高电压复习试题附答案

1、用，为什么?1 .气体中带电质点的产生有哪几种方式?碰撞电离（游离），光电离（游离），热电离 （游离），表面电离（游离）。2 .气体中带电粒子的消失有哪几种形式 ？（1）带电粒子向电极定向运动并进入电极形 成回路电流，从而减少了气体中的带电离子； （2）带电粒子的扩散；（3）带电粒子的复合； （4）吸附效应。3 .为什么碰撞电离主要由电子碰撞引起？因为电子的体积小，其自由行程比离子大得 多，在电场中获得的动能多；电子质量远小于原 子或分子，当电子动能不足以使中性质点电离 时，电子遭到弹射而几乎不损失其动能。4 .电子从电极表面逸出需要什么条件？可分为 哪几种形式？逸出需要一定的能量，称为逸出功

2、。获得能 量的途径有：a正离子碰撞阴极；b光电子发射; c强场发射；d热电子发射。对放电的发展起抑制作用，因为负离子的形成使自由电子数减少。6 .带电粒子的消失有哪几种方式？带电质点的扩散和复合。7 .什么是自持放电和非自持放电？自持放电是指仅依靠自身电场的作用而不 需要外界游离因素来维持的放电。必须借助外力 因素才能维持的放电称为非自持放电8 .什么是电子碰撞电离系数？若电子的平均自由行程为入，则在1cm长度内 一个电子的平均碰撞次数为1/人,如果能算出碰 撞引起电离的概率，即可求得碰撞电离系数。9 .自持放电的条件是什么？Y （，一 1） =1 或八爵 110 .简述汤逊理论和流注理论的主

3、要内容和适用 范围。5.气体中负离子的产生对放电的发展起什么作汤逊理论：汤逊理论认为电子碰撞电离是气体场强区（曲率半径极小的电极表面附近）会出现什么？ （p30）放电的主要原因。二次电子主要来源于正离子碰 撞阴极，而阴极逸出电子。二次电子的出现是气 体自持放电的必要条件。二次电子能否接替起始 电子的作用是气体放电的判据。汤逊理论主要用 于解释短气隙、低气压的气体放电。流注理论： 流注理论认为气体放电的必要条件是电子崩达 到某一程度后，电子崩产生的空间电荷使原有电 场发生畸变，大大加强崩头和崩尾处的电场。另 一方面气隙间正负电荷密度大，复合作用频繁， 复合后的光子在如此强的电场中很容易形成产 生

4、新的光电离的辐射源，二次电子主要来源于光 电离。流注理论主要解释高气压、长气隙的气体 放电现象11 .什么是电场不均匀系数？间隙中最大场强与平均场强4的比值。通常 f=1为均匀电场，f<2时为稍不均匀电场，f>4时 为极不均匀电场。12 .什么是电晕放电？为什么电晕是一种局部放 电现象？电晕会产生哪些效应？（1）极不均匀电场中放电，间隙击穿前在高蓝紫色的晕光，称为电晕放电。（2）在极不均匀 电场中，由于电晕放电时的起始电压小于气隙击 穿电压，气隙总的来说仍保持着绝缘状态，所以 电晕放电是一种局部放电现象。（3） a具有声、 光、热等效应。b形成所谓的电风，引起电极或 导线的振动。c

5、产生的高频脉冲电流造成对无线 电的干扰。d促使有机绝缘老化。13 .什么是极性效应？比较棒一板气隙极性不同 时电晕起始电压和击穿电压的高低并简述其理 由。极性不同时，同间隙起晕电压和击穿电压各 不同称为极性效应；正极性棒-板间隙电晕起始 电压比负极性的略高；负极性棒-板间隙的击穿 电压比正极性的高得多。14 .比较空气间隙下“棒-棒电极”、“正棒-负板 电极”、“负棒-正板电极”、“板-板电极”击穿电 压。击穿电压：“负棒-正板电极” > “棒-棒电 极” > “正棒-负板电极”15 .雷电冲击电压和操作冲击电压的标准波形是16 .什么是50哂穿电压？什么是冲击系数，一般 取值范围

6、在多少？（1）在气隙上加N次同一波形及峰值的冲击 电压，可能只有几次发生击穿，这时的击穿概率 P=n/N,如果增大或减小外施电压的峰值，则击 穿电压也随之增加或减小，当击穿概率等于 50% 时电压即称为气隙的50批穿电压。（2）同一问 隙的50%中击击穿电压与稳态击穿电压。之比， 称为冲击系数B。（ 3）均匀电场和稍不均匀电 场间隙的放电时延短，击穿的分散性小，冲击击 穿通常发生在波峰附近，所以这种情况下冲击系 数接近于1,。极不均匀电场间隙的放电时延长， 冲击击穿常发生在波尾部分，这种情况下冲击系 数大于1。17 .什么叫伏秒特性，如何求取伏秒特性曲线。工程上用气隙击穿期间出现的冲击电压的最

7、 大值和放电时间的关系来表征气隙在冲击电压 下的击穿特性，称为伏秒特性。击穿发生在波前 或波峰时，U与t均取击穿时的值，击穿发生在 波尾时，t取击穿瞬间的时间值，但 U取冲击电 压的峰值而不取击穿瞬间的电压值，即 U应取击出伏-秒特性曲线。18 .伏秒特性对于选择电气设备的保护设备有何 实用意义？如用作过电压保护的设备（避雷器或间隙）， 则要求其伏秒特性尽可能平坦，并位于被保护设 备的伏秒特性之下，且二者永不相交，只有这样 保护设备才能做到保护可靠，被保护设备才能免 遭冲击过电压的侵害。19 .SF6气体具有优良绝缘和灭弧性能的原因是什 么？优异的绝缘性能只有在比较均匀的电场中才 能得到充分的

8、发挥，因此，在进行充 SF6气体的 绝缘结构设计时应尽可能设法避免极不均匀电 场情况。SF6气体绝缘结构的绝缘水平是由负极 性电压决定的。20.SF6气体在极不均匀电场中的击穿有何异常？穿过程中外施电压的最大值。连接各点，即可画（1）在极不均匀电场间隙中，随着气压的升 高击穿电压并不总是增大的；（2）在出现击穿驼 峰的气压范围内，雷电冲击击穿电压明显低于稳 态击穿电压。21.提高气隙击穿电压的措施有哪些?施?（1）改善电场分布（2）采用绝缘屏障（3）采用高 气压（4）采用高抗电强度气体（5）采用高真空。22 .什么叫沿面放电？为什么沿面放电电压总是 低于同样距离下纯空气间隙的击穿电压？（1）指

9、电场中固体（或液体）与气体（或液 体）等不同介质分界面上所出现的放电现象。（2） 原因：沿着固体绝缘介质表面的气体放电受电场 形式、电压波形、间距大小等因累的影响；固体 表面高低不平及有毛刺、杂质、水膜等污物，使 介质表面电阻不等，影响电场分布的均匀性；介 质与电极接触处存在着气隙，气隙中的气体在电 场作用下首先放电。23 .什么是滑闪放电现象？提高套管沿面闪络电 压有哪些措施？（1）由绝缘表面气体热电离引起的，沿着绝 缘表面的不稳定的树枝状且没有贯穿两极的放 电现象。（2）措施：a减小比电容；b减小绝缘 的表面电阻。24 .绝缘子柱要提高沿面放电电压可采取什么措（1）改进电极形状；（2）增加

10、瓷套管表面 电阻。25 .什么叫绝缘子污闪？防止绝缘子污闪有哪些 措施？（1）户外绝缘子在污秽状态下发生的沿面闪 络称为绝缘子的污闪。（2）措施有：a定期或不 定期清扫；b使用防污闪涂料或进行表面处理；c 加强绝缘和采用耐污绝缘子；d使用其他材质的 绝缘子。26 .什么是等值覆盐密度？指与绝缘子表面单位面积上污秽物导电性 相当的等值盐量。27 .电介质在电场作用下主要发生哪几种物理现 象？常用哪些参数表征其相应的性能？电介质的极化（介电常数 ），电导（电 导率），损耗（介质损耗角正切 ）和击穿（击 穿场强 ）。28 .下列双层电介质串联在交流电压下时，哪一 种电介质承受的场强较大？哪一种较易击

11、穿？(1)固体电介质和薄层空气(2)纯纸和油层29 .电介质电导与金属电导的本质区别是什么 ？(1)电介质导电的本质是离子导电，而金属 导电的本质是自由电子导电。电介质的导电能力 很小，而金属的导电能力很强；(2) 电介质的电导率具有正的温度系数，即 温度上升，电导率增大，而金属的电导率随温度 上升而减小；(3)电介质电导率的大小与所加电压的大小 有关，外加电压愈高愈接近击穿强度时，电导率 会急剧地增大，而金属电导则与外加电压基本无 关。30 .固体电介质的击穿大致有哪几种形式？具要特点是什么？(1)电击穿 固体介质中的电子在外电场作用下，发生碰撞电离，使传导电子增多，最后导致 击穿。特点：击

12、穿过程所需时间极短，击穿电压 高，介质温度不高；击穿电压与周围环境温度无 关；击穿电压和电场分布形式有关，电场均匀程 度对击穿电压影响很大。(2)热击穿 介质长时间受电压的作用，由于泄 漏电流的存在，产生损耗，引起介质发热，温度 升高，绝缘劣化，最后造成击穿。 特点：击穿时 间长，具有负的温度依存性；击穿电压直接与介 质的散热条件和环境温度相关；击穿过程与电压 作用的时间有关；与电源的频率以及介质本身情 况有关。(3)电化学击穿 运行中的绝缘长期受到电、热、 化学、机械力等的作用，使其绝缘性能逐渐劣化， 导致绝缘性能变坏，引起击穿。31 .影响液体电介质击穿强度的主要因素是什 么？影响液体电介

13、质击穿强度的外因主要是：温 度、压力、电场的均匀性、电场的作用时间和开 压速度等。内因是液体电介质内含有的水分、纤 维素、气泡等。32 .画图说明交流局部放电的基本原理，并推导 真实放电量和视在放电量之间的关系。 (p67)33 .说明油纸绝缘的交流击穿场强为何会远远低 于直流击穿场强。因为直流电压作用下油与纸的场强分配比 交流时合理。34 .均匀电场中双层介质中的电场强度分别为多少？ (p71)35 .工程应用中，介质的各耐热等级最高允许工 作温度分别为多少？O 级 90° C, A级 105° C, E 级 120° C, B 级 130° C, F

14、 级 155° C, H级 180° C, C级180° C36 .测量绝缘电阻和泄漏电流能发现哪些缺陷？ 为什么泄漏电流试验比绝缘电阻试验更加灵敏 有效？37 .用兆欧表测量大容量试品的绝缘电阻时，为 什么随加压时间的增加兆欧表的读数由小逐渐 增大并趋于一稳定值？什么叫做吸收比，用吸收 比怎样判断绝缘状况?38 .绝缘干燥时和受潮后的吸收特性有什么不 同？对不均匀试品的绝缘，如果绝缘状况良好， 则吸收现象明显，Ka值远大于1;如果绝缘严重 受潮，由于Ig大增，Ia迅速衰弱，Ka值接近于 1。39 .什么是测量tan 6的正接线和反接线？各适用 于何种场合？使用西

15、林电桥的正接线时，高压西林电桥的 高压桥臂的阻抗比对应的低压臂阻抗大得多，所 以电桥上施加的电压绝大部分都降落在高压桥 臂上，只要把试品和标准电容器放在高压保护 区，用屏蔽线从其低压端连接到低压桥臂上，则 在低压桥臂上调节R和G就很安全，而且测量准 确度较高。但这种方法要求被试品高低压端均对 地绝缘，实验室一般采用此方法测试材料及小设 备。接线。实际上，绝大多数电气设备的金属外壳是使用反接线时，即将 R和Q接在高压端，由 于R和C4处于高电位，被测试品一端固定接地。 桥体位于高压侧，抗干扰能力和准确度都不如正直接放在接地底座上的，故现场试验通常采用反 接线试验方法。41.介质损耗角正切tan

16、6主要适用于对什么绝 缘缺陷白判断？判断时应注意什么？判断的绝缘缺陷有：a绝缘体受潮，绝缘老 化；b贯穿性缺陷；c分布式缺陷；d小型设备集 中性缺陷。判断时应注意：a必须有良好的接地； b反接线要注意引线的悬空处理；c被试品表面 要擦拭干净；d能做分解试验的要尽量做分解试 验。40.绝缘油的气相色谱分析主要是分析那些气 体，能够判断什么故障？（1）主要分析分析各种姓类气体和H2,CO,CO将气体，因为把这类气体称为故障特征气 体。（2）能判断的故障有：a变压器内部存在金 属部分局部过热；b固体绝缘热分解；c局部放 电。41 .绝缘油的气相色谱分析的三比值法。取出H2, CH4 C2H4 C2H

17、6这五种气体含量，比值，再将这三对比值按列表所列规则进行编码，在按表所列规则来判断故障的性质。42什么是波速和波阻抗，如何计算？在无损均匀导线中，某点的正反方向电压波与电流波的比值是一个常数 Z,该常数具有电阻 的量纲？Q,称为导线的波阻抗。波在导线上的 传播速度，称为波速。42 .说明线路的冲击电晕对行波的影响。冲击电晕引起行波衰减与变形（使行波的波头拉长）。43 .怎样改善变压器绕组在冲击电压作用下的初始电压分布？44 .试分析中性点不接地星形接法的三相变压器 分别在一相、二相、三相同时进波时绕组上的电 压分布？（p142）45 .中性点不接地的三相星形绕组.在一相进波、 两相进波和三相进

18、波时（入侵波幅值均为 Uo）中 性点的对地电压有多大？分另I算出 C2H2/C2H4,CH4/H2,C2H4/C2H储三对一相进波：稳态电压（Uo/3 ）振荡电压(2Uo/3)正负号，表不同方向的流动波，而电阻没有两相进波：4Uo/3 三相进波：2Uo46 .避雷器如何分类？对具有哪些基本要求？（1）避雷器的分类：保护间隙、管型避雷器、 阀型避雷器、氧化锌避雷器；（2）避雷器的要求：a 能将过电压限制到电气设备绝缘能耐受的数值； b应在过电压作用结束之后，能迅速截断随后发 生的工频续流以不致于发生工频短路引起跳闸 而影响正常供电；c应具有一定的通流容量以免 发生热过度而造成瓷套爆裂。47 .试

19、述普通阀型避雷器的工作原理及优点。48 .什么是波阻抗，和电阻有何不同？（1）在无损均匀导线中，某点的正反方向电压波与电流波的比值是一个常数 Z,该常 数具有电阻的量纲？Q,称为导线的波阻抗。（2）波阻抗是表示分布参数线路（或绕组）的 参数，阻抗是表示集中参数电路 （或元件）的 参数；阻抗与线路（或绕组）长度无关，而阻 抗与长度（如线路长度）有关；波阻抗不消耗49 .行波通过串联电感和并联电容时波形有何变 化，最大陡度分别为多少？50 .接地可以分为几类，分别是什么？1 ）工作接地，电力系统为了运行的需要， 将电网某一点接地，其目的是为了稳定对地电位 与继电保护的需要。2 ）保护接地，为了保护

20、人身安全，防止因 电气设备绝缘劣化，外壳可能带电而危及工作人 员安全（0.5分）。3 ）防雷接地，导泄雷电流，以消除过电压 对设备的危害。4）静电接地，在可燃物场所的金属物体，为 防止蓄有静电后爆发火花，引起火灾，因此要对 这些金属物体接地。51 .什么是雷暴日、雷暴小时、地面落雷密度、 耐雷水平、雷击跳闸率、建弧率、绕击率、击杆 率？能量，而当Rw 0时阻抗消耗能量；波阻抗有雷暴日：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。雷暴小时：一小时中只要听到一次及以 上雷声就是一个雷暴小时。落雷密度是每雷暴日 中每平方公里地面内落雷的次数。 耐雷水平：雷 击时线

21、路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值。雷 击跳闸率：指每100KM线路每年由雷击引起的跳 闸次数。建弧率：冲击闪络转化为稳定的工频电 弧的概率。绕击率：一次雷击线路中出现绕击的 概率。击杆率：雷击塔顶的次数和雷击线路的总 次数之比。52 .输电线路雷击跳闸率的计算步骤。（p171）53 .分析变电所中避雷器的保护作用。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，避雷器动作后，可将 来波的幅值加以限制。54 .110kv变电所有1km进线保护段，算得入侵波 的空间陡度a' = 1.5kv/m,变电所中变压器与 避雷器之间白距离为 50m,避雷器的残压小= 260kV,变压

22、器的雷电冲击耐受电压为 480kV。问 避雷器能否保护变压器？UT UR 2 l 260 2 1.5 50 410kV Uj 48（ ,能够保护。55 .变电所进线段陡度如何计算，如何根据最大 允许陡度来确定进线段长度？ （ p181）56 .变电所的典型进线保护接线。对全线无避雷线的3511OkV架空线路，应 在变电所12km的线路上架设避雷线，此段线 路称进线段。对全线有避雷线的架空线路，将距 变电所2km长的一段线路叫做进线段。在上述两 种情况下，进线段的耐雷水平要达到有关规程规 定值，以减少反击；同时保护角不超过 20。，以 减少这段线路的绕击。57 .内部过电压的分类。（1）暂时过电

23、压：a工频电压升高；b谐振 过电压；（2）操作过电压：a切断空载线路过电 压；b空载线路合闸过电压；c切除空载变压 器过电压；d断续电弧接地过电压。58 .工频电压升高的原因。工频过电压也称工频电压升高，因为此类过电压表现为工频电压下的幅值升高。引起工频电压升高的原因有：空载线路的电容效应、不对称短 路和突然甩负荷。59 .工频电压升高的限制措施。（1）利用并联电抗器补偿空载线路的电容效 应；（2）利用静止补偿装置（SVC限制工频过 电压；（3）利用良导体地线降低输电线路的零序 阻抗。60 .铁磁谐振过电压的原理及限制措施。（2）限制措施：a改善电磁式电压互感器的 励磁特性，或改用电容式电压互

24、感器；b在电压 互感器开口三角绕组中接入阻尼电阻；c有些情 况下，在10kv及以下的母线上装设一组三相对 地电容器；d特殊情况下，可将系统中性点临时 经电阻接地或直接接地。61 .中性点不接地系统电弧接地过电压的原理、 过电压幅值及限制措施。（1）接地电容电流出现电弧时燃时灭不稳 定状态，引起电网运行状态的瞬时变化，导致电 磁能量的强烈振荡，并在健全相和故障相上产生电压幅值为 Umax=2Us-Uo （3）限制措施：a中 性点直接接地（110kv及以上）；b中性点经消弧 线圈接地（35kv及以下）。62 .消弧线圈的补偿度及欠补偿、过补偿、全补 偿。（1）电感电流补偿电容电流的百分数称为消 弧

25、线圈的补偿度，用 Kr表示。（2）消弧线圈的 电感电流小于线路的电容电流，故障点有一容性 残流，称此为欠补偿；（3）电感电流大于电容电 流，故障点流过感性残流，称此为过补偿；（4） 电感电流与电容电流相互抵消，消弧线圈与三相 并联电容处于并联谐振状态，称此为全补偿。63 .正常合闸和重合闸空载线路的过电压倍数及 限制措施。（1）正常合闸空载线路的过电压倍数为 2, 重合闸空载线路的过电压倍数为 3; （2）限制措 施：a降低工频电压升高；b断路器装设并联电 阻；c控制合闸相位；d消除线路上的残余电荷； e装设避雷器。64 .合闸和切除空载线路时断路器主辅触头的动过电压，这就是间歇性电弧接地过电

26、压；（2）过作顺序。65 .切除空载线路过电压原理、过电压倍数及限制措施。原理：空载线路分闸过电压是由于断路器分闸 后触头间发生电弧重燃而引起的，所以断路器灭 弧性能好，重燃次数少或基本不重燃，分闸过电 压就较低。过电压倍数为 3。限制措施：在断路 器上并联高值分闸电阻和装设避雷器。66 .切除空载变压器过电压的原理。切除空载变压器过电压是由于断路器分闸时 发生空载电流的突然“截断”(从某一数值突然 降至零)，所以断路器灭弧性能好，空载电流“截 断”值大，截断电流对应的磁场能量大，截流后 转变成电场能量也大，切除空载变压器过电压就 晨) o一充油的均匀电扬间隙如图所示，间隙距离为d = 30m

27、m极间施加UM 300kV工频电压。若在极间放置一个屏障，其厚度d2分别为3mmF口 10mm试分别求油中的电场强度比没有屏障时提高多少倍 ？(设油白e ri = 2 ,屏障的e r2 = 4)解：无屏障时，油中的电场强度为：(1)当d2=3mm寸，油中的电场强度为:(2)当d2=10mm寸,油中的电场强度为:67 .某台电力变压器需进行72KV的工频耐压试验，tg 6试验时测得其等值电容 G=4200pF。现有数台容量不同的100/0.4(kV)的工频试验变压器，应选择一台额定容量为多少的试验变压器才能满足试验 的要求？解：被试品的电容电流Ic= cU=0.095(A) = 0.1(A)则变压器的额定电流应不小于0.1 (A)变压器高压方额定电压为100kV因此变压器的容量应不小于 S=100X 0.1=10(kVA)(若变压器的容量仅根据试验电压和试品电容来选择，即68 .