高電壓技術(shù)（高起專）-學(xué)習(xí)指南一、填空題電介質(zhì)極化的基本形式有 2.影響液體介質(zhì)電導(dǎo)的主要因素有 。3.工程實(shí)際中，常用棒-板或 __電極結(jié)構(gòu)研究極不均勻電場下的擊穿特性。4.固體電介質(zhì)的擊穿形式有 __、 、___。5.雷電過電壓分為 和 。6.要避免切空線過電壓，最根本的措施就是要__。7.工頻耐受電壓，通常是通過比較 頻耐受電壓來確定的。和 __的等值工8.電氣設(shè)備絕緣的老化主要有。、 和9.FCD型避雷器適用于對(duì) 的保護(hù)。10.湯遜理論認(rèn)為， 和 是形成自持放電的主要因素。11.電介質(zhì)的電導(dǎo)是 電導(dǎo)，金屬的電導(dǎo)是 __電導(dǎo)。12.氣體放電的主要形式有 、、、。13.影響固體介質(zhì)擊穿電壓的主要因素有 、 、TOC\o"1-5"\h\z 、 、 0絕緣的缺陷分為 缺陷和 缺陷兩類。用靜電電壓表測量工頻電壓時(shí)，測出的是電壓的 。避雷針由 、 、 三部分組成。輸電線路防雷性能的優(yōu)劣，工程上主要用 和 兩個(gè)指標(biāo)來衡量。發(fā)電廠和變電所的直擊雷過電壓保護(hù)可采用 或絕緣配合的最終目的是 ，常用的方法有 和 。二、選擇題1．下列電介質(zhì)中屬于離子結(jié)構(gòu)的是（ ）。A.纖維B.云母C.空氣D.變壓器油2．電暈放電是一種（）。A.自持放電 B.非自持放電C.電弧放電 D.沿面放電3．沖擊系數(shù)是（）放電電壓與靜態(tài)放電電壓之比。A．25% B．50% C．75% D．100%4．絕緣電阻的測量可以發(fā)現(xiàn)（ ）。A.介質(zhì)內(nèi)含氣泡 B.介質(zhì)局部磨損受潮5．彼得遜等值電路可用來計(jì)算（）A.—次折射電壓 B.—次反射電壓6．閥式避雷器的保護(hù)比是指殘壓與（A.滅弧 B.額定C.沖擊電壓C.介質(zhì)分布不均勻 D.介質(zhì)已經(jīng)多次折射電壓D.多次反射電壓）電壓之比。工頻放電若導(dǎo)線上方架有避雷線，則導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓（ ）。A.降低B.升高C.不變D.為零在電力系統(tǒng)中發(fā)生鐵磁諧振時(shí)，諧振回路中電感參數(shù)是（）。A.時(shí)變B.線性C.受控D.非線性流注理論比湯遜理論多考慮了（ ）。A.碰撞游離 B.表面游離 C.熱游離D.電荷畸變電場切除空載變壓器出現(xiàn)過電壓的主要原因是（）。A.電弧重燃B.截流現(xiàn)象 C.電容效應(yīng) D.中性點(diǎn)不接地三、判斷題由于變壓器的絕緣較弱，因此在變壓器進(jìn)線門型架構(gòu)上應(yīng)裝設(shè)避雷針。（）TOC\o"1-5"\h\z覆蓋層可以提高液體介質(zhì)的擊穿電壓是因?yàn)楦纳屏穗妶龇植?。?）隨著溫度的升高，電介質(zhì)的絕緣電阻增大。（ ）帶并聯(lián)電阻的斷路器可以限制切除空載線路引起的過電壓。（ ）當(dāng)空氣濕度較大時(shí)，絕緣子的沿面閃絡(luò)電壓隨濕度的增大而提高。（ ）四、簡答題高壓電氣設(shè)備的絕緣層受潮后其工頻擊穿電壓顯著降低，雷電沖擊電壓下的u50%卻降低很小，為什么？試述輸電線路的主要防雷措施。為什么在斷路器的主觸頭上并聯(lián)電阻可以限制切除空載線路時(shí)的過電壓？試畫出未沿全線架設(shè)避雷線的變電所的進(jìn)線段保護(hù)典型接線，并說明各元件的作用。一些含鹵族元素的氣體化合物（如SF6）具有高電氣強(qiáng)度的原因是什么？什么是固體介質(zhì)的累積效應(yīng)？對(duì)直配電機(jī)的防雷保護(hù)可采取哪些措施？試畫出微安表接于低壓側(cè)的泄露電流試驗(yàn)接線圖，并說明各元件的作用什么叫吸收比？絕緣干燥時(shí)和受潮后的吸收現(xiàn)象有何特點(diǎn)？防止絕緣子污閃有哪些措施？用兆歐表測量絕緣電阻時(shí)應(yīng)如何正確接線？為什么測量絕緣電阻和吸收比可以判斷電氣設(shè)備的絕緣是否受潮？工頻高電壓主要有哪幾種測量方法？電容器在直配電機(jī)防雷保護(hù)中的主要作用是什么？五計(jì)算題某10kV發(fā)電機(jī)直接與架空線路相連。有一幅值為100kV的無限長直角波沿阻抗為500的電纜線路向波阻抗為8000的發(fā)電機(jī)繞組入侵，已知繞組每匝長度為3m,匝間絕緣允許承受的電壓為600V,繞組中波的傳播速度為6xl07m/s,求為保護(hù)發(fā)電機(jī)繞組匝間絕緣所需串聯(lián)的電感數(shù)值?，F(xiàn)有一油罐高出地面10m,直徑8m。需用兩支等高的獨(dú)立避雷針保護(hù)此油罐,針距油罐至少5m,求避雷針的最低高度。（取整）有一波阻抗為Z]=500Q的架空輸電線路與波阻抗為Z2=50Q的兩條電纜線路共同連接在變電站的母線上,現(xiàn)有一幅值為U0=1000kV的無限長直角電壓波從架空線路侵入變電站,試作彼得遜等值電路,并求母線上的電壓。如圖，已知U0=1000kV,Z]=45O0,Z2=300。（1）求直角波U°經(jīng)過A點(diǎn)以后的折射、反射電壓值。（2）如果在A點(diǎn)串聯(lián)一個(gè)電感L,求直角波U0通過電感L之后的折、反射電壓的穩(wěn)態(tài)值，并畫出波形。Z1 A Z2某母線支柱絕緣子擬用于海拔4000m的高原地區(qū)的35kV變電站，問平原地區(qū)的制造廠在標(biāo)準(zhǔn)參考大氣條件下進(jìn)行1min工頻耐受電壓試驗(yàn)時(shí),其試驗(yàn)電壓為多少千伏？（注：35kV母線支柱絕緣子的lmin工頻耐受電壓應(yīng)為100kV）參考答案一填空題電子式極化、離子式極化、偶極子式極化、空間電荷極化（夾層式極化）電場強(qiáng)度、溫度、雜質(zhì)<2 扶 扶棒—棒電擊穿、熱擊穿、電化學(xué)擊穿直擊雷過電壓、感應(yīng)雷過電壓提高斷路器的滅弧性能雷電沖擊耐受電壓、操作沖擊耐受電壓電老化、熱老化、綜合性的環(huán)境老化9.旋轉(zhuǎn)電機(jī)碰撞游離、表面游離11.離子性、電子性輝光放電、火花放電、電弧放電、電暈放電電壓作用時(shí)間、溫度、電場均勻度、累積效應(yīng)、受潮程度集中性（局部性）、分布性（整體性）15.有效值接閃器、引下線、接地體耐雷水平、雷擊跳閘率18.避雷針、避雷線19.確定設(shè)備的絕緣水平、慣用法、統(tǒng)計(jì)法、簡化統(tǒng)計(jì)法二、選擇題1．D2．A3．B4．D5．A6．A7．A8．D9．D10．B三、判斷題TOC\o"1-5"\h\zXXXJX四、簡答題1．答：高壓電氣設(shè)備的絕緣受潮后。其電導(dǎo)率和介質(zhì)損耗均迅速增大，在工頻電壓作用下，很容易造成熱擊穿，所以其工頻擊穿電壓大幅降低。而在雷電沖擊電壓作用下，因電壓作用時(shí)間極短，熱的作用來不及對(duì)擊穿過程造成影響，即雷電沖擊電壓作用下發(fā)生的是電擊穿其U50%降低很少。50%2．答：輸電線路的主要防雷措施有：架設(shè)避雷線；降低桿塔接地電阻；架設(shè)耦合地線；加強(qiáng)絕緣；裝設(shè)自動(dòng)重合閘；中性點(diǎn)采用消弧線圈接地方式；采用不平衡絕緣方式；采用排氣式避雷器。答：如圖所示，切除空載長線時(shí)，主觸頭Q］首先斷開，而電阻R和輔助觸頭Q2并未開斷，因此線路上的剩余電荷通過電阻R向電源釋放，主觸頭兩端的恢復(fù)電壓僅為R上的壓降，其值不高，故Q1中不易發(fā)生電弧的重燃。經(jīng)過一段時(shí)間后再打開輔助觸頭Q2,其上的恢復(fù)電壓已較低，電弧一般不會(huì)重燃。即使Q2觸頭間發(fā)生了重燃，由于電阻R的阻尼作用,也就不至于形成很高的過電壓。R Qi r答：接線如圖所示：F:電站型閥式避雷器或氧化鋅避雷器，其作用是限制沿線侵入的雷電波幅值。FE:排氣式避雷器，當(dāng)斷路器在雷季有可能開路運(yùn)行時(shí)裝設(shè)，用來保護(hù)開關(guān)的絕緣。避雷線：其作用一是利用導(dǎo)線的波阻抗限制流過母線避雷器的雷電流幅值；二是利用沖擊電暈降低入侵波的陡度。此外防止進(jìn)線■ Xlkm~2km―—段直接雷擊。FEFE答：因?yàn)辂u族元素具有很強(qiáng)的電負(fù)性，易吸附電子成為負(fù)離子，削弱游離過程；其次，具有較大的分子量和分子直徑，電子在其中運(yùn)動(dòng)時(shí)平均自由程小，不易積聚能量從而削弱其游離能力。所以，含鹵族元素的氣體化合物具有較高的電氣強(qiáng)度。6．答：累積效應(yīng)：極不均勻電場中，當(dāng)作用在固體介質(zhì)上的電壓為幅值較低或沖擊電壓時(shí)會(huì)在固體介質(zhì)中形成局部損傷或不完全擊穿，隨著加壓次數(shù)的增加，介質(zhì)的擊穿電壓會(huì)隨之下降，這種現(xiàn)象稱為累積效應(yīng)。7．答：1）避雷器保護(hù)在發(fā)電機(jī)出線母線上裝設(shè)一組FCD型磁吹避雷器或氧化鋅避雷器，其作用是限制侵入波幅值，保護(hù)電機(jī)主絕緣。2） 電容器保護(hù)在發(fā)電機(jī)電壓母線上裝設(shè)一組并聯(lián)電容器限制侵入波陡度，以保護(hù)電機(jī)匝間絕緣及中性點(diǎn)絕緣，同時(shí)也可降低感應(yīng)過電壓。3） 電纜段保護(hù)（進(jìn)線段保護(hù)）由電纜段和排氣式避雷器組成，利用排氣式避雷器動(dòng)作后電纜段中的趨膚效應(yīng)限制流過避雷器中的雷電流幅值。4） 電抗器保護(hù)電抗器的作用是在雷電波入侵時(shí)抬高電纜首端沖擊電壓，從而使排氣式避雷器容易放電。8．答：接線如圖所示：（5）C：濾波電容，用以改善電壓波形，使整流電壓平穩(wěn)。9．答：吸收比是指絕緣電阻測量中，加壓60秒時(shí)的絕緣電阻值與加壓15秒時(shí)的絕緣電阻值之比。即k=R60”/R15”。一些設(shè)備（如變壓器）的絕緣為多層介質(zhì)，絕緣良好時(shí)存在明顯的吸收現(xiàn)象，絕緣電阻達(dá)到穩(wěn)態(tài)值所需的時(shí)間較長（即吸收現(xiàn)象進(jìn)行的較慢），穩(wěn)態(tài)電阻值也高，吸收比遠(yuǎn)大于1；當(dāng)絕緣受潮時(shí)，吸收現(xiàn)象不明顯，絕緣電阻達(dá)到穩(wěn)態(tài)值所需的時(shí)間短（即吸收現(xiàn)象進(jìn)行的較快），穩(wěn)態(tài)電阻值也較低，吸收比近似等于1；10．答：防止絕緣子污閃的措施有1）調(diào)整爬電比距（加強(qiáng)絕緣）

2）定期或不定期的清掃3）涂憎水性涂料（防塵涂料）4）半導(dǎo)體釉絕緣子5）采用新型合成絕緣子答：用兆歐表測量絕緣電阻時(shí)，L（線路）端子應(yīng)接在試品的導(dǎo)體端，E（接地）端子應(yīng)接在試品的另一導(dǎo)體端或接地端，G（屏蔽）端子接在屏蔽極上。一些設(shè)備（如變壓器）的絕緣為多層介質(zhì)，絕緣良好時(shí)存在明顯的吸收現(xiàn)象，絕緣電阻達(dá)到穩(wěn)態(tài)值所需的時(shí)間較長（即吸收現(xiàn)象進(jìn)行的較慢），穩(wěn)態(tài)電阻值也高，吸收比遠(yuǎn)大于1；當(dāng)絕緣受潮時(shí)，吸收現(xiàn)象不明顯，絕緣電阻達(dá)到穩(wěn)態(tài)值所需的時(shí)間短（即吸收現(xiàn)象進(jìn)行的較快），穩(wěn)態(tài)電阻值也較低，吸收比近似等于1。所以測量絕緣電阻和吸收比可以判斷電氣設(shè)備的絕緣是否受潮。答：測量試驗(yàn)電壓的方法通常分為兩類：一是低壓側(cè)測量，二是高壓側(cè)測量。側(cè)測量又包括：①靜電電壓表測量；②電容分壓器配低壓儀表測量；③球間隙測量；④高壓電容器和整流裝置串聯(lián)測量；⑤電壓互感器測量。因?yàn)樵诘蛪簜?cè)測量由于電容效應(yīng)的影響，測量誤差很大，因此加在被試品上的工頻高電壓一般要求在被試品兩端直接進(jìn)行測量。答：降低入侵波陡度，保護(hù)匝間絕緣和中性點(diǎn)絕緣；且可以降低感應(yīng)過電壓。五計(jì)算題1、解：允許進(jìn)入發(fā)電機(jī)繞組中入侵波的空間最大陡度為du600二200(du600二200(V/m)maxdu2qdtmaxmaxdu2qdtmaxmaxdx——二200x6x107二12x109(V/s)dt當(dāng)用串聯(lián)電感保護(hù)時(shí)，所需電感值為2Z 2x800L 2——u= x100x103=13.3x10-3(H)du 1q12x109——2qdtmax即需要13.3mH的電感可保護(hù)電機(jī)繞組的絕緣。解已知h=10m,d=8m,b=d/2=4m,D=8+5+5=18m,p=1xx因?yàn)閎=1.5(h—h)x0x所以：b+1.5h-x x1.54+1.5x1013=12.67(m)D7P+礦12.67++礦12.67+187X1=15.24(m)所以，避雷針的最低高度為16m。3．解：根據(jù)彼得遜法則，可畫出等值電路Z23．解：根據(jù)彼得遜法則，可畫出等值電路Z2其中回路電流I2為2U 2x1000 381(kA)I= 0—= =3.81(kA)TOC\o"1-5"\h\zz 50Z+t500+-1 2 2母線上的電壓幅值為Z 5022=Ix2=3.81^2=224．解：-875(kV)125(kV)z--875(kV)125(kV)1)U