高电压技术题库

高电压技术题库内容摘要：

墙壁仅 5m 的空间尺寸下，球电极的直径应达 120cm 才能保证当变 压器升压到 1000kV额定电压时球电极不发生电晕放电。 1 （ 1）由于含有卤族元素，这些气体具有很强的电负性，气体分子容易和电子结合成为负离子，从而削弱了电子的碰撞电离能力，同时又加强了复合过程。 （ 2）这些气体的分子量都比较大，分子直径较大，使得电子在其中的自由行程缩短，不易积聚能量，从而减少了碰撞电离的能力。 （ 3）电子在和这些气体的分子相遇时，还易引起分子发生极化等过程，增加能量损失，从而减弱碰撞电离的能力。 第三章 液体和固体介质的电气特性 一、选择题 A,B,C,D,E,F I H,G B E 二、填空题 能在其中建立静电场的物质 非极性（弱极性）电介质 偶极性电介质 离子性电介质 13 电子位移极化 离子位移极化 转向极化 介质界面极化 空间电荷极化 CR II /tan  交流下的介质损耗 杂质 温度 电压作用时间 电场均匀程度 压力 电击穿 热击穿 电化学击穿 气体 油纸 气体电介质的相对介电常数接近 1，极化率极小，气体电介质的损耗就是电导损耗，当电场强度小于使气体分子电离所需要 值时，气体介质损耗很小，所以标准电容器采用气体绝缘。 而电力电容器采用油纸绝缘是因为油纸绝缘具有优良的电气性能，干纸和纯油组合后，油填充了纸中薄弱点的空气隙，纸在油中又起了屏障作用，使总体的耐电强度提高很多。 差别很大 差别很小 冲击击穿电压作用时间太短，杂质来不及形成桥 不均匀场强处扰动大，杂质不易形成桥 1 1 温度 介质经受热作用时间 1减小 先增加后减小 1电子碰撞电离理论 气泡击穿理论 1电压作用时间 电场均匀程度 温度 累积效应 受潮程度 三、计算问答题 1答：因为直流电压作用下的介质损失仅有漏导损失，而交流作用下的介质损失不仅有漏导损失还有极化损失。 所以在直流电压下，更容易测量出泄漏电流。 第四章 电气设备绝缘预防性试验 一、选择题 ADEG BCFH 二、填空题 逻辑诊断 模糊诊断 统计诊断 较高 较慢 较低 较快 微安表直读法 光电法 光电法 安全，可靠，准确度高 绝缘油的气相色谱分析 超声波探测法 脉冲电流法 视在放电量 三电容模型里 总电容上的放电量 串联法 并联法 并联法 防止试样上很大的放电电流通过阻抗 Z 直流 交流 雷电过电压 操作冲击波 三、计算问答题 答：正接法一般应用于实验室内的测试材料及小设备，实现样品的对地绝缘。 实际上，绝大多数电气设备的金属外壳是直接放在接地底座上的，换句话说，就是试品的一极是固定接地的，这时 14 就要用反接法。 （过程略） )/( bgbr CCCqq  第五章 绝缘的高压试验 一、选择题 ABCD ABC A B B ACD ABC ABCD 二、填空题 高电压试验变压器 nsn UIP  1 使几台变压器高压绕组的电压相叠加 1 2 )1( nnW 3～ 4 1 %2)1n 2  nWW （＝装试 1 稳态性的电压升高 瞬态性的电压升高 1冲击电压发生器产生长波前操作波时效率低，而且火花间隙中容易出现熄弧现象 1 被试品施加正、负极性冲击全波试验电压各 15 次，相邻两次冲击时间间隔应不小于 1min 1吸收功率极小；外界电场对表的影响严重，不宜用于有风的环境。 2电容器并联充电，串联放电 2 ]/(/[2 2121 CCCCLR  研究雷闪电流对绝缘材料和结 构以及防雷装置的热能或电动力的破坏作用。 2分流器和罗戈夫斯基线圈 2球隙法，分压器－峰值电压表法，分压器－示波器法，光电测量法。 2球面的尘污和球隙间空气游离不充分。 2电阻分压器、电容分压器、串联阻容分压器、微分积分系统 2屏蔽环 15 三、计算问答题 2 解：幅值误差 ]180/)[(1180/)[(1 212621  eCRA  相角误差 )6/a r c ta n ( 1  eCR 热耗的功率值 WRUP 2500104/)10100(/ 6232  2由于气体介质基本上无损耗，接近于理想介质，所以由它构成的电容器的电容量不受作用电压的影响，准确而稳定。 这种电容器有良好的屏蔽，有无晕的电极，电容值不受周围环境 的影响。 2国际电工委员会规定 1I 不低于。 一般 1I 选择在 ～ 2mA 之间。 2根据《规程》， 35kV 电力变压器的试验电压为 因为电力变压器的绝缘性能基本上不受周围大气条件的影响，所以保护球隙的实际放电电压应为 若取 也就是说，球隙的实际放电电压等于 (最大值）。 因为球隙的放电电压与球极直径和球隙距离之间关系是在标准大气状态下得到的，所以应当把实际放电电压换算到标准大气状态下的放电电压 U0 即 查球隙的工频放电电压表，若选取球 极直径为 10cm，则球隙距离为 4cm 时，在标准大气状态下的放电电压为105kV(最大值）。 而在试验大气状态下的放电电压为 试验变压器高压侧电流和额定容量都主要取决于被试品的电容。 3利用气体放电测量交流高电压，例如静电电压表；利用静电力测量交流高电压，例如静电电压表；利用整流电容电流测量交流高电压，例如峰值电压表；利用整流充电电压测量交流高电压，例如峰值电压表。 3因为对地杂散电容引起容易高频振荡，产生冲击过电压。 3解： sCCCCRRT fdf )/()( 2121  sCCRRT tdt 50))(( 21  nFC 201  nFC 22  解得 Rf＝ 103Ω Rt= )( 10232kVAfCUP )(4001040005021024123AfC UI，最大值）kV( 39。 0 U最大值）,kV( 272730 U最大值）,kV(  sUU sUU )~(0 )kV(72%8585 sU 16 3第一类：电流从零值以较短的时间上升到峰值，然后以近似指数规律或强阻尼正弦波形下降到零。 第二类冲击电流波形近似为方波。 3第一类波形，中国和 IEC 标准规定了 4 种该类冲击波，即 1μ s/20μ s， 4μ s/10μ s,8μ s/20μ s 和 30μ s/80μ s 冲击电流波。 第二类规定的冲击电流波形峰值持续时间规定为 500μ s， 1000μ s， 2020μ s，或者 2020μ s 与 3200μ s之间。 3由一组高压大电容量的电容器，先通过直流高压并联充电，充电时间为几十秒到几分；然后通过触发球隙的击穿，并联地对试品放电，从而在试品上流过冲击大电流。 3球隙的冲击放电电压是有分散性的，球隙的 50％放电电压是指在此电压作用下，相应的球间隙距离的放电概率为 50％ 3标准规定：对于认可的冲击电压测量系统，在测量波前时间为 Tf的雷电标准冲击电压时，它的过冲 β 和部分阶跃响应时间 Tα 与 Tf 的比值，应处在图 913 中的剖面线所划的范围以内。 测量波前截断波时，除了要满足这一要求外，还规定了实验阶跃响应时间 TN 和部分响应时间 Tα 应满足另一附加要求。 即 cNc TTTT 。 当考虑测量雷电冲击电压时，要求它的部分响应时间 nsT 30 ，而且实验响应时间 nsTN 15。 当考虑测量雷电冲击电压波前截波时，要求 nsT 20 ，而 nsTN 10。 3测量用的射频同轴电缆外皮中通过的瞬态电流引起的干扰，间隙放电时产生的空间电磁辐射，仪器电源线引入的干扰 改善接地回线；实验室采用全屏蔽；专为应用于高压测试中的通用数字示波器及其附属设备建一小屏蔽室或屏蔽盒；分压器应置于紧靠集中接地极的地点，并以最短的连线相接；由分压器到测量仪器敷设宽度较大的金属板或金属带作为接地连线；测量电缆采取两 端匹配的接线方式；测量电缆长度应尽可能短；采用双屏蔽同轴电缆，或在单屏蔽同轴电缆外再套一金属管，甚至在双屏蔽同轴电缆外再套金属管；在测量电缆上加设共模抑制器；提高传递信号环节的信噪比。 4 答：第一个半波持续的时间取决于铁心饱和出现的时刻，也就是取决于饱和磁通量和初始磁通量的差值。 理论上说，做了第一次操作波试验后，铁心上会留下同向剩磁，在做第二次同极性操作波试验时，波长会有所缩短。 4答：电路的 U 随级数 n 的平方倍关系上升， U 随 n 的立方倍关系上升。 当级数 n 超过一定值时，再增加 n也无助于输出电压的增加， 而元件数量和整个结构高度去会随 n 而正比上升。 第六章 输电线路和绕组中的波过程 一、选择题 A C B 二、填空题 17 3 810 m/s 单位长度电感 0L 和电容 0C 提高一倍 导线电阻和线路对地电导 大地电阻和地中电流等值深度的影响 冲击电晕的影响 － 1≤β≤ 1 三、计算问答题 当波沿传输线路传播，遇到线路参数发生突变，即有波阻抗发生突变的节点时，会在波阻抗发生突变的节点上产生折射与反射。 （ 1）波阻抗表示同一方向的电压波与电流波的比值 ，电磁波通过波阻抗为 Z 的导线时，能量以电能、磁能的方式储存在周围介质中，而不是被消耗掉。 （ 2）若导线上前行波与反行波同时存在时，则导线上总电压与总电流的比值不再等于波阻抗（ 3）波阻抗 Z 的数值只取决于导线单位长度的电感和电容，与线路长度无关。 （ 4）为了区别不同方向的流动波，波阻抗有正、负号。 1在计算线路中一点的电压时，可以将分布电路等值为集中参数电路：线路的波阻抗用数值相等的电阻来代替，把入射波的 2 倍作为等值电压源。 这就是计算节点电压的等值电路法则，也称彼得逊法则。 利用这一法则，可以把分布参数电路中波 过程的许多问题简化成一些集中参数电路的暂态计算。 但必须注意，如果Z1,Z2 是有限长度线路的波阻抗，则上述等值电路只适用于在 Z1， Z2 端部的反射波尚未回到节点以前的时间内。 第七章 雷电放电及防雷保护装置 第八章 电力系统防雷保护 一、选择题 A A C B AB 二、填空题 每雷暴日中每平方公里地面内落雷的次数 ss  5~1 s 降低接地电阻 15～ 40 15176。 1耐雷水平和雷击跳闸率 1雷电冲击水平 18 1 反击 1 3m 1 5 三、计算问答题 1基本措施是设置避雷针、避雷线、避雷器和接地装置。 避雷针（线）可以防止雷电直接击中被保护物体，称为直击雷保护；避雷器可以防止沿输电线侵入变电所的雷电冲击波，称为侵入波保护；接地装置的作用是减少避雷针（线）或避雷器与大地之间的电阻值，达到降低雷电冲击电压幅值的目的。 1 用是限制侵入波陡度，和降低感应雷过电压。 1对地放电过程中，放电通道周围的空间电磁场将发生急剧变化。 因而当雷击输电线附近的地面时，虽未直击导线，由于雷电过程引起周围电磁场的突变，也会在导线 上感应出一个高电压来，这就是感应过电压，它包含静电感应和电磁感应两个分量，一般以静电感应分量为主。 设地面雷击点距输电线路正下方的水平距离为 S，一般当 S 超过 65m 时，规程规定，导线上感应过电压的幅值可按下式计算： SIhU /25 kV，其中， I 为雷电流幅值，单位为 kA； S 为地面雷击点距线路的水平距离，单位为 m；h 为导线平均对地高度，单位为 m。 1避雷针的保护原理是当雷云放电时使地面电场畸变，在避雷针的顶端形成局部场强集中的空间，以影响雷闪先导放电的发展方向，使雷闪对避雷针放电，再经过接地装置将雷电流引入大地，从而使被保 护物体免遭雷击。 避雷针的保护范围使指被保护物体再此空间范围内不致遭受直接雷击。 对于单根避雷针的保护范围，有计算公式：。