高电压技术(高起专)模拟题.pdf

高电压技术（高起专）高电压技术（高起专）- -学习指南学习指南一、填空题1.电介质极化的基本形式有_、 _、 _、_。2.影响液体介质电导的主要因素有_、_、_。3.工程实际中， 常用棒-板或_电极结构研究极不均匀电场下的击穿特性。4.固体电介质的击穿形式有_、 _、 _。5.雷电过电压分为_和_。6.要避免切空线过电压，最根本的措施就是要_。7.工频耐受电压，通常是通过比较_和_的等值工频耐受电压来确定的。8.电 气 设 备 绝 缘 的 老 化 主 要 有 _ 、 _ 和_。9.FCD 型避雷器适用于对_的保护。10. 汤逊理论认为，_和_是形成自持放电的主要因素。11. 电介质的电导是_电导，金属的电导是_电导。12. 气体放电的主要形式有_、_、_、_。13. 影响固体介质击穿电压的主要因素有_、_、_、_、_。14. 绝缘的缺陷分为_缺陷和_缺陷两类。15. 用静电电压表测量工频电压时，测出的是电压的_。16. 避雷针由_、_、_三部分组成。17. 输电线路防雷性能的优劣，工程上主要用_和_两个指标来衡量。18. 发 电 厂 和 变 电 所 的 直 击 雷 过 电 压 保 护 可 采 用 _ 或_。19. 绝缘配合的最终目的是 _，常用的方法有 _、_和_。二、选择题1下列电介质中属于离子结构的是（） 。A纤维B云母C空气D变压器油2电晕放电是一种（） 。A自持放电B非自持放电C电弧放电D沿面放电第 1 页共 9 页3冲击系数是（）放电电压与静态放电电压之比。A25%B50%C75%D100%4绝缘电阻的测量可以发现（） 。A介质内含气泡B介质局部磨损C介质分布不均匀D介质已经受潮5彼得逊等值电路可用来计算（） 。A一次折射电压B一次反射电压C多次折射电压D多次反射电压6阀式避雷器的保护比是指残压与（）电压之比。A灭弧B额定C冲击电压D工频放电7若导线上方架有避雷线，则导线上的感应过电压（） 。A降低B升高C不变D为零8在电力系统中发生铁磁谐振时，谐振回路中电感参数是（） 。A时变B线性C受控D非线性9流注理论比汤逊理论多考虑了（） 。A碰撞游离B表面游离C热游离D电荷畸变电场10切除空载变压器出现过电压的主要原因是（） 。A电弧重燃B截流现象C电容效应D中性点不接地三、判断题1由于变压器的绝缘较弱，因此在变压器进线门型架构上应装设避雷针。 （）2覆盖层可以提高液体介质的击穿电压是因为改善了电场分布。 （）3随着温度的升高，电介质的绝缘电阻增大。 （）4带并联电阻的断路器可以限制切除空载线路引起的过电压。 （）5当空气湿度较大时，绝缘子的沿面闪络电压随湿度的增大而提高。 （）四、简答题1.高压电气设备的绝缘层受潮后其工频击穿电压显著降低，雷电冲击电压下的 U50%却降低很小，为什么？2.试述输电线路的主要防雷措施。3.为什么在断路器的主触头上并联电阻可以限制切除空载线路时的过电压？4.试画出未沿全线架设避雷线的变电所的进线段保护典型接线，并说明各元件的作用。5.一些含卤族元素的气体化合物 （如 SF6） 具有高电气强度的原因是什么？6.什么是固体介质的累积效应？7.对直配电机的防雷保护可采取哪些措施？8.试画出微安表接于低压侧的泄露电流试验接线图， 并说明各元件的作用。9.什么叫吸收比？绝缘干燥时和受潮后的吸收现象有何特点？第 2 页共 9 页10. 防止绝缘子污闪有哪些措施？11. 用兆欧表测量绝缘电阻时应如何正确接线？为什么测量绝缘电阻和吸收比可以判断电气设备的绝缘是否受潮？12. 工频高电压主要有哪几种测量方法？13. 电容器在直配电机防雷保护中的主要作用是什么？五 计算题1. 某 10kV 发电机直接与架空线路相连。有一幅值为 100kV 的无限长直角波沿阻抗为 50 的电缆线路向波阻抗为 800 的发电机绕组入侵， 已知绕组每匝长度为 3m，匝间绝缘允许承受的电压为 600V，绕组中波的传播速度为 6107m/s，求为保护发电机绕组匝间绝缘所需串联的电感数值。2 现有一油罐高出地面 10m， 直径 8m。 需用两支等高的独立避雷针保护此油罐，针距油罐至少 5m，求避雷针的最低高度。 （取整）3有一波阻抗为 Z1=500 的架空输电线路与波阻抗为 Z2=50 的两条电缆线路共同连接在变电站的母线上，现有一幅值为 U0=1000kV 的无限长直角电压波从架空线路侵入变电站，试作彼得逊等值电路，并求母线上的电压。4如图，已知 U0=1000kV，Z1=450，Z2=30。 （1）求直角波 U0经过 A 点以后的折射、反射电压值。 （2）如果在 A 点串联一个电感 L，求直角波 U0通过电感 L 之后的折、反射电压的稳态值，并画出波形。U U0 0Z Z1 1Z Z2 2A A5某母线支柱绝缘子拟用于海拔 4000m 的高原地区的 35kV 变电站，问平原地区的制造厂在标准参考大气条件下进行 1min 工频耐受电压试验时，其试验电压为多少千伏？（注：35kV 母线支柱绝缘子的 1min 工频耐受电压应为 100kV）第 3 页共 9 页参考答案一一填空题填空题1.电子式极化、离子式极化、偶极子式极化、空间电荷极化（夹层式极化）2.电场强度、温度、杂质3.棒棒4.电击穿、热击穿、电化学击穿5.直击雷过电压、感应雷过电压6.提高断路器的灭弧性能7.雷电冲击耐受电压、操作冲击耐受电压8.电老化、热老化、综合性的环境老化9.旋转电机10. 碰撞游离、表面游离11. 离子性、电子性12. 辉光放电、火花放电、电弧放电、电晕放电13. 电压作用时间、温度、电场均匀度、累积效应、受潮程度14. 集中性（局部性） 、分布性（整体性）15. 有效值16. 接闪器、引下线、接地体17. 耐雷水平、雷击跳闸率18. 避雷针、避雷线19. 确定设备的绝缘水平、惯用法、统计法、简化统计法二、选择题二、选择题1D2A3B4D5A6A7A8D9D10B三、判断题三、判断题12 23. 3. 4 45. 5. 四、简答题四、简答题第 4 页共 9 页1 答： 高压电气设备的绝缘受潮后。 其电导率和介质损耗均迅速增大， 在工频电压作用下，很容易造成热击穿，所以其工频击穿电压大幅降低。 而在雷电冲击电压作用下， 因电压作用时间极短，热的作用来不及对击穿过程造成影响，即雷电冲击电压作用下发生的是电击穿，其 U50%降低很少。2答：输电线路的主要防雷措施有：1） 架设避雷线；2） 降低杆塔接地电阻；3） 架设耦合地线；4） 加强绝缘；5） 装设自动重合闸；6） 中性点采用消弧线圈接地方式；7）采用不平衡绝缘方式；8） 采用排气式避雷器。3答：如图所示，切除空载长线时，主触头Q1首先断开，而电阻R 和辅助触头 Q2并未开断，因此线路上的剩余电荷通过电阻 R 向电源释放，主触头两端的恢复电压仅为 R 上的压降，其值不高，故Q1中不易发生电弧的重燃。经过一段时间后再打开辅助触头Q2，其上的恢复电压已较低， 电弧一般不会重燃。 即使 Q2触头间发生了重燃， 由于电阻 R 的阻尼作用，也就不至于形成很高的过电压。4答：接线如图所示：（1）F: 电站型阀式避雷器或氧化锌避雷器，其作用是限制沿线侵入的雷电波幅值。（2）FE: 排气式避雷器，当断路器在雷季有可能开路运行时装设，用来保护开关的绝缘。（3）避雷线：其作用一是利用导线的波阻抗限制流过母线避雷器的雷电流幅值；二是利用冲击电晕降低入侵波的陡度。此外防止进线段直接雷击。5. 答：因为卤族元素具有很强的电负性，易吸附电子成为负离子，削弱游离过程；其次，第 5 页共 9 页具有较大的分子量和分子直径， 电子在其中运动时平均自由程小， 不易积聚能量从而削弱其游离能力。所以，含卤族元素的气体化合物具有较高的电气强度。6答：累积效应：极不均匀电场中，当作用在固体介质上的电压为幅值较低或冲击电压时会在固体介质中形成局部损伤或不完全击穿， 随着加压次数的增加， 介质的击穿电压会随之下降， 这种现象称为累积效应。7答：1）避雷器保护在发电机出线母线上装设一组 FCD 型磁吹避雷器或氧化锌避雷器，其作用是限制侵入波幅值，保护电机主绝缘。2）电容器保护在发电机电压母线上装设一组并联电容器限制侵入波陡度，以保护电机匝间绝缘及中性点绝缘，同时也可降低感应过电压。3） 电缆段保护（进线段保护）由电缆段和排气式避雷器组成，利用排气式避雷器动作后电缆段中的趋肤效应限制流过避雷器中的雷电流幅值。4）电抗器保护电抗器的作用是在雷电波入侵时抬高电缆首端冲击电压， 从而使排气式避雷器容易放电。8答：接线如图所示：（1）AV：调压器，用以调节电压；（2）T：试验变压器，用以升高交流电压。（3）R：保护电阻，用以限制被试品击穿时的短路电流，保护试验变压器和高压硅堆。（4）V1：高压硅堆，用以整流；（5）C：滤波电容，用以改善电压波形，使整流电压平稳。9答：吸收比是指绝缘电阻测量中，加压60 秒时的绝缘电阻值与加压 15 秒时的绝缘电阻值之比。即 k = R60”/R15”。一些设备（如变压器）的绝缘为多层介质，绝缘良好时存在明显的吸收现象，绝缘电阻达到稳态值所需的时间较长（即吸收现象进行的较慢） ，稳态电阻值也高，吸收比远大于 1；当绝缘受潮时， 吸收现象不明显， 绝缘电阻达到稳态值所需的时间短 （即吸收现象进行的较快） ，稳态电阻值也较低，吸收比近似等于1；10答：防止绝缘子污闪的措施有：1）调整爬电比距（加强绝缘）第 6 页共 9 页2）定期或不定期的清扫3）涂憎水性涂料（防尘涂料）4）半导体釉绝缘子5）采用新型合成绝缘子11答： 用兆欧表测量绝缘电阻时，L（线路）端子应接在试品的导体端，E（接地）端子应接在试品的另一导体端或接地端，G（屏蔽）端子接在屏蔽极上。一些设备（如变压器）的绝缘为多层介质，绝缘良好时存在明显的吸收现象，绝缘电阻达到稳态值所需的时间较长（即吸收现象进行的较慢） ，稳态电阻值也高，吸收比远大于1；当绝缘受潮时，吸收现象不明显，绝缘电阻达到稳态值所需的时间短（即吸收现象进行的较快） ，稳态电阻值也较低，吸收比近似等于 1。所以测量绝缘电阻和吸收比可以判断电气设备的绝缘是否受潮。12答：测量试验电压的方法通常分为两类：一是低压侧测量，二是高压侧测量。侧测量又包括：静电电压表测量；电容分压器配低压仪表测量；球间隙测量；高压电容器和整流装置串联测量；电压互感器测量。因为在低压侧测量由于电容效应的影响，测量误差很大，因此加在被试品上的工频高电压一般要求在被试品两端直接进行测量。13答： 降低入侵波陡度，保护匝间绝缘和中性点绝缘；且可以降低感应过电压。五五 计算题计算题1、解：允许进入发电机绕组中入侵波的空间最大陡度为：du2qdxmax600 200(V /m)3将其转换为时间上的陡度，则有du2qdtmaxdu2qdx 200610712109(V/s)dxmaxdt当用串联电感保护时，所需电感值为L 2Z2du2qdtmaxu1q28003310010 13.310 (H)91210即需要 13.3mH 的电感可保护电机绕组的绝缘。2解已知 hx = 10m,d = 8m ,bx = d/2 = 4m , D = 8 + 5 + 5 = 18m ,p = 1因为bx1.5(h0 hx)第 7 页共 9 页所以：h0由h0 h bx1.5hx41.51012.67(m)1.51.5D7pD1812.67 15.24(m)7p71得h h0所以，避雷针的最低高度为16m。3解：根据彼得逊法则，可画出等值电路Z1I22U0Z2Z2U2其中回路电流 I2为I22U021000 3.81(kA)z250Z150022Z250 3.81 95.24 （kA)22母线上的电压幅值为U2 I24 4解：1)u1fz2 z130 450 420u1q1000 1000 875（kV）z1 z230 4504802Z223060U01000 1000 125(kV)Z1 Z2450 30480u2q2)A 点串联电感时，折、反射电压稳态值不变。即：u1f = - 875kV,u2q = 125kV第 8 页共 9 页U1fU2q5解：制造厂在平原地区进行出厂1min 干工频耐受电压试验时，其耐受电压U 应为Ua kaU0U0100143(kV)441.1 H 101.1 400010第 9 页共 9 页