高電壓復習題2

1、高 電 壓 技 術 復 習 題 二一、 請選出下面各題中的正確答案1. a、自持放電是指間隙依靠外界電離因素維持的放電過程。 b、自持放電是指間隙依靠自身的電離過程，便可維持間隙放電過程，去掉外界電離因素，間隙放電仍能持續(xù)。 c、自持放電時，間隙無需外加電壓。自持放電：間隙電離過程僅靠外加電壓已能維持，不需要外電離因素2. a、在外加電場作用下，氣體中的正離子因其質量和體積都較大，極易產生碰撞電離。b、氣體中，電子碰撞電離的強弱程度與外加電場大小無關。c、在外加電場作用下，自由電子容易被加速積累足夠的動能，從而產生電子碰撞電離。1、電體碰撞電離（e為質點電荷量、E為場程、為碰撞前行程）2、碰撞

2、電離是氣體放電過程中產生帶電質點最重要的方式3、離子碰撞電離概率電子碰撞電離概率因為：電子體積小，自由行程大；電子質量遠小于原子或分子3、 a、湯遜理論認為，間隙放電過程中主要的電離因素為電子碰撞和光電離。b、湯遜理論認為，間隙擊穿電壓與陰極材料無關。c、湯遜理論認為，間隙放電過程中，主要電離因素為電子碰撞和陰極表面電離，擊穿電壓與陰極材料有關。湯遜理論（低電氣、pd較?。?、 二次電子的來源是正離子碰撞陰極，使陰極表面發(fā)生電子逸出2、 湯遜放電與電極材料及其表面狀態(tài)有關4、 a、氣體分子從外界獲得能量，必定發(fā)生電離。b、氣體分子從外界獲得的能量，大于或等于其電離能時，便可發(fā)生電離。 c、氣體

3、分子發(fā)生電離與否，和其獲得能量大小無關。 5、 均勻電場下，擊穿過程中是否出現電暈現象：a、 出現 b、不一定出現 c、不出現稍不均勻電場擊穿：間隙擊穿前看不到放電現象極不均勻電場擊穿：高場強區(qū)出現藍色光暈電暈放電電暈放電：在極不均勻電場中，當電壓升高到一定程度后，在間隙完全擊穿之前，出現在小曲率電極附近。電暈層限于高場強電極附近的薄層內。電暈放電是極不均勻電場所特有的一種自持放電形式，包括電子崩、流注解決電暈放電分裂到西安電暈的危害：引起功率損耗；形成高頻電磁波對廣播和信號產生干擾6、 棒-板氣體間隙，保持極間距不變，改變電極上所施加的直流電壓極性，棒為正極時，擊穿電壓為u棒+，棒為負極時，

4、擊穿電壓為u棒-，則：a、u棒+ >u棒- b、u棒+u棒- c、u棒+u棒- 棒-板間隙中，棒為正極性時，電暈起始電壓比負極性時略高負極性下，通道的發(fā)展要困難得多，負極性的擊穿電壓較正極性的略高7、 a、u50%表示絕緣在某一沖擊電壓作用下，放電的概率為50%（很接近伏秒特性的最下邊緣）它反映絕緣耐受沖擊電壓的能力。u50%表示絕緣可能耐受的最大沖擊電壓。u50%表示絕緣沖擊放電電壓的最大值。：50%擊穿電壓多次施加電壓時有50%概率會導致間隙擊穿或不擊穿8SF6氣體具有較高絕緣強度的主要原因之一是_ 。 a無色無味性 b不燃性 c無腐蝕性 d強電負性9 選擇合理的絕緣配合1、對某電壓

5、波形，用電壓峰值和延續(xù)時間兩者共同表示，就是該氣隙在該電壓波形下的伏秒特性2、如果一個電壓同時作用在兩個并聯的氣隙 上，若其中一個先被擊穿，則電壓被短接，另一個氣隙就不會被擊穿。10 海拔高度增加，空氣間隙的擊穿電壓上升 下降 不變氣隙的擊穿電壓隨著大氣密度或大氣中的濕度的增加而升高11 固體電介質沿面閃絡是：固體電介質被擊穿。、固體電介質表面局部氣體放電。、沿著固體電介質表面氣體介質貫通性放電。12 平行板電極間充有兩層電介質（沿電場方向疊放），已知兩電介質的相對介電系數1>2，在外加電壓作用下，它們的場強分別為E1和E2則：aE1= E2 b. E1> E2 c. E1<

6、 E213. 隨著溫度上升,電介質的電阻率:a. 上升 b. 下降 c. 不變溫度上升電導率上升 場強上升電導上升14. 對某一電介質先后施加相同大小的交流電壓和直流電壓,測得介質損耗分別為P交和P直,則:aP交=P直 b. P交<P直 c. P交>P直電介質的極化過程經過一定時間才能完成恒穩(wěn)定電場中，可以完成電介質的極化在交流電場中，由于電場交變速度遠遠小于極化建立的速度15. 窮長直角波作用于末端開路的單相變壓器繞組時,若不考慮繞組內的損耗, 繞組上最大電位出現在a繞組首端 b. 繞組中部 c. 繞組末端二. 請選出下面各題中的所有正確答案1. 提高氣體間隙擊穿電壓的措施有:a

7、加極間障 b. 采用高氣壓 c. 改變電極材料d采用高真空 e. 采用高強度氣體 f. 使電場均勻1、改善電場分布（增大電極的曲率半徑），氣隙電場分布越均勻，氣隙的擊穿電壓越高2、采用高度真空2. 波阻抗為Z的線路上,既有前行波又有反行波, 線路上任一點:au=uf+ub b. i=if+ib c. z=u/id if= uf /z e. ib = ub/z 3. 輸電線路直擊雷過電壓包括:a 雷擊輸電線路附近地面感應過電壓 （屬于感應雷過電壓） b 雷擊桿塔頂部 過電壓 c 雷擊桿避雷線檔距中央 過電壓d 繞擊過電壓4. 電力系統(tǒng)內部過電壓包括:a雷電過電壓 b. 操作過電壓 c. 暫時過電

8、壓1、在電力系統(tǒng)中，由于斷路器操作，故障或其他原因，使系統(tǒng)參數發(fā)生變化，引起系統(tǒng)內部由磁能量的振蕩轉化或傳遞所造成的電壓升高2、內部過電壓的能量來源于系統(tǒng)本身5. 變電所采用避雷針進行直擊雷保護時,裝設避雷針的原則是:a 所有的被保護設備應處于避雷針的保護范圍之內 b 避雷針應盡可能高c 應防止避雷針對被保護設備發(fā)生反擊d 應防止避雷針接地裝置對被保護設備接地裝置發(fā)生反擊三、計算題1平行板電極間為真空時，電容量為C0=0.1F,現在極間充以相對介電系數.的電介質,施加工頻電壓u=5KV,介質損耗P=25W,求電介質的tg。2 線路如下圖，各出線波阻抗Z=300，電抗器L(L=1000H),若幅

9、值為500kv的無窮長直角波由線路Z1(Z1=300)傳入，求：母線上電壓;；線路1上的反射電壓。LUZZ1ZZZ題2圖 3一無窮長直角波經2 KM進線保護段侵入變電所，已知進線保護段導線平均對地高度hd=10米，變電所金屬氧化物避雷器的沖擊放電電壓ucf=370Kv，變壓器的沖擊放電電壓ub=480KV，進線保護段u50%=375KV，假設變電所為一路進線，求： 變電所入口處處入侵波陡度。 若采用單個避雷器對變電所進行保護，則變壓器到避雷器的距離應如何選擇？注：有關公式：4. 兩種電介質串聯,它們的介質損失角正切和電容分別為tan1、C1和tan2、C2，求串聯介質總的介質損失角正切tan。

10、5.一固體電介質，其電容量C=2000PF；tan=1%；絕緣電阻R=2000M，求：施加工頻電壓U=100KV（有效值），介質損耗為多少？施加直流電壓U=100KV，介質損耗為多少？6.平行板電極間為真空時，電容量為C0=0.1F,現在極間充以相對介電系數.的電介質,施加工頻電壓u=5KV,介質損耗P=25W,求電介質的tan7.某變電所母線接線圖如下，各路出線波阻抗Z=400，現有一幅值U=500kv的無窮長直角波由其中一路出線侵入變電所，求變電所母線上電壓幅值。ZUZZZZ題2圖8.有一幅值為U的無窮長直角波沿波阻抗為Z1的電纜進入發(fā)電機繞組，發(fā)電機繞組等值波阻抗為Z2，現在發(fā)電機繞組入

11、口處并聯一電容器進行過電壓保護，求：發(fā)電機繞組入口處電壓和最大陡度表達式；若U=100KV，Z1=50，繞組每匝長度為3m，繞組匝間絕緣能耐受的電壓為600V，波在繞組中的傳播速度為60m/s，為使繞組不發(fā)生絕緣損壞，計算所需并聯電容值。UZ1C題3圖9.某變電所220千伏變壓器的沖擊耐壓水平為Uj=945 kV,避雷器的沖擊放電電壓為Ur=603 kV ,設入侵雷電壓波的陡度為=450 kV/s，求避雷器到變壓器的最大允許距離（設變電所母線僅有一路出線）。10.某1000kV工頻試驗變壓器，套管頂部為球形電極，球心距離四周墻壁均約5m,球電極直徑至少要多大才能保證在標準參考大氣條件下，當變壓

12、器升壓到1000kV額定電壓時，球電極不發(fā)生電暈放電?11某原油罐直徑為10m，高出地面10m，若采用單根避雷針保護，且要求避雷針與罐距離不得少于5m，試計算該避雷針的高度。五、問答、填空題1 使氣體發(fā)生電離的因素有哪些？碰撞電離、光電離、熱電離、分級電離2 使陰極表面電離的因素有哪些？正離子撞擊陰極、光電子發(fā)射、強場發(fā)射、熱電子放射3 何謂非自持放電？何謂自持放電？非自持放電：電子崩依賴于外界電力因素所造成的原始電離才能持續(xù)和發(fā)展；如果外界因素消失，則這種電子崩也隨之逐漸衰減以至消亡。自持放電：電子崩可只靠電場作用自行維持和發(fā)展，不必再依賴于外界因素4 簡述自持放電條件的物理意義。一個電子在

13、自己進入陽極后可以由及過程在陰極上又產生成一個新的替身，從而無需外電力因素放電即可繼續(xù)進行下去。表示一個電子在走向陰極路種中與氣體質點相撞所產生的自由電子數；表示一個正離子撞擊陰極表面時從陰極逸出的自由電子數5 在工程上常采用加大氣壓或抽真空的方法，以提高氣體間隙的擊穿電壓，根據巴申定律，說明其原因。6. 湯遜放電理論認為導致氣體間隙擊穿的主要電離因素為電子碰撞和陰極表面電離；而流注放電理論認為氣體間隙擊穿的主要電離因素為電子的碰撞電離和空間光電離，并且強調了空間電荷對電場畸變的作用。7輸電線路絕緣子污穢閃絡通常發(fā)生在什么電壓下，污閃對輸電線路帶來什么危害？污閃發(fā)生在工作電壓之下，屬于典型的絕

14、緣下降問題。污閃事故的波及面大，往往造成上時間、大面積的停電事故，是對電力系統(tǒng)安全運行的嚴重威脅。8多層電介質構成的組合絕緣，在直流電壓下和工頻電壓下，各層電介質中的電場強度分別按什么規(guī)律分布？在直流電壓作用下，各層介質所承受的場強是與其導電率成反比例分配的，在勻強電場中，承受的場強之比為：對工頻交流電壓來說，其電場分布與介質的電導率和介電常數都有關。對于貢品勻強電場來說，當間隙放入介質后，各層介質中的電場強度之比為：9為什么SF6氣體具有較高的電氣強度？。1、鹵族元素分子具有很強的電負性，易形成負離子，且形成負離子后易與正離子復合2、SF6氣體的分子量較大，分子直徑較大，使電子在其中的自由程

15、縮短，不易積聚能量，從而減小其裝機電離的能力。10輸電線路桿塔接地電阻對線路防雷性能有何影響？對一般高度的桿塔，接地電阻的電壓降是塔頂電位的主要成分，因此降低電阻可以減小塔頂電位，以提高耐雷水平。11導線沖擊電暈對行波有何影響？在過電壓作用下導線上出線的電暈將是引起行波衰減和變形的主要原因，電暈消耗能量，消耗能量的大小與電壓的瞬時值有關。12輸電線路的波阻抗和集中參數的阻抗有何區(qū)別？集中參數的阻抗是消耗能量，輸電線路的波阻抗一般不消耗能量，當行波幅值一定時，波阻抗決定了單位時間內導線獲得的電磁能量的大小。13何謂間隙沖擊電壓下的伏秒特性？ 對于某一脈沖性質的電壓波形，必須用電壓峰值和延續(xù)時間兩

16、者來共同表示，這就是該間隙在沖擊電壓下的伏秒特性。14簡述在實驗室條件下，取得工頻、直流、雷電沖擊高電壓的方法。工頻高電壓通常采用高電壓試驗變壓器或其串級裝置來產生，但對電纜、電容器等電容量較大的被試樣，可采用串聯諧振回路來獲得試驗用的工頻高電壓；直流高電壓最常用的就是變壓器和整流裝置的組合，另外還有通過靜電方式產生直流高壓；雷電沖擊高電壓一般由沖擊電壓發(fā)生器產生。15侵入變電站的雷電波陡度對變電站設備有何影響？侵入波陡度a為某一值時，變壓器與避雷器之間距離有一極限值，超過比值，變壓器上受到的沖擊電壓將超過其沖擊耐壓，避雷器對變壓器無法保護。16變電站進線保護段所起的作用是什么？限制流經避雷器

17、的雷電流使之小于5kA，限制入侵波陡度a，保證變壓器和其他設備的安全運行。17電氣設備絕緣試驗時，測絕緣電阻和測泄漏對判斷設備絕緣狀況有何區(qū)別？測量主絕緣的泄露電流值，其實際意義與測量絕緣電阻式相同的，只是測量泄露電流時，所施加的直流電壓較高，有可能發(fā)現兆歐表所不能發(fā)現的尚未完全貫通的集中性缺陷或其他弱點，所以測試靈敏度比兆歐表更高。18直流電壓下電介質僅有漏導電流所引起的損耗；交流電壓下電介質既有 漏導損耗，又有極化損耗。19簡述提高液體、固體介質擊穿電壓的各種措施。液體：1）提高并保持油的品質；2）在金屬電極上覆蓋固體絕緣薄膜層 3）在金屬電極上加固體絕緣層；4）在電極間使用極間障固體：1

18、、改善絕緣設計1）采用合理的絕緣結構使各部分絕緣的耐電強度與其所承擔的場強有適當的配合2）改善電極形狀和表面光潔度3）改善電極與絕緣體的解除條件4）改進密封結構2、改進制造工藝：盡可能清除固體介質中殘留的雜質3、改善運行條件：防潮、防止塵污和有害氣體的侵蝕20兩種電介質串聯，其等值電容分別為、，且>>，介質損失角正切分別為tan1、tan2，則綜合tan （1）等于tan1； （2）等于tan2； （3）接近tan1； （4）接近tan2； （5）等于21發(fā)電廠、變電站對直擊雷采用何種防護措施，其設計原則是什么？ 直擊雷防護的手段主要是裝設避雷針或避雷線，使被保護電氣設備處于避雷針

19、或避雷線的保護范圍之內，同時還要求當雷擊避雷針或避雷線時，避雷針或避雷線不應對保護設備進行反擊。22發(fā)電廠、變電站對直擊雷的防護中，當滿足什么條件時可防止反擊？為防止避雷針與被保護設備或構架之間的空氣間隙被擊穿而造成反擊，必須要求大于一定距離：為防止避雷針接地裝置和被保護設備接地裝置之間的土壤中的間隙被擊穿，要求大于一定距離：一般情況下，不應小于5m，不應小于3m23發(fā)電廠、變電站母線上裝設避雷器的作用是什么？防止沿輸電線路侵入變壓所的感應過電壓，操作過電壓24當用避雷器保護變壓器時，避雷器動作時，避雷器、變壓器上電壓各為多少？為什么作用于變壓器上的電壓將高于避雷器的殘壓？避雷器殘壓為，變壓器所受沖擊電壓最大值，是設備與避雷器之間的電氣距離。如果一個電壓同時作用在兩個并聯氣隙 上，若其中一個先被擊穿，則電壓被短接，另一個氣隙就不會被擊穿。25何謂變電站的進線保護?進線段有何作用和要求？在臨近變電所12km的一段線路上加強防護架設避雷線