要有（1）用高压静电电压表测量。（2）用电容分压器配低压仪表测量。（3）用球隙测量。（4）用高压电容器和整流装置串联测量。（5）用电压互感器测量。耐压试验时，试验回路呈容性，由于回路电容电流在试验变压器漏抗上产生的压降与被试品上的电压方向相反，从而使被试品上的电压高于试验变压器高压侧电压。即有电容效应，在低压侧测量时误差较大，所以应在被试品两端直接测量。3．吸收比是指绝缘电阻测量中，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。即k=R60„/R15„o一些设备（如变压器）的绝缘为多层介质，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（即吸收现象进行的较慢），稳态电阻值也高，吸收比远大于1；当绝缘受潮时，吸收现象不明显，绝缘电阻达到稳态值所需的时间短（即吸收现象进行的较快），稳态电阻值也较低，吸收比近似等于1；4．答：（1）保护性能优越。（2）无续流，动作负载轻，耐重复动作能力强。（3）通流容量大。（4）耐污性能好。（5）适于大批量生产，造价低廉。5．答：接线如图所示：（1）F:电站型阀式避雷器或氧化锌避雷器，其作用是限制沿线侵入的雷电波幅值。（2）FE:排气式避雷器，当断路器在雷季有可能开路运行时装设，用来保护开关的绝缘。（3）避雷线：其作用一是利用导线的波阻抗限制流过母线避雷器的雷电流幅值；二是利用冲击电晕降低入侵波的陡度。此外防止进线段直接雷击。六、计算题（本大题共2小题，第一小题7分，第二小题6分，共13分）

2U1、解：根据彼得逊法则，可画出等值电路（3分）Z其中回路电流I2为2U0-Z+Z212500+2U1、解：根据彼得逊法则，可画出等值电路（3分）Z其中回路电流I2为2U0-Z+Z212500+50沁3.05(KA)母线上的电压幅值为Z50U=Ix亠=3.05x沁76.25(KV)(4分)22222．解已知h=10m,d=8m,xb=d/2=4m,D=8+5+5=18m,p=x1(1分)因为b=1.5(h—h)(1分)x0x所以：b+1.5h-xx1.54+1.5x1013=12.67(m)1分)1分)D18得h=h+——=12.67+=15.24（m）（1分）07p7x1所以，避雷针的最低高度为16m。（1分）模拟试题（二）答案一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）10.B1．D2.B3.D4.C5.C6.B7.A8.A9.10.B二、填空题（本大题共20小题，每小题1分，共20分）增大了2．电导20°C4．棒—棒碰撞游离电

7．切断杂质小桥8．反远大于1(三1.3)2.6ys稳态值O0W2\LrC14.移相法.主放电.雷电流幅值.绕击.旋转电机.过补偿20.磁吹阀式避雷器或氧化锌避雷器三、判断题(本大题共5小题，每小题2分，共10分)1.X2.x3.x4.V5.V四、名词解释(本大题共4小题，每小题3分，共12分)放电时延：在冲击电压作用下，从间隙上的电压达到静态击穿电压u0的瞬时起到间隙完全被击穿为止的时间。吸收比：是指绝缘电阻测量中，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。即k=R60„/R15„o操作过电压：是指操作或故障时过渡过程中出现的持续时间较短的过电压。巴申定律：当气体和电极材料一定时，气隙的击穿电压是气体的相对密度5和气隙距离d乘积的函数，这个规律称为巴申定律。即U=f(3d)o五、简答题(本大题共5小题，每小题5分，共25分)1.答：与阀型避雷器相比，无间隙氧化锌避雷器具有下列优点(1)保护性能优越。(2)无续流，动作负载轻，耐重复动作能力强。(3)通流容量大。(4)耐污性能好。(5)适于大批量生产，造价低廉。2.答：接线如图所示：2.答：接线如图所示：（1）AV：调压器，用以调节电压；（2）T：试验变压器，用以升高交流电压。（3）R：保护电阻，用以限制被试品击穿时的短路电流，保护试验变压器和高压硅堆。（4）V］：高压硅堆，用以整流；（5）C：滤波电容，用以改善电压波形，使整流电压平稳。（图2分，元件作用3分，回答不完整适当扣分）3．答：提高液体介质击穿电压的措施有：1）减少液体中的杂质，主要方法有：①过滤②祛气③防潮；（2分）2）采用固体介质降低杂质的影响，主要方法有：①给电极加覆盖②给电极加绝缘层③在极间加屏障。（3分）4．答：1）避雷器保护在发电机出线母线上装设一组FCD型磁吹避雷器或氧化锌避雷器，其作用是限制侵入波幅值，保护电机主绝缘。2）电容器保护在发电机电压母线上装设一组并联电容器限制侵入波陡度，以保护电机匝间绝缘及中性点绝缘，同时也可降低感应过电压。3）电缆段保护（进线段保护）由电缆段和排气式避雷器组成，利用排气式避雷器动作后电缆段中的趋肤效应限制流过避雷器中的雷电流幅值。4）电抗器保护电抗器的作用是在雷电波入侵时抬高电缆首端冲击电压，从而使排气式避雷器容易放电。（回答不完整适当扣分）5．答：输电线路架设避雷线的作用有：防止雷直击于导线；（2分）分流作用：以减小流经杆塔入地电流，从而降低塔顶电位；（1分）耦合作用：通过避雷线与导线间的耦合作用减小线路绝缘承受的电压；（1分）对导线的屏蔽作用：可以降低感应过电压。（1分）六、计算题（本大题共2小题，第一小题7分，第二小题6分，共13分）1.解：

z-z30-450-4201）u二u二X2000二X2000=-1750（kV）（2分）丿1fz+ziq30+45048012u=2—U2qZ+Z012