高电压技术综合作业3.docx

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高电压技术综合作业3

高电压绝缘习题

一、名词解释

气体击穿、闪络、放电、电离能、逸出功、自由行程、碰撞游离系数α、极性效应、电晕、伏秒特性、50％冲击放电电压、极化、绝缘电阻

二、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

2）先导通道的形成是以的出现为特征。

A．碰撞游离　　B．表面游离　　C．热游离　　D．光游离

3）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

4）气体内的各种粒子因高温而动能增加，发生相互碰撞而产生游离的形式称为。

A.碰撞游离B.光游离C.热游离D.表面游离

5）下列各项中最与电晕放电无关的是。

A．均匀电场B．自持放电C．无线电干扰D．电能损耗

6）在极不均匀电场中，与极性效应有关的是______。

A.．温度B．气压C．空间电荷D．金属电极逸出功

7）以下哪种材料具有憎水性？

A.硅橡胶B.电瓷C.玻璃D金属

8）冲击系数是______概率放电电压与静态放电电压之比。

A．25%　　B．50%　　C．75%　　　D．100%

9）在高气压下，气隙的击穿电压和电极表面______有很大关系

A．粗糙度　B．面积　　C．电场分布　　D．形状

10）在极不均匀电场中，正极性击穿电压比负极性击穿电压______。

A.．小B．大C．相等D．不确定

11）电介质按极性强弱分类，在下面的介质中，弱极性电介质有______，中性电介质有______，强极性电介质有______。

A.H2B.N2C.O2D.CO2E.CH4

F.空气G.水H.酒精I.变压器油J.蓖麻油

12）对固体电介质，施加下列电压，其中击穿电压最低的是

A.直流电压B.工频交流电压C.高频交流电压D.雷电冲击电压

三、填空题

1）气体放电的主要形式：

、、、、

2）根据巴申定律，在某一pd值下，击穿电压存在值。

3）流注理论认为，碰撞游离和是形成自持放电的主要因素。

4）工程实际中，常用棒－板或电极结构研究极不均匀电场下的击穿特性。

5）气体中带电质子的消失有、复合、附着效应等几种形式

6）SF6气体广泛用于电气工程中是由于其具有优异的、。

7）我国国家标准规定的标准操作冲击波形成______μs。

8）极不均匀电场中，屏障的作用是由于其对______的阻挡作用，造成电场分布的改变。

9）调整电场的方法：

______电极曲率半径、改善电极边缘、使电极具有最佳外形

10）沿面放电就是沿着表面气体中发生的放电。

11）标准参考大气条件为：

温度t0=20℃，压力p0=kPa，绝对湿度h0=11g/m3。

12）越易吸湿的固体，沿面闪络电压就越______

13）影响液体电介质击穿电压的因素有______、______、______、______、______。

14）固体介质的击穿形势有______、______、______。

15）电介质是指______，根据化学结构可以将其分成______、______、______。

16）电介质极化的基本形式有______、______、______、______。

17）无损极化中，发生在所有介质中的极化形式是________________极化。

18）电介质的电阻率随温度的升高而________________。

19）电介质损耗包括：

电导损耗、________________和游离损耗。

20）介质损失角正切的计算公式是_______，tan表示______。

21）一般来说，标准电容器采用______绝缘，电力电容器采用______绝缘。

22）纤维等杂质对极不均匀电场下变压器的击穿电压影响较小，这是因为______。

23）纯净液体介质的击穿理论分为______和_______。

24）影响固体介质击穿电压的主要因素有______、______、______、______、______。

25）固体介质直流击穿电压较交流击穿电压________________.

26）油隙绝缘中，电极表面加覆盖层能提高击穿电压的原因是：

限制泄漏电流和________________。

四、简答题

1）为什么碰撞电离主要是电子而不是离子引起？

2）负离子的形成对气体放电作用如何？

3）非自持放电与自持放电的主要差别是什么？

4）什么是放电统计时延？

5）气体放电的汤逊理论与流注理论主要的区别在哪里？

它们各自的使用范围如何？

6）简述巴申定律。

7）电晕放电会产生哪些效应，工程上常采用哪些防晕措施？

8）为什么棒－板间隙中棒为正极性时电晕起始电压比负极性时略高？

9）影响沿面闪络电压的主要因素有哪些？

10）长气隙火花放电与短气隙火花放电的本质区别在哪里？

形成先导过程的条件是什么？

为什么长气隙击穿的平均场强远小于短气隙的？

11）操作冲击电压下间隙的击穿有什么特点？

12）间隙的伏秒特性是怎样绘制的？

研究间隙的伏秒特性有何实际意义？

13）气体间隙的伏秒特性和电场分布有何关系？

14）保护设备与被保护设备的伏秒特性应如何配合？

为什么？

15）简述气体间隙击穿电压的影响因素。

16）简述提高气体间隙击穿电压的措施。

17）试解释沿面闪络电压明显低于纯空气间隙的击穿电压的原因。

18）沿面放电中导致滑闪放电的主要原因是什么？

并加以解释。

19）试比较电介质中各种极化的性质和特点？

20）极性液体和极性固体电介质的相对介电常数与温度和电压频率的关系如何？

为什么？

21）电介质导电与金属导电的本质区别为什么？

22）什么是绝缘的吸收现象？

它有什么实际意义？

如何根据吸收现象判断绝缘的状况？

23）介质损耗角正切tan意味着什么？

在什么情况下引起绝缘的tan的变化？

24）固体介质的电击穿和热击穿有什么区别？

25）在电容器中，为什么要选择介电常数较高的材料作为绝缘介质？

26）测定绝缘材料的泄漏电流为什么用直流电压而不用交流电压？

27）固体电介质的击穿特点是什么？

为提高其击穿电压常采取什么措施？

28）纯净液体介质的电击穿理论和气泡击穿理论的本质区别是什么？

29）两个标准油杯，一个是含杂质较多的油；另一个是含杂质较少的油，试问：

当施加工频电压时，两杯油击穿电压的差别如何？

当施加雷电冲击电压时，两杯油击穿电压的差别如何？

并解释原因。

30）为什么纤维等杂质对极不均匀电场下变压器油的击穿电压影响较小？

31）为什么油的洁净度较高时改善油间隙电场的均匀性能显著提高工频或直流击穿电压？

32）为什么油质组合绝缘的耐电强度比纸和油单一介质时的耐电强度都高？

高电压试验技术习题

一、名词解释

兆欧表分压比

二、填空题（1分/每小题，共30分）

1）常用的调压设备有（）、（）、（）。

2）静电电压表可分为（）和（）。

3）5级自耦式串级变压器装置的利用效率为（）。

4）静电电压表测量的是电压的（）值。

5）冲击电压发生器的技术特性指标有（）、（）、（）。

6）标准雷电波的波前/半峰值时间是（），标准操作冲击波的波前/半峰值时间是（）。

7）冲击电压发生器的基本回路中，充电电阻在充电时起电路的（）作用，在放电时又起（）作用。

二、简答题

1.兆欧表的结构及工作原理；

2.吸收比测量方法，如何通过吸收比判断绝缘故障；

3.介质损耗角能反映的绝缘故障类型；

4.QS1型电桥的正接线、反接线的差异及适用范围

5.介质损耗角正切测量中干扰的因素和消除方法。

6.局部放电的等效模型、参量及测量原理；

7.局部放电的测量回路及局部放电量标定方法。

8.电气设备的绝缘缺陷分类，电气设备的绝缘试验方法分类；

9.大型高电压试验设备有哪些？

10.工频高压试验接线，各元件的作用；

11.串级试验变压器的工作原理、各变压器的容量计算；

12.工频试验变压器特点；

13.工频高压的测量方法；

14.工频试验中为什么会出现过电压？

如何限制？

15.直流高电压试验的种类；

16.直流高电压试验的产生方式，串级直流各元件电位分布，硅堆反向电压计算方法；

17.直流高电压的测量方法有哪些。

18.冲击高压发生器基本回路的工作原理及各元器件作用；

19.多级冲击高压发生器的工作原理与分析；

20.冲击电压的测量方法。

四、论述题

1.画出试验变压器相对地试验的工作接线图，并说明保护电阻R的作用。

2.简述减小直流高压串级发生器输出电压纹波因数的方法。

3.简述试验变压器与电力变压器的不同点。

4.简述调压主要方式种类及其特点。

5.直流高电压的三个主要基本参数并解释。

五、计算题

1、一台500kV/500kVA的试验变压器，求额定电压下能接多大电容量试品？

2、如图示，变压器输出50kV（峰值）工频电压，Rx无穷大。

①求节点1、2的输出电压；②求硅堆D3、D4的最大反向工作电压；③画出节点1、2、3、4波形。

过电压与绝缘配合

一、选择题

1）以下四种表述中，对波阻抗描述正确的是______。

A．波阻抗是导线上电压和电流的比值

B．波阻抗是储能元件，电阻是耗能元件，对电源来说，两者不等效

C．波阻抗的数值与导线的电感、电容有关，波阻抗与线路长度有关

D．波阻抗的数值与线路的几何尺寸有关

2）波阻抗为Z的线路末端接负载电阻R，且R＝Z.入射电压U0到达末端时，波的折反射系数为______。

A.折射系数α＝1，反射系数β＝0B.折射系数α＝－1，反射系数β＝1

C.折射系数α＝0，反射系数β＝1D.折射系数α＝1，反射系数β＝－1

3）下列表述中，对波阻抗描述不正确的是______。

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

4）减少绝缘介质的介电常数可以______电缆中电磁波的传播速度。

A．降低B．提高C．不改变D．不一定

5）根据我国有关标准，220kV线路的绕击耐雷水平是______。

A．12kAB．16kAC．80kAD.120kA

6）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

7）对于500kV线路，一般悬挂的瓷绝缘子片数为______。

A．24B．26C．28D．30

8）接地装置按工作特点可分为工作接地、保护接地和防雷接地。

保护接地的电阻值对高压设备约为______

A．0.5～5ΩB．1～10ΩC．10～100ΩD．小于1Ω

9）在放电厂和变电站中，对直击雷的保护通常采用哪几种方式？

A．避雷针B．避雷线C．并联电容器D．接地装置

10）空载线路合闸的时候，可能产生的最大过电压为______。

A．1.5B．2C．3D.4

11）在110kV～220kV系统中，为绝缘配合许可的相对地操作过电压的倍数为______。

A．4.0倍B．3.5倍C．3.0倍D2.75倍

12）空载线路合闸过电压的影响因素有______。

A．合闸相位B．线路损耗

C．线路上残压的变化D．单相自动重合闸

13）以下属于操作过电压的是______。

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

二、填空题

1）电磁波沿架空线路的传播速度为______。

2）传输线路的波阻抗与______和______有关，与线路长度无关。

3）在末端开路的情况下，波发生反射后，导线上的电压会______。

4）波传输时，发生衰减的主要原因是______、______、______。

5）Z1、Z2两不同波阻抗的长线相连于A点，行波在A点将发生折射与反射，反射系数的β取值范围为______。

6）落雷密度是指______。

7）雷电波的波头范围一般在______到______范围内，在我国防雷设计中，通常建议采用______长度的雷电流波头长度。

8）埋入地中的金属接地体称为接地装置，其作用是______。

9）中等雷电活动地区是指该地区一年中听到雷闪放电的天数Td范围为______。

10）对于500kV的高压输电线路，避雷线的保护角一般不大于______。

11）输电线路防雷性能的优劣，工程上主要用______和______两个指标来衡量。

12）降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平防止______的有效措施。

13）避雷针加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______m。

14）我国35~220kV电网的电气设备绝缘水平是以避雷器______kA下的残压作为绝缘配合的设计依据。

15）在中性点非直接接地系统中，主要的操作过电压是______。

16）对于220kV及以下系统，通常设备的绝缘结构设计允许承受可能出现的______倍的操作过电压。

17）三相断路器合闸时总存在一定程度的不同期，而这将加大过电压幅值，因而在超高压系统中多采用______。

18）要想避免切空线过电压，最根本的措施就是要______。

19）目前切空变过电压的主要限制措施是采用______。

20）工频耐受电压的确定，通常是通过比较______和______的等值工频耐受电压来完成的。

21）在污秽地区或操作过电压被限制到较低数值的情况下，线路绝缘水平主要由______来决定。

22）设变压器的激磁电感和对地杂散电容为100mH和1000pF，则当切除该空载变压器时，设在电压为l00kV、电流为10A时切断，则变压器上可能承受的最高电压为______。

三、名词解释

1）波过程

2）波阻抗

3）地面落雷密度

4）耐雷水平

5）雷击跳闸率

6）反击

7）绕击

8）容升效应

9）谐振过电压

10）铁磁谐振

11）电气设备的绝缘水平

12）绝缘配合

四、问答题

1）波过程采用什么方法分析？

哪些情况下需要采用波过程进行分析？

2）简述波传播过程的反射和折射。

3）波阻抗与集中参数电阻本质上有什么不同？

4）彼得逊法则的内容、应用和需注意的地方。

5）冲击电晕对线路中的波过程有何影响？

6）防雷的基本措施有哪些？

请简要说明。

7）带避雷线的输电线路遭受雷击的三种情形是什么？

8）感应过电压是怎么产生的？

请介绍简单的计算公式。

9）变电站防雷中，降低接地电阻的主要原因是什么？

10）简述阀型避雷器的保护原理。

11）简述电力系统中操作过电压的种类及其产生过程。

12）空载分闸过电压产生的原因是什么？

限制这种过电压有哪些措施？

13）试说明电力系统中限制操作过电压的措施。

14）为什么在断路器的主触头上并联电阻有利于限制切除空载长线时的过电压？

15）简述间歇电弧接地过电压的产生原因，发展机理、最大幅值和限制措施。

16）简述绝缘配合的原则和基本方法。

五、计算题

1）某500km长的500kV架空线，线路波阻抗为Z0＝300Ω。

试计算线路一端接上容量为无穷大的电源时，空载线路另一端的电压对电源电压的比值。

（设线路波速为300m/μs）。

2）如图，幅值为U的直角电压波沿波阻抗为Z0的分布参数导线3传到节点A，分布参数导线1、2为对称平行导线，其自波阻抗都为Z0，互波阻抗为Z12。

I.求出平行导线1、2在节点A的等值波阻抗；

II.求出节点A的电压并画出导线3上电压波波形。

3）某变电所高压母线上接有两条波阻抗为Z1=500Ω的架空线路和一条波阻抗为Z2=50Ω的电缆线路，现有一幅值为U0=1000kV的直角电压波沿其中一条架空线路侵入变电所，如图所示，求母线上的过电压幅值为多大？

4）现有一幅值为U0=500kV的无限长直角过电压波沿波阻抗为Z1=400Ω的架空线路进入波阻抗为Z2=40Ω的电缆线路，然后侵入发电机绕组，如图所示，发电机绕组的波阻抗为ZG=800欧：

（1）求波到发电机绕组时，绕组上的过电压和电流的大小；

（2）若发电机绕组首端并联有电容器，进入发电机绕组的波形如何变化？

5）某无避雷线的线路高hd=10m，当线路杆塔遭受雷击，测得雷电流幅值为I=50kA，若取波头时间为τ=2.6μs，试求雷电流的平均陡度及导线上感应过电压的大小。

6）220kV线路绝缘子的冲击闪络电压U50％＝1200kV，线路波阻抗Z＝400Ω，避雷器伏安特性曲线u（i）=360×103i（i≤10-3A）或u（i）=360+60×10-3i（i>10-3A），若线路绝缘子不发生闪络的话，计算流过避雷器的最大雷电流（题中i的单位为A，u（i）和单位为kV）。