高电压技术题库与答案

高电压技术题库与答案一、选择题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的影响，而表面游离不在其考虑范围内。2.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，在高电压作用下，电极表面附近的气体发生游离而形成电晕。3.以下哪种材料具有憎水性（）。A.硅橡胶B.玻璃C.瓷D.云母答案：A解析：硅橡胶具有憎水性，表面不易形成连续的水膜，能提高其在潮湿环境下的绝缘性能。4.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。5.雷电流具有冲击波形的特点：（）。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，快速下降答案：C解析：雷电流的特点是迅速上升，然后平缓下降，通常用波头时间和波尾时间来描述其波形特征。6.下列过电压中属于内部过电压的是（）。A.大气过电压B.感应雷过电压C.操作过电压D.直击雷过电压答案：C解析：操作过电压是由于电力系统中的操作（如断路器的分合闸等）引起的内部过电压，而大气过电压（包括感应雷过电压和直击雷过电压）属于外部过电压。7.避雷器到变压器的最大允许距离（）。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答案：B解析：避雷器到变压器的最大允许距离与变压器冲击全波耐压值与避雷器冲击放电电压的差值有关，差值越大，允许距离越大。8.下列不属于输电线路防雷措施的是（）。A.架设避雷线B.装设自动重合闸装置C.采用消弧线圈接地D.装设管型避雷器答案：C解析：采用消弧线圈接地主要是为了补偿系统接地时的电容电流，减少接地故障的危害，不属于输电线路的防雷措施。而架设避雷线、装设自动重合闸装置和装设管型避雷器都与输电线路防雷有关。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.电压波发生正反射，电流波发生正反射B.电压波发生负反射，电流波发生负反射C.电压波发生正反射，电流波发生负反射D.电压波发生负反射，电流波发生正反射答案：D解析：当线路末端短路时，电压波发生负反射，电流波发生正反射。这是根据波的反射原理得出的结论。10.下列哪种介质的逸出功最小（）。A.金属B.半导体C.气体D.液体答案：C解析：气体的逸出功最小，在电场作用下，气体中的电子更容易逸出形成游离。二、判断题1.固体电介质的电击穿和热击穿都与电压作用时间有关，作用时间越长，击穿电压越低。（）答案：错误解析：电击穿的击穿电压与电压作用时间关系不大，而热击穿与电压作用时间有关，作用时间越长，击穿电压越低。2.沿面放电发展成沿面闪络时，闪络电压一定比同样距离下空气中的击穿电压低。（）答案：正确解析：由于固体介质表面电场分布不均匀以及表面污秽等因素的影响，沿面闪络电压通常比同样距离下空气中的击穿电压低。3.雷暴日是衡量雷电活动频繁程度的指标，雷暴日越多，说明该地区雷电活动越频繁。（）答案：正确解析：雷暴日是指一年中发生雷电放电的天数，雷暴日越多，表明该地区雷电活动越频繁。4.保护间隙的伏秒特性与被保护设备的伏秒特性应尽量接近，且前者应低于后者，这样才能起到保护作用。（）答案：正确解析：为了使保护间隙在被保护设备之前动作，保护间隙的伏秒特性应低于被保护设备的伏秒特性，并且尽量接近，以保证保护的有效性。5.波阻抗是反映线路对行波的阻碍作用的物理量，它与线路的长度无关。（）答案：正确解析：波阻抗只与线路的参数（如导线的几何尺寸、线路的介质等）有关，而与线路的长度无关。6.操作过电压的幅值大小与系统的运行方式、操作类型等因素有关。（）答案：正确解析：系统的运行方式（如线路的连接方式、负荷情况等）和操作类型（如分合闸操作等）都会影响操作过电压的幅值大小。7.氧化锌避雷器具有无间隙、无续流、残压低等优点，是一种性能优良的避雷器。（）答案：正确解析：氧化锌避雷器利用氧化锌的非线性电阻特性，不需要间隙，不存在续流问题，且残压低，能有效保护电气设备。8.输电线路的耐雷水平是指线路能够承受的最大雷电流幅值。（）答案：正确解析：输电线路的耐雷水平是衡量线路防雷性能的一个重要指标，它表示线路能够承受而不发生闪络的最大雷电流幅值。9.液体电介质的击穿过程与气体电介质的击穿过程相似，都是由电子碰撞游离引起的。（）答案：错误解析：液体电介质的击穿过程比气体电介质复杂，除了电子碰撞游离外，还与液体中的杂质、气泡等因素有关。10.电晕放电会产生电晕损耗、无线电干扰等危害，但在一定程度上可以改善电场分布。（）答案：正确解析：电晕放电会消耗能量产生电晕损耗，同时会产生无线电干扰，但电晕放电使电极附近的电场得到改善，在一定程度上可以使电场分布更均匀。三、简答题1.简述气体电介质的击穿机理。答：气体电介质的击穿机理主要有汤逊理论和流注理论。汤逊理论适用于低气压、短间隙的情况。在电场作用下，气体中的少量自由电子在电场力的作用下加速运动，与气体分子发生碰撞游离，产生新的电子和正离子。正离子向阴极运动，撞击阴极表面，产生二次电子发射。当电子的增殖过程达到一定程度时，气体间隙就会被击穿。汤逊理论中，击穿电压与气体压力和间隙距离的乘积有关。流注理论适用于高气压、长间隙的情况。当电子的碰撞游离使空间电荷密度足够大时，会畸变电场，增强局部电场强度。同时，光游离会使游离过程进一步发展，形成流注。流注一旦形成，就会迅速向对面电极发展，导致气体间隙的击穿。流注理论强调了空间电荷对电场的畸变作用和光游离的重要性。2.影响固体电介质击穿电压的因素有哪些？答：影响固体电介质击穿电压的因素主要有以下几个方面：（1）电压作用时间：电击穿与电压作用时间关系不大，而热击穿和电化学击穿与电压作用时间有关，作用时间越长，击穿电压越低。（2）温度：温度升高会使固体电介质的击穿电压降低。对于热击穿，温度升高会加快介质的热过程，使击穿更容易发生；对于一些有机固体介质，温度升高还会使介质的老化速度加快，降低其绝缘性能。（3）电场均匀程度：电场越均匀，固体电介质的击穿电压越高。在不均匀电场中，局部电场强度过高会导致局部放电，加速介质的老化和击穿。（4）受潮：固体电介质受潮后，其绝缘电阻降低，击穿电压也会显著下降。水分会增加介质的电导和极化损耗，产生热量，导致热击穿。（5）机械力：机械力会使固体电介质产生裂纹和损伤，破坏其绝缘结构，降低击穿电压。（6）电压种类：不同种类的电压（如直流电压、交流电压、冲击电压）对固体电介质的击穿电压有不同的影响。例如，冲击电压下的击穿电压通常比直流或交流电压下的击穿电压高。3.简述输电线路防雷的主要措施。答：输电线路防雷的主要措施有：（1）架设避雷线：避雷线可以防止雷电直接击中导线，将雷电流引入大地，减少雷击跳闸率。一般来说，电压等级越高，避雷线的保护效果越好。（2）降低杆塔接地电阻：降低杆塔接地电阻可以使雷电流迅速流入大地，降低杆塔电位，减少绝缘子串上的电压，从而降低雷击跳闸的概率。（3）加强绝缘：适当增加绝缘子的片数或采用更高绝缘水平的绝缘子，可以提高线路的耐雷水平，减少雷击闪络的发生。（4）采用自动重合闸装置：输电线路的雷击闪络大多是瞬时性的，自动重合闸装置可以在故障跳闸后自动重合，恢复供电，提高供电的可靠性。（5）装设管型避雷器：在易击地段或重要的交叉跨越处装设管型避雷器，当雷击时，避雷器动作，释放雷电流，保护线路设备。（6）采用不平衡绝缘方式：对于双回线路，可以采用不平衡绝缘方式，使两回线路的绝缘水平不同。当雷击时，绝缘水平较低的线路先闪络，形成短路电流，使断路器跳闸，而另一回线路仍能保持运行，提高供电的可靠性。4.什么是波的折射和反射？简述其计算方法。答：当行波传播到不同波阻抗的连接点时，会发生折射和反射现象。波的反射是指行波在到达连接点时，一部分能量会返回到原来的线路上，形成反射波。波的折射是指另一部分能量会进入到另一个波阻抗的线路中，形成折射波。设连接点左侧线路的波阻抗为，右侧线路的波阻抗为，入射波电压为。反射波电压和折射波电压的计算公式如下：反射系数ρ=，则反射波电压=折射系数α=，则折射波电压=对于电流波，反射系数和折射系数与电压波的反射系数和折射系数有一定的关系。反射波电流=−ρ，折射波电流=(5.简述雷电放电的过程。答：雷电放电是一种强烈的大气放电现象，其过程主要包括以下几个阶段：（1）先导放电阶段：在雷雨云中，由于电荷的积累，云与地面或云与云之间形成了很强的电场。当电场强度达到一定程度时，会在云中产生一个电离通道，称为先导。先导通常是分级发展的，每一级先导前进一定距离后会停顿一下，然后再继续向前发展，直到接近地面或另一云层。先导放电过程中，会产生微弱的发光现象。（2）主放电阶段：当先导接近地面或另一云层时，地面或另一云层会产生迎面先导。当先导与迎面先导相遇时，会形成一个低阻抗通道，此时大量的电荷会通过这个通道迅速中和，形成强烈的放电现象，即主放电。主放电过程中，会产生强烈的闪光和巨大的声响，也就是我们看到的闪电和听到的雷声。主放电的时间非常短，但电流幅值很大。（3）余辉放电阶段：主放电结束后，云中剩余的电荷会继续通过主放电形成的通道流入地面或另一云层，形成余辉放电。余辉放电的电流较小，持续时间相对较长。四、计算题1.已知某输电线路的波阻抗Z=400Ω，线路末端接有一个电阻R