大工《高电压技术》2023年试题与答案

PAGE2023年春《高电压技术》一、单项选择题1、一个正离子沿电场方向行进单位长度后发生的碰撞电离次数称为（A）。A．β系数C．α系数B．γ系数D．μ系数2、气体中产生带电粒子最重要的形式是（A）。PAGEA．碰撞电离C．热电离B．光电离D．表面电离3、下列说法正确的是（B）。A．汤逊理论适用于低气压、长间隙C．汤逊理论适用于高气压、长间隙B．汤逊理论适用于低气压、短间隙D．汤逊理论适用于高气压、短间隙4、下列缺陷不能由绝缘电阻试验发现的是（D）。A．两极间有穿透性的导电通道B．整体受潮或局部严重受潮C．表面污秽D．绝缘老化5、下列说法不正确的是（D）。A.相对介电常数的大小反映极化程度的强弱C.液体相对介电常数与介质温度有关B.相对介电常数越大表明其极化程度越强D.气体的相对介电常数接近零6、下列不属于非破坏性试验的是（D）。A．测量绝缘电阻C．测量介质损耗角正切值B．测量泄漏电流D．直流耐压试验7、下面关于波阻抗说法不正确的是（B）。A．是一个比例常数，与线路长度无关C．能量以电磁能的形式储存在导线周围介质中B．是耗能元件D．以电磁波的形式沿导线向前传播8、下列选项中更适于采用避雷线保护的是（A）。A．架空线B．发电厂C．配电所D．变电所9、下列不属于操作过电压的是（A）。A．空载长线电容效应过电压C．空载线路合闸过电压B．切断空载变压器过电压D．切断空载线路过电压10、电气设备在操作过电压下的绝缘水平通常用（B）表示。大工《高电压技术》课程考试试卷（A）第3页共3页PAGEA．基本冲击绝缘水平C．工频耐压B．操作冲击绝缘水平D．工频冲击电压2018年秋季《高电压技术》课程期末复习题第2页共13页PAGE11、下列关于电子式极化说法不正确的是（D）。A．电子式极化存在于一切电介质中B．电子式极化所需时间短C．此时相对介电常数不随外加电压频率改变D．电子式极化有能量损耗12、下列不属于影响空载线路合闸过电压主要因素的是（A）。A．电网频率C．残余电压B．合闸相角D．回路损耗大工《高电压技术》课程考试模拟试卷（A）第3页共14页PAGE13、当电介质发生极化后，其内部电荷是（B）。A.负电荷量大于正电荷量B.负电荷量等于正电荷量C.负电荷量小于正电荷量D.无法判断14、电气设备的防雷保护和绝缘配合一般都按（C）雷进行研究。A.正极或负极性B.正极性C.负极性D.以上说法都不正确15、一般，输电线路防雷的措施有（D）。A．防止雷直击导线B．防止雷击杆塔或避雷线后引起冲击闪络C．防止雷击闪络后转化为稳定的工频电弧D．以上说法都正确16、下列关于消弧线圈说法不正确的是（A）。A．接在电网的末端B．接在电网中性点与地之间C．带有气隙D．电感值可调PAGE17、沿固体介质表面发展的气体放电称为（C）。A．击穿B．电离C．闪络D．电晕18、户外绝缘子的电气性能通常用（B）来衡量。A.闪络电压B.湿闪络电压C.干闪络电压D.污秽闪络电压19、波在线路上传播，当末端接地时，以下关于反射描述正确的是（D）。A．电流不变，电压增大一倍B．电流为0，电压增大一倍C．电压不变，电流增大一倍D．电压为0，电流增大一倍20、下列关于冲击电晕对波传播过程影响说法正确的是（D）。A.减小导线波阻抗C.增大线间耦合系数B．降低波速D.以上说法都正确21、下列关于雷电流波形特点说法正确的是（C）。A.缓慢上升，平缓下降B.缓慢上升，快速下降C.迅速上升，平缓下降D.迅速上升，快速下降22、电气设备在雷电过电压下的绝缘水平通常用（A）表示。A．基本冲击绝缘水平B．操作冲击绝缘水平C．工频耐压D．工频冲击电压大工《高电压技术》课程考试模拟试卷（A）第4页共15页PAGE23、一般架空线波阻抗大约为（C）。A．100-500ΩB．10-50ΩC．300-500ΩD．30-50ΩPAGE24、（A）是极不均匀电场具有的特殊放电形式。A．电晕放电B．火花放电C．沿面放电D．闪络25、限制操作过电压的主要措施有（D）。A．增强断路器灭弧能力B．加装触头并联电阻C．采用避雷器保护D．以上措施都正确26、线路末端开路时，末端电压波发生（）的全反射，电流波发生（C）的全反射。A．正，正B．负，负C．正，负D．负，正27、下列符合高压试验变压器特点的是（B）。A．容量大B．变比大C．油箱本体高D．运行时间长28、下列缺陷不能由测量介质损耗角正切发现的是（D）。A.整体受潮B.全面老化C.绝缘油脏污劣化D.大容量设备的局部缺陷29、下列电离形式中只产生电子，没有正离子出现的是（D）。A．碰撞电离B．光电离C．热电离D．表面电离大工《高电压技术》课程考试模拟试卷（B）第1页共3页PAGE30、下列不属于暂时过电压的是（A）。A．切断空载线路过电压B．线性谐振过电压C．不对称短路引起的工频电压升高D．空载长线电容效应过电压31、由于电场不均匀，在电极附近发生的局部放电称为（D）。A．击穿C．闪络B．放电D．电晕32、下列关于进线段要求说法不正确的是（S）。A．进线段必须有一定的长度B．进线段内保护角不宜小于20°C．必须采取措施以提高进线段的耐雷水平D．降低进线段杆塔接地电阻PAGE33、下列说法正确的是（C）。A．流注理论适用于低气压、长间隙C．流注理论适用于高气压、长间隙B．流注理论适用于低气压、短间隙D．流注理论适用于高气压、短间隙34、绝缘子的电气性能通常用（A）来衡量。A．闪络电压C．电晕电压B．击穿电压D．放电电压35、下列说法不正确的是（B）。A．电子式极化是最常见的极化形式C．空间电荷极化只在频率较低的电场中存在B．夹层式极化没有能量损耗D．偶极子式极化有能量损耗36、下列关于固体电介质击穿说法不正确的是（D）。A．固体电介质击穿场强一般比气体高得多C．热击穿电压随环境温度升高而降低B．发生电击穿时，介质发热不明显D．电化学击穿电压比热击穿电压高37、下列不属于破坏性试验的是（A）。A．介质损耗角正切测量C．交流耐压试验B．直流耐压试验D．冲击耐压试验38、下面不属于雷电放电过程的是（B）。A．先导阶段B．电晕放电阶段C．主放电阶段D．余晖阶段39、下列对绝缘子串要求不正确的是（A）。大工《高电压技术》课程考试第5页共14页PAGEA．在工作电压下不发生干闪B．在操作过电压下不发生湿闪C．满足足够的雷电冲击绝缘水平D．满足线路耐雷水平的要求PAGE40、绝缘配合的核心问题是确定各自电气设备的（B）。A．额定电压C．额定功率B．绝缘水平D．尺寸答案:1-10AABDDDBAAB11-20DABCDACBDD21-30CACADCBDDA31-40DBCABDABAB二、判断题1、光电离是气体产生带电粒子的最重要形式。（×）2、汤逊放电理论认为，电离的主要因素是电子的空间碰撞电离和正离子碰撞阴极产生表面电离。（√）3、要维持自持放电，需新产生的电子数少于初始撞击用的电子数。（×）4、当气体成分和电极材料一定时，气体间隙击穿电压是气压和间隙距离乘积的函数。（√）5、汤逊理论和流注理论可以互相替代。（×）6、绝缘子的用途是将电位不同的导电体在机械上相互连接，在电气上相互绝缘。（√）7、绝缘子的电气性能通常用击穿电压来衡量。（×）8、当发生滑闪放电时，随着电压的增加滑闪放电的长度增加得越来越慢。（×）9、绝缘子的污闪通常可以分为积污、受潮、干区形成、局部电弧出现和发展四个阶段。（√）10、在外电场作用下，电介质中的正、负电荷沿电场方向作有限位移或转向，形成电矩的现象叫极化。（√）答案：1-10×√×√×√××√√三、填空题1、强电场作用下的电离形式有碰撞电离、、和表面电离。（热电离、光电离）2、稍不均匀电场的电场不均匀系数为，极不均匀电场的电场不均匀系数为。（f<2；f>4）3、电气设备外部绝缘的击穿电压会受到大气、、湿度等影响。（压力、温度）4、固体电介质的击穿理论主要有电击穿、和。（热击穿、电化学击穿）5、极不均匀电场具有的特殊放电形式是，沿固体介质表面发展的气体放电称为。（电晕放电、闪络）6、用球隙测压器测量直流高压的。（峰值）7、气体中带电粒子消失主要有中和、、和附着效应等几种主要形式。（扩散、复合）8、防止导线发生电晕现象可以采取增加或的措施。（线间距离、导线半径）9、冲击高电压试验是用来检验各种高压电气设备在和作用下的绝缘性能或保护性能。（雷电过电压、操作过电压）10、影响空载线路合闸过电压的因素主要有、和回路损耗。（合闸相角、残余电压）11、内部过电压的幅值大小与电网的工作电压有一定的比例关系，通常用表示，其基准值通常取电网的。（标么值、最大工作相电压）12、当绝缘情况良好时，吸收比K的值；当吸收比K时，绝缘可能受潮。（远大于1；小于1.3）13、维持自持放电需要新产生的电子数初始撞击用的电子数，即。（大于、（或））14、为了检验设备的绝缘是否已达标，对330kV及以上的超高压电气设备，要进行试验和试验。（雷电冲击、操作冲击）15、流注理论认为和是维持自持放电的主要因素，并强调了空间电荷畸变电场的作用。（电子碰撞电离、空间光电离）16、相对介电常数是用来表示的物理量，相对介电常数越大表明电介质极化现象越。（极化程度、强）17、电力系统中的接地可分为工作接地、和。（保护接地、防雷接地）四、名词解释1、雷电流答：雷电流是指雷击于低接地电阻(≤30Ω)的物体时流过雷击点的电流。2、爬电答：在雾、露天气时，污层湿度不断增大，泄漏电流也随之逐渐变大，在一定电压下能维持的局部电弧长度也不断增加，绝缘子表面上这种不断延伸发展的局部电弧现象俗称爬电。3、绝缘老化答：电气设备的绝缘在运行过程中受到电、热、化学和机械力的长期作用，导致其物理、化学、电气和机械等性能的劣化，称为绝缘的老化。4、击穿电压答：使绝缘击穿的最低临界电压叫做击穿电压。5、保护角答：保护角指避雷线与所保护的外侧导线之间的连线与经过避雷线的铅垂线之间的夹角。6、电矩答：由大小相等、符号相反、彼此相距一定距离的两个异号电荷组成的系统称为电矩或偶极矩，其方向是由负电荷指向正电荷，大小是指带电量与两个电荷垂直距离的乘积。五、简答1、简述进线段保护的概念。答：进线段保护是指在靠近变电所1～2km这一段最后进入变电所的线路上（进线段）加强防雷保护措施。具体地说，对于那些未沿全线架设避雷线的35kV及以下的线路，首先必须在近变电所的线段上加装避雷线，使之成为进线段；对于全线架设避雷线的110kV及以上的线路，也必须将靠近变电所的一段线路划为进线段。在一切进线段上都必须加强防雷措施（例如选用不大于20°的保护角，杆塔的冲击接地电阻降至10Ω以下等等），提高耐雷水平，尽量减少进线段上出现绕击或反击的次数。2、如何通过得到的试验结果对绝缘状态进行综合判断？答：如果某一被试品的各项试验均顺利通过，各项指标均符合有关标准、规程的要求，一般就可认为其绝缘状态良好，可以继续运行。如果有个别试验项目不合格，达不到规程的要求，这时宜用“三比较”的办法来处理：①与同类型设备作比较，因为同类设备在同样条件下所得的试验结果应大致相同，若差别悬殊就可能存在问题；②在同一设备的三相试验结果之间进行比较，若有一相结果相差达50％以上时，该相很可能存在缺陷；③与该设备技术档案中的历年试验所得数据作比较。若性能指标有明显下降的情况，即应警惕出现新缺陷的可能性。3、比较电介质电导与金属电导的区别。答：（1）带电粒子。电介质中为离子（固有离子，杂质离子），金属中为自由电子。（2）数量级。电介质的γ小，电介质电导电流工程上又称为泄漏电流，非常小，而金属的电导电流很大。（3）电导电流影响因素。电介质中由离子数目决定，对所含杂质、温度很敏感；金属中主要由外加电压决定，杂质、温度不是主要因素。4、简述电晕放电的概念、电晕的危害及防止导线电晕的方法。答：极不均匀电场中，在外加电压下小曲率半径电极附近的电场强度首先达到起始场强E0，在此局部区域先出现碰撞电离和电子崩，甚至出现流注，这种仅仅发生在强场区的局部放电称为电晕放电，在外观上表现为环绕电极表面出现蓝紫色晕光。电晕的危害如下：（1）光、声、热效应造成能量损耗；（2）在超高压输电线路设计中必须考虑电晕损耗产生的高频脉冲电流含有很多高次谐波，造成无线电干扰；（3）使空气局部游离，产生的臭氧和氧化氮等会腐蚀金属设备；（4）产生可闻噪声。防止导线电晕现象可以采用增大线间距离或增大导线半径这两种方法，但一般采取第二种方法。5、简述直流高压试验适用场合及直流高压试验的特点。答：直流高压试验适用场合：1）泄漏电流测量；2）被试品的电容量很大的设备常用直流高电压试验来代替工频电压试验；3）对直流输电设备进行直流高压试验。直流高压试验特点：1）试验设备容量小，重量轻，便于现场试验；2）可同时进行泄漏电流测量；3）直流耐压试验更能有效发现电机定子端部的绝缘缺陷；4）对绝缘损伤小。在直流高压下，局部放电较弱，不会加快有机绝缘材料的分解或老化变质；5）对交流电气设备绝缘的考验不如交流耐压试验接近实际。对于绝大多数组合绝缘来说，它们在直流电压下的电气强度远高于交流电压下的电气强度，因而交流电气设备的直流耐压试验必须提高试验电压，才能具有等效性。6、简述影响工程用变压器油击穿电压的因素。答：（1）油品质的影响。变压器油的品质指含水量、含纤维量、含气量的多少。含量越多，品质越低，击穿电压越低。（2）电压作用时间。由于加上电压后，液体介质中的杂质聚集到两极间或介质发热等需要一定时间，因此击穿电压随加压时间的增加而下降。当液体介质的纯净度及温度提高时，加压时间对击穿电压的影响减小。（3）电场均匀度。液体介质的纯净度较高时，改善电场的均匀程度能使工频或直流电压下的击穿电压明显提高。（4）温度。击穿电压与温度的关系比较复杂，随液体介质的品质、电场的均匀强度、电压形式的不同而不同。（5）压力。无论场强是否均匀，工程上用的变压器油在工频电压作用下，击穿电压随压力增加而升高。但是油经过脱气后，压力对击穿电压的影响减少。7、简述固体电介质击穿电压的影响因素。答：1）电压作用时间。在冲击电压作用下发生的多是电击穿，击穿电压大。在周期性过电压或交流实验电压较长时间作用下发生的多是热击穿，击穿电压减小。在持续运行电压很长时间作用下发生的多是化学击穿，击穿电压下降比较明显。2）电场均匀程度与介质厚度。对于电击穿过程来说，电场越均匀，击穿电压越高，此时介质厚度增加，击穿电压也会越高。但是如果散热条件不好，介质厚度增加不利于散热，此时击穿电压可能会下降。3）电压种类。同一介质、同一电极布置时，在直流、交流、冲击电压作用下的击穿电压是不同的。直流电压作用下的击穿电压高于工频交流电压作用下的击穿电压，工频交流击穿电压高于高频交流击穿电压，冲击击穿电压高于工频交流击穿电压。4）累积效应。每一次加压会使绝缘介质有一定的损伤，这些损伤逐渐积累起来到一定程度导致击穿电压的下降。5）受潮。物体受潮，会使击穿电压下降。6）温度。当温度超过一定值时，温度越高，散热条件越差，击穿电压越低，此时属于热击穿。8、简述局部放电的概念及局部放电测量可检测的缺陷种类。答：在电气设备的绝缘系统中，各部位的电场强度往往是不相等的。当局部区域的电场强度达到电介质的击穿场强时，该区域就会出现放电。但这种放电并没有贯穿施加电压的两导体之间，即整个绝缘系统并没有击穿，仍然保持绝缘性能，这种现象称为局部放电。局部放电会逐渐腐蚀、损坏绝缘材料，使放电区域不断扩大，最终导致整个绝缘体击穿。故必须把局部放电限制在一定水平之下。高压绝缘设备都把局部放电的测量列为检查产品质量的重要指标，产品不但出厂时要做局部放电试验，而且在投入运行之后还要经常进行测量。测量局部放电对于测量套管、电机、变压器、电缆等绝缘的裂缝、气泡等内在的局部缺陷比较有效。9、简述各种操作过电压在各个不同电压等级中的相对重要性。答：在电压等级较低的6～10kV、35～66kV中性点绝缘或经消弧线圈接地的系统中，单相间歇电弧接地过电压非常常见，对系统的影响较大；对于110～220kV电压等级的中性点直接接地系统，切空载变压器过电压和空载线路分闸过电压的影响比较突出。在按操作过电压要求确定220kV及以下电网的绝缘水平时，主要以空载线路分闸过电压为计算依据；在330～500kV的超高压系统中，空载线路合闸过电压已成为最重要的操作过电压。它对决定超高压系统中电气设备绝缘水平，起着决定性的作用。六、计算题1、设平行平板电极间为真空时电容为0.1μF，现放入=3.18的固体介质，加上工频5kV电压后介质损耗为25W，试计算放入的固体介质的。解：加上固体介质后，平行平板电极间电容为：由介质损耗得：2、将某110kV的电气设备安装到海拔为2500m的地方运行，若该设备绝缘的工频耐压水平为275kV（有效值），那么位于平原地区的工厂在试验时应取多高的电压？解：高海拔为1000m<h<4000m时，在平原试验应为实验电压乘以海拔修正系数所以3、某设备的对地电容C=3200pF，工频下的，如果所施加的工频电压等于35kV，求：（1）该设备绝缘所吸收的无功功率和所消耗的有功功率各为多少？（2）如果该设备的绝缘用并联等值电路来表示，则其中电阻值R为多少？解：（1）设备绝缘损耗的有功功率为损耗的无功功率为（2）用并联等值电路表示时，电阻为4、某线路由三部分导线组成，波阻抗分别为，，，现有一无限长直角波从上经过节点A传入，再经过节点B传向，如图1所示。已知波速，A、B之间距离，以波到达A点开始计时，求：(1)时，A、B点的电压UA，UB；(2)时，A、B点的电压UA，UB。AAB图1解：（1）时，波还未到B点，所以