清华考博高电压习题

1、清华考博习题1) 为什么在低气压下是汤逊放电不是流注放电？在什么情况下会发生流注放电？答：汤逊放电和流注放电的主要区别是自持放电的原因不一样，汤逊放电是依靠电子碰撞电离和阴极碰撞电离、阴极光电离维持自持放电的，所以在低气压下也可以满足经过电子碰撞电离的过程，和阴极碰撞电离和阴极光电离的过程满足ed=1的自持放电条件。当气压升高，由于气体分子增多，在电子崩发展到对面电极或发展过程中，电子崩头部电场畸变严重，产生大量光子，会引发空间光电离，造成二次电子崩，二次电子崩不断的产生和汇入主电子崩，形成高电导通道就是流注。所以当气压高，气体相对密度大时，加击穿电压或高于击穿电压的电压于间隙，会由于电子崩发

2、展过程中的空间电场畸变和空间光电离产生二次电子崩从而产生流注。也就是低气压下是不可能发生流注放电的。流注的自持放电条件也可以表示为ed=1，还是电子电离过程，而则不再是阴极碰撞电离和光电离过程，而受电压类型、气体条件等等因素的影响，甚至流注和阴极材料都没有关系。2)a) 我国规定的高电压试验的气象条件。b) 和IEC规定是否相同。c) 为什么要规定标准气象条件。d) 请各举两例说明什么试验需要气象条件矫正，什么试验不需要。答：a）20，101.3kPa，11g/m3b）和IEC规定相同c）气象条件对很多试验的试验结果都会产生影响。空气间隙中气体的温度、湿度、气压会从影响电离的发展的角度对间隙的

3、击穿电压产生影响。d）受气象条件影响的试验：间隙放电试验、交流耐压试验（受海拔影响）不受气象条件影响的试验：固体电介质击穿试验、油的气象色谱和PD脉冲法测局放，虽然都和介质及环境温度有一定关系，但是要求两次测试温度相同即可。3)a) 空气间隙电场不均匀度划分的参数是什么？b) 如何划分？c) 均匀电场、稍不均匀电场和极不均匀电场的空气间隙击穿过程的特点。d) 冲击电压下，空气间隙为什么会发生放电时延。e) 什么是空气间隙的伏秒特性。f) 什么情况下需要用伏秒特性描述空气间隙的绝缘特性。g) 为什么不能将空气间隙的划分照搬到固体间隙中。答：a） 电场不均度系数f=Emax/Eav，Eav=U/d

4、U为间隙上施加电压，d为间隙最短距离b） f=1，均匀电场，f2稍不均匀电场，f4极不均匀电场c） 均匀电场下冲击系数1，50%冲击放电电压、工频和直流击穿电压相等，分散性小，无极性效应，无电晕。间隙击穿电压随着间隙击穿距离的增加而线性增加，当间隙距离较大时就很难得到均匀电场了。电场不均匀度对击穿电压影响较大，越均匀击穿电压越大。稍不均匀电场的冲击系数基本是1，50%冲击放电电压、工频和直流击穿电压基本相等，分散性小，稍有极性效应，无电晕，负极性击穿电压低。击穿电压和不均度系数f的关系极大，需要根据不同的电机结构实验计算求得。击穿电压随着间隙距离的增大而线性增大。电场不均匀度对击穿电压影响较大

5、，越均匀击穿电压越大。极不均匀电场，电场不均匀度对击穿电压的影响减小，间隙距离对击穿电压的影响增加。所以可以用棒板间隙等效代替具有不对称结构的极不均匀电场，可以用棒棒间隙等效代替具有对称结构的极不均匀电场。冲击系数通常大于1，50%冲击放电电压大于工频和直流击穿电压，分散性大，有极性效应，有电晕现象，负极性起晕电压低，正极性击穿电压低。冲击电压作用下间隙击穿电压的饱和效应十分明显。空气湿度增加，间隙击穿电压增加，而在均匀和稍不均匀电场中，空气湿度的影响很小。d） 冲击电压下，电压作用时间很短，所以和持续电压下不同，加压时间和电离发展所需的时间不能忽略，实际上冲击击穿电压都是对应着击穿时间的。所

6、谓的放电时延包括统计时延和放电形成时延两部分。统计时延是指从加压到静态击穿电压U0开始到形成第一个有效自由电子所需要的时间，放电形成时延是指从形成第一个有效自由电子到击穿所需要的时间。对于短间隙统计时延占大部分，对于长间隙放电形成时延占大部分。e） 由于在冲击电压下，电压时间很短，间隙击穿时间不能忽略不计，而且每个击穿电压都对应着相应的击穿时间，电压越低击穿时间越长。对于冲击电压而言，电压低时击穿很可能发生在波尾，虽然如此，峰值电压仍起了很大的作用，所以记录同一波形的冲击电压作用在同一间隙上不同峰值时的不同击穿时间，连接成曲线就是伏秒特性曲线，他描述了间隙在此冲击电压下的击穿特性。f） 放电时

7、延对是否发生击穿产生影响时，仅用单一的冲击电压值就不能完整的描述气隙的绝缘特性了，需要用伏秒特性描述空气间隙的绝缘特性。例如空气间隙的在某种波形的冲击电压下的伏秒特性。g） 空气间隙和固体间隙的击穿原理不同，所以不能将空气间隙的划分照搬到固体介质中。空气间隙虽然根据间隙距离和电场均匀程度不同，由汤逊、流注和长间隙先导放电等理论，但基础是电子碰撞电离导致气隙击穿。而固体间隙的击穿根据电压作用时间的不同分为电击穿，热击穿，电化学击穿。其中电击穿包括固有击穿和电子崩击穿，其特性曲线的一部分和空气间隙的伏秒特性比较相像。热击穿则是因为固体介质收到外加电压后发热，导致电导增加，电流增大进一步发热，如果发

8、热大于散热就可能导致电介质碳化，绝缘破坏击穿电压急剧下降，基本上要加压很长时间。电化学击穿，则是由于固体介质长期在所加电压作用下发生了物理和电化学变化导致固体介质的绝缘强度降低，造成击穿电压比热击穿还低。电化学击穿包括电离性老化、电导性老化、电解性老化和表面起痕及电蚀伤。4)e) 1米左右的棒板间隙，哪种极性的直流击穿电压最低，大约是多少kV？f) 哪种极性的直流电晕起始电压最低。g) 如何降低输电线路的电晕损耗。h) 地电位的避雷线是否会发生电晕放电，为什么。答：a） 正极性棒-板间隙的击穿电压最低，击穿平均场强大约为4.5kV/cm，及450kVb） 负极性棒-板间隙的起晕电压低。因为负极

9、性棒曲率大，电场畸变严重，随着电压升高先达到电离所需场强，电离产生的电子以很快的速度向对面电极运动，将正离子留在了棒极周围，进一步极化了电场，适于电晕的持续和进一步发展。c） 降低输电线路电晕损耗的方式主要是降低输电线路发生电晕的可能性。电晕的产生的原因主要是电场畸变，表面场强达到起晕要求，所以可以通过加大曲率半径，在负荷不大的情况下使用扩径导线和使用分裂导线等方式提高输电线路的起晕电压，降低输电线路的电晕损耗。d） 避雷线和导线间的距离很远，两者间是极不均匀电场。地电位的避雷线在遭受雷击的时候可能出现对导线的反击，当然也可能出现电晕。避雷线和导线间时极不均匀电场。电晕的出现取决于表面场强强度

10、，在遭受雷击等特殊情况下，避雷线表面场强可能达到起晕场强，故可以出现电晕。另外，在电压等级非常高的输电线路中，为了降低避雷线的泄漏电流损耗，所以避雷线和杆塔间会安装绝缘子，保证在正常工作时，避雷线不对地放电，这样也可能出现避雷线上通过导线感应了非常大的电压，造成避雷线表面场强达到电晕起始场强而发生电晕现象。5)i) 画出高压套管设备（电场分布中有强垂直分量）的电场结构示意图。j) 结合此示意图，标注出交流电压下沿面放电的起始位置。k) 在换流站的交流穿墙套管和直流穿墙套管都涂抹了RTV涂料，这一措施是干什么的？答：a） P71 图3-5b） P73 图3-9c） RTV涂料具有非常好憎水性和憎

11、水迁移性的涂料，且使用寿命长，可作为防污闪涂料使用。涂在穿墙套管上是防污闪的。6)l) 固体绝缘材料的表面电阻和表面电阻率的单位是什么？m) 某圆柱体D、h，设计计算表面电阻的测量回路，并给出计算公式和测量回路电路图。n) 设计此测量回路时，需要考虑什么因素。答：a) 表面电阻，表面电阻率的单位是b) P90c) 设计此回路时需要避免体积漏电流对测量结果产生影响，所以要加辅助电极。同时考虑到快速位移电流可能损坏微安表，所以加短路开关。考虑到断开电压后，固体电介质有反向吸收电流所以加短路开关。7) 电介质介电强度的指标是什么？分别定量表示。答：介电强度是一种材料作为绝缘体时的电强度的量度。它定义

12、为试样被击穿时, 单位厚度承受的最大电压, 表示为伏特每单位厚度. 物质的介电强度越大, 它作为绝缘体的质量越好。8)o) 1000kV-5000kV的冲击电压、直流电压和交流电压的测量分别选用什么分压器，为什么。p) 衡量冲击电压分压器好坏的指标是什么？q) 测量标准雷电波的冲击电压分压器的参数要达到什么指标？r) 这些参数和分压器自身的哪些参数有关。s) 能否用测量冲击电压的分压器测量直流电压。为什么。答：a） 冲击电压可用电容分压器和阻尼分压器，选用阻尼分压器；直流电压用电阻分压器；交流电压用电容分压器。在忽略自身电感影响情况下，电阻分压器测量交流会带来幅值和相位误差，且随着电压升高阻值

13、升高，体积增大，对地杂散电容增大，造成的误差也变大。所以一般测冲击电压和交流电压除非电压值很低都不会使用电阻分压器。而电容分压器则只会带来幅值误差，并且在使用标准电容器做高压臂，并在试验前保证试验条件不变的情况下在正式试验条件下测量高压臂等效电容来代替高压臂电容值，可以避免或减小幅值误差。所以测量交流高压用电容分压器。而冲击电压下由于杂散参数的影响，是用电容分压器可能产生振荡，所以采用阻尼电容分压器。直流电压下电压按照阻值的正比分布，所以用电阻分压器来测量直流高压，但是要注意阻值的选取，既要避免出现电流太大，电阻发热或电源负载效应明显的现象发生，也要避免电流太小，高压端电晕和支架出现泄漏电流的

14、情况发生。要求选择电流为0.5mA-2mA，电压高的选大些，因为发生电晕和泄漏的可能性大，电压低的选小些。一般选1mA即可。b） 分压比在各种情况下不确定度1%以内；接入测量系统不影响源输出的波形和峰值；低压臂测量到的波形和源输出的相同；衡量冲击电压发生器还要满足阶跃响应测试要求。c） 测标准雷电波适用国标中关于非振荡阶跃波的要求，也就是阶跃响应时间T不大于2s。d） 主要和分压器对地杂散电容，自身高压臂电容有关。e） 不能。阻尼电容分压器测量直流电压，无法获得准确的分压比。另外，设计时也不一定考虑了测量直流电压时通流时间长的发热问题。冲击电阻分压器的阻值一般在20000以下，只能用来测量很小

15、的直流电压，否则会因为发热严重导致分压比变化，甚至分压器烧毁。9)a） 雷击输电线路或其附件，在线路上会发生什么过电压。b） 110kV线路，若发生雷击跳闸，会是什么类型的过电压，为什么。c） 1000kV线路，若发生雷击跳闸，会是什么类型的雷击过电压，为什么。答：a） 线路上发生雷击过电压。如直接击到线路则发生的是绕击雷电过电压。如击到杆塔或避雷线则发生的是反击雷电过电压。b） 110kV线路一般发生的是反击雷击过电压，雷击主要分为感应雷击过电压、绕击雷击过电压和反击雷击过电压。感应雷击过电压的幅值较低仅可能对35kV以下系统产生影响。而由于110kV级以上线路全线架设避雷线，所以发生绕击的

16、可能性比较小，而发生反击的可能性比较大。而且110kV的绝缘设计是满足3-4倍的操作过电压，发生反击雷击过电压时的电压幅值，很可能超过这一绝缘水平，从而发生雷击跳闸。c） 1000kV线路，若发生雷击跳闸，更大可能性是发生绕击雷击过电压。虽然，有避雷线的保护，但是由于1000kV线路更高，所以发生绕击甚至侧击的可能性比低电压等级的线路高很多。同时330kV以上线路都使用了避雷器限制雷击过电压，1000kV还有更长的绝缘子串，所以即便发生了反击，造成雷击跳闸的可能性也比110kV小很多。所以，1000kV如果发生雷击跳闸更大的可能性时绕击。10)a） 高压电气设备绝缘水平的单位什么。b） 输电线

17、路的耐雷水平单位是什么。c） 变电站绝缘设计是以变电站的哪种设备的哪种参数为基准的。d） 架空输电线路绝缘配合的设计原则。e） 架空输电线路和变电站的绝缘水平是否相同，为什么。答：a） kV，是电气设备可以承受的不发生绝缘损坏、闪络和击穿的各种试验电压值。包括短时工频耐压，标准雷电冲击耐压，标准操作冲击耐压，有时还会要求长时工频耐压。b） kA，是输电线路可以承受不发生跳闸的雷电冲击电流峰值。c） 避雷器的操作冲击放电电压。d） 架空输电线路的绝缘配合不用考虑和厂、站间的配合，主要考虑的就是绝缘子串长度即片数和空气间隙。绝缘子串的长度要求满足工作电压下不发生污闪、雷电冲击电压下不发生闪络，有一

18、定的耐雷水平、操作冲击电压下不发生湿闪。空气间隙要考虑导线间间隙，导线和杆塔间隙，导线对地间隙，导线对架空地线间隙等等间隙。并对不同的电压类型考虑不同的风速影响，工频工作电压考虑最大风速，操作冲击电压考虑一半最大风速，雷电冲击电压考虑10-15m/s。e） 不同。绝缘设计的依据不同，变电站的绝缘配合原则是以电力变压器为核心的，要求避雷器的保护水平（雷电冲击和操作冲击）和变压器的绝缘水平相配合，220kV以下的设备的冲击绝缘水平可以由短时工频耐压替代，而330kV以上不可替代。另外考虑内绝缘老化和外绝缘污染问题，还可能要做长时间工频耐压。综合以上因素才等到变电站的绝缘水平。11) 在极不均匀电场

19、中，空气湿度增加，空气间隙的击穿电压变大。因为平均击穿场强比较小，所以电子容易受到水分子影响形成负离子，阻碍电离发展。相反，均匀和极不均匀电场受湿度的影响就不显著了。12) 影响空气击穿电压的主要因素有哪些答：i. 电压类型和电场均匀度：持续电压下放电时间不用考虑，看成静电场；冲击电压下放电时间是重要参数，击穿电压都是和放电时间对应的。对于均匀和稍不均匀电场冲击系数为1，50%冲击放电电压和工频、直流击穿电压一样大。对于极不均匀电场，则50%冲击放电电压大于工频、直流击穿电压。ii. 极性：对于极不均匀电场，棒正极性的击穿电压最低，工频都是在正半周击穿，冲击正高些。iii. 气体条件：一定范围

20、内的高气压和高真空都可以提高气体的击穿场强，但是要注意在高气压下电场不均匀度和电极及气隙光滑、清洁；对高真空则要注意场致放射和固、液分解出气体的问题。对于极不均匀电场，因为击穿的平均场强较低，适度增加，使得电子较容易被俘获变为负离子，影响电离的发展，所以击穿电压升高。对于均匀和稍不均匀电场，由于击穿的平均场强比较大，所以影响很有限。iv. 改用强电负性气体。SF6惰性介质，绝缘、灭弧、无色、无味、无毒，非燃性，对金属和其他介质不腐蚀，易于运输储藏。13) 影响液体击穿电压的主要因素答：i. 杂质：有杂质存在，特别是悬浮态的水存在，则容易形成杂质小桥，继而形成气桥造成击穿，纤维的存在使得小桥容易

21、形成，而且纤维更吸水，纤维存在使得含水量的影响更明显。但是含水量到达一定程度后，再增加对击穿电压的影响就很有限了，一条放电通道和几条区别不大。ii. 温度：均匀电厂中，温度升高，水的溶解增加，有助于提高击穿电压。温度过高，容易造成液体气化，从而降低了击穿电压。温度很低，液体凝固，击穿电压提高。但是在极不均匀电场中，或是冲击电压下，由于小桥不容易形成，所以升温的影响也就不大了。iii. 电场均匀度：极不均匀电场，强场处有扰动，小桥不易形成，工程用液体的击穿电压分散性大。均匀电场和稍不均匀电场分散性小。iv. 电压作用时间：电压作用时间短，小桥来不及形成，类似气体击穿伏秒特性；电压作用时间长，则形

22、成小桥，击穿电压显著降低。v. 压力：增加压力有助于水的溶解，所以对于含杂质液体在持续电压较均匀电场中，增加压力有助于提高击穿电压。对不含杂质的液体，影响较小。14) 影响固体电介质击穿电压的主要因素有电压作用时间、温度、累积效应、电场均匀度、受潮程度、电压种类、机械负荷。答：i. 电压作用时间：电压作用时间短，电击穿过程，类似气体的伏秒特性；电压作用时间长，散热不好热击穿，击穿电压急剧下降，更长则可能发生电化学击穿，击穿电压更低。ii. 温度：外界温度高，介质散热不好则可能导致发生热击穿。iii. 累积效应：多次不完全击穿，导致固体介质存在损伤，造成击穿电压降低。iv. 吸潮程度：介质吸潮，

23、造成发生电化学击穿更容易，击穿电压降低。v. 机械负荷：由于机械原因造成介质损伤，则击穿电压降低。vi. 电场均匀度：均匀电场中介质厚度增加，击穿电压线性增加；极不均匀电场中，介质厚度增加，击穿电压不再线性增加。介质厚度增加影响散热时，再增加介质厚度就没有意义了。vii. 电压类型：直流下没有极化损耗，击穿电压高于工频电压；冲击下作用时间短发热小，击穿电压也高于工频。高频下局放严重，发热严重，击穿电压最低。15) 影响固体介质沿面闪络击穿电压的主要因素有哪些？答：i. 电场分布情况和作用电压波形的影响。均匀电场、分界面和电力线平行，直流和工频击穿电压小于高频和冲击，都显著小于纯空气；极不均匀电

24、场、弱垂直分量，不显著；极不均匀电场、强垂直分量，工频和冲击下可能发生滑闪，和滑闪距离有饱和效应，直流下击穿电压最大，且和距离成正比，ii. 电介质材料的表面吸潮性能；iii. 气体条件的影响，气温、气压影响不显著，湿度40%以上时和介质表面性能关系大；iv. 雨水，对直流影响大于工频大于冲击。16) 我国国家标准规定的标准操作冲击波形成250/2500s，还有100/2500s，500/2500s。17) 极不均匀电场中，屏障的作用是由于其对空间电荷（阻挡电子，正负离子均匀分布）的阻挡作用，造成电场分布的改变。18) 国标耐热性评定和分级，Y-90度, A-105度, B-130度, F-1

25、55度。19) 影响液体电介质击穿电压的因素杂质、温度、压力、电场均匀度、电压类型。20) 介质损失角正切的计算公式tan=IR/IC，表示交流电压下的介质有功损耗。21) 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？答：i. 气体介质介质损耗就是电导损耗，只要不发生击穿，就非常小。而其相对介电常数基本不受电压类型、频率、电压作用时间的影响，所以用气体介质做标准电容，电容值稳定，而且其结构易于屏蔽，可用于高压电容分压器的高压臂、西林电桥、微分积分测量系统的电容元件、作为耦合电容器与无线电干扰测量仪器相配合，用于检测变压器、套管等的局部放电以及高频干扰电压。ii. 油纸绝缘

26、，单纸和单油的耐电强度都不是很大，但是油纸结合后，油填充了纸中薄弱点的空气隙，纸在油中起了屏障作用，所以耐电强度增大很多。这样有利于提高电容值，并且保证在一定的电压下不会发生击穿。22) 介质热老化的程度主要是由温度和介质受热作用的时间决定的。23) 转向极化程度与电源频率和温度有关，随着频率的增加，极化率下降，随着温度的增加，极化率先上升再下降。24) 纯净液体介质的击穿理论分为电子电离击穿和气桥击穿。25) 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：绝缘材料在直流电压下只有电导损失，在交流电压下有电导损失、极化损失，所以直流下测得的泄漏电流更准确。26) 测量泄漏电流的方法

27、由直流毫安表法和光电法。其中光电法测量更好，因为光电法安全、可靠、准确度高。27) 用阻抗法进行局部放电测量，阻抗Z的位置很重要，根据Z位置不同，可以分为串联和并联。如果式样电容很大的话，这里应该用并连法，避免放电电流损坏Z。28) 冲击电压发生器基本回路的元件由冲击电容C1，负荷电容C2，波头电阻Rf，波尾电阻Rt，C2和Rt决定波头时间，C1和Rt决定波尾时间。29) 电容分压器的低压臂的合理结构是：1，低压臂电容内电感很小；2，电缆输入端应尽可能靠近C2的两级；3应该用同轴电缆插入低压臂的屏蔽箱。30) 如果串级数为n，串级变压器的总容量W试=nW，W装=n（n+1）/2W；n为4时，效

28、率为2/(n+1)=40%。一般不使用超过3-4级的。31) 利用高压试验变压器产生操作冲击波，而不用冲击电压发生器来产生冲击波是因为冲击电压发生器产生长波前操作波效率低，且火花间隙中容易发生熄弧现象。32) 静电电压表的优点是几乎不吸收有功，吸收非常小的无功。缺点是容易受到空气流动的影响，受到外界电场的影响大。33) 冲击电流的试验设备的功用是研究雷闪电流对绝缘材料和结构以及防雷装置的热能和电动力的破坏作用。34) 测量冲击大电流的仪器有分流器和罗氏线圈。35) 影响测量球隙测量电压可靠性的原因主要由球隙的光洁度和空气间隙的电离程度。36) 高压直流分压的选择原则是什么？答：R1的选择太大会

29、导致电晕或者绝缘支架泄漏电流，从而导致分压比变化，太小会导致电流太大发热影响分压比。要求I1在0.5-2mA之间，电压高的选I1大些，电压低的选I1小些。一般选1mA。37) 冲击电压发生器的动作原理中，Cs的作用是和R一起在放电前瞬间固定电位，必要时可通过调整Cs或R保证在放电前瞬间，电位不变。38) 对两类冲击波，中国和IEC标准是怎么规定的：1，从零开始陡峭的上升沿到峰值和指数或者强阻尼规律的下降沿到零；2，类似方波。39) 简述冲击电流发生器的基本原理：电容由直流电压源充电，充好后通过球隙并联对试品放电，在试品上形成大电流。40) 串级倍压直流高压装置的串级数受到什么的影响。答：U随着

30、n的平方倍数上升，U随着n的立方倍数上升，导致串级数增加，但是输出到试品上的电压幅值增加有限，而设备的元件数、高度和成本都正比于n增加。41) 波在传输过程中，发生衰减的主要原因是：1，线路存在电阻和对地电导损耗，还会造成电场能和磁场能的交换，所以及衰减还变形；2，大地电阻和地中电流等值深度的影响；3，冲击电晕的影响。42) 简述波传播过程中的反射和折射：答：电磁波在经过集中参数电力元件或发生参数突变的时候会在突变节点发生波的折射和反射。43) 彼得逊法则的应用范围：Z1，Z2是无限长导线或者反射波尚未返回。44) 根据我国有关标准，220kV线路的绕击耐雷水平是12kA，110kV是7kA，

31、500kV是27.5kA。而我国35-220kV电网的电气设备绝缘水平是以避雷器5kA以下的残压作为绝缘配合的设计依据的。45) 落雷密度是指每个雷暴日每百平方公里的落雷次数，Td大的落雷密度一般也大。雷击跳闸率是40雷暴日的标准情况下，每年每百公里雷击跳闸次数。46) GIS的绝缘水平因为GIS是稍不均匀电场结构，其伏秒特性较平坦，绝缘水平却决于避雷器冲击放电电压和残压。47) 感应过电压的产生原因和影响因素。答：雷电没有直接击中杆塔、避雷线或电力设备、导线，仍然会因为击中这些设备附近区域而产生空间电磁场突变而产生感应过电压。感应过电压分为静电感应电压和电磁感应电压，其中以静电感应为主。雷击

32、地面在导线上的感应过电压值，随着击中点和导线投影的水平距离的减小，雷电流幅值的增加和导线高度的增加而增加。避雷线的耦合作用可减小此电压，此电压的波形也更平缓。因90%是负极性雷，所以此电压是正的。48) 避雷针的工作原理和保护范围。答：避雷针是金属导体，安装在被保护设备附近，高于被保护设备，当发生雷击时，避雷针通过影响雷电流的发展方向，将雷电引向自身，从而通过良好的接地将雷电流泄入大地保护了被保护设备。避雷针的保护范围和保护概率相关，一般按照99.9%的保护概率进行设计。保护半径和避雷针及被保护设备的相对高度有关。49) 直接接地的110-220kV系统绝缘配合允许的相对地操作过电压为工作电压

33、的3倍。电压等级越高倍数越小，电压等级越低倍数越高。500，2倍；35，4倍。50) 操作过电压的种类：答：中性点不直接接地系统（35kV），弧光接地过电压，用消弧线圈抑制。中性点直接接地系统（110kV及以上），合闸（重合闸）空载线路过电压；分闸空载线路过电压；分闸空载变压器过电压；解列过电压。分别可以用带并联电阻断路器、避雷器和并联电抗器保护。51) 绝缘配合的原则和基本方法答：综合考虑电力设备在系统运行中可能承受的各种电压（正常、故障），根据限压措施特性和电力设备绝缘特性确定电力设备的绝缘耐受水平，以使得各种电压下绝缘损伤和影响连续运行的概率达到在经济上和运行上都能接受的程度。技术上要求

34、各种电压、限压措施和设备绝缘耐受水平可以协调一致；经济上要求初始投资、运行维护费用，事故损失费用最优。基本方法：惯用法，是指用最大电压和最小绝缘强度配合。即根据运行经验确定系统那个可能出现的最高电压，然后考虑各种因素确定一个安全裕度系数，两者相乘得到绝缘强度。适用于非自恢复绝缘，实际220kV以下都是用的惯用法。统计法：是指根据过电压幅值和设备绝缘水平都是随机变量的实际情况，在已知过电压幅值和设备绝缘击穿电压的分布规律的前提下，计算得出绝缘闪络概率和线路跳闸率，确定绝缘水平。适用于自恢复绝缘，对于绝缘成本激增的330kV及以上系统很有意义。52) 气体介质在冲击电压下的击穿有何特点？其冲击电气

35、强度通常用哪些方式表示？答：气体介质在冲击电压下的击穿电压和电压作用时间也就是冲击电压波形相关，同样的空气间隙同样波形的冲击电压，作用的时间越长，击穿的冲击电压电压峰值越低，也就是对同样的空气间隙及其他条件，同样的冲击电压波形具有伏秒特性曲线，击穿冲击电压峰值和击穿时间的曲线。用50%冲击放电电压和伏秒特性曲线来表示冲击电气强度。50%冲击放电电压是表示某一波形的冲击电压作用于某一空气间隙，其他条件都不变的情况下，击穿和不击穿的概率各为50%。53) 测量绝缘电阻能发现哪些绝缘缺陷？和测量泄漏电流有什么不同。答：测量绝缘电阻可以发现介质中贯穿性的受潮、脏污和导电通道。由于测量泄漏电流所需施加的

36、电压更大，所以可以发生未形成导电通道的贯穿性集中缺陷，并且通过逐步加压观察泄漏电流变化进一步判断绝缘的受潮、损伤等情况。绝缘良好的介质，泄漏电流应该是开始时加到，然后平缓衰减到某一值，然后维持恒定。54) 绝缘预防性试验的结果可用3比较方法来判断绝缘状态，什么是3比较。答：和同种设备同样实验条件的结果比较；和同一次试验，同样实验条件的其他两相对比；和同一设备，同样实验条件下的历史数据的比较。外界条件中，不同的试验有不同的注意事项，但是需特别注意介质温度和环境温度的影响。可以矫正，但是准确度不高，最好保证同样的温度下进行测试。如果实验条件都一样，上述3种比较中，出现明显差异，都可能是存在绝缘缺陷

37、。55) 绝缘预防性试验的非破坏性试验和破坏性试验的特点。答：非破坏性试验，加小电压测试设备绝缘特性，不会给设备造成绝缘损伤，需要综合分析结果，可以检测和观察缺陷的性质和过程。破坏性试验，加大电压测试设备绝缘特性，可能会带来绝缘损伤，但是测量结果准确，有一定的安全裕度。进行绝缘预防性试验时，总是先进行非破坏性试验判断绝缘不存在缺陷的情况下，在进行破坏性试验。如果非破坏性试验发现存在缺陷的可能，则一定要先排除，再进行破坏性试验。56) 简述操作冲击电压的特点。答：i. U型曲线：同样间隙作用不同操作冲击电压，随着波前时间的变化存在击穿电压最小值，对应的波前时间称为临界波前时间。非振荡冲击波，闪络几乎都是发生在峰值附近，半峰时间对击穿电压影响很小。曲线左侧，电压作用时间短，留给放电发展的放电时延短，所以要更高的电压；曲线右侧，电压作用时间长，放电时延足够，增加放电时延不再起作用，但是极不均匀电场的起晕电极处的与起晕电极同号的电荷却有时间被驱赶到更远处，降低了起晕电极处的场强，不利于电离发展，所以电压要升高