电气工程师-专业基础（发输变电）-电气工程基础-4.9过电压及绝缘配合

电气工程师-专业基础（发输变电）-电气工程基础-4.9过电压及绝缘配合[单选题]1.下列关于氧化锌避雷器的说法错误的是()。[2018年真题]A.可做无间隙避雷器B.通流容量大（江南博哥）C.不可用于直流避雷器D.适用于多种特殊需要正确答案：C参考解析：金属氧化物避雷器的阀片是以氧化锌（ZnO）为主要材料，并以少量其他稀有金属氧化物作添加剂，经过加工后，在1000℃以上的高温中烧结而成。ZnO阀片具有很理想的非线性伏安特性，相对于传统的SiC阀片，在额定电压下，ZnO阀片流过的电流可小于10－5A，可近似认为其续流为零。因此氧化锌避雷器可以不用串联火花间隙，成为无间隙、无续流的避雷器。金属氧化锌避雷器广泛用于交、直流系统，保护发电、变电设备绝缘，尤其适合于中性点有效接地的110kV及以上电网。其主要优点包括：①结构简单，并具有优异的保护特性；②耐反复过电压能力强；③通流容量大；④性价比较高。[单选题]2.110kV系统的工频过电压一般不超过标幺值的()。[2018年真题]A.1.3B.3C.D.正确答案：A参考解析：工频过电压的允许水平分为：①110kV和220kV系统的工频过电压一般不超过1.3p.u.；②35～66kV系统的工频过电压一般不超过p.u.；③3～10kV系统的工频过电压一般不超过p.u.。[单选题]3.雷击杆塔顶部引起的感应雷击过电压是()。[2017年真题]A.有无避雷线变化不大B.对35kV线路绝缘的危害大于对110kV线路绝缘的危害C.不会在三相同时出现D.与杆塔接地电阻大小无关正确答案：B参考解析：BCD三项，在发生感应雷过电压时，三相导线间均存在此过电压，相间几乎没有电位差，危害往往只有对地闪络；当两相或者三相均发生对地闪络时，线路可能发生相间闪络事故。杆塔接地电阻一般很小，这样感应雷击过电压产生的雷电流幅值就会很大。35kV线路绝缘水平较110kV线路低，所以更容易产生闪络事故，即危害更大。A项，雷击杆塔时，因为雷电通道所产生的电磁场快速变化，将在导线上感应出与雷电流极性相反的过电压，有关规程建议，对于一般高度（约40m以下）无避雷线的线路，此感应雷过电压最大值计算公式Ug·d＝αhd。式中，α为感应过电压系数（kV/m），其数值等于以kA/μS计的雷电流平均陡度，即α＝IL/2.6。有避雷线时，考虑其屏蔽效应，导线上的感应雷过电压可以写为：Ug·d′＝αhd（1―k）。[单选题]4.下列说法不正确的是()。[2017年真题]A.110kV及以上系统的屋外配电装置，一般将避雷针装在构架上B.110kV及以上系统的屋外配电装置，土壤电阻率大于1000Ω·m，宜装设独立避雷针C.35kV及以下系统的屋外配电装置，一般将避雷针装在构架上D.35kV及以下系统的屋外配电装置，一般设独立避雷针正确答案：C参考解析：根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》（GB/T50064—2014）第5.4.7条规定：①110kV及以上的配电装置，可将避雷针装在配电装置的架构或房顶上，在土壤电阻率大于1000Ω·m的地区，宜装设独立避雷针。装设非独立避雷针时，应通过验算，采取降低接地电阻或加强绝缘的措施。②66kV的配电装置，可将避雷针装在配电装置的架构或房顶上，在土壤电阻率大于500Ω·m的地区，宜装设独立避雷针。③35kV及以下高压配电装置构架或房顶不宜装避雷针。另外，35kV与66kV的要求已基本一致。[单选题]5.提高不均匀电场中含杂质低品质绝缘油工频击穿电压的有效方法是()。[2016年真题]A.降低运行环境温度B.减小气体在油重的溶解量C.改善电场均匀程度D.油重设置固体绝缘屏障正确答案：C参考解析：提高液体电介质击穿电压的方法，主要有如下几种：①提高液体品质。采用过滤等手段消除液体中的杂质，消除杂质“小桥”的成因，从而提高击穿电压，特别对均匀电场和持续时间较长的电压作用时间有效；②覆盖层。在金属电极表面紧贴一层固体绝缘薄层，它并不改变液体中的电场分布，而是阻断了“小桥”热击穿过程的发展；③绝缘层。紧贴在金属电极上的较厚的固体绝缘层，减小了电极附近的电场强度，防止了电极附近局部放电的发生；固体绝缘层的厚度应做到使其外缘出的曲率半径足够大，致使此处液体中的场强减小到不会发生电晕或局部放电的程度；④屏障。屏障指放置在电极间液体间隙中的固体绝缘板，其作用：a它能机械地阻隔杂质小桥的形成；b够改善电场均匀程度，因此在极不均匀电场中，屏障的效果最显著。[单选题]6.如图4-9-1变电站中采用避雷器保护变压器免遭过电压损坏，已知避雷器的V－A特性满足Uf＝f（I），避雷器距变压器间的距离为i，当－U（t）＝at斜角雷电波由避雷器侧沿波阻抗为Z的架空输电线路以波速v传入时，变压器T节点处的最大雷电过电压是()。[2014年真题]图4-9-1A.2aZ/vB.Uf＋2ai/vC.2Uf－ai/vD.2Uf/Z正确答案：B参考解析：当避雷器与被保护设备之间有一定距离时，被保护设备无论处于避雷器的前端还是后端，其上电压最大值均比避雷器残压高，变压器T节点处的最大雷电过电压US为：US＝Uf＋ΔU，而ΔU＝2at＝2ai/v，因此，US＝Uf＋2ai/v。[单选题]7.极不均匀电场中操作冲击电压击穿特性具有的特点是()。[2012年真题]A.放电分散性小B.随间隙距离增大放电电压线性提高C.饱和特性D.正极性放电电压大于负极性放电电压正确答案：C参考解析：在工频电压下，除了起始部分外，击穿电压和距离近似成线性关系，随着距离加大，平均击穿场强明显降低，棒板间隙尤为突出，即所谓饱和现象；极不均匀电场长间隙的操作冲击击穿特性也具有“饱和”特性，其饱和程度与电极对称、操作冲击极性、波形形状等因素有关，随着电场极间距离的增大，间隙的“饱和”更加显著，这对发展特高压输电技术是不利的。[单选题]8.架空输电线路在雷电冲击电压作用下出现的电晕对波的传播有什么影响？()[2012年真题]A.传播速度加快，波阻抗减小B.波幅降低，陡度增大C.波幅降低，陡度减小D.传播速度减缓，波阻抗增加正确答案：C参考解析：冲击电晕是局部自持放电，它由一系列导电的流注构成，在发生冲击电晕后，导线周围沿导线径向会形成导电性能较好的电晕套。①电晕区内有大量的空间电荷，且具有径向电位梯度低、电导高的特点，相当于增大了导线的有效半径，从而增大了导线的对地电容。②虽然导线发生了冲击电晕，轴向电流仍全部集中在导线内，冲击电晕的存在并不增加沿导线轴向空间的导电性，不影响与空气中的那部分磁通相对应的导线电感，因此电晕的出线并不影响导线电感，但冲击电晕会对导线波过程产生如行波波速减小，行波陡度减小，幅值降低，导线波阻抗减小，耦合系数增大等影响。[单选题]9.某一变电站地网面积为S，工频接地电阻为R，扩建后地网面积增大为2S，扩建后变电站地网工频接地电阻为()。[2012年真题]A.2RB.1/4RC.1/2RD.正确答案：D参考解析：发电厂和变电所的接地装置一般要求敷设一个外缘闭合中间有若干均压导体的水平接地网，埋深约为0.6～0.8m，有时加垂直接地极，接地网面积大体与发电厂和变电所的面积相当。对于防雷接地只需在避雷针、避雷线及避雷器的附近埋设一组垂直接地体，并将它们与水平接地网相连。这种接地网的总接地电阻估算公式为：。式中，L为接地体（包括水平与垂直）总长度，单位为m；S为接地网的总面积，单位为m2；ρ为土壤电阻率。显然，当接地网面积扩大至2S时，工频接地电阻应降低至。[单选题]10.母线上接有波阻抗分别为50Ω，100Ω，300Ω的三条出线，一幅值为U0的无穷长直角雷电波击中其中某条线路，依据过电压理论求母线上可能出现的最大电压值？()[2012年真题]A.6U0/5B.1U0/5C.4U0/7D.8U0/5正确答案：A参考解析：当雷电波击中波阻抗为50Ω的线路时，母线上会出现最大过电压。由彼得逊法则，进行等效后，等效电路的电源电压为雷电直角波的2倍，即电源为2U0等效电路如图4-9-2所示。根据过电压理论求得母线上最大电压值为：Umax＝（100//300）×2U0/（50＋100//300）＝6U0/5。图4-9-2[单选题]11.在棒-板电极形成的极不均匀电场中，在棒电极的极性不同的情况下，起始电晕电压和放电电压的特性为()。[2011年真题]A.负极性、高、高B.正极性、高、低C.负极性、高、低D.正极性、高、高正确答案：B参考解析：棒-板间隙是典型的极不均匀电场，这种间隙中，电离过程总是先从棒电极附近开始，棒的极性不同时，空间电荷的作用是不同的，存在极性效应。电晕放电阶段：当棒电极为正极性时，滞留在棒极附近的正空间电荷加强了朝向板极方向的电场，而减弱了朝向棒极的电场。因此，朝向板极方向的电子崩容易形成，有利于放电向前发展，即击穿电压较低。而棒极附近由于电场较弱，发生电晕比较困难，即起晕电压较高。[单选题]12.提高悬式绝缘子耐污性能的方法是下列哪一项？()[2011年真题]A.改善绝缘子电位分布B.涂憎水性涂料C.增加绝缘子爬距D.增加绝缘子片数正确答案：B参考解析：绝缘子的雷电闪络电压最大的影响因素是电弧距离，一般可采取如下措施：①提高憎水性。可使绝缘子表面的水分以小水珠的形式出现，难以形成连续的水膜，在持续电压的作用下，表面不易形成集中放电的通道，从而有效提高污闪电压。②增加爬电距离。爬电距离是指沿绝缘表面测得的两个导电器件或导电器件与设备界面之间的最短距离，主要用来确定绝缘子，如支持绝缘子的长度和绝缘子串的数量。③改善电位分布：绝缘子电场强度不均匀是绝缘子污闪电压低的重要原因。改善电位分布，抑制带电粒子迁移，降低泄漏电流，可大幅度提高单个绝缘子的污闪电压（如均压环），实际也可提高绝缘子串的闪络电压，但这不是该措施的主要效果。本题中，ABCD四项都是工程中可采用的提高绝缘子耐污性能的方法。其中，ACD三项一般用在绝缘子选型时；而B项可以应用在提高现有绝缘子耐污性能上，应用也更广泛。[单选题]13.雷电冲击电压波在线路中传播时，为何会出现折射现象？()[2011年真题]A.线路阻抗大B.线路阻抗小C.线路有节点D.线路有雷电感应电压波正确答案：C参考解析：当所研究的线路长度与电磁波波长可比时，此时应该采用分布参数电路的特定求解方法。工程中常会遇到一条长线与另一条波阻抗不同的长线相连或一条长线与几种参数的元件相连的情况。当行波达到不同波阻抗的连接点，此时电压、电流、能量需要进行重新调整、分配，所以在节点处会发生波的反射与折射。[单选题]14.一幅值为U＝1200kV的直角雷电波击中波阻抗为250Ω、150km长的无损空载输电线路的首端，波传播到线路末端时，末端电压为()。[2011年真题]A.1200kVB.2400kVC.1600kVD.1800kV正确答案：B参考解析：由于线路为空载状态，即线路末端开路，相当于Z2＝∞，说明入射波U0到达开路的末端后将发生全反射。全反射的结果是使线路末端电压上升到入射波电压的两倍。随着反射电压波的反行，导线上的电压降逐渐上升至入射波的两倍，未达到反射之处仍为U0；在电压发生全反射的同时，电流则发生了负的全反射，电流负反射的结果使线路末端的电流为零，而随着反射电流波的反行，导线上的电流将逐渐下降为零。[单选题]15.无间隙金属氧化物避雷器限制过电压的主要原理是由于避雷器()。[2010年真题]A.无极性效应B.有良好接地C.响应速度快D.非线性阻抗正确答案：D参考解析：从结构和特性来看，避雷器分为两大类型：有间隙避雷器和无间隙避雷器。保护间隙、管式避雷器和阀式避雷器属于有间隙避雷器；氧化锌避雷器可以取消串联放电间隙，因此又称无间隙避雷器。氧化锌阀片的非线性特性与其微观结构密切相关，典型的ZnO非线性电阻的微观结构，主要由ZnO晶粒、晶界层和尖晶石三部分组成。ZnO阀片的非线性主要取决于晶界层的状态，晶界层的电阻率与所处的电场强度关系极大，在低电场强度作用下，其电阻率大于108Ω·cm，但当电场强度增加到某一数值时，其电阻率会骤然下降，呈现低阻状态。ZnO阀片具有很理想的非线性伏安特性，可参见图4-9-3。图4-9-3[单选题]16.提高空气间隙放电电压的有效方法是()。[2010年真题]A.封闭间隙B.均匀电场C.增加湿度D.净化空气正确答案：B参考解析：一般为了减少设备尺寸，希望间隙的绝缘距离尽可能短，为此需采取措施，以提高气体间隙的击穿电压。通常可采用两种途径：①改善间隙中的电场分布，使之均匀化。均匀电场间隙的平均击穿场强比极不均匀电场间隙的高很多，一般来说，电场分布越均匀，平均击穿场强也越高，因此可以改进电极形状、增大电极曲率半径，以改善电场分布，提高间隙的击穿电压。在极不均匀电场中，放入薄片固体绝缘材料，在一定条件下，可以显著提高间隙的击穿电压，所采用的薄片固体绝缘材料称为屏障，屏障很薄，本身的击穿电压很低，但同样存在屏障效应，所以屏障效应不是由于屏障分担电压的作用而造成，屏障本身的击穿电压没有重要意义。②设法削弱或抑制气体介质中的电离过程。提高气压可以减少电子的平均自由程，削弱电离过程，从而提高气体的电气强度。采用高真空，原理类似高气压，可削弱间隙中碰撞电离过程从而显著增加间隙的击穿电压。采用高电气强度气体，如六氟化硫、氟利昂等，其电气强度比空气的高很多，采用这些气体代替空气可以大大提高间隙的击穿电压。【说明】可参考《高电压技术》中提高气体介质电气强度的方法有关内容。[单选题]17.冲击高电压测量试验中，下列哪种表计或装置是不用的()。[2010年真题]A.静电电压表B.测量球隙C.分压表D.峰值电压表正确答案：A参考解析：冲击电压，无论是雷电冲击波或是操作冲击波，都是快速的变化过程，其波形的变化过程更快，以纳秒计，因此测量冲击高电压的仪器和测量系统，必须具有良好的瞬态响应特性。冲击电压的测量，包括峰值测量和波形记录两个方面。能够直接测量冲击电压峰值的方法，仅为测量球隙。在测量波形及非放电手段测量峰值时，需要通过转换装置所组成的测量系统来实现，最常用的是分压器。冲击测量系统通常由串联阻尼电阻的高压引线、分压器、接地回路、测量电缆或光缆以及示波器等测量仪器组成。目前最常用的测量冲击高电压的方法为：①测量球隙；②分压器与数字存储示波器为主要组件的测量系统；③微分积分环节与数字存储示波器为主要组件的测量系统；④光电测量系统。[单选题]18.某110kV变电所母线上接有3条架空线和1条电缆线路，架空线波阻抗300Ω，电缆波阻抗100Ω，当幅值为600kV的雷电过电压波沿其中一条架空线进入变电所时，电缆上的过电压幅值为()。[2010年真题]A.125kVB.200kVC.100kVD.500kV正确答案：B参考解析：当雷电波击中波阻抗为300Ω的架空线路时，等效电路如图4-9-4所示。电缆过电压幅值为：图4-9-4【说明】可参考《高电压技术》彼得逊法则有关内容。[单选题]19.长空气间隙在操作冲击电压作用下的击穿具有何种特性？()[2014年真题]A.击穿电压与操作冲击电压波尾有关B.放电V-S特性呈现U形曲线C.击穿电压随间隙距离增大线性增加D.击穿电压高于工频击穿电压正确答案：B参考解析：击穿电压与波头时间呈现U形曲线，这是因为放电时延和空间电荷的形成和迁移引起的。U形曲线极小值左边，击穿电压随波前缩短（放电时间缩短）而增大——放电时延因素的作用减少；U形曲线极小值右边，击穿电压随波前增大而上升——电压作用时间增加后，空间电荷迁移范围扩大，改善了间隙的磁场分布。A项，击穿电压与操作冲击电压波前有关；C项，击穿电压随间隙距离增大不是线性变化的；D项，击穿电压低于工频击穿电压。[单选题]20.下列哪种方法会使电场分布更加劣化？()[2016年真题]A.采用多层介质并在电场强的区域采用介电常数较小的电介质B.补偿杂散电容C.增设中间电极D.增大电极曲率半径正确答案：C参考解析：A项，介电常数是表征电介质极化的强弱的物理量，其与电介质分子的极性强弱有关，还受到温度、外加电场频率等因素的影响。介电常数越小，则该介质分子的极性越弱，电场分布更加均匀。B项，杂散电容是表征电极因表面粗糙等不定因素而形成的，杂散电容的存在，会造成电极周边的电荷分布不均匀，更容易发生放电或击穿，故补偿杂散电容可以改善电场分布。D项，曲率半径越小，即电极越尖，则电场越不均匀，越易发生放电现象。对比棒一棒电极、板一板电极的放电过程即可知晓。因此增加曲率半径，实际会改善电场均匀程度。C项，在电场中增设中间电极，会因为中间电极磁场的扰动作用，使得电场分布更加劣化。[单选题]21.直流下多层绝缘介质的电场分布由下列()参数决定。[2009年真题]A.介质的厚度B.介质的电阻率C.介质的介电常数D.介质的质量密度正确答案：C参考解析：描述电介质（绝缘材料属于电介质，但电介质并不仅仅限于绝缘材料）电气特性的四大参数是介电常数（ε）、电导率（γ）、介电损耗角正切（tanδ）和击穿场强（Eb），其中介质的介电常数决定了多层绝缘介质的电场分布情况。【说明】可参考《高电压技术》第3章电介质的电气特性有关内容。[单选题]22.一波阻抗为Z1＝300Ω的架空线路与一波阻抗为Z2＝60Ω的电缆线相连，当幅值为300kV的无限长直角行波沿Z2向Z1传播时，架空线路中的行波幅值为()。[2009年真题]A.500kVB.50kVC.1000kVD.83.3kV正确答案：A参考解析：折射波电压为：，式中，Z2为入射波阻抗，Z1为折射波阻抗。[单选题]23.电力系统中绝缘配合的目的是()。[2008年真题]A.确定绝缘子串中绝缘子个数B.确定设备的试验电压值C.确定空气的间隙距离D.确定避雷器的额定电压正确答案：B参考解析：绝缘配合的核心问题是确定各种电器设备的绝缘水平，电气设备的绝缘水平是指设备绝缘能耐受的试验电压值（耐受电压），在此电压作用下，绝缘不发生闪络、击穿或其他损坏现象。[单选题]24.某变电站母线上带有三条波阻抗为Z＝400Ω的无限长输电线，当幅值为750kV的行波沿其中一条出线传至母线时，此母线的电压值为()。[2008年真题]A.500kVB.750kVC.375kVD.250kV正确答案：A参考解析：根据行波反射、折射原理与彼得逊法则可以得到等效电路如图4-9-5所示，则母线上的电压值为：Upm＝（400//400）×2U0/（400//400＋400）＝200×2×750/600＝500kV。图4-9-5[单选题]25.绝缘与污秽闪络等事故主要发生在()。[2007年真题]A.下雷阵雨时B.下冰雹时C.雾天D.刮大风时正确答案：C参考解析：电晕是污秽闪络事故的主要形式。户外绝缘子会受到工业污秽或自然界盐碱、飞尘等污染，在毛毛雨、雾、露、雪等不利气象条件下，闪络电压降得很低，从而使导线表面的电场发生变化，结果在较低的电压和表面电场强度下就会出现电晕放电，即在工作电压下发生闪络。因此，不良天气时的电晕功率损耗要比好天气时大很多。[单选题]26.用超低频（0.1Hz）对大电机进行绝缘试验时，所需的试验设备容量仅为工频试验设备的()。[2007年真题]A.1/150B.1/100C.1/250D.1/500正确答案：D参考解析：绝缘电气强度是确认电气设备、材料的绝缘可靠性的试验，通常加上比额定电压高的电压来进行试验。直流耐压试验具有一定的优点，但对电机绝缘的等价性不理想，且对交联聚乙烯绝缘电缆具有一定的危害，通常改用超低频交流电压做耐压试验，使试验设备容量可以比工频试验时小得多。目前所做的耐压试验使用的是超低频交流电压0.1Hz，所需的试验设备容量仅为工频试验设备的1/500。[单选题]27.断路器开断空载变压器发生过电压的主要原因是下列哪项？()[2005年真题]A.断路器的开断能力不够B.断路器对小电感电流的截流C.断路器弧隙恢复电压高于介质强度D.三相断路器动作不同期正确答案：B参考解析：断路器为感性负载，由于有电感的存在，在断路器强制熄弧（截流）时，电流不会在瞬间变为0，而是有个短暂的时间过程，因为时间很短，就会在线圈中产生一个很高的过电压。[单选题]28.电力系统中输电线路架空地线采用分段绝缘方式的目的是()。[2016年真题]A.减小零序阻抗B.提高输送容量C.增强诱雷效果D.降低线路损耗正确答案：D参考解析：避雷线的作用是对导线其屏蔽作用，防止雷直击导线。此外，避雷线对雷电流还有分流作用和耦合作用，以减少流入杆塔的雷电流，使塔顶电位下降，以及降低导线上的感应过电压。通常，避雷线应在每基杆塔处接地。但在超高压线路上，为了降低正常工作时因避雷线中感应电流引起的附加损耗，以及避雷线兼作通信用，可将避雷线分段经小间隙对地绝缘起来。当线路正常运行时，避雷线对地绝缘，而雷击时小间隙瞬间击穿，避雷线接地。[单选题]29.在直配电视防雷保护中电视出线上敷设电缆段的主要作用是()。[2014年真题]A.增大线路波阻抗B.减小线路电容C.利用电缆的集肤效应分流D.减小电流反射正确答案：C参考解析：在直配电机的防雷保护中，电缆接地起到分雷击电流的作用。集肤效应是指当交变电流通过导体时，电流将集中在导体表面流过，而非平均分布于整个导体的截面积中。直配电机防雷保护措施主要包括：①在发电机出线出装设一组FCD型阀式避雷器，以限制入侵波幅值，取其3kA下的残压与电机的绝缘水平相匹配；②在发电机电压母线上装设电容器，以限制入侵波陡度和降低感应过电压；③发电机中性点引出线时，中性点加装避雷器保护，否则需加大母线并联电容，以降低入侵波陡度。[单选题]30.图4-9-6已知一幅值ε＝1000kV的直流电压源在t＝0时刻合闸于波阻抗Z＝200Ω、300km长的空载架空线路传播，传播速度为300km/ms，下列哪项为线路中点的电压波形？()[2016年真题]图4-9-6A.B.C.D.正确答案：C参考解析：线路末端开路时，由于电压正波的全反射，在反射波所到之处，导线上的电压比电压入射波提高1倍。线路的磁场能量全部转化为电场能量。入射行波到达线路中点的时间：t1＝（300/2）/300＝1.5ms。入射电压波电压幅值：ε1＝1000kV。因此，在t＝0.5ms时，线路中点的电压由0V升高到1000kV。反射行波到达线路中点的时间：t2＝（300/2＋300）/300＝1.5ms。入射波与反射波叠加，电压幅值：ε2＝1000＋1000＝2000kV。因此，在t＝1.5ms时，线路中点的电压由1000kV变为2000kV。则可以判断出C项正确。[单选题]31.如图4-9-7，一幅值为U0的无限长直角电压波在t＝0时刻沿波阻抗为Z1的架空输电线路侵入至A点并沿两节点线路传播，两节点距离为S，波在架空输电线路中的传播速度为v。在t＝∞时B点的电压值为()。[2014年真题]图4-9-7A.B.C.D.正确答案：D参考解析：折射系数＝2Z3/（Z1＋Z3），在直角波电压波阻抗折反射行波时，折射电压的最终幅值与中间线段无关。因此，在t＝∞时，B点的电压值为：αU0＝2U0Z3/（Z1＋Z3）。[单选题]32.影响气体中固体介质沿面闪络电压的主要因素是()。[2016年真题]A.介质表面平行电场分量B.介质厚度C.介质表面粗糙度D.介质表面垂直电场分量正确答案：B参考解析：滑闪放电现象在交流和冲击电压下表现得很明显。如图4-9-8所示，在相同电压条件下，滑闪放电长度与介质的厚度成反比，随着电压增加，滑闪放电长度增大的速率越来越快，因此单靠加长沿面放电距离来提高闪络电压的效果较差；玻璃管壁减薄，滑闪放电长度也有显著增加。图4-9-8图4-9-7中，曲线1是直径为0.85/0.97cm；曲线2是直径为0.63/0.9cm；曲线3是直径为0.6/1.01cm；曲线4是空气间隙击穿电压。[单选题]33.气体中固体介质表面滑闪放电的特征是()。[2016年真题]A.碰撞电离B.热电离C.阴极发射电离D.电子崩电离正确答案：B参考解析：滑闪放电的形成机理与电弧形成机理相同。放电起始阶段，细线通道内因碰撞电离存在大量带电粒子，在较大电场的垂直分量作用下，带电粒子不断撞击介质表面，使局部温度升高。随着电压升高，局部温度升高到足以引起气体热电离的临界点时，通道中带电粒子剧增、电阻剧降，通道头部场强也剧增，导致通道迅速增长，进入滑闪放电阶段。所以，滑闪放电是以介质表面放电通道中发生了热电离作为特征的。[单选题]34.提高具有强垂直分量极不均匀电场工频沿面闪络电压的方法为()。[2013年真题]A.降低电极的电位，增大比电容，减小电极表面粗糙度B.增大表面电阻率，增加绝缘比度，减小比电容C.降低介质介电常数，减小表面电阻率，减小比电容D.降低电极电位，增大绝缘厚度，增大介质介电常数正确答案：C参考解析：三种不同的放电类型：①电晕放电。从法兰边缘电场较强处开始放电，此时电压较低，法兰边缘出现电晕放电形成的发光圈，如图4-9-9（a）所示。②辉光放电。随着电压升高，电晕向前延伸，逐渐形成由许多平行火花细线组成的光带，如图4-9-9（b）所示。③滑闪放电。放电细线的长度随电压成正比增加，当电压超过某临界值时，放电性质发生变化，个别细线开始迅速增长，转变为火花，如图4-9-9（c）所示。图4-9-9沿套管表面放电示意图雷电冲击电压下，沿玻璃管表面的滑闪放电长度与电压的关系参见图4-9-9（d）。由图可知，随着电压增加，滑闪放电长度增大的速率逐渐增大，因此单靠加长沿面放电距离来提高闪络电压的效果较差。由上述分析可知，提高沿面放电电压的措施有：①减小比电容C0，如加大瓷套外径、壁厚，或减小介电常数，都可使的滑闪火花长度显著减小，达到提高沿面闪络电压的目的；②减小电场较强处的表面电阻，如涂半导体釉、半导体漆等，采用电容式套管、充油式套管。图4-9-9[单选题]35.在发电机母线上加装并联电容器其作用是()。[2013年真题]A.降低电枢绕组匝间过电压B.改变电枢绕组波阻抗C.改变励磁特性D.提高发电机输出容量正确答案：A参考解析：直配电机防雷保护包括电机主绝缘、匝间绝缘和中性点绝缘的保护。主要包括：①在发电机出线母线处装设一组FCD型阀式避雷器，以限制入侵波幅值，取其3kA下的残压与电机的绝缘水平相配合。②在发电机电压母线上装设电容器，以限制入侵波陡度和降低感应过电压。限制入侵波陡度的主要目的是保护匝间绝缘和中性点绝缘，如图4-9-10（a）所示，若入侵波为幅值为U0的直角波，则发电机母线上电压（电容C上的电压UC）可按图4-9-10（b）的等值电路计算。计算结果表明：当每相电容为0.25～0.5μF时，能够满足波陡度α＜2kV/μs的要求，同时也能限制感应过电压，使之低于电机冲击耐压强度。③发电机中性点有引出线时，中性点应加装避雷器保护，否则需加大母线并联电容，以降低入侵波陡度。④采用进线段保护，限制流经阀式避雷器的雷电流，一般要求小于3kA。电缆与管式避雷器配合是较为常用的进线保护方式。计算结果表明：当电缆长度为100m，且电缆末端外皮接地引下线到接地网的距离为12m、R＝50Ω时，电缆首端落雷且雷电流幅值为50kA时，流经每相避雷器的雷电流不会超过3kA，即此保护接地的耐雷水平为50kA。图4-9-10[单选题]36.决定超高压电力设备绝缘配合的主要因素是()。[2009年真题]A.工频过电压B.雷电过电压C.谐振过电压D.操作过电压正确答案：D参考解析：对220kV及以下电网，要把雷电过电压限制到比内部过电压还低的水平是不经济的，设备的绝缘水平主要由雷电过电压决定，不需要采取专门的措施来限制操作过电压。在330kV及以上的超高电压电网中，操作过电压的危险性大于雷电过电压，所以设备的绝缘水平主要取决于操作过电压。对于污秽地区的线路绝缘子和变电所的外绝缘，污闪通常在工作电压下发生，所以最高运行电压常成为确定其绝缘水平的主要因素。【说明】可参考《高电压技术》第11章电力系统绝缘配合原则有关内容。[单选题]37.下列哪种测量仪器最适合测量陡波冲击高压()。[2008年真题]A.静电电压表B.高阻串微安表C.阻容分压器D.测量球隙正确答案：C参考解析：静电电压表和高阻串微安表用于测量高压直流电压。阻容电压器用于测量流液冲击电压。测量球隙可用于交流电压、正负极性的标准雷电全波冲击电压、长波尾冲击电压及直流电压等高电压的测量。采用棒间隙来测量直流高压，它可减小放电分散性和测量误差。[单选题]38.下面哪种方式能够有效地降低线路操作过电压()。[2008年真题]A.加串联电抗器B.增加线间距离C.断路器加装合分闸电阻D.增加绝缘子片数正确答案：C参考解析：与暂时过电压相比，操作过电压的特点是：幅值高、等效频率高（含有高频振荡的分量）、持续时间短。操作过电压的幅值与波形与电网结构、参数及运行方式有关，而且在很大程度上取决于断路器的性能。所以改善断路器的性能是限制操作过电压的最主要的措施，并采用性能良好的金属氧化物避雷器作为第二道防线。操作过电压以最高运行相电压峰值的倍数表示。[单选题]39.影响SF6气体绝缘温度的因素不包括()。[2008年真题]A.分子密度B.电场分布C.导电微粒D.分子质量正确答案：D参考解析：影响SF6气体绝缘温度的主要因素有：电场的均匀性、电晕起始时间与极间击穿电压，分子密度，电极表面的缺陷以及导电微粒等。[单选题]40.下列说法正确的是()。[2006年真题]A.电网中性点接地方式对架空线过电压没有影响B.内部过电压就是操作过电压C.雷电过电压可分为感应雷击过电压和直接雷击过电压D.间歇电弧接地过电压是谐振过电压中的一种正确答案：C参考解析：A项，感应雷过电压对35kV及以下输电线路可能造成绝缘闪络，110kV及以上线路一般不会引起闪络。感应雷击过电压在三相导线中同时存在，不会引起架空线路的相间绝缘闪络。因此中性点接地方式对架空线路过电压有影响。B项，内部过电压是电力系统内部参数发生改变引起电网能量的转化或传递引起的过电压。内部过电压分为操作过电压和暂时过电压。C项，由直接雷击引起的直击雷过电压或雷电感应而引起的感应雷过电压称为外部过电压，也称为大气过电压或雷电过电压。D项，间歇性电弧接地过电压是操作过电压中的一种。[单选题]41.为什么地GIS进行冲击耐压试验时，GIS尺寸不宜过大？()[2013年真题]A.GIS尺寸大波阻抗大B.波动性更剧烈C.需要施加的电源电压更高D.波的传播速度更慢正确答案：B参考解析：GIS的波阻抗较小，一般在60～100Ω，约为架空线路波阻抗的1/5，因而入侵波的幅值低。由于GIS尺寸较常规的变电站小得多，冲击电压行波在GIS中进行复杂的折射、反射和叠加所需时间非常短。在极端的时间内，GIS各元件间的冲击电压几乎不发生变化。若GIS尺寸过大，其电压行波的复杂折射、反射和叠加时间较长，冲击耐压试验的电压峰值有可能被叠加降低，造成试验数据的偏差。[单选题]42.决定电气设备绝缘水平的避雷器参数是()。[2007年真题]A.额定电压B.残压C.工频参考电压D.最大长期工作电压正确答案：B参考解析：残压是指冲击电流通过避雷器时，在阀片上产生的电压峰值。绝缘水平（保护水平）表示该避雷器上可能出现的冲击电压的峰值。我国和国际标准都规定以残压、标准雷电冲击（1.2/5μs）放电电压及陡波放电电压除以1.15后所得三个电压值中的最大值作为该避雷器的绝缘水平。安装避雷器是保护变电所电气设备的主要措施。一般只在母线上安装避雷器，因此避雷器与被保护电器之间不可避免的会有一定的距离。这种情况下，被保护设备所承受的雷电过电压会高于避雷器的残压，所以决定电气设备绝缘水平的避雷器参数是残压。[单选题]43.当输电线路采用分裂导线时，与普通导线相比，输电线路单位长度的电抗与单位长度容值的变化为()。A.电抗变大，电容变小B.电抗变大，电容变大C.电抗变小，电容变小D.电抗变小，电容变大正确答案：D参考解析：对于超高压输电线路，为了减小线路电抗和降低导线表面电场强度以达到降低电晕损耗和抑制电晕干扰的目的，往往采用分裂导线。原因是分裂导线等效地增大了导线半径，从而减小了等效电抗，增大了等效电容。[单选题]44.冲击电压波在GIS中传播出现折反射的原因是()。A.机械振动B.GIS波阻抗小C.GIS内部节点D.电磁振荡正确答案：C参考解析：GIS是GasInsulatedSwitchgear的英文缩写，即指“气体绝缘金属封闭开关设备”，它是将一座变电站中除变压器以外的一次设备，包括断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷线、母线、电缆终端、进出线管等，经过优化设计有机地组合成一个整体。GIS的优点在于占地面积小，可靠性高，安全性强，维护工作量小。冲击电压波即指一个或一连串的高电压短脉冲，当它在GIS中传播时，GIS内部由大量不同设备组成，GIS内部的节点会引起波的折反射。[单选题]45.电磁波传播过程中的波反射是因为()。A.波阻抗的变化B.波速的变化C.传播距离D.传播媒质的变化正确答案：A参考解析：工程中常会两条波阻抗不同的长线相连或一条长线与集中参数的元件相连的情况，而当电磁波（行波）达到不同波阻抗的连接点时，就会发生波的反射与折射。[单选题]46.一幅值为U0的无限长直角行波沿波阻抗为Z的输电线路传播至开路的末端时，末端节点上电压值是()。A.1/（2U0）B.U0C.0D.2U0正确答案：D参考解析：线路末端开路相当于在末端接了一条波阻抗为无穷大的导线，电压反射波和入射波叠加，使末端电压上升1倍，电流为零。当波到达开路的末端时，全部磁场能量转变为电场能量，电压上升1倍，即为2U0。[单选题]47.断路器开断空载变压器发生过电压的主要原因是下列哪项？()A.断路器的开断能力不够B.断路器对小电感电流的截流C.断路器弧隙恢复电压高于介质强度D.三相断路器动作不同期正确答案：B参考解析：A项，断路器的开断能力取决于电弧电流过零自然熄灭后，介质强度的恢复电压与电源电压恢复的状态。B项，空载变压器对输电线路来说等效于感性负载，由于有电感的存在，电感电流不会在瞬间突变为0，但di/dt极高，变压器两端会在线圈中感应一个很高的过电压，这种现象称为断路器对小电感电流的截流。C项，断路器弧隙恢复电压高于介质强度，电弧重燃，断路器不能断开交流电路。D项，三相断路器动作不同期，断路器开断三相电路时，恢复电压首断相最大，断口电弧的熄灭在于首断相；后续断开相燃弧时间比首断