高電壓技術(shù)試題第三套

1、高電壓技術(shù)試題第三套一、填空題（每空1分，共20分）1 :在極不均勻電場中，擊穿過程中的極性效應(yīng)是2:使氣體分子電離因素有3:提高氣體間隙擊穿電壓的措施有4:固體電介質(zhì)擊穿的主要形式有5：直流電壓下電介質(zhì)僅有所引起的損耗;交流電壓下電介質(zhì)既有損耗又有損耗。輸電線路雷輸 電 線 路 耐變電站進(jìn)線保護(hù)8:局部放電的在線檢測分為兩大類。9：液體電介質(zhì)的極化形式有電子位移極化和種。:請選出下面各題中的正確答案（將所選擇的答案號填在括號內(nèi)。每題2分，共28分）1.電暈放電是局部范圍內(nèi)的（a.自持放電b.非自持放電c.沿面放電d.滑閃放電2.變電所中變壓器到避雷器的最大允許電氣距離與（土侵入波的幅值成反比

2、b.避雷器殘壓成正比c.變壓器的沖擊耐壓值成反比d/侵入波陡度成反比3.自持放電是指（a、間隙依靠外界電離因素維持的放電過程。b、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、間隙放電時，無需外加電壓。4.絕緣子的污閃是指污穢絕緣子在（）下的沿面閃絡(luò)a.過電壓b.工作電壓c.雷電沖擊電壓d.操作沖擊電壓5.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*;棒為負(fù)極時擊穿電壓為u棒則（）。a、u棒+ u棒b、u棒+ r2,在外加電壓作用下，它們的場強(qiáng)分別為可和氣則（ ）：a. E1= E2b. E1 E2c. E1 E

3、2在一般桿塔高度線路防雷設(shè)計時采用的雷電流計算波形是a.斜角波b.標(biāo)準(zhǔn)沖擊波c.半余弦波d.斜角平頂波一入射波電壓從架空線進(jìn)入電纜時，節(jié)點(diǎn)處的（）a.電壓折射系數(shù)1c.電壓反射系數(shù)1b.電壓折射系數(shù)0d.電壓反射系數(shù)0切除空載線路出現(xiàn)操作過電壓的原因是（）。斷路器不是在電流過零開斷斷路器開斷空載線路過程中觸頭間多次燃弧系統(tǒng)出現(xiàn)諧振過電壓測量絕緣電阻不能有效發(fā)現(xiàn)的缺陷是（）。a.絕緣整體受潮b.存在貫穿性的導(dǎo)電通道c.絕緣局部嚴(yán)重受潮d.絕緣中的局部缺陷無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(nèi)的損耗，繞組上最大電位出現(xiàn)在（）a.繞組首端 b.繞組中部 c.繞組末端三.簡答題（

4、每題4分，共12分）1：敘述氣體放電過程。2：試寫出單根避雷針的保護(hù)范圍計算公式。3：對架空線路絕緣子串，如何確定工作電壓其所需絕緣子片數(shù)？如 何確定操作過電壓下其所需絕緣子片數(shù)？四：計算題（共40分）1： 一固體電介質(zhì)，其電容量C=2000pF； tan=1%；絕緣電阻R=2000MQ,求：施加工頻電壓U=100kV （有效值），介質(zhì)損耗為多少？施加直流電壓U=100kV，介質(zhì)損耗為多少？（10分）2：某變電所母線接線圖如下，各路出線波阻抗Z=400Q，現(xiàn)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。（10分）題2圖3:下圖所示平原地區(qū)110kV單

5、避雷線線路，已知避雷線弧垂fg = 2.8m，導(dǎo)線弧垂f = 5.3m，幾何耦合系數(shù)為0.114,修正后的 電暈下的耦合系數(shù)為0.143,桿塔電感16.4pH，雷擊桿塔時分流系數(shù)為0.9,線路絕緣子U50%=700kV，桿塔沖擊接地電阻為7Q，建弧率為0.85，保護(hù)角為25，擊桿率為1/4，試求（1）雷擊桿塔時耐雷水平；（2）繞擊率及繞擊耐雷水平；（3）線路的雷擊跳閘率。（注：雷暴日按七=40進(jìn)行計算，即：雷電流幅值概率lgp = - ；百公里 線路年落雷次數(shù)：N = 0.28 + 4hg）。單根避雷線，取b=0代入計算。導(dǎo)線平均高度: TOC o 1-5 h z 一 _2 ._2 hc= H

6、c - 3 f ；避雷線平均高度：七=Hfg ,雷擊桿塔耐雷水平:I =T，繞擊率：lgP =a：，-3.9 ) (201hLh ha 86(1 k)|3R + (黃k)P + (1yk ) i h2.6h 0 2.6tc分）題3圖 某110kV單避雷線線路桿塔試題答案一、填空題（每空1分，共20分）1：在極不均勻電場中，擊穿過程中的極性效應(yīng)是 擊穿電壓與小 曲率半徑的電極極性有關(guān)/不同極性的高場強(qiáng)電極的電暈起始 電壓的不同以及間隙擊穿電壓的不同。2：使氣體分子電離因素有 碰撞電離、光電離 及熱電離。3：提高氣體間隙擊穿電壓的措施有 電極形狀的改進(jìn)（增大電極 曲率半徑、改善電極邊緣、使電極具有

7、最佳外形）空間電荷 對原電場的畸變作用、 極不均勻場中屏障的采用（放入薄皮 固體絕緣材料，如紙或紙板）、提高氣體壓力的作用、高真空 和高電氣強(qiáng)度氣體SF6的采用（答對任意四個均給分）。4：固體電介質(zhì)擊穿的主要形式有熱擊穿、電擊穿、電化學(xué) /電老化擊穿。5：直流電壓下電介質(zhì)僅有 漏導(dǎo)所引起的損耗；交流電壓下電介質(zhì)既有 漏導(dǎo)損耗，又有 極化 損耗。6：輸電線路雷擊跳閘率是指 在雷暴日數(shù)Td=40的情況下，100km 的線路每年因雷擊而引起的跳閘次數(shù)。輸電線路耐雷水平表示 雷擊線路時，其絕緣尚不至于發(fā)生閃絡(luò)的最大雷電流幅值或能引起絕緣閃絡(luò)的最小雷電流幅值，單位kA。變電站進(jìn)線保護(hù)段的作用是 限制流經(jīng)

8、避雷器的雷電流和限制入侵波的陡度。8：局部放電的在線檢測分為電測法 和 非電測法 兩大類。9：液體電介質(zhì)的極化形式有電子位移極化和偶極子位移極化 兩 種。二：請選出下面各題中的正確答案（將所選擇的答案號填在括號內(nèi)。每題2分，共28分）電暈放電是局部范圍內(nèi)的（a ）土自持放電非自持放電c.沿面放電d.滑閃放電變電所中變壓器到避雷器的最大允許電氣距離與（d ）土侵入波的幅值成反比b.避雷器殘壓成正比c.變壓器的沖擊耐壓值成反比侵入波陡度成反比自持放電是指（b ）a、間隙依靠外界電離因素維持的放電過程。b、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、間隙放電

9、時，無需外加電壓。絕緣子的污閃是指污穢絕緣子在（b ）下的沿面閃絡(luò)過電壓b.工作電壓c.雷電沖擊電壓d.操作沖擊電壓棒-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擊穿電壓為u棒+；棒為負(fù)極時擊穿電壓為極性，棒為正極時u 棒-，則（b ）。b、u棒+u 棒-6- U50% 表示（a）絕緣在該沖擊電壓（幅值）作用下，放電的概率為50%它反映絕緣耐受沖擊電壓的能力。絕緣可能耐受的最大沖擊電壓。絕緣沖擊放電電壓的最大值。7.在大氣條件下，空氣間隙的擊穿電壓隨空氣相對密度的增大而（c ）：a.下降b.不變c.升高選擇合理的絕緣配合（b ）S1一被保護(hù)設(shè)備的伏秒特性，S2避雷器的伏秒特性，ug

10、m系統(tǒng)最大工作電壓9.平行板電極間充有兩層電介質(zhì)（沿電場方向疊放），已知兩電介質(zhì)的相對介電系數(shù)1 r2,在外加電壓作用下，它們的場強(qiáng)分別為可和氣則（C ）：a. E1= E2b. E1 E2c. E1 E2在一般桿塔高度線路防雷設(shè)計時采用的雷電流計算波形是a.斜角波b.標(biāo)準(zhǔn)沖擊波c.半余弦波d.斜角平頂波一入射波電壓從架空線進(jìn)入電纜時，節(jié)點(diǎn)處的（d ）a.電壓折射系數(shù)1b.電壓折射系數(shù)0c.電壓反射系數(shù)1d.電壓反射系數(shù)0切除空載線路出現(xiàn)操作過電壓的原因是（b ）斷路器不是在電流過零開斷斷路器開斷空載線路過程中觸頭間多次燃弧系統(tǒng)出現(xiàn)諧振過電壓測量絕緣電阻不能有效發(fā)現(xiàn)的缺陷是（d ）。a.絕緣整

11、體受潮b.存在貫穿性的導(dǎo)電通道c.絕緣局部嚴(yán)重受潮d.絕緣中的局部缺陷無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(nèi)的損耗，繞組上最大電位出現(xiàn)在（c ）a.繞組首端b.繞組中部c.繞組末端三.簡答題（每題4分，共12分） 1：敘述氣體放電過程。答：在外施電場作用下，電子崩由陰極向陽極發(fā)展，由于氣體原子（或分子）的激勵、電離、復(fù)合等過程產(chǎn)生光電離，在電子崩附近由光電子引起新的子電子崩，電子崩接 近陽極時，電離最強(qiáng)，光輻射也強(qiáng)。光電子產(chǎn)生的子電子崩匯集到由陽極生長的放電通道， 并幫助它的發(fā)展，形成由陽極向陰極前進(jìn)的流注（正流注），流注的速度比碰撞電離快。同 時，光輻射是指向各個方向的

12、，光電子產(chǎn)生的地點(diǎn)也是隨機(jī)的，這說明放電通道可能是曲折 進(jìn)行的。正流注達(dá)到陰極時，正負(fù)電極之間形成一導(dǎo)電的通道，可以通過大的電流，使間隙 擊穿。如果所加電壓超過臨界擊穿電壓（過電壓），電子崩電離加強(qiáng)，雖然電子崩還沒有發(fā) 展到陽極附近，但在間隙中部就可能產(chǎn)生許多光電子及子電子崩,它們匯集到主電子崩，加速 放電的發(fā)展，增加放電通道的電導(dǎo)率，形成由陰極發(fā)展的流注（負(fù)流注）。當(dāng)電子崩頭部的 電場比外加電壓在間隙中形成的均勻電場更強(qiáng)時，電子崩附近電場嚴(yán)重畸變，電離劇烈，放 電可以自行發(fā)展成流注，從而導(dǎo)致間隙擊穿。2：試寫出單根避雷針的保護(hù)范圍計算公式。答：單支避雷針單支避雷針的保護(hù)范圍如圖8-6所示，在

13、被保護(hù)物高度hx水平面上的 保護(hù)半徑rx應(yīng)按下列公式計算：r = (h - h ) p = h p,h當(dāng)h 120m時，取其等于120m。可計算出避雷針在地面上的保護(hù)半徑:r = 1.5 hp3：對架空線路絕緣子串，如何確定工作電壓其所需絕緣子片數(shù)？如何確定操作過電壓下其所需絕緣子片數(shù)？答：在根據(jù)桿塔機(jī)械載荷選定絕緣子型式之后，需要確定每串絕緣子的片數(shù)，以滿足下 列要求：在工作電壓下不發(fā)生污閃；雨天時在操作過電壓作用下不發(fā)生閃絡(luò)（濕閃）。具有一定的雷電沖擊耐壓強(qiáng)度，保證一定的線路耐雷水平。確定絕緣子串的片數(shù)的具體做法簡介如下：（1）按工作電壓下所要求的泄漏距離（爬電比距）S決定所需絕緣子片數(shù)n

14、絕緣子串 應(yīng)有足夠的沿面爬電比距以防止在工作電壓下發(fā)生污閃。具體的作法是：按工作電壓下所需 求的泄漏距離決定所需絕緣子片數(shù)，然后按操作過電壓及耐雷水平的要求進(jìn)行驗算。爬電比 距定義如下：ns =cm/ kVU式中n每串絕緣子的片數(shù)入一一每片絕緣子的爬電距離，cm。U線路的額定電壓（有效值），kV。對于不同的污穢地區(qū)要求一定的爬電比距S。，必須滿足S S。，否則污閃事故將比較 嚴(yán)重，會造成很大損失。高壓電力設(shè)備外絕緣污穢等級中把外絕緣按污染程度劃分為0、 I、II、m、W級，其中0級相應(yīng)于無明顯污穢地區(qū)。各級要求的最小爬電比距值如表9-8 所示。由此可得出根據(jù)最高工作線電壓確定每串絕緣子的片數(shù)為

15、n SU1 人（2）按內(nèi)部過電壓進(jìn)行驗算絕緣子串除應(yīng)在長期工作電壓下不發(fā)生閃絡(luò)外，還應(yīng)耐受 操作過電壓的作用。即絕緣子串的濕閃電壓在考慮大氣狀態(tài)等影響因素并保持一定的裕度 后，應(yīng)大于可能出現(xiàn)的操作過電壓。通常取10%的裕度.則絕緣于的工頻或操作濕閃電壓 Ush為Ush=l.lk0Uxg式中k0為操作過電壓的計算倍數(shù)；Uxg為最高運(yùn)行相電壓。四：計算題（共40分）S1： 一固體電介質(zhì)，其電容量C=2000pF； tan=1%；絕緣電阻R=2000MQ，求：施加工頻電壓U=100kV （有效值），介質(zhì)損耗為多少？施加直流電壓U=100kV，介質(zhì)損耗為多少？（10分）解：1交流情況下p = ui c

16、os 中=u 2 wcp tan 8 TOC o 1-5 h z =1002 X106 X 2k X50X 2000 x 12-12 x 1%（5 分）=20k = 62.8w2直流情況下u 2 （10 x103）21010Lp =5wR 2000 x1062 x109（5分）2：某變電所母線接線圖如下，各路出線波阻抗Z=400Q，現(xiàn)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。（10分）U-Zzz題2圖解：彼得遜等值電路如右圖：母線上電壓- z / 4UB = 2ux : 皿=2u/5 = 200kVz3:下圖所示平原地區(qū)110kV單避雷線線路，已知避

17、雷線弧垂fg = 2.8m，導(dǎo)線弧垂f = 5.3m，幾何耦合系數(shù)為0.114,修正后的 電暈下的耦合系數(shù)為0.143,桿塔電感16.4pH，雷擊桿塔時分流系數(shù)為0.9,線路絕緣子U50%=700kV，桿塔沖擊接地電阻為7歐，建弧率為0.85，保護(hù)角為25，擊桿率為1/4，試求（1）雷擊桿塔時耐雷水平；（2）繞擊率及繞擊耐雷水平；（3）線路的雷擊跳閘率。（注：雷暴日按七=40進(jìn)行計算，即：雷電流幅值概率lgp = - ；百公里 線路年落雷次數(shù)：N = 0.28+ 4hg）。單根避雷線，取b=0代入計算。導(dǎo)線平均高度:一 22 廣；避雷線平均高度：廠氣一”，雷擊桿塔耐雷水平:I =匕7，繞擊率：

18、lgP =馬蘭-3.9)(201 (1-k) P R + & - k) P 土 + (1-匕 k以 86i h 2.6 h。2.6分）題3圖 某110kV單避雷線線路桿塔y22解: h = H - 3 f = (12.2 +1.2 + 6.1)m j x 2.8 = 17.6m22h = H 3 f = 12.2m - 3 x 5.3 = 8.7m雷擊桿塔時耐雷水平為：（1分）（1分）I =50%1h L h h(1-k)pR + J-k)Of + (1-f k )一i h 2.6 h 0 2.6700kV(1-0.143) x 0.9 x 7 + (也-0.143) x 0.9 x164 + (1-176 x 0.114) x 8719.52.68.72.6（5分）=63.27