高压电技术试题

高压电技术试题 高压电技术考试试题 一( 填空题: 1.极化的基本形式有电子式极化、离子式极化、偶合式极化和空间电荷极化四种 2.流注理论跟汤逊理论最大不同是:汤逊理论没有考虑空间电荷对电场的畸变作用 3.高压西林电桥正接法的桥体位于低压侧，要求被试品两级均对地绝缘 4.固体电介质的电导分为体积电导和面电导 5.气体间隙发生击穿时的最低临界电压称为击穿电压 6.按照气体分子得到能量形式不同，气体分子游离形式可分为碰撞游离、光游离和热游离 7.均匀电场气体的击穿过程与气体的相对密度和极间距离的乘积有关 8.我国国家规定的雷电冲击电压的标准波形通常可以表示为?1.2/50us 9.电介质老化的四种形式电老化、热老化、机械老化和环境老化 10.绝缘的试验可分为两类，一类为绝缘特性试验，另一类为耐压试验 11.雷击线路时线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值称为 耐雷水平;每100km线路每年由雷击引起的跳闸次数称为雷击跳闸率，它是衡量线路防雷性能的综合指标 12.雷电的危害形式有直击雷、感应雷、雷电入侵波、球形雷四种。 13.变电站的进线段保护指靠近变电站1~2km的一段线路加装的避雷线防雷保护;避雷线的保护角一般不宜超过20? 二( 选择题:(3′×9) 1. 给棒—板间隙加上直流电压，下列说法正确的是( C ) A(棒极为正时的击穿电压大于棒极为负时的击穿电压 B(棒极为正时的击穿电压等于棒极为负时的击穿电压 C(棒极为正时的击穿电压小于棒极为负时的击穿电压 D. 两者大小无法确定 2.下列说法正确的是:( C ) A(tgδ=C4(C4以pF计) B. tgδ=C4(C4以F计) C. tgδ =C4(C4以μF计) D. tgδ=C4(C4以nF计) 3.同一固体介质，在同样的电极布置时，其直流、交流和冲 击电压作用下的冲击电压( B ) A. U冲,U交,U直 B. U冲,U直,U交 C. U交,U直,U冲 D. U交,U冲,U直 4.下列哪项不是极不均匀电场中击穿电压的特点:( D ) A.击穿前有稳定的电晕 B.有明显的极性效应 C.放电发展所需时间长 D.间隙距离短 5.下列不是固体介质的击穿形式的有:( C ) A.电击穿 B.电化学击穿 C.“小桥”击穿 D.热击穿 6.下列哪项不是消除或减小电场干扰的: ( C ) A.倒相法 B.加设屏蔽 C.移动电桥位置 D.采用移相电源 7.介质损失角正切值和工频耐压试验分别能发现绝缘中的( B ) A.分布性缺陷、分布性缺陷 B.分布性缺陷、集中性缺陷 C.集中性缺陷、分布性缺陷 D.集中性缺陷、集中性缺陷 8.避雷针或避雷线接地装置的工频接地电阻一般不宜大于( B )欧姆 A. 9 B. 10 C. 11 D. 12 9.下列不属于操作过电压的是( A ) A. 谐振过电压 B. 电弧接地过电压 C(空载线路分合闸过电压 D(切除空载变压器过电压 三(名词解释:(,×,′) ,.绝缘强度:在均匀电场中，使电介质不失去其绝缘性能所需要的最高、临界外加电场强度，也称为耐压强度。 ,.极性效应:对于电极形状不对称的不均匀电场气隙，如棒—板间隙，棒的极性不同时，间隙的起晕电压和击穿电压不相同，这种现象称为极性效应 ,.热老化的8?规则:对A级绝缘，每增加8?，寿命便缩短一半左右，这通常称为热老化的8?规则。 ,.吸收比:指被试品加压60s时的绝缘电阻R60s与加压15s时的绝缘电阻R15s之比。 四(画出工频耐压试验的原理接线图:(8) 课本P73. 五.分析题(7)(任选一题) 1. 以“油中存在含水纤维物”为例，试述其气泡击穿过程, 答: 课本P49 2. 试分析流柱理论与汤逊理论的区别与联系, 答:相同点:都有电子崩产生。 区别:流注理论认为电子的碰撞电力和空间光游离是形成自持放电的主要原因 ，强调空间电荷对电场的畸变作用;汤逊理论认为维持气体放电的必要条件是阴极表面游离 六.计算题:(8) 1.雷击离35KV输电线75m处的照明塔，记录到雷电流幅值为80KA。输电线在杆塔上是悬挂点高度是12m，弧垂是4.5m，求输电线上感应雷过电压值。若同样大小雷电流击中杆塔，设波头长度2.6us，计算此时导线上的感应雷过电压分量。 解:(1).因为对于35KV及以下的线路不宜全线架设避雷线，所以此时无避雷线。 根据:U?25Ih/S 由题意可知S=75m，h=(12+12—4.5)/2=19.5m I=80KA， 所以U?25Ih/S=260KV (2). 根据公式:U=ah=I/2.6us×19.5m=600KV 答:略.. 继电保护五章 电力变压器的保护 1(变压器的故障与不正常工作状态，装设的保护及其作用P149; 2(瓦斯保护的定义、装设的范围、作用，重瓦斯触点需切换到信号位置的情况，不能代替电流速断保护或差动保护的原因; 3(电流速断保护装设的范围、作用; 4 (变压器差动保护中产生不平衡电流的原因 相位补偿的定义，励磁涌流的定义、特点。 5(变压器过电流保护的作用、类型，低电压启动的目的、复合电压启动的目的。P163-167 5.变压器接地保护的作用、方式、安装地点P167-169 6(交流操作的6-10kV电气设备保护采用两组电流互感器的 原因 第六章 母线保护 1(母线保护方式P178 2(母线电流完全差动保护对电流互感器的要求P179 3(双母线固定连接的电流差动保护的不足之处，双母线同时运行的母联电流相位比较式差动保护的优点。 第七章 低压电气设备保护 1.异步电动机的故障及不正常工作状态 2.异步电动机配置的保护:纵差动保护、电流速断保护、接地保护、负序保护、堵转保护、过负荷保护、过电压保护、低电压保护、过热保护、温度保护。 第九章 变电所自动装置 一、自动重合闸 1(自动重合闸的概念、作用、装设规定、装设后的不利影响 2(自动重合闸的基本要求 3(自动重合闸的动作时间——KT延时 复归(准备动作)时间——电容充满电时间 4(双电源线路自动重合闸的特殊问题:时间配合问题和同步问题 5(三相快速自动重合闸的定义 6(无压检定和同步检定的自动重合闸的动作过程 7(自动重合闸与继电保护配合的方式:前加速的定义及优缺点，后加速的定义及优缺点 8(单相自动重合闸、三相 自动重合闸定义、综合自动重合闸的定义 二、备用电源自动投入装置 1(备用电源自动投入装置的定义、作用 2(备用电源的备用方式 3(备用电源自动投入装置的基本要求 三、自动按频率减负荷装置 1(自动按频率减负荷装置的定义 2(自动按频率减负荷装置动作频率与切负荷的关系(动作频率越高，切除的负荷越不重要) 第八章 微机继电保护 1(微机保护的特点 2(微机保护的硬件组成及各部分的作用 3(数据采集系统的构成环节、作用 4(模拟低通滤波器的作用 5(开关量输入/输出系统的光电隔离作用 6(微机软件的工作状 态。 7(微机保护算法的作用。 第一章电介质的极化、电导和损耗第二章气体放电理论 1)流注理论未考虑的现象。表面游离 2)先导通道的形成是以的出现为特征。C--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--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C--A.碰撞游离B.光游离C.热游离D.表面游离 5)以下哪个不是发生污闪最危险的气象条件,D--A.大雾B.毛毛雨C.凝露D.大雨 6)以下哪种材料具有憎水性,A--A.硅橡胶B.电瓷C.玻璃D金属 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,极化液体相对介电常数在温度不变时，随电压频率的增大而减小，然后就见趋近于某一个值，当频率很低时，偶极分子来来得及跟随电场交变转向，介电常数较大，当频率接近于某一值时，极性分子的转向已经跟不上电场的变化，介电常数就开始减小。在电压频率不变时，随温度的升高先增大后减小，因为分子间粘附力减小，转向极化对介电常数的贡献就较大，另一方面，温度升高时分子的热运动加强，对极性分子的定向排列的干扰也随之增强，阻碍转向极化的完成。极性固体介质的相对介电常数与温度和频率的关系类似与极性液体所呈现的规律。 21)电介质电导与金属电导的本质区别为何,,)带电质点不同:电介质为带电离子(固有离子，杂质离子);金属为自由电子。,)数量级不同:电介质的γ小，泄漏电流小;金属电导的电流很大。,)电导电流的受影响因素不同:电介质中由离子数目决定，对所含杂质、温度很敏感;金属中 主要由外加电压决定，杂质、温度不是主要因素。 22)简要论述汤逊放电理论。设外界光电离因素在阴极表面产生了一个自由电子，此电子到达阳极表面时由于α过程，电子总数增至eαd 个。假设每次电离撞出一个正离子，故电极空间共有(eαd ,1)个正离子。这些正离子在电场作用下向阴极运动，并撞击阴极(按照系数γ的定义，此(eαd ,1)个正离子在到达阴极表面时可撞出γ(eαd ,1)个新电子，则( eαd -1)个正离子撞击阴极表面时，至少能从阴极表面释放出一个有效电子，以弥补原来那个产生电子崩并进入阳极的αd电子，则放电达到自持放电。即汤逊理论的自持放电条件可表达为 r( e-1)=1或γ eαd ,1。 23)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,答:在不均匀电场中，电压极性对气隙的击穿电压和气隙击穿发展过程影响很大，称为极性效应。当棒具有正极性时:在棒极附近，积聚起正空间电荷，减少了紧贴棒极附近的电场，而略微加强了外部空间的电场，棒极附近难以造成流注，使得自持放电、即电晕放电难以形成，所以棒—板间隙中棒为正极性时电晕起始电压比负极性时略高 U+(电晕)> U-(电晕)当棒具有负极性时:电子崩中电子离开强电场区后，不在引起电离，正离子逐渐向棒极运动，在棒极附近出现了比较集中的正空间电荷，使电场畸 变棒极附近的电场得到增强，因而自持放电条件就抑郁得到满足、易于转入流注而形成电晕现象，所以棒—板间隙中棒为负极性时击穿电压比正极性时高 U+(击穿)< U-(击穿) 24)影响套管沿面闪络电压的主要因素有哪些, 1)电场分布情况和作用电压波形的影响、电介质材料的影响、气体条件的影响、雨水的影响。 25)某母线支柱绝缘子拟用于海拔 4500m的高原地区的 35kV变电站，问平原地区的制造厂在标准参考大气条件下进行 1min工频耐受电压试验时，其试验电压应为多少kV, 查 GB311.1-1997 的规定可知，35kV 母线支柱绝缘子的1min 干工频耐受电压应为100kV，则可算出制造厂在平原地区进行出厂1min 干工频耐受电压试验时，其耐受电压U 应为U=KaU0=154kv 26)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5~10min，为什么,因为容型设备的储存电荷较多，放电实质是一个RC 电路，等效的公式为U(1-e^T)其中时间常数T=R*C，电容越大，放电的时间越长 28) 气体放电的汤森德机理与流注机理主要区别在哪里,它们各自的适用范围如何,答:?汤森德理论认为气体放电主要是由于电子碰撞电离和正离子撞击阴极表面逸出自由电子两个过程;而流注理论认为电子的撞 击电离和空间光电离是自持放电的主要因素，它注意到了空间电荷对电场的畸变作用。?汤森德理论适用于 Pd较小的情况，流注理论适用于 Pd较大的情况。 29)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,答:?是否有先导过程，长气隙有先导过程，而短气隙火花放电没有先导过程。?条件是气隙距离较长时(约 1米以上)，流注通道中的一部分转变为先导。?长间隙中，炽热的导电通道是在放电发展过程中建立的，而不是在整个间隙被流注通道贯穿后建立的，所以长间隙击穿的平均场强远小于短间隙击穿的平均场强。 31、电晕产生的物理机理是什么,它有哪些有害影响,试列举工程上各种防晕措施的实例。 答:在极不均匀电场中，最大场强与平均场强相差很大，以至当外加电压及平均场强还较低时，电极曲率较大处附近空间的局部场强已很大，在这局部场强区中，产生强烈的电离，但由于电极稍远处场强已大为减弱，所以此电 离区不可能扩展到很大，只能局限在此电极附近的场强范围内。伴随着电离而存在的复合和反激励，辐射出大量光子，使在黑暗中可以看到在该电极附近空间有蓝色的晕光，这就是电晕。 若出现电晕放电，将带来许多危害。首先是电晕放电将引起功率损耗、能量损耗，这是因为电晕放电时的光、声、热、 化学等效应都要消耗能量。其次，电晕放电还将造成对周围无线电通讯和电气测量的干扰，若用示波器观察，电晕电流为一个个断续的高频脉冲。另外，电晕放电时所产生的一些气体具有氧化和腐蚀作用。而在某些环境要求比较高的场合，电晕放电时所发出的噪声有可能超过环保标准。 防晕措施包括:增大电极的曲率半径，改进电极形状，例如超、特高压线路采用分裂导线;有些高压电器采用空心薄壳的、扩大尺寸的球面或旋转椭圆等形式的电极;发变电站采用管型空心硬母线等。 32、极性效应的概念是什么,试以棒—板间隙为例说明产生机理。 答在不均匀电场中，电压极性对气隙的击穿电压和气隙击穿发展过程影响很大，称为极性效应。当棒具有正极性时:在棒极附近，积聚起正空间电荷，减少了紧贴棒极附近的电场，而略微加强了外部空间的电场，棒极附近难以造成流注，使得自持放电、即电晕放电难以形成，所以棒—板间隙中棒为正极性时电晕起始电压比负极性时略高 U+(电晕)> U-(电晕) 当棒具有负极性时:电子崩中电子离开强电场区后，不在引起电离，正离子逐渐向棒极运动，在棒极附近出现了比较集中的正空间电荷，使电场畸变棒极附近的电场得到增强，因而自持放电条件就抑郁得到满足、易于转入流注而形成电晕现象，所以棒—板间隙中棒为负极性时击穿电压比正极性时 高U+(击穿)< U-(击穿) 第三章气隙的电气强度 1) SF6气体具有较高绝缘强度的主要原因之一是电负性 2)冲击系数是50%放电电压与静态放电电压之比。 3)在高气压下，气隙的击穿电压和电极表面粗糙度有很大关系 4)雷电流具有冲击波形的特点迅速上升平缓下降 5)在极不均匀电场中，正极性击穿电压比负极性击穿电压小 6)我国国家标准规定的标准操作冲击波形成250/2500μs。 7)极不均匀电场中，屏障的作用是由于其对空间电荷的阻挡作用，造成电场分布的改变。 8)调整电场的方法:_增大电极曲率半径、改善电极边缘、使电极具有最佳外形。 9.什么叫间隙的伏秒特性曲线?它有什么作用?答:在同一波形，不同幅值的冲击电压作用下，间隙上出现的电压最大值和放电时间的关系，称为该间隙的伏秒特性，表征这个关系的曲线称为伏秒特性曲线。间隙伏秒特性的形状决定于电极间电场分布。作用: 伏秒特性对于比较不同设备绝缘的冲击击穿特性具有重要意义。在过电压保护中，如何能保证被保护电气设备得到可靠的保护(即限制作用在电气设备绝缘上的过电压数值)，就要保证被保护电气设备绝缘的伏秒特性与保护装置(如避雷器)的伏秒特性之间配合正确。 10.试举例提高气隙击穿电压的各种方法。答:两个途径 一、改善电场分布，使之尽量均匀;改进电极形状，可以增大电极曲率半径，改善电极边缘，使电极具有最佳外形;利用空间电荷畸变电场的作用。 二、利用其它方法来削弱气体中的电离过程，如高真空的采用、高气压的采用。 11.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。 12.一些卤族元素化合物(如 SF6)具有高电气强度的原因是什么,(1)由于含有卤族元素，这些气体具有很强的电负性，气体分子容易和电子结合成为负离子，从而削弱了电子的碰撞电离能力，同时又加强了复合过程。 (2)这些气体的分子量都比较大，分子直径较大，使得电子在其中的自由行程缩短，不易积聚能量，从而减少了碰撞电离的能力。(3)电子在和这些气体的分子相遇时，还易引起分子发生极化等过程，增加能量损失，从而减弱碰撞电离的能力。 第四章固体、液体和组合绝缘的电气强度 1)电介质按极性强弱分类，在下面的介质中，弱极性电介质有ABCDEF，中性电介质有I，强极性电介质有GH。 A.H2 B.N2 C.O2 D.CO2 E.CH4 F.空气 G.水 H. 酒精 I.变压器油 J. 蓖麻油 2)按照国家标准 GB11021-1989“电气绝缘的耐热性评定和分级”将各种电工绝缘材料耐热程度划分等级，以确定各级绝缘材料的最高持续工作温度。其中 A级绝缘材料的最高持续温度是105，F级绝缘材料的最高持续温度是 155。 电介质是指:能在其中建立静电场的物质非极性,根据化学结构可以将其分成弱极性电介质、偶极性电介质、离子性电介质 ，电介质极化的基本形式有电子位移极化、离子位移极化、转向极化、介质界面极化、空间电荷极化。 介质损失角正切的是tanδ= IR / IC， tanδ表示交流下的介质损耗。 影响液体电介质击穿电压的因素有杂质、温度、电压作用时间、电场均匀程度、压力 固体介质的击穿形式有电击穿、热击穿、电化学击穿。 一般来说，标准电容器采用气体绝缘，电力电容器采用油纸绝缘，为什么, 气体电介质的相对介电常数接近 1，极化率极小，气体电介质的损耗就是电导损耗，当电场强度小于使气体分子电离所需要值时，气体介质损耗很小，所以标准电容器采用气体绝缘。而电力电容器采用油纸绝缘是因为油纸绝缘具有优良的电气性能，干纸和纯油组合后，油填充了纸中薄弱点的空气隙，纸在油中又起了屏障作用，使总体的耐电强度提高很多。 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: (1)当施加工频电压时，两杯油击穿电压差别很大。 (2)当施加雷电冲击电压时，两杯油击穿电压差别很小，是因为冲击击穿电压作用时间太短，杂质来不及形成桥。 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，这是因为不均匀场强处扰动大，杂质不易形成桥。 介质热老化的程度主要是由温度和介质经受热作用的时间来决定的。 转向极化程度与电源频率和温度有关，随着频率的增加，极化率减小，随着温度的增加，极化程度先增大后减小 13)纯净液体介质的击穿理论分为电子碰撞电击穿理论和气泡击穿理论 14)影响固体介质击穿电压的主要因素有电压作用时间、电场均匀程度、温度、累积效应、受潮程度 15)测量绝缘材料的泄漏电流为什么用直流电压而不用交流电压,答:因为直流电压作用下的介质损失仅有漏导损失，而交流作用下的介质损失不仅有漏导损失还有极化损失。所以在直流电压下，更容易测量出泄漏电流。 16)目前液体电介质的击穿理论主要有哪些,答:液体介质的击穿理论主要有三类: 高度纯净去气液体电介质的电击穿理论、含气纯净液体电介质的气泡击穿理论、工程纯液体电介质的杂质击穿理 论 17)如何提高液体电介质的击穿电压,答:工程应用上经常对液体介质进行过滤、吸附等处理，除去粗大的杂质粒子，以提高液体介质的击穿电压。 18)什么叫电介质的极化,极化强度是怎么定义的,答:电介质的极化是电介质在电场作用下，其束缚电荷相应于电场方向产生弹性位移现象和偶极子的取向现象。电介质的极化强度可用介电常数的大小来表示，它与该介质分子的极性强弱有关，还受到温度、外加电场频率等因素的影响。 19)局部放电引起电介质劣化、损伤的主要原因有哪些,答:局部放电引起电介质劣化损伤的机理是多方面的，但主要有如下三个方面:,)电的作用:带电粒子对电介质表面的直接轰击作用，使有机电介质的分子主链断裂;,)热的作用:带电粒子的轰击作用引起电介质局部的温度上升，发生热熔解或热降解;,)化学作用:局部放电产生的受激分子或二次生成物的作用，使电介质受到的侵蚀可能比电、热作用的危害更大。 第五章 电气设备绝缘试验(一) 1)非破坏性试验包括绝缘电阻试验、局部放电试验、绝缘油的气相色谱分析、介质损耗角正切试验， 破坏性实验包括交流耐压试验、直流耐压试验、操作冲击耐压试验、雷电冲击耐压试验 2)当绝缘良好时，稳定的绝缘值(较高)，吸收过程相对(较慢); 绝缘不良或受潮时，稳定的绝缘电阻值(较低)，吸收过程相对(较快)。 3)在对电力设备绝缘进行高电压耐压试验时，所采用的电压波形有(直流)、(交流)、(雷电过电压)、(操作冲击波)。 4)正接法和反接法西林电桥各应用在什么条件下, 答:正接法一般应用于实验室内的测试材料及小设备，实现样品的对地绝缘。实际上，绝大多数电气设备的金属外壳是直接放在接地底座上的，换句话说，就是试品的一极是固定接地的，这时就要用反接法。 第六章 电气设备绝缘试验(二) 1)用铜球间隙测量高电压，需满足那些条件才能保证国家标准规定的测量不确定度, A 铜球距离与铜球直径之比不大于 0.5 B 结构和使用条件必须符合 IEC的规定 C 需进行气压和温度的校正 D 应去除灰尘和纤维的影响 2)交流峰值电压表的类型有:A电容电流整流测量电压峰值 B整流的充电电压测量电压峰值 C 有源数字式峰值电压表 3)关于以下对测量不确定度的要求，说法正确的是:A对交流电压的测量，有效值的总不确定度应在?3,范围内 4)构成冲击电压发生器基本回路的元件有冲击电容 C1，负荷电容 C2，波头电阻 R1和波尾电阻 R2，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C1,,C2、 R1,,R2 5)交流高电压试验设备主要是指_高压试验变压器_____。 6)在电压很高时，常采用几个变压器串联的方法，几台试验变压器串联的意思是使几台变压器高压绕组的电压相叠加。 7)实验室测量冲击高电压的方法有_球隙法、分压器—峰值电压表法、分压器—示波器法、光电测量法。 8)高压实验室中被用来测量交流高电压的方法常用的有几种, 利用气体放电测量交流高电压，例如静电电压表;利用静电力测量交流高电压，例如静电电压表;利用整流电容电流测量交流高电压，例如峰值电压表;利用整流充电电压测量交流高电压，例如峰值电压表。 9)在说明多极冲击电压发生器动作原理时，为什么必须强调装置对地杂散电容所起的作用,答:因为对地杂散电容引起容易高频振荡，产生冲击过电压。 第七章线路和绕组中的波过程 1)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电流为 0，电压增大一倍 2)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 3)减少绝缘介质的介电常数可以提高电缆中电磁波的传播速度。 4)电磁波沿架空线路的传播速度为3x108m/s。 5)传输线路的波阻抗与(单位长度电感)和(电容)有关，与线路长度无关。 6)在末端开路的情况下，波发生反射后，导线上的电压会提高一倍。 7)波传输时，发生衰减的主要原因是导线电阻和线路对地电导、大地电阻和地中电流等值深度的影响、冲击电晕的影响。 8) 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,1?β?1 9)简述波传播过程的反射和折射。当波沿传输线路传播，遇到线路参数发生突变，即有波阻抗发生突变的节点时，会在波阻抗发生突变的节点上产生折射与反射。 10)波阻抗与集中参数电阻本质上有什么不同,(1)波阻抗表示同一方向的电压波与电流波的比值，电磁波通过波阻抗为 Z的导线时，能量以电能、磁能的方式储存在周围介质中，而不是被消耗掉。(2)若导线上前行波与反行波同时存在时，则导线上总电压与总电流的比值不再等于波阻抗(3)波阻抗 Z的数值只取决于导线单位长度的电感和电容，与线路长度无关。(4)为了区别不同方向的流动波，波阻抗有正、负号。 11)彼得逊法则的内容、应用和需注意的地方。在计算线路中一点的电压时，可以将分布电路等值为集中参数电路:线路的波阻抗用数值相等的电阻来代替，把入射波的 2倍作为等值电压源。这就是计算节点电压的等值电路法则，也称彼得逊法则。利用这一法则，可以把分布参数电路中波过程的许多问题简化成一些集中参数电路的暂态计算。但必须注意，如果 Z1,Z2是有限长度线路的波阻抗，则上述等值电路只适用于在 Z1，Z2端部的反射波尚未回到节点以前的时间内。 第八章雷电及防雷装置第九章输电线路的防雷保护第十章发电厂和变电所的防雷保护 1)根据我国有关标准，220kV线路的绕击耐雷水平是12kA 2)避雷器到变压器的最大允许距离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 3)对于 500kV线路，一般悬挂的瓷绝缘子片数为28 4)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1,10 Ω 5)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,避雷针和避雷线 6)落雷密度是指: 每雷暴日中每平方公里地面内落雷的次数 7)雷电波的波头范围一般在(1us)到(5us)范围内，在我国防雷设计中，通常建议采用(2.6us)长度的雷电流波 头长度。 8)入地中的金属接地体称为接地装置，其作用是降低接地电阻。 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15-40天 10)对于 500kV的高压输电线路，避雷线的保护角α一般不大于15?。 11)输电线路防雷性能的优劣，工程上主要用耐雷水平和雷击跳闸率两个指标来衡量。 12)降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平防止反击的有效措施。 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3m。 14)我国 35~220kV电网的电气设备绝缘水平是以避雷器5kA下的残压作为绝缘配合的设计依据。 15)下行的负极性雷通常可分为 3个主要阶段:先导、主放电、余光。 16)防雷的基本措施有哪些,请简要说明。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。 17)电容器在直配电机防雷保护中的主要作用是什么? 用是限制侵 入波陡度，和降低感应雷过电压。 18)感应过电压是怎么产生的,请介绍简单的计算公式。对地放电过程中，放电通道周围的空间电磁场将发生急剧变化。因而当雷击输电线附近的地面时，虽未直击导线，由于雷电过程引起周围电磁场的突变，也会在导线上感应出一个高电压来，这就是感应过电压，它包含静电感应和电磁感应两个分量，一般以静电感应分量为主。设地面雷击点距输电线路正下方的水平距离为 S，一般当 S超过 65m时，规程规定，导线上感应过电压的幅值可按下式计算:U ? 25Ih / S kV，其中，I为雷电流幅值，单位为 kA;S为地面雷击点距线路的水平距离，单位为 m; h为导线平均对地高度，单位为 m。 19)简述避雷针的保护原理和单根保护范围的计算。避雷针的保护原理是当雷云放电时使地面电场畸变，在避雷针的顶端形成局部场强集中的空间，以影响雷闪先导放电的发展方向，使雷闪对避雷针放电，再经过接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。避雷针的保护范围使指被保护物体再此空间范围内不致遭受直接雷击。 第十一章电力系统暂时过电压第十二章电力系统操作过电压 1)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3倍 3)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3-4倍的操作过电压。 4)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单相重合闸 5)简述电力系统中操作过电压的种类及其产生过程。(1)空载线路合闸过电压:包括正常空载线路合闸过电压和重合闸过电压;(2)切除空载线路过电压;(3)切除空载变压器过电压;(4)操作过电压的限制措施 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 7)简述绝缘配合的原则。原则: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来确定必要的耐受强度，以便把作用于设备上的各种电压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高使设备尺寸过大，造价太贵，造成不必要的浪费;也不会由于绝缘水平取的太低，虽然一时节省了设备造价，但增加了运行中的事故率，导致停电损失和维护费用大增，最终不仅造成经济 上更大的浪费，而且造成供电可靠性的下降。 例题答案 一、 简单回答， 1(什么是棒板电极的极性效应，其结果是怎样的, 答:对棒板电极而言，当棒为不同及形式，气隙的击穿电压和电晕起始其实电压不同的现象称为棒板电极的极性效应。结果是棒为正极性时的击穿电压低于棒为负极性时的击穿电压，而电晕起始电压与此相反。 2、介质损失角正切值的测量能够反应绝缘的那些缺陷,为什么对大体积多部件的电气设备应当解体试验, 答:对贯穿性、漫布性、整体受潮绝缘起层等整体性缺陷灵敏，而对非贯穿性的局部缺陷不灵敏，所以对大体积多部件的设备应解体试验。 3(提高变压器油击穿电压的措施有哪些, 答:提高油的品质:干燥，祛气、采用组合绝缘:在曲率半径小的电极上采用覆盖层或绝缘层、采用极间障。 4、输电线路的防雷措施有那些(请说出六条)? 答:架设避雷线、架设耦合地线、降低杆塔的接地电阻、采用自动重合闸、采用管型避雷器、采用中性点不接的系统、采用不平衡绝缘、加强绝缘等8条中的任意六条 二、判断题，每题3分 1(简单地说，对均匀电场气隙，电极间之间的气压越低则击穿电压越低。 ( 错 ) 2( 简单地说，对均匀电场气隙，气隙的气压越低则击穿电压越高。(错 ) 3、在直流电压的作用下，棒负板正电极之间加极间障可以提高极间的击穿电压。 (错 ) 4、在直流电压的作用下，棒正板负电极之间加极间障可以提高极间的击穿电压。(对 ) 5、如果避雷器与被保护设备之间的线路在避雷针的保护之内，由于电压行波在传播的过程中有衰减，所以这个距离越大越好。 (错 ) 6、由于水具有离子电导，所以，空气湿度越大，棒板电极的击穿电压越低。(错 ) 7、由于水具有离子电导，所以在极间距离不变的情况，空气湿度越大，极间的闪络电压越低。(对 ) 8、由于离避雷针越近，设备落雷的概论越小，而变电所的主变是变电所最贵重的设备，所以主变离避雷针越近约好(错) 三、请画出给配电变压器做工频耐压试验的原理接线图，并说明各元件的作用和测量试验电压的方法。15分 T1:自耦调压器，改变试验电压、T2:单相试验变压器，产生试验高压、Rb保护电阻，作用 全国注册建筑师、建造师考试 备考资料 历年真题 考试心得 模拟试题 有三:阻尼、限制截波陡度和限流、Rg:气隙G保护电阻、G:保护球隙、BYQ:配电变压器。 通过低压侧测量试验电压。 四、请画出用西林电桥测量非接地设备绝缘介质 损失角正切值的原理图，并说明测量原理。15分 答: 由电桥的平衡条件是对臂复阻抗之积相等和复数方程成立的条件实部和实部相等，虚部和虚部相等推导出tgδ=106C3法，若令C3的单位为法拉，则在数值上， tgδ=C3 (推导过程见相响应的幻灯片) 五、进线段保护的作用是什么,请画出35kV小容量变电所的进线段保护接线，并说明各元件的作用。15分 答:限制侵入波的陡度和流过避雷器的电流，(未答此项的或语言不确切的减分) BLX:限制流过FZ的雷电流 GB2:限制侵入波的幅值 GB1:保护 DL外侧的隔离开关 FZ: 变电所侵入波主保护 六、有一幅值为100kV的直角波，严波阻抗为50欧姆的电缆线路侵入发电机绕组。发电机绕组波阻抗为800欧姆，绕组每匝长度为3米。匝间绝缘允许承受的电压为600伏，绕组的波速为6×107/s，求用电容器来保护匝间绝缘时所需的电容值。7分 答:需并0.33uF.(没有中间步骤的可酌情减1分) 七、下图为一个小型变电所设备布置的平面图，设备高10米，在A处有一高为48.5米的烟囱(相当同样高的避雷针)，请问，变电所是否还有必要装设避雷针,为什 么, 解:不 用再架设避雷针。 全国2005年4月高等教育自学考试 高压电技术试题 课程代码:02653 一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1(静电电压表不能((用来测量( ) A(冲击电压 B(工频电压 C(正极性直流电压 D(负极性直流电压 2(我国规程中规定线路防雷设计用雷电流波头时间为( ) A(1.2μs B(1.5μs C(2.6μs D(10μs 3(避雷针直接装设在配电构架上，其辅助集中接地装置与主地网的地下连接点到变压器接地线与主地网的地下连接点之间的距离不得((小于( ) A(10m B(15m C(20m D(25m 4(以下属于操作过电压的是( ) A(工频电压升高 B(铁磁谐振过电压 C(变电所侵入波过电压 D(电弧接地过电压 5(线路感应过电压与雷电流的( ) A(极性相同 B(极性相反 C(陡度成反比 D(幅值成反比 6(下列不属于(((偶极子极化特点的是( ) A(极化时间长 B(有损耗 C(温度影响大 D(弹性极化 7(在超高压线路中，并联电抗器的主要作用是( ) A(提高电源漏抗 B(改善频率 C(升高工频电压 D(补偿线路对地电容 8(环境湿度增加，能明显提高击穿电压的间隙有( ) A(极不均匀电场间隙 B(稍不均匀电场间隙 C(均匀电场间隙 D(球间隙 9(三角形接线的三相变压器，当冲击电压波沿三相同时入侵时，绕组中部对地最大电位可 达入侵波幅值的( ) A(1倍 B(2倍 C(3倍 D(4倍 全国注册建筑师、建造师考试 备考资料 历年真题 考试心得 模拟试题 10(下列措施中，不能((有效限制空载线路合闸过电压的是( ) A(同步合闸 B(采用带合闸电阻的断路器 C(提高断路器的灭弧性能 D(消除和削弱线路残余电压 二、填空题(本大题共10小题，每小题1分，共10分) 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 11(不需外界游离因素存在也能维持的放电称为_____________________。 12(固体介质的击穿形式有:电击穿、热击穿和_____________________。 13(介质损失角正切tgδ的测量对判断绝缘_____________________比较有效。 14(无穷长直角波通过串联电感后，波头陡度将_____________________。 15(产生空载线路分闸过电压的根本原因是_____________________。 16(谐振按其性质可分为线性谐振、非线性谐振和_____________________三类。 17(发电厂大型地网的接地电阻值除了与土质情况有关外，主要取决于 _________________。 18(当避雷器与变压器之间有一定电气距离时，变压器绝缘上会出现___________________于避雷器端的电压。 19(雷击塔顶时，导线上的感应过电压与杆塔高度成_____________________。 20(在超高压线路中，为限制工频电压升高，通常采用_____________________以削弱容升效应。 三、名词解释题(本大题共4小题，每小题3分，共12分) 21(电压波折射系数 22(操作冲击绝缘水平 23(极性效应 24(进线段保护 四、简答题(本大题共6小题，每小题5分，共30分) 25(电介质电导与金属电导的不同点是什么, 26(直流耐压试验与泄漏电流试验有何异同, 27(无穷长直角波通过并联电容后，折射波的陡度大为降低。请简述其物理过程。 28(金属氧化物避雷器的特点是什么, 29(为什么屏障对极不均匀电场间隙的击穿电压有影响, 30(说明影响切除空载变压器过电压的主要因素。 五、计算题(本大题共2小题，每小题5分，共10分) 31(采用木横担的10kV输电线路，其线间距离lm=1.4m，绝缘子闪络长度lj=280mm，试计算该线路的建弧率η。 32(如图所示，AB、BC长线相连于B点，波在长线上传播速度为300m/μs，一直流电源U0经电阻R,400Ω合闸于该长线。AB长300m，波阻抗z1=400Ω，BC线路为无穷长，波阻抗z2=800Ω。设合闸时刻为t=0，求uB(t)(写出数学表达式)。 六、综合应用题(本大题共2小题，第33小题8分，第34小题10分，共18分) 33(某过江塔高h=50m，塔身电感L0,0.5μH/m。为保证塔顶电位Umax?1800kV，当铁塔遭受雷电流IL,/ 100kA时，计算铁塔的最大允许接地电阻Rch值。 34(从球间隙击穿电压表中可以看 出，当一球接地，球径一定，而球隙距离增大到一定值时，呈现弱的极性效应。请用所学知 识对此作出合理的解释。