《2023年高电压技术复习题讲解.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023年高电压技术复习题讲解.docx（9页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、2023 高电压技术复习题学问点：一、 电介质的放电物理过程及电气强度1-4 章1、电介质的电气特性和根本物理参数电气特性可以概括为极化特性、电导特性、损耗特性和击穿特性。电气特性的根本物理参数是相对介电常数、电导率、介质损耗因数和击穿电场强度。2、汤逊理论只有电子崩是不会发生自持放电的。要到达自持放电的条件， 必需在气隙内电子崩消逝之前产生的电子二次电子来取代外电离因素产生的初始电子、巴申试验曲线气隙的击穿电压不仅与气隙的大小有关，还与气隙的中性质点的密度有关，且是 S 二者乘积的函数、流注理论电子撞击电离和空间光电离是维持自持放电的主要因素，并强调空间电荷畸变电场作用、自持放电不依靠外界因
2、素的电子崩 和非自持放电必需依靠外界电离因素才能持续和进展，外界因素消逝， 电子崩消逝。 s=0.26cm 为临界值。0.26 气隙的放电过程和条件将按流注机理进展3、气体放电的各种形式辉光放电低压气体中显示辉光的气体放电现象，即是淡薄气体中的自持放电自激导电现象、火花放电在通常气压下，当在曲率不太大的冷电极间加高电压时，假设电源供给的功率不太大，就会消灭火花放电、电弧放电电弧放电arcdischarge是气体放电中最猛烈的一种自持放电。当电源供给较大功率的电能时，假设极间电压不高约几十伏，两极间气体或金属蒸气中可持续通过较强的电流几安至几十安,并发出猛烈的光辉，产生高温几千至上万度， 这就是
3、电弧放电、电晕放电电晕放电corona discharge指气体介质在不均匀电场中的局部自持放电，为最常见的一种气体放电形式。在曲率半径很小的尖端电极四周，由于局部电场强度超过气体的电离场强，使气体发生电离和鼓励， 因而消灭电晕放电、沿面放电、雷电放电4、气隙的击穿电气强度气隙击穿的必要条件1、足够高的电压；2、足够多的有效电子，引起电子崩和流注；3、足够长的时间使放电得以逐步进展、伏秒特性对于非持续作用的电压来说，气隙的击穿电压就不能简洁地用单一击穿电压值来表示了，对于某肯定的电压波形，必需用电压峰值和连续时间两者来共同表示，这就是该气隙在该电压波形下的伏秒特性、 雷电冲击50%击穿电压U5
4、0% 指某气隙被击穿的概率为 50%的冲击电压峰值、提高气体介质电气强度的两大途径及方法途径：1、改善气隙中的电场分布，使之均匀；2、设法减弱和抑制气体介质中的电离过程。方法：1、增大电极的曲率半径，简称屏蔽；2、承受高度真空；3、增高气压；4、承受高耐电强度的气体，如 SF65、标准冲击电压波形1.2/50 s 标准雷电冲击电压波11.2/25 s 标准雷电截波250/2500 s 标准操作冲击电压波6、小桥理论当液体电介质中存在气泡由电极上局部电场集中处的电晕放电使液体加热汽化所产生，或者是由电子的碰撞电离使介质分解气体产生，在沟通电压下气泡中的电场强度与油中的电场强度按各自的介电常数成反
5、比分布， 从而在气泡上安排到较大的场强，但气体击穿场强要比液体介质的击穿场强低得多，所以气泡必先发生电离，气泡电离后温度上升，体积膨胀，密度削减，促进电离进一步进展。电离产生的带电粒子撞击油分子，使之又分解出气体，导致气体通道进一步扩大。假设很多电离的气泡在电场中排列成连通两电极的所谓“小桥”，击穿就有可能在此通道中发生。此理论叫做气泡击穿理论，又叫做小桥理论。二、 电气绝缘与高电压试验5-6 章1、电气设备绝缘检查性试验和耐压试验分类和各自特点 检查性试验非破坏性：1、绝缘电阻和吸取比的测量2、泄漏电流的测量3、介质损耗角正切值的测量4、局部放电的测量 耐压试验破坏性：沟通、直流、冲击耐压试
6、验2、测量绝缘电阻、吸取比通常用加压后时间为 60s 与 15s 时所测得的绝缘电阻之比、极化指数加压后时间为 10min 与 1min 时所测得的绝缘电阻之比 能觉察哪些缺陷测量绝缘电阻能有效觉察以下缺陷：1） 总体绝缘质量欠佳；2） 绝缘受潮；3） 两级间有贯穿性的导电通道；4） 绝缘外表状况不良比较有或无屏蔽极时所测得的值可知)。 测量绝缘电阻不能觉察以下缺陷：1） 绝缘中的局部缺陷如非贯穿性的局部损伤、含有气泡、分层脱开等；2） 绝缘的老化由于老化了的绝缘，其绝缘电阻还可能是相当高的。3、画出用绝缘电阻表测套管时的接线图、并说明图中对外三个接线端子 LEG名称L-线路端子接被试品的高压
7、导体 G-屏蔽端子接被试品的屏蔽环或别的屏蔽电极E-接地端子接被试品外壳或地4、直流耐压试验的测量方法1） 获得直流高电压的方法有半波整流回路、倍压整流回路和串级直流发生器。2） 测量方法高压高阻法旋转电位计电极在电场中旋转，由于电极间电容的变化， 形成充放电电荷，通过测量充放电电荷的大小，从而求得直流电压的最大值和平均值的一种装置。旋转电位计的测量精度高，不确定度在 1以内。静电电压表标准棒一棒间隙标准球间隙纹波电压的测量5、工频耐压试验的意义及实施方法意义：沟通耐压试验是鉴定电气设备绝缘强度最直接的方法，它对于推断电气设备能否投入运行具有打算性的意义，也是保证设备绝缘水平、避开发生绝缘事故
8、的重要手段。沟通耐压试验是破坏性试验。在沟通耐压试验前必需先对被试品进展绝缘电阻、吸取比、泄漏电流、介质损耗角及绝缘油等工程的试验，假设试验结果正常方能进展沟通耐压试验，假设觉察设备的绝缘状况不良如受潮和局部缺陷等，通常应进展处理后再做耐压试验，避开造成不应有的绝缘击穿。实施方法：以试验变压器或其串级装置作为主设备的工频高压试验包括耐压试验的根本接线如下图。试验变压器的输出电压必需能在很大的范围内均匀地加以调整，所以它的低压绕组应由一调压器来供电。图工频高压试验的基木接线图AV 一调压器PV1 一低压侧电压表T 一工频高压装置R1 一变压器保护电阻TO 一被测试品R2 一测量球隙保护电阻PV2
9、 一高压静电电压表F 一测量球隙Lf 一 Cf 一谐波滤波器按规定的升压速度提升作用在被测试品 TO 上的电压，直到等于所需的试验电压 U 为止，这时开头计算时间。为了让有缺陷的试品绝缘来得及进展局部放电或完全击穿，到达 U 后还要保持一段时间，一般取一分钟就够了。假设在此期间没有觉察绝缘击穿或局部损伤可通过声响、分解出气体、冒烟、电压表指针猛烈摇摆、电流表指示急剧增大等特别现象作出推断的状况，即可认为该试品的工频耐压试验合格通过。测量方法：用测量球隙或峰值电压表测量沟通电压的峰值，用静电电压表测量沟通电压的有效值峰值电压表和静电电压表还常与分压器协作使用以扩大仪表的量程；为了观看被测电压的波
10、形，也可从分压器低压侧将输出的被测信号送至示波器显示波形。6、简述电气设备内绝缘和外绝缘的冲击高压试验方法。电气设备内绝缘的雷电冲击耐压试验承受三次冲击法，即对被测试品施加三次正极性和三次负极性雷电冲击试验电压1.2/50 s，对变压器和电抗器类设备的内绝缘，还要再进展雷电冲击截波(1.2/25 s)耐压试验。电力系统外绝缘的冲击高压试验通常可承受 15 次冲击法，即对被测试品施加正、负极性冲击全波试验电压各 16 次，相邻两次冲击的时间间隔应不小于 1min。在每组 15 次冲击的试验中，假设击穿或闪络的闪数不超过 2 次，即可认为该外绝缘合格。内、外绝缘的操作冲击高压试验的方法与雷电冲击全
11、波试验完全一样。三、 过电压及保护7-13 章1、 雷暴日该地区平均一年内有雷电放电的平均天数和雷暴小时数平均一年内的有雷电的小时数雷电放电的过程：先导放电、主放电、余辉放电2、避雷针作用是吸引雷电击于自身，并将雷电流快速泄入大地，从而使被保护物体免遭直接雷击。避雷线，又称架空地线，简称地线。主要用于输电线路的保护，也可用来保护发电厂和变电所。避雷器实质上是一种过电压限制器。2、 耐雷水平，是指雷击线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值单位为kA。12kmFZGB2GB13、 无避雷线线路的 35 及以上变电所进线段保护各元件作用:GB1 的作用：限制入侵雷电波幅值 GB2 为保护进线侧 DL 或
12、 G 免受雷害的管型避雷器。隔离开关或断路器断开时防止入侵波在此发生全反射造成对地闪络。断路器闭合运行时，管型避雷器在避雷器的保护范围内不动作，避开截断波的产生。FZ 为变电所侵入波主保护避雷器，冲放电压低于 GB2 的冲放电压。4、过电压：临时过电压暂态电压后消灭的持续时间较长的工频电压上升或谐振现象， 过电压具有稳态性质、工频过电压在正常或故障时消灭幅值超过最大工作相电压、频率为工频或接近工频的电压上升，或称工频电压上升、操作过电压(电力系统中的电容、电感均为储能元件。当系统中有操作或故障，使其工作状态发生变化时，将产生电磁能量振荡的过渡过程。在此过程中，电感元件储存的磁能会在某一瞬间转换
13、为电场能储存于电容元件中，产生数倍于电源电压的过渡过程过电压)的概念3、6、l0kV 系统，工频电压上升可达系统最高运行线电压的 1.1 倍，避雷器额定电压规定为系统最高运行线电压的 1.1 倍，称为 110避雷器3560kV 系统，工频电压上升可达系统最高运行线电压，避雷器额定电压规定为系统最高运行电压的 100，称为 100避雷器。110、220kV 系统，工频电压上升可达系统最高电压的 0.8 倍，避雷器额定电压按系统最高电压的 80确定，称为 80避雷器。330kV 及以上系统，输送距离较长，计及长线路的电容效应时，线路末端工频电压上升可能超过系统最高电压的 80，则依据安装位置的不同
14、分为：电站型避雷器即 80避雷器及线路型避雷器即 90避雷器两种 。4、 限制操作过电压的措施线路上装设并联电抗器，限制工频电压上升 改进断路器性能，承受带有并联电阻的断路器承受金属氧化物避雷器限制操作过电压5、 电气设备的绝缘水平：指该电气设备能承受的试验电压值。6、 避雷针、线保护范围计算、绝缘协作计算。案例复习一、推断题将正确的在题后括号内打“”错误的在题后打“”例： 1、气体去游离的根本形式有漂移、集中、复合、吸附效应。 2、游离主要发生在强电场区、高能量区；复合发生在低电场、低能量区。3、游离过程不利于绝缘；复合过程有利于绝缘。4、气体放电形式中温度最高的是电弧放电。表现为跳动性的为
15、火花放电。5、巴申定律说明提高气体压力可以提高气隙的击穿电压。6、空气的湿度增大时，沿面闪络电压提高。 7、电气设备的绝缘受潮后易发生电击穿。 8、 输电线路上的感应雷过电压极性与雷电流极性一样。 9、避雷器不仅能防护直击雷过电压，也能防护感应雷过电压。 10、带并联电阻的断路器可以限制切除空载线路引起的过电压。 11、依据巴申定律，在某一Pd 的值时，击穿电压存在微小值。12、自然界中的雷电放电就是属于典型的超长间隙放电。13、在极不均匀电场中，空气湿度增加，空气间隙击穿电压提高、即使外界游离因素不存在， 间隙放电仅依靠外电场作用即可连续进展的放电，称为自持放电。14、沟通高电压试验设备主要
16、是指高电压试验变压器。15、电磁波沿架空线路的传播速度为C 或真空中的光速16、一般当雷电流过接地装置时，由于火花效应其冲击接地电阻小于工频接地电阻。17、线路的雷击跳闸率包括雷击杆塔跳闸率和绕击跳闸率。18、为了防止还击，要求改善避雷线的接地，适当加强绝缘，个别杆塔使用避雷器。19、考虑电网的进展，消弧线圈通常处于过补偿运行方式。20、在发电厂、变电所进线上，设置进线段保护以限制流过避雷器的雷电流幅值和入侵波的陡度。21.无论何种构造的电介质在没有外电场作用时其内部各个分子偶极矩的矢量和平均来说为 零因此电介质整体上对外没有极性。 22.在四种电介质的根本极化形式中只有电子式极化没有能量损耗
17、。 23. 测量电气设备的绝缘电阻时一般要加直流电压绝缘电阻与温度没有关系。 24. 防雷接地装置是整个防雷保护体系中可有可无的一个组成局部。 25.管式避雷器实质上是一只具有较强灭弧力量的保护间隙。 二、单项选择题例：1、流注理论未考虑 B的现象。A碰撞游离 B外表游离 C光游离D电荷畸变电场2、先导通道的形式是以 C的消灭为特征。 A碰撞游离 B外表游离 C热游离D光游离3、极化时间最长的是 DA电子式极化 B粒子式极化 C偶极子极化D空间电荷极化4.以下措施中，对提高气体间隙击穿电压影响不打大的是 BA.改善点电极外形 B.改善电极材料 C.承受极间隙 D. 承受压缩空气5、电晕放电是一
18、种 D 。A.滑闪放电 B.非自持放电 C.沿面放电 D.自持放电6、SF6 气体具有较高绝缘强度的主要缘由之一是 DA无色无味性 B不然性 C无腐蚀性D电负性7、以下选项中，非破坏试验包括 AA.绝缘电阻试验B.沟通耐压试验C直流耐压试验D操作冲击耐压试验8、用 A可用于绝缘电阻和吸取比的测量A.手摇式兆欧表B.西林电桥C.脉冲电流检测 D.欧姆表9、雷击线路四周地面时导线上的感应雷过电压与导线的CA. 电阻率成反比 B.悬挂高度成反比 C.悬挂高度成正比 D. 电阻率成正比10、以下属于操作过电压的是 BA工频电压上升 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11、电力系统
19、的接地可分为工作接地、保护接地和 AA防雷接地B励磁接地C跨步接地D. 经消弧线圈接地12、解释低气压、小间隙中的气体放电过程可用(A)A汤逊理论B流注理论C巴申定律D小桥理论13、220kV 及以下系统中，电气设备的绝缘水平由 A？ 打算。A. 雷电过电压 B. 操作过电压C. 工频过电压D.电晕过电压14、测量绝缘电阻对以下哪种绝缘缺陷较灵敏 DA. 局部缺陷； B绝缘老化； C. 局部受潮； D贯穿性导电通道15、空载长线路末端电压上升引起的缘由是 CA.断路器灭弧性能不好 B.中性点不接地 C.电容效应 D.线路电感电流突变16、阀式避雷器的保护比是指残压与 B电压之比。A.冲击放电B
20、. 额定放电； C.灭弧放电 D. 工频放电17、以下哪些电解质存在“小桥”现象(B) A.气体B.液体C.固体D.无法确定18、雷电流通过避雷器阀片电阻时，产生的压降称为 CA.额定电压B. 冲击放电电压 C.残压 D.灭弧电压19.解释电压较高、距离较长的间隙中的气体放电过程可用 BA.汤逊理论B.流注理论C.巴申理论 D.小桥理论20、不均匀的绝缘试品，假设绝缘严峻受潮，则吸取比K 将 C 。A.远大于 1B.远小于 1C.约等于 1D.不易确定三、填空题例：1、测量试品的绝缘电阻时，规定以加电压后60s测得的数值为该试品的绝缘电阻值。2、极不均匀电场中，屏蔽的作用是由于其对空间电荷 的
21、阻挡作用，造成电场分布的转变。3、变压器内部固体绝缘的老化形式有：电老化和热老化 。4、运行阅历说明：凡能承受持续时间60s工频耐压试验的电气设备，一般都能保证安全运行。5、我国 35220KV 电网的电气设备绝缘水平是以避雷器5kA 下的残压作为绝缘协作的设计依据。6、降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平防止还击的有效措施。7、避雷针架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15m。8、电源容量越小，空载长线的电容效应越大 。9、输电线路防雷性能的优劣主要用耐压水平和雷击跳闸率来衡量。10、线路侧装有电磁式电压互感器时，由于其 具
22、有泄放线路电荷降低线路残压的作用 ，故有助于降低空载线路合闸过电压。11. 固体电介质电导包括外表电导和体积电导。 12. 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转变。13.电介质的极化形式包括_电子式极化_、_离子式极化_、_偶极子式极化_和夹层极化。14. 气体放电现象包括击穿和闪络两种现象。15. 带电离子的产生主要有碰撞电离、热电离、光电离、外表电离等方式。1 6.工频耐压试验中加至规定的试验电压后一般要求持续60秒的耐压时间。17. 按绝缘缺陷存在的形态而言绝缘缺陷可分为集中性缺陷和分散性缺陷两大类。 18. 在接地装置中接地方式可分为防雷接地、工作接地、
23、保护接地。19. 对 500kV 线路，一般悬挂的瓷绝缘子片数 28。20切断空载线路时产生过电压的根本缘由是断路器重燃。四、名词解释：五、简答题吸取比指被试品加压 60 秒时的绝缘电阻与加压 15 秒时的绝缘电阻之比、气体击穿气体由绝缘状态变为导电状态的现象称为击穿、输电线路耐雷水平雷击时线路绝缘不发生 闪络的最大雷电流幅值、雷暴日指某地区一年四季中有雷电放电的天数，一天中只要听 到一次及以上雷声就是一个雷暴日和雷暴小时数、雷击跳闸率指每 100KM 线路每年由雷击引起的跳闸次数、伏秒特性对某一冲击电压波形，间隙的击穿电压和击穿时间的关 系称为伏秒特性、击杆率雷击杆塔次数与雷击线路总次数之比
24、、自恢复绝缘发生击 穿后，一旦去掉外加电压，能恢复其绝缘性能的绝缘、自持放电即使外界游离因素不存 在，间隙放电仅依靠电场作用即可连续进展的放电，称为自持放电、进线段保护、绝缘协作、绝缘水平例： 1、测量绝缘电阻试验中，为什么在绝缘外表受潮时要求装上屏蔽环？由于在绝缘外表受潮时，沿绝缘外表的泄漏电流将增大，假设此泄漏电流流入电流线圈中， 将使绝缘电阻读数显著降低，引起错误推断。装上屏蔽环后，外表泄漏电流不再流入电流线 圈，而流过电流线圈的只是绝缘体的泄漏电流，因此加上屏蔽环后测得的值能较真实地反映 绝缘电阻的大小。2、常规的防污闪措施有哪几种？3、雷电放电可分为哪几个主要阶段？4、试分析管型避雷
25、器与保护间歇的异同点。5、工程上承受什么措施来提高输电线路的耐雷水平？6、说明电力系统中限制操作过电压的措施。7、为什么在断路器的主触头上并联电阻有利于限制空载长线路的过电压8、限制雷电破坏作用的根本措施是什么？他们各起什么保护作用？9、保护设备和被保护设备的伏秒特性应如何协作？为什么？10、旋转电机的防雷保护具有什么特点？六、计算题避雷器、避雷针、避雷线的计算。例：1、某电厂原油罐直径为 10m 高出地面 10 m 现承受单根避雷针保护针距罐壁最少 5 m试求该避雷针的高度是多少 ?答案 23.34m2、 某变电所高压配电装置电压为 220KV，所选避雷器型号 W10Y5-200/496，其
26、 10kA雷电冲击残压 496kV。在主变压器与雷电过电压的绝缘协作中，确定变压器的内外绝缘的额定雷电冲击耐受电压和内绝缘的工频耐受电压。 答案 694.4kV，218.2kV3、在雷电过电压下的绝缘协作中，某工程选用的550kV 避雷器雷电冲击残压为 1011kV，操作冲击残压 827kV，计算 500kV 电流互感器的全波额定雷电冲击耐受电压值和相对地操作冲击耐受电压值答案 1415kV , 951kV4、 某独立避雷针高度为 25m，假设被保护物高度为 10m 和 18m 时，其保护半径为答案：17.5m，7m5、某 500kV 变电所，变压器侧避雷器的额定电压为 420kV，20kA 标称雷电流下的额定残压值为 995kV，线路断路器的额定电压为 444kV，20kA 标称雷电流下的额定残压值为 1050kV，求1变压器内绝缘全波雷电冲击耐压Und 最小值为答案 1393kV2其他设备内绝缘全波额定雷电冲击耐压最小值为(答案 1470kV)3) 变压器截波雷电流冲击耐压最小值为答案1532kV6、某发电厂拟承受悬挂高度分别为26、30m 的单根避雷线作为某设施高度为15m的防雷保护，现按有关公式分别计算出在hx 水平面上每侧保护范围的宽度答案5.17m ，7.05m