電氣工程師-專業(yè)基礎(chǔ)（供配電）-電氣工程基礎(chǔ)-4.9過電壓及絕緣配合[單選題]1.電力系統(tǒng)內(nèi)部過電壓不包括()。[2018年真題]A.操作過電壓B.諧振過電壓C.雷電過電壓D（江南博哥）.工頻電壓升高正確答案：C參考解析：電力系統(tǒng)過電壓分為內(nèi)部過電壓和外部過電壓（雷電過電壓）。內(nèi)部過電壓主要分兩大類：①因操作或故障引起的暫態(tài)電壓升高，稱操作過電壓。②在暫態(tài)電壓后出現(xiàn)的穩(wěn)態(tài)性質(zhì)的工頻電壓升高或諧振現(xiàn)象，稱暫時過電壓。暫時過電壓包括工頻過電壓和諧振過電壓。暫時過電壓雖具有穩(wěn)態(tài)性質(zhì)，但只是短時存在或不允許其持久存在。C項，雷電過電壓屬于外部過電壓。[單選題]2.避雷線架設(shè)原則正確的是()。[2017年真題]A.330kV及以上架空線必須全線架設(shè)雙避雷線進行保護B.110kV及以上架空線必須全線架設(shè)雙避雷線進行保護C.35kV線路需要全線架設(shè)雙避雷線進行保護D.220kV及以上架空線必須全線架設(shè)雙避雷線進行保護正確答案：D參考解析：根據(jù)《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合設(shè)計規(guī)范》（GB/T50064—2014）第5.3.1條第2款規(guī)定，少雷區(qū)除外的其他地區(qū)的220kV～750kV線路應(yīng)沿全線架設(shè)雙地線。110kV線路可沿全線架設(shè)地線，在山區(qū)和強雷區(qū)宜架設(shè)雙地線。在少雷區(qū)可不沿全線架設(shè)地線，但應(yīng)裝設(shè)自動重合閘裝置。35kV及以下線路不宜全線架設(shè)地線。[單選題]3.下面操作會產(chǎn)生諧振過電壓的是()。[2017年真題]A.突然甩負(fù)荷B.切除空載線路C.切除接有電磁式電壓互感器的線路D.切除有載變壓器正確答案：C參考解析：諧振過電壓主要由變壓器勵磁電感與對地電容或電磁式電壓互感器過飽和等引起。A屬于工頻過電壓，B、D屬于操作過電壓，C屬于諧振過電壓。[單選題]4.電磁式電壓互感器引發(fā)鐵磁諧振的原因是()。[2016年真題]A.非線性元件B.熱量小C.故障時間長D.電壓高正確答案：A參考解析：鐵磁諧振是由鐵芯電感元件，如發(fā)電機、變壓器、電壓互感器、消弧線圈等，與電力系統(tǒng)的電容元件，如輸電線路、電容補償器等形成共諧條件，激發(fā)持續(xù)的鐵磁諧振，使系統(tǒng)產(chǎn)生諧振過電壓。簡單的RC和鐵芯電感L電路中，假設(shè)在正常運行條件下，其初始狀態(tài)是感抗大于容抗，即ωL＞1/（ωC），此時不具備線性諧振條件，回路保持穩(wěn)定狀態(tài)。但當(dāng)電源電壓有所升高時，或電感線圈中出現(xiàn)涌流時，就有可能使鐵芯飽和，其感抗值減小，當(dāng)ωL＝1/（ωC）時，即滿足了串聯(lián)諧振條件，在電感和電容兩端便形成了過電壓，回路電流的相位和幅值會突變，發(fā)生磁諧振現(xiàn)象，諧振一旦形成，狀態(tài)可能“自保持”，維持很長時間而不衰減，直到遇到新的干擾改變了其諧振條件諧振才可能消除。因此，鐵磁元件的非線性是產(chǎn)生鐵磁諧振的根本原因。[單選題]5.提高液體電介質(zhì)擊穿強度的方法是()。[2014年真題]A.減少液體中的雜質(zhì)，均勻含雜質(zhì)液體介質(zhì)的極間電場分布B.增加液體的體積，提高環(huán)境溫度C.降低作用電壓幅值，減小液體密度D.減小液體中懸浮狀態(tài)的水分，去除液體中的氣體正確答案：D參考解析：在影響液體電解質(zhì)擊穿強度的因素中，含水量、含纖維量、含碳量、含氣量等對液體電介質(zhì)擊穿強度影響較大，因此提高液體電介質(zhì)擊穿強度首先要提高及保持電介質(zhì)（油）的品質(zhì)，方法為過濾（除去纖維、水分、有機酸）、防潮（制造及檢修）、祛氣（除去水分和氣體）及防塵等。[單選題]6.沖擊電壓波在GIS中傳播出現(xiàn)折反射的原因是()。[2012年真題]A.機械振動B.GIS波阻抗小C.GIS內(nèi)部節(jié)點D.電磁振蕩正確答案：C參考解析：GIS是GasInsulatedSwitchgear的英文縮寫，即指“氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備”，它是將一座變電站中除變壓器以外的一次設(shè)備，包括斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、電壓互感器、電流互感器、避雷線、母線、電纜終端、進出線管等，經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計有機地組合成一個整體。GIS的優(yōu)點在于占地面積小，可靠性高，安全性強，維護工作量小。沖擊電壓波即指一個或一連串的高電壓短脈沖，當(dāng)它在GIS中傳播時，GIS內(nèi)部由大量不同設(shè)備組成，GIS內(nèi)部的節(jié)點會引起波的折反射。[單選題]7.電磁波傳播過程中的波反射是因為()。[2008年真題]A.波阻抗的變化B.波速的變化C.傳播距離D.傳播媒質(zhì)的變化正確答案：A參考解析：當(dāng)所研究的線路長度與電磁波波長可比時，此時應(yīng)該采用分布參數(shù)電路的特定求解方法。工程中常會遇到一條長線與另一條波阻抗不同的長線相連的情況，或一條長線與集中參數(shù)的元件相連的情況。當(dāng)行波達到不同波阻抗的連接點，就會發(fā)生波的反射與折射。[單選題]8.一幅值為U0的無限長直角行波沿波阻抗為Z的輸電線路傳播至開路的末端時，末端節(jié)點上電壓值是()。[2008年、2016年真題]A.1/2U0B.U0C.0D.2U0正確答案：D參考解析：根據(jù)彼得遜法可知：折射系數(shù)αu：u2q＝2Z2u1q/（Z1＋Z2）＝αuu1q；反射系數(shù)βu：u1f＝（Z2－Z1）u1q/（Z1＋Z2）＝βuu1q；末端開路的線路Z2＝∞，此時αu＝2，βu＝1，u2q＝2U0，u1f＝U0。這表明，入射電壓正波發(fā)生全反射，結(jié)果是使線路末端電壓上升到入射電壓的兩倍。線路的全部磁場能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡妶瞿芰?。[單選題]9.絕緣與污穢閃絡(luò)等事故主要發(fā)生在()。[2007年真題]A.下雷陣雨時B.下冰雹時C.霧天D.刮大風(fēng)時正確答案：C參考解析：電暈是污穢閃絡(luò)事故的主要形式。戶外絕緣子會受到工業(yè)污穢或自然界鹽堿、飛塵等污染，在毛毛雨、霧、露、雪等不利氣象條件下，閃絡(luò)電壓降得很低，從而使導(dǎo)線表面的電場發(fā)生變化，結(jié)果在較低的電壓和表面電場強度下就會出現(xiàn)電暈放電，即在工作電壓下發(fā)生閃絡(luò)。因此，不良天氣時的電暈功率損耗要比好天氣時大很多。[單選題]10.用超低頻（0.1Hz）對大電機進行絕緣試驗時，所需的試驗設(shè)備容量僅為工頻試驗設(shè)備的()。[2007年真題]A.1/150B.1/100C.1/250D.1/500正確答案：D參考解析：絕緣電氣強度是確認(rèn)電氣設(shè)備、材料的絕緣可靠性的試驗，通常加上比額定電壓高的電壓來進行試驗。直流耐壓試驗具有一定的優(yōu)點，但對電機絕緣的等價性不理想，且對交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜具有一定的危害，通常改用超低頻交流電壓做耐壓試驗，使試驗設(shè)備容量可以比工頻試驗時小得多。目前所做的耐壓試驗使用的是超低頻交流電壓0.1Hz，所需的試驗設(shè)備容量僅為工頻試驗設(shè)備的1/500。[單選題]11.斷路器開斷空載變壓器發(fā)生過電壓的主要原因是下列哪項？()[2005年真題]A.斷路器的開斷能力不夠B.斷路器對小電感電流的截流C.斷路器弧隙恢復(fù)電壓高于介質(zhì)強度D.三相斷路器動作不同期正確答案：B參考解析：A項，斷路器的開斷能力不夠，開斷能力取決于電弧電流過零自然熄滅后，介質(zhì)強度的恢復(fù)電壓與電源電壓恢復(fù)的狀態(tài)。B項，空載變壓器對輸電線路來說等效于感性負(fù)載，由于有電感的存在，電感電流不會在瞬間突變?yōu)?，有個短暫的時間過程，因為時間很短，di/dt極高，變壓器兩端將會在線圈中感應(yīng)一個很高的過電壓，這種現(xiàn)象稱為斷路器對小電感電流的截流。C項，斷路器弧隙恢復(fù)電壓高于介質(zhì)強度，電弧重燃，斷路器不能斷開交流電路。D項，三相斷路器動作不同期，斷路器開斷三相電路時，恢復(fù)電壓首斷相最大，斷口電弧的熄滅在于首斷相；后續(xù)斷開相燃弧時間比首斷相延長0.005s，電弧能量較大，可能使觸頭燒壞，噴油、噴氣等比首斷相更嚴(yán)重。[單選題]12.下列說法正確的是()。[2006年真題]A.電網(wǎng)中性點接地方式對架空線過電壓沒有影響B(tài).內(nèi)部過電壓就是操作過電壓C.雷電過電壓可分為感應(yīng)雷擊過電壓和直接雷擊過電壓D.間歇電弧接地過電壓是諧振過電壓中的一種正確答案：C參考解析：A項，感應(yīng)雷過電壓對35kV及以下輸電線路可能造成絕緣閃絡(luò)，110kV及以上線路一般不會引起閃絡(luò)。感應(yīng)雷擊過電壓在三相導(dǎo)線中同時存在，不會引起架空線路的相間絕緣閃絡(luò)。因此中性點接地方式對架空線路過電壓有影響。B項，內(nèi)部過電壓是電力系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)發(fā)生改變引起電網(wǎng)能量的轉(zhuǎn)化或傳遞引起的過電壓。內(nèi)部過電壓分為操作過電壓和暫時過電壓。C項，由直接雷擊引起的電壓稱為直擊雷過電壓，由雷電感應(yīng)而引起的稱為感應(yīng)雷擊過電壓或外部過電壓，也稱為大氣過電壓或雷電過電壓。D項，間歇性電弧接地過電壓是操作過電壓中的一種。[單選題]13.一幅值為I的雷電流繞擊輸電線路，雷電通道波阻抗為Z0，輸電線路波阻抗為Z，則雷擊點可能出現(xiàn)的最大雷擊過電壓U為()。[2014年真題]A.U＝I×（Z0×Z/2）/（Z0＋Z/2）B.U＝2ZI/（Z0＋Z）C.U＝ZI/（Z0＋Z）D.U＝2IZZ0/（Z0＋Z）正確答案：A參考解析：運用彼得遜法則求解本題。首先，雷電流繞擊導(dǎo)線時，先經(jīng)由雷電通道到達導(dǎo)線，并以繞擊點為中心沿導(dǎo)線向兩邊傳播，如圖4-9-1（a）所示。設(shè)雷電通道波阻抗為Z0，輸電線路波阻抗為Z，作出相應(yīng)的彼得遜等效電路圖如圖4-9-1（b）所示，易知繞擊點雷電過電壓為：U＝I×（Z0×Z/2）/（Z0＋Z/2）。圖4-9-1（a）圖4-9-1（b）[單選題]14.某220kV變電所一路出線，當(dāng)有一電流幅值為10kA，陡度為300kV/變電的雷電波侵入，母線上采用10kA雷電保護殘壓為496kV的金屬氧化物，避雷器保護變壓器，避雷器距變壓器的距離為75m，則變壓器節(jié)點上可能出現(xiàn)的最大雷電過電壓幅值為()。[2012年真題]A.666kVB.650kVC.496kVD.646kV正確答案：D參考解析：將已知條件代入雷電過電壓幅值的公式計算，可得：UT＝UR＋2αl/v＝496＋2×300×75/300＝646kV。式中，UT為雷電過電壓幅值；UR為避雷器的殘壓；α為雷電波陡度；v為雷電波速；l為避雷器與變壓器的電氣距離。[單選題]15.35kV及以下中性點不接地系統(tǒng)架空輸電線路不采用全線架設(shè)避雷線方式的原因之一是()。[2011年真題]A.設(shè)備絕緣水平低B.雷電過電壓幅值低C.系統(tǒng)短路電流小D.設(shè)備造價低正確答案：C參考解析：35kV及以下配電系統(tǒng)采用中性點不接地方式運行，發(fā)生雷擊單相接地故障后，規(guī)程規(guī)定仍可以帶故障運行1～2小時，最本質(zhì)的原因是其接地短路電流小。[單選題]16.避雷器保護變壓器時規(guī)定避雷器距變壓器的最大電氣距離，其原因是()。[2011年真題]A.防止避雷器對變壓器反擊B.增大配合系數(shù)C.減小雷電繞擊頻率D.滿足避雷器殘壓與變壓器的絕緣配合正確答案：D參考解析：根據(jù)交流電氣裝置的過電壓和絕緣配合規(guī)程，避雷器保護變壓器時規(guī)定避雷器距變壓器的最大電氣距離應(yīng)考慮三個要素：系統(tǒng)標(biāo)稱電壓、進線長度和進線路數(shù)。避雷器的最大電氣保護距離與侵入波的陡度、避雷器的殘壓和電氣設(shè)備沖擊耐壓值等有關(guān)。避雷器距變壓器的最大電氣距離考慮了不同電壓等級下，避雷器殘壓與變壓器的絕緣配合問題。只有避雷器與被保護變壓器滿足最大電氣距離時，被保護變壓器所承受的雷電過電壓才會高于避雷器的殘壓，使變壓器免受雷擊。[單選題]17.35kV及以下輸電線路一般不采取全線路架設(shè)避雷線措施的原因是()。[2010年真題]A.感應(yīng)雷過電壓超過線路耐雷水平B.線路桿塔檔距小C.線路短D.線路輸送容量小正確答案：D參考解析：35kV線路輸送容量小，故障電流低，一般不會超過5A，而采用中性點不接地系統(tǒng)，即使發(fā)生雷擊單相接地的情況下，線路依然可以帶故障運行約2h，不會立即跳閘，所以如果是臨時性故障并不影響線路穩(wěn)定性，不會造成故障，因此可不全線架設(shè)避雷線。[單選題]18.下列()方法可以提高線路絕緣子雷擊閃絡(luò)電壓。[2010年真題]A.改善絕緣子電位分布B.提高絕緣子憎水性C.增加絕緣子爬距D.增加絕緣子片數(shù)正確答案：D參考解析：絕緣子閃絡(luò)現(xiàn)象主要有兩種情況：①絕緣子表面和瓷裙內(nèi)落有污穢，受潮后耐壓強度降低，絕緣子表面形成放電回路，使泄漏電流增大，當(dāng)達到一定值時造成表面擊穿放電形成閃絡(luò)；②絕緣子表面污穢雖然很少，但由于電力系統(tǒng)中發(fā)生某種過電壓，在過電壓的作用下使絕緣子表面閃絡(luò)放電。雷擊閃絡(luò)屬于第二種，增加絕緣子片數(shù)可使耐壓值升高，便可提高絕緣子雷擊閃絡(luò)電壓。而ABC三項主要針對沿面閃絡(luò)：①改善電位分布：絕緣子電場強度不均勻是絕緣子污閃電壓低的主要原因。改善電位分布，已知帶電粒子遷移，降低泄露電流，可大幅提高單個絕緣子的污閃電壓；②提高憎水性：可使絕緣子表面得水分以小水珠的形式出現(xiàn)，難以形成水膜，不易形成放電通路，有效提高了污閃電壓；③增加爬電距離，爬電距離是指絕緣表面測得的兩個導(dǎo)電器件或?qū)щ娖骷c設(shè)備界面之間的最短距離，增加爬電距離可以提高污穢等級。[單選題]19.避雷器額定電壓是根據(jù)下列()電壓值決定的。[2008年真題]A.預(yù)期的操作過電壓幅值B.系統(tǒng)標(biāo)稱電壓C.預(yù)期的雷擊過電壓D.預(yù)期的工頻過電壓正確答案：D參考解析：額定電壓和殘壓是表征避雷器工作特性的兩個重要參數(shù)。其中，額定電壓是指施加到避雷器端子間的最大允許工頻電壓有效值。工頻過電壓是指系統(tǒng)中由線路空載、不對稱接地故障和甩負(fù)荷引起的頻率等于工頻或接近工頻的高于系統(tǒng)最高工作電壓的過電壓。工頻過電壓是選擇避雷器參數(shù)的依據(jù)（避雷器的額定電壓必須大于安裝點的工頻過電壓），因此其值直接影響雷電過電壓和操作過電壓的保護性能（避雷器的殘壓與其額定電壓有一定的比例關(guān)系），工頻過電壓以最高運行相電壓的倍數(shù)表示。[單選題]20.決定電氣設(shè)備絕緣水平的避雷器參數(shù)是()。[2007年真題]A.額定電壓B.殘壓C.工頻參考電壓D.最大長期工作電壓正確答案：B參考解析：殘壓是指沖擊電流通過避雷器時，在閥片上產(chǎn)生的電壓峰值。絕緣水平（保護水平）表示該避雷器上可能出現(xiàn)的沖擊電壓的峰值。我國和國際標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定以殘壓、標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊（1.2/5μs）放電電壓及陡波放電電壓除以1.15后所得三個電壓值中的最大值作為該避雷器的絕緣水平。安裝避雷器是保護變電所電氣設(shè)備的主要措施。一般只在母線上安裝避雷器，因此避雷器與被保護電器之間不可避免的會有一定的距離。這種情況下，被保護設(shè)備所承受的雷電過電壓會高于避雷器的殘壓，所以決定電氣設(shè)備絕緣水平的避雷器參數(shù)是殘壓。[單選題]21.操作中有可能產(chǎn)生較高過電壓的是()。A.投入空載變壓器B.切斷空載帶電長線路C.投入補償電容器D.鐵磁諧振正確答案：B參考解析：可能引起操作過電壓的主要原因有：①切斷空載線路；②空載線路合閘；③切斷空載變壓器；④斷續(xù)電弧接地等。[單選題]22.我國的規(guī)程中規(guī)定線路防雷設(shè)計用雷電流波頭時間為()μs。A.1.