高电压技术期末考试备考题

第一章1.气体中带电质点产生的形式有：1，气体分子本身产生电离。2，气体中的固体和液体表面电离。消失的形式有：1，带电质点受电场力的作用流入电极并中和电量。2，带电质点的扩散和复合。2.电介质的极化、电导、能量损耗的概念答：电介质的极化是电介质在电场作用下，其束缚电荷相应于电场方向产生弹性位移现象和偶极子的取向子位移极化、离子位移极化和空间电荷，极向位移极化。电导：由电离出来的自由电子、正离子、负离子在电场作用下移动造成的。损耗：通常均采用介质损耗角正切tgδ来表征介质中比的损耗大小。JtanrJ为介质中总有功电流密度与总无功电流密度之比。总损耗功率：ctanVUwctan2PpVEw2第二章3.1.流注理论认为电子撞击电离和空间光电0.26cm离是自持放电的主要因素，并充分注意到了空间电荷的畸变作用2.汤森德：S时，均匀电Scm场或稍不均匀电场，电子崩经过整个气隙产生的电离总数尚不足以发展成流注。流注：适用于不均与电场，气隙中能发展成流注，气隙放电过程按流注理论进行。4.帕型定律：在均匀电场中击穿电压与气体相对密度，极间距离并不具有单独的函数关系，而是仅与SBSUbASln1ln1UrS它们的积有函数关系，只要乘积不变，也就不变。b5．电晕放电概念，物理过程与效应答;光，电晕放电是既不均电场所特有的自持放电形式。过程：随着电压升高：有规律的重复电流脉冲电流脉效应12电风（3无线电干扰4）化学反应5）噪声6）能量损耗6.长气隙与短气隙放电过程的异同答：长气隙：1、正先导过程、负先导过程3、迎面先导过程4、主放电过程7:沿面放电发展到贯穿两级，使整个气息沿面击穿.滑闪放电：电压升高到超过某临界值时，放电的性质发生变化，其中某些细线的长度迅速增加，并转为较为明亮的浅紫色的树枝状火花，这种树枝火花具有较强的不稳定性，不断地改变放电通道的路径，并伴有轻微的爆炸声。ttt8.气隙击穿时间的组成。1.升压时间02.统计时延3.放电发展时间sf9.伏秒特性概念及作用。答：气隙在该电压波形下的伏秒特性：对于某一定的电压波形，必须用电压峰值和延续时间两者来共同表S1S2S2位于S1都将是S2先被击穿，即S2可靠地保护了S1，使S1不被击穿。10.提高气隙击穿电压的方法及原理.：1,就能够提高气隙的击穿电压和预放电电压。2,采用高度真空，能削弱气隙中的撞击电离过程，也能够提高气隙的击穿电压3,增高气压，增加气体的压强可以减少电子的平均自由程，阻碍撞击电离的发展，从而提高了气隙的击穿电压采用高耐电强度的气体，如SF6，Ccl2f2等，来提高气隙的击穿电压11.SF61,SF6气体的物理化学性能，稳定性非常高2SF61）电离和离解特性（2SF6气体绝缘只适用于均匀电场和稍不均匀电场。（3SF6气体绝缘结构的绝缘水平是由负极性电压决定的（4）时间特性，减少有效电子出现的概率，使平均统计时延及其分散性增大（5）压力特性。SF6气体的运行和维护：防止和消除污染，保持气体的纯度，防止SF6SF气体液化。使用61.具有较高的耐压强度2.具有很强的灭弧能力3.是无色、无味、无嗅、无毒、不燃的惰性气体4.SF6的稳定性很高，在500K温度的持续作用下，它不会分解，也不会与其他材料发SF生化学反应5.对金属和其他绝缘材料没有腐蚀作用6.在中等压力下，6可以被液化，便于储存和运输。12.1.电场状况和电压波形的影响，均匀电场：无论电压波形如何，闪络电2.1）2）不均匀气隙中影响显著，但是有最大值3.2沿面闪络电压随雨良的增大而降低，但是也有饱和趋势，当雨量增大到4mm/min后，闪络电压基本稳定。13提高影响气隙沿面闪络电压的因素：1,屏蔽和屏障2,加电容极板3,消除窄气隙4,绝缘表面处理5,改变局部绝缘体的表面电阻率6,强制固定绝缘沿面各点的点位7,附加金具8,阻抗调节。14.附加金具作用，以及考虑的问题。答：作用:可以简单而有效的调整结点附近的电场，改善结点附近气隙放电和沿面放电的性能，悬式（或棒式）绝缘子链端保护金具的作用主要是改善沿链的电压分布和防止绝缘子和链端金具上的电晕，有时在绝缘子链的接地端也装有保护金具，起引离电弧的作用。第四章15.固体电介质的老化的原因和种类答：1.固体介质的环境老化，大气老化包括（光氧老化、臭氧老化、烟雾酸碱老化）等污染性化学老化以2.某些物理化学变化(例如电解、电离、氧化等)，形成新的物质，逐渐使介质的物理、化学性能发生不可逆.3.氧化裂解、交联、以及低分子挥发物的逸出.16局部放电对固体介质的影响17.液体电解质的老化机理形成饱和的化合物，这段时期称为A期此后油再吸收氧气，就生成稳定的油的氧化物和低分子量的有机酸这段时期称为B期此后油再进进一步氧化，油中酸性产物的浓度达一定程度时，便产生加聚和缩聚作用，生成中性的高分子树脂质及沥青质，使油呈混浊的胶凝状态，最后成为固体的油泥沉淀。在此加聚和绵聚过程中，同时析出水分，这段时期称为C期。象：1）色逐渐深暗，从淡黄色变为棕褐色，从透明变为混2)3)4)绝缘性能变坏，表现在电阻率下降，介质损耗角增大，击穿电压降低5出现沉淀物。18.绝缘电阻吸收比，极化指数答：令t=15s和t=60s瞬间的两个电流值I15和I60所对应的绝缘电阻分别为R15和R60则比值KR/RKR/R6015t=10min和t=1min时的绝缘电阻值101，如绝缘良好，则比值不小于某一定值（1.5-2.0）19.测量绝缘电阻和测量泄露电流的主要区别：1，泄漏电流和绝缘电阻的测量原理一致。2，加在试品上4，兆欧表刻度的非线性度很强，尤其是在接近高量程段，刻度甚密，难以精确分辨。微安表的刻度则基本上是现行的。能够精确读取。20西林电桥基本原理及接线1CRNG*C104tan4pitan100*pi*C4x1wCR2xx3x，x第六章21工频高压变频实验特点答：1)一般都是单相的；需要三相时，常将3个单相变压器接成三相应用。(2)绝缘裕度很小，平时工作电压一般不允许超过其额定电压。(3)通常均为间歇工作方式，无须冷却系统。对应于不同的运行时间有不同的允许电压和电流值。(4)、一、二次绕组的电压变化高，其高压绕组由于电压高，需要较厚的绝缘层和较宽的油间隙，两绕组间的绝缘间距较大，故其漏抗较大。、要求有较好的输出电压波形，为此应采用优质的铁心和较低的磁通密度。(6)、为了减少对局部放电试验的干扰，要求试验变压器自身的局部放电电压应足够高22.工频高压测量方法。答：2、静电电压表：测量有效值33、分压器配用低压仪表4、高压电容器配用整流装置1.工频过电压产生的原因:1.由于长线路电容效应及电网运行方式的突然改变引起工频过电压,特点是持续时间长,过电压倍数不高,对设备绝缘威胁不大,2.不对称短路引起的工频过电压,在单相或两相不对称短路时,3.突然甩负荷引起的工频电压升高。限制工频过电压的措施有:1.并联高压电抗器补偿空载线路的电容效应。2.静止无功补偿器补偿空载线路电容效应。3.4.发电机配置性能良好的励磁调节器或调压装置,使发电机甩负荷时抑制容性电流对发电机助磁电枢反应。防止过电压的产生和发展。5.发电机配置反应灵敏的调速系统,甩负荷时限制发电机转速的上升造成的工频过电压.七输电线路和绕组中的波过程输电线路的波阻抗1、波阻抗与集中参数电阻有什么不同？答：波阻抗是表示参数线路（或绕组）的参数，阻抗表示集中参数电路（或元件）的参数；波阻抗表示具有同一方向的电压波与电流波大小的比值，阻抗则等于此阻抗上电压与电流之比；电磁波通过波阻抗时，能量以电磁形式存储在周围介质中，而不是被消耗，而当R不为0时阻抗消耗能量；波阻抗的数值只与导线单位长度的电感L和电容C有关，与导线长度无关，而阻抗与00导线长度有关。另外，同样的一条线路在讨论雷电或操作过电压作用下要用分布参数的波阻抗来表征，而讨论工频稳态电压作用下则用集中参数电路（如∏型）的阻抗来表征。2冲击电晕对波过程有什么影响？为什么？答：由于冲击电晕使周围空气游离，好像增大了导线的半径，将增大导线单位长度的对地电容C0，所以当考虑冲击电晕时，波速将减慢（约为光速的0.753、行波传到线路开路的末端时，末端电压如何变化？为什么？答：行波传到线路开路的末端时，即电压波为全反射，使末端的电压升高为入射电压的2倍，这是很危险的。从能量的角度解释，由于末端开路时，末端电流为零，入射波的全部能量转变为电场能量的缘故。4、行波传到线路末端对地接有匹配电阻时，末端电压如何变化？为什么？答：线路末端接电阻R，且R=Z时，反射电压为零，折射电压等于入射电压。表明波到线路末端不发生反1射，行波传到末端时全部能量都消耗在电阻R上了，这种情况称为阻抗匹配。在进行高压测量时，在电缆末端接一匹配电阻，其值等于电缆波阻抗，就可以消除波传到电缆末端时的折、反射情况，从而正确的测量到来波的波形和幅值。5有一次折、反射过程的前提条件下，利用波方程推导出来的，所以在使用彼德逊法时，要满足以下两个条12）波在该节点只有一次折、反射过程。6所以一般采用并联电容、而不是串联电感的方法来降低来波陡度。变压器绕组中的波过程1绕组中的起始电压分布与哪些因素有关？x点的电压u电容，匝间电容，绕组长度l等因素有关。2K0的阻流作用，流过电感的电流可忽略。所有从绕组首端的匝间电容的看进去的总电容链，因为电容链dx震荡元件数目是无穷的，所以，行波刚传到变压器绕组时，可以用入口电容来等效。3什么是变压器的内保护？答：所谓变压器的内保护即是在变压器绕组的内部结构上采取保护措施，减少暂态震荡。其关键是改善变压器绕组的起始电压分布，使绕组的始态电位分布尽量接近稳态电位分布，从而降低绕组对地过电压和最大电位梯度。41）在绕组首端部位加一些电容环和电容2）使用纠结式绕组变压器代替连续式绕组变压器。5组是嵌放在各个槽内，匝间电容很小，近似计算时可以忽略纵向电容，所以电机绕组的等值电路就与长线路一样仅由对地电容和绕组电位电感组成。因此，电机绕组可以用波阻抗和波速来表征绕组内波过程的参数。1.简述波传播过程的反射和折射。当波沿传输线路传播，遇到线路参数发生突变，即有波阻抗发生突变的节点时，会在波阻抗发生突变的节点上产生折射与反射。2.1）波阻抗表示同一方向的电压波与电流波的比值，电磁波通过波阻抗为Z2）若导线上3Z的数值只取决4）为了区别不同方向的流动波，波阻抗有正、负号3.彼得逊法则的内容、应用和需注意的地方。在计算线路中一点的电压时，可以将分布电路等值为集中参数电路：线路的波阻抗用数值相等的电阻来代替，把入射波的2倍作为等值电压源。这就是计算节点电压的等值电路法则，也称彼得逊法则。利用这一法则，可以把分布参数电路中波过程的许多问题简化成一些集中参数电路的暂态计算。但必须注意，如果Z1,Z2是有限长度线路的波阻抗，则上述等值电路只适用于在Z1，Z2端部的反射波尚未回到节点以前的时间内。八雷电放电及防雷保护装置、电力系统防雷保护1.雷电对地放电过程分为几个阶段？答：1、先导放电：放电不连续，放电分级先导，持续时间为0.005～s0.01S，雷电流很小2、主放电：时间极短，50～100，电流极大，电荷高速运动。3、余光放电：电流s不大，电流持续时间较长，约0.03～0.05。1、什么是雷电参数？1、雷电放电的等值电路。2、雷电流波形。3、雷暴日与雷暴小时：雷暴日是一年中4、地面落雷密度和输电线路落雷总次数：地面落雷密度是指每一雷暴日每平方千米地面遭受雷击的次数，以表示。与雷暴日数有关，如下：0.023T0.3d1.防雷的基本措施有哪些？称为侵入波保护；接地装置的作用是减少避雷针（线）或避雷器与大地之间的电阻值，达到降低雷电冲击电压幅值的目的。2.电容器在直配电机防雷保护中的主要作用是什么?用是限制侵入波陡度，和降低感应雷过电压。3.感应过电压是怎么产生的？请介绍简单的计算公式。对地放电过程中，放电通道周围的空间电磁场将发生急剧变化。因而当雷击输电线附近的地面时，虽未直击导线，由于雷电过程引起周围电磁场的突变，也会在导线上感应出一个高电压来，这就是感应过电压，它包含静电感应和电磁感应两个分量，一般以静电感应分量为主。设地面雷击点距输电线路正下方的水平距离为S，一般当S超过65m时，规程规定，导线上感应过电压的幅值可按下式计算：U25Ih/SkV，其中，I为雷电流幅值，单位为；S为地面雷击点距线路的水平距离，单位为；h为导线平均对地高度，单位为。4.简述避雷针的保护原理和单根保护范围的计算。避雷针的保护原理是当雷云放电时使地面电场畸变，在避雷针的顶端形成局部场强集中的空间，以影响雷闪先导放电的发展方向，使雷闪对避雷针放电，再经过接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。避雷针的保护范围使指被保护物体再此空间范围内不致遭受直接雷击。对于单根避雷针的保护范围，有计算公式：r(hh)php,hh/2xxaxrh2h)p,hh/2h,h,h,r,p式中，的单位均为p是避雷针的高度影xxxaxhm时，p＝1；mhm5.5/hhmp响系数，时，；时按照120m计算。九输电线路防雷1、感应过电压的大小与哪些因素有关？IhU25答：雷击输电线路附近对面:导线上感应雷过电压幅值sc（S>25时）ichghu/kuku对于有避雷线的线路;雷直击与杆塔或线路附:一般的线路ic0i0ichghuahk)ahk)ahu/对于有避雷线的线路。ccic•00iccc2、为什么导线上方架设有避雷线时导线上的感应雷过电压会降低？答：对于有避雷线的线路，因为避雷线位于导线上方，当雷击在有避雷线的导线附近大地时，在避雷线的屏蔽作用下，导线上的感应电荷会减少，致使导线上的感应雷过电压会降低。kU1k）ah。所以，实际作用，导线将具有电位；导线上还有极性与雷电流相反的感应过电压c用于绝缘子串的电压UjLtIhUU[kUahk)])Uahk)[I(R)]c2.62.6jtoptopctopci4、线路上架设的避雷线有什么作用？答：避雷线可以使导线避免遭受直击雷，同时，利用避雷器的分流作用，可以减少流经杆塔的雷电流；利用避雷线的耦合作用，可以降低绝缘子串上的电位；利用避雷线的屏蔽作用，可以降低导线上的感应过电压；可见线路上架设的避雷线是提高线路耐雷水平的主要措施。5、35Kv及以下线路为什么不沿线架设避雷线？答：35Kv及以下线路，因其绝缘强度相对较弱，装设避雷线提高线路的可靠性的效果不大，一般不需全线架设避雷线，只在进变电站的进线段加装避雷器，减少反击和绕击的概率。6、试述提高线路耐雷水平的措施。答：架设避雷线；降低杆塔接地电阻；架设耦合地线；采用不平衡绝缘方式；装设自动重合闸；采用消弧线圈接地方式；装设避雷器；加强绝缘。十发电厂和变电站的防雷保护1、在什么情况下可装设构架避雷针？答：避雷针有独立和构架之分。直接设立在构架上，利用变电站的接m地网接地的避雷针称为构架避雷针。110KV时可装设构架避雷针。2、安装避雷针时要注意哪些问题1）110KV及以上变电站，由于其绝缘较mm强，不易反击，在时可装设构架避雷针，但在土壤电阻率时的地区，2）独立避雷针距道路3m以上，否则应铺碎石或沥青路面（厚5—3）严禁架空照明线、电话线、广播线及天线装在4）发电厂主厂房上一般不装设避雷针，以免发生感应或反击，使继电保护误动作5）列车电站的电气设备装在金属车厢内，受到车厢一定程度的屏蔽作用，但因发电机40雷暴日6）照明灯，机力通风冷却塔上电动机的电源线和烟筒下引风机的电源线的合理处理。3、什么是进线段？什么是进线段保护？答：靠近变电站1---2Km的一段进线即为进线段。靠近变电站1---2Km的一段进线的防雷保护，即进线段保护。4的电流；其二是降低最终进入变电站雷电侵入波的波头陡度。5、变压器距避雷器的最大允许电气距离与哪些因素有关？UUUU答：避雷器与变电站之间的最大允许距离l，因此可见避雷器与变电站之间j5j5a2a'm2va的最大允许距离与来波陡度a(a=)和变压器的冲击耐压强度U与避雷器的残压U有关。／／vj56－220KV－220KV中性点直接接地系统中，为了限制单相接地电流和满足继电保护的需要，一部分变压器的中性点是不接地的，但中性点是不接地的分级变压器，应在中性点装设变压器中