高压电技术试题及答案

高压电技术试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1.流注理论未考虑（）的现象。A.碰撞游离B.表面游离C.光游离D.电荷畸变电场答案：B解析：流注理论考虑了碰撞游离、光游离以及电荷畸变电场等现象，而表面游离不在其考虑范围内。2.极化时间最短的是（）。A.电子式极化B.离子式极化C.偶极子极化D.空间电荷极化答案：A解析：电子式极化的极化时间极短，约为10⁻¹⁴10⁻¹⁶s，是所有极化形式中极化时间最短的。3.不均匀的绝缘试品，如果绝缘严重受潮，则吸收比K将（）。A.远大于1B.远小于1C.约等于1D.不易确定答案：C解析：当绝缘严重受潮时，吸收现象不明显，吸收比K约等于1。4.下列哪种电介质存在杂质“小桥”现象（）。A.气体B.液体C.固体D.以上都有答案：B解析：在液体电介质中，杂质在电场作用下会形成“小桥”，导致液体电介质的击穿电压降低。5.电晕放电是一种（）。A.自持放电B.非自持放电C.电弧放电D.均匀场中放电答案：A解析：电晕放电是一种自持放电，它是在不均匀电场中，当电压升高到一定程度时，电极表面附近的气体发生游离而产生的放电现象。6.下列因素中，对液体电介质击穿电压影响最小的是（）。A.含水量B.含纤维量C.含气量D.含碳量答案：D解析：含水量、含纤维量和含气量都会显著影响液体电介质的击穿电压，而含碳量对其影响相对较小。7.测量绝缘电阻不能发现的缺陷是（）。A.绝缘整体受潮B.绝缘局部严重受潮C.绝缘贯穿性导电通道D.绝缘中的局部缺陷答案：D解析：测量绝缘电阻主要反映的是绝缘的整体绝缘状况，对于绝缘中的局部缺陷，测量绝缘电阻可能无法发现。8.下列哪种电压属于操作过电压（）。A.工频电压升高B.谐振过电压C.直击雷过电压D.切断空载线路过电压答案：D解析：操作过电压是由于电力系统中的开关操作、故障等原因引起的过电压，切断空载线路过电压属于操作过电压。9.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（）。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，电流增大一倍答案：B解析：当波在线路上传播，末端短路时，反射波与入射波叠加，使得电压为0，电流增大一倍。10.以下哪种措施不能提高气体间隙的击穿电压（）。A.改进电极形状B.采用高度真空C.增高气压D.减小电极间距答案：D解析：改进电极形状可以改善电场分布，采用高度真空和增高气压都能提高气体间隙的击穿电压，而减小电极间距会使电场强度增大，击穿电压降低。二、填空题（每题3分，共30分）1.气体放电的主要形式有______、______、______等。答案：电晕放电、火花放电、电弧放电解析：这是气体放电常见的几种形式，电晕放电是在不均匀电场中电极表面附近的放电；火花放电是间歇性的击穿放电；电弧放电是持续的、强烈的放电。2.电介质的极化形式主要有______、______、______和空间电荷极化。答案：电子式极化、离子式极化、偶极子极化解析：这些是电介质极化的基本形式，不同的极化形式具有不同的特点和极化时间。3.测量绝缘电阻时，影响测量结果的因素主要有______、______和______。答案：温度、湿度、测量时间解析：温度升高会使绝缘电阻降低；湿度增大可能使绝缘表面受潮，影响测量结果；测量时间不同，绝缘的吸收现象不同，也会对测量结果产生影响。4.液体电介质的击穿理论主要有______和______。答案：小桥理论、气泡击穿理论解析：小桥理论认为杂质形成的“小桥”导致液体电介质击穿；气泡击穿理论则强调液体中气泡的形成和发展对击穿的影响。5.操作过电压主要包括______、______、______和空载线路合闸过电压等。答案：切断空载线路过电压、切断空载变压器过电压、电弧接地过电压解析：这些都是电力系统中常见的操作过电压类型，是由于开关操作等原因引起的。6.输电线路的波阻抗与______和______有关，与线路长度无关。答案：导线的几何尺寸、导线周围的介质解析：波阻抗是输电线路的一个重要参数，它由导线的几何尺寸（如导线半径、间距等）和导线周围的介质（如空气的介电常数等）决定。7.雷电过电压分为______和______两种。答案：直击雷过电压、感应雷过电压解析：直击雷过电压是雷电直接击中线路或设备产生的过电压；感应雷过电压是雷电放电时在附近线路或设备上感应产生的过电压。8.提高气体间隙击穿电压的方法有______、______和采用高气压等。答案：改进电极形状、采用绝缘屏障解析：改进电极形状可以改善电场分布，使其更均匀，从而提高击穿电压；采用绝缘屏障可以改变电场分布，抑制放电的发展。9.绝缘预防性试验可分为______和______两大类。答案：非破坏性试验、破坏性试验解析：非破坏性试验是指在较低电压下进行的试验，不会对绝缘造成损伤；破坏性试验是在较高电压下进行的试验，可能会对绝缘造成一定的损伤。10.介质损耗角正切值tanδ反映了电介质的______性能。答案：绝缘损耗解析：tanδ越大，说明电介质在交流电压作用下的损耗越大，绝缘性能越差。三、简答题（每题10分，共20分）1.简述气体放电的流注理论。答案：流注理论是在汤逊理论的基础上发展起来的，用于解释气体放电的过程。（1）起始阶段：在外界因素（如宇宙射线等）作用下，气体中产生少量初始电子和离子。当外加电压达到一定值时，初始电子在电场作用下获得足够能量，与气体分子发生碰撞游离，产生新的电子和离子，形成电子崩。（2）空间电荷畸变电场：电子崩中的电子运动速度远大于正离子，电子向前运动形成电子崩头部，正离子则留在后面形成正空间电荷。正空间电荷会畸变原来的外加电场，使电子崩头部的电场增强，有利于进一步的碰撞游离。（3）光游离的作用：当电子崩发展到一定程度时，电子与气体分子碰撞会产生光子。这些光子在电场中运动，又会引起气体分子的光游离，产生新的电子和离子。新产生的电子在强电场作用下又会形成新的电子崩，这些电子崩与原来的电子崩汇合，形成流注。（4）流注的发展：流注一旦形成，其头部的电场强度很高，能够迅速向阳极和阴极发展。当流注发展到电极时，就会形成导电通道，导致气体间隙击穿。流注理论考虑了空间电荷对电场的畸变作用和光游离的影响，能够较好地解释气体放电中的一些现象，如放电的快速发展、放电的极性效应等。2.简述测量绝缘电阻的原理和作用。答案：（1）原理：测量绝缘电阻是基于欧姆定律。在被测绝缘物上施加一个直流电压U，测量通过绝缘物的泄漏电流I，根据R=U/I计算出绝缘电阻R。当在绝缘物上施加直流电压时，会产生三种电流：充电电流、吸收电流和泄漏电流。充电电流是由于绝缘电容的充电过程产生的，随时间迅速衰减；吸收电流是由于绝缘内部的极化过程产生的，也随时间逐渐衰减；泄漏电流是通过绝缘内部的传导电流，在一定时间后趋于稳定。测量绝缘电阻时，一般在施加电压一定时间后读取电流值，此时充电电流和吸收电流基本衰减完毕，测量的电流主要是泄漏电流，从而计算出的绝缘电阻能够反映绝缘的绝缘性能。（2）作用：①判断绝缘整体受潮情况：绝缘受潮时，其内部的水分会增加导电离子的数量，使泄漏电流增大，绝缘电阻降低。通过测量绝缘电阻，可以判断绝缘是否整体受潮。②发现绝缘贯穿性导电通道：如果绝缘存在贯穿性的导电通道，会使泄漏电流显著增大，绝缘电阻明显降低，因此可以通过测量绝缘电阻发现这种缺陷。③初步评估绝缘性能：绝缘电阻是衡量绝缘性能的一个重要指标，通过定期测量绝缘电阻并与历史数据比较，可以初步评估绝缘性能的变化情况，及时发现绝缘性能的劣化趋势。四、计算题（20分）某10kV架空线路，导线为LGJ70，其波阻抗Z=400Ω，长度l=50km。现线路首端合闸于幅值为10kV的直流电压源，求：（1）线路末端电压达到稳态值的时间；（2）线路末端稳态电压值。答案：（1）首先，波在架空线路上的传播速度近似等于光速，即v=3×10⁵km/s。线路末端电压达到稳态值的时间就是波从线路首端传播到末端再反射回首端，经过多次反射后达到稳态所需的时间。波从首端传播到末端所需时间为：\(t_1=\frac{l}{v}=\frac{50}{3\times10^{5}}s=\frac{1}{6000}s\approx0.167ms\)一般认为经过几个波的往返后线路电压达到稳态，通常取