高压电技术

高压电技术 填空题 1.高电压技术研究的对象主要是____________、__________和__________等。 : 电气装置的绝缘、绝缘的测试、电力系统的过电压 2. ________是表征电介质在电场作用下极化程度的物理量。 答案: 相对介电常数 3.按照气体分子得到能量形式的不同，气体分子可分为_______ 、_______和_______三种游离形式。 答案: 碰撞游离、光游离、热游离 4.工频耐压试验中，加至规定的试验电压后，一般持续_____秒的耐压时间。 答案: 60 5.tgδ测量过程中可能受到两种干扰，一种是_______和_______。 答案: 电场干扰、磁场干扰 6.固体电介质电导包括_______电导和_______电导。 答案: 表面、体积 7.极不均匀电场中，屏障的作用是由于其对________的阻挡作用，造成电场分布的改变。 答案: 空间电荷 8.气体放电现象包括_______和_______两种现象。 答案: 击穿、闪络 9.带电离子的产生主要有碰撞电离、______、______、表面电离等方式。 答案: 光电离、热电离 10、电压直角波经过串联电容后，波形将发生变化，变成 波。 答案: 指数 11.按绝缘缺陷存在的形态而言,绝缘缺陷可分为_______缺陷和____缺陷两大类。 答案: 集中性、分散性 12.在接地装置中，接地方式可分为________、________、________。 答案: 防雷接地、工作接地、保护接地 13.输电线路防雷性能的优劣主要用________和_________来衡量。 答案: 耐压水平、雷击跳闸率 14、在极不均匀电场中，间隙完全被击穿之前，电极附近会发 生 ，产生暗蓝色的晕光。 答案: 电晕 15、冲击电压分为 和 。 答案: 雷电冲击电压 操作冲击电压 名词解释 1.吸收比: 答: 指的是电流衰减过程中的两个瞬间测得的两个电流值或两个相应的绝缘电阻值之比。(或指被试品加压60秒时的绝缘电阻与加压15秒时的绝缘电阻之比。) 2.自持放电和非自持放电 答: 必须借助外力因素才能维持的放电称为非自持放电。 不需其他任何加外电离因素而仅由电场的作用就能自行维持的放电称为自持放电。 3.保护角 答: 保护角是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。 4.雷击跳闸率: 答: 指每100KM线路每年由雷击引起的跳闸次数。 5.介质损失角正切 答: 电流与电压的夹角 是功率因数角，令功率因数角的余角为δ ， 显然是中的有功分量，其越大，说明介质损耗越大，因此δ角的大小可以反映介质损耗的大小。于是把δ角定义为介质损耗角。 6.雷暴日: 答: 指某地区一年四季中有雷电放电的天数，一天中只要听到一次及以上雷声就是一个雷暴日 7.伏秒特性: 答: 对某一冲击电压波形，间隙的击穿电压和击穿时间的关系称为伏秒特性。 8.气体击穿: 答: 气体由绝缘状态变为导电状态的现象称为击穿。 简答题(注:只答要点不得分，需展开) 1.简述巴申定律的基本内容 要点: 着重说明巴申定律曲线拐点左右的变化规律及原因。需根据不同气压下，自由电子碰撞电离的难易程度进行定性说明。 2.简述感应雷过电压的形成原理 要点: 着重说明感应雷击过程中，输电线路电荷积聚和移动过程引起的过电压机制。 3.简述外施电压频率对极性液体介质相对介电常数的影响 要点: 极性液体介质中的偶极子极化是贡献相对介电常数的重要原因，频率改变使得偶极子极化的程度受到影响。应根据频率从低至高变化过程中，偶极子极化难易程度进行说明。 4.简要说明绝缘配合惯用法的基本原理 要点: 需根据惯用法(两极配合)定义，着重说明设备绝缘与避雷器性能间的配合关系。 5.简述汤逊理论和流注理论的异同点，并说明各自的适用范围。 答: 汤逊理论和流注理论都是解释均匀电场的气体放电理论。 前者适用于均匀电场、低气压、短间隙的条件下;后者适用于均匀电场、高气压、长间隙的条件下。 不同点: (1)放电外形 流注放电是具有通道形式的。根据汤逊理论，气体 放电应在整个间隙中均匀连续地发展。 (2)放电时间 根据流注理论，二次电子崩的起始电子由光电离形成，而光子的速度远比电子的大，二次电子崩又是在加强了的电场中，所以流注发展更迅速，击穿时间比由汤逊理论推算的小得多。 (3)阴极材料的影响 根据流注理论，大气条件下气体放电的发展不是依靠正离子使阴极表面电离形成的二次电子维持的，而是靠空间光电离产生电子维持的，故阴极材料对气体击穿电压没有影响。根据汤逊理论，阴极材料的性质在击穿过程中应起一定作用。实验表明，低气压下阴极材料对击穿电压有一定影响。 6.简述避雷针的保护原理。 答:当雷云放电接近地面时它使地面电场发生畸变，在避雷针的顶端，形成局部电场强度集中的空间，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向避雷针放电，再通过接地引下线和接地装置将雷电流入大地，从而使被保护物体免遭雷击。 7.局部放电是怎样产生的,在电力系统中常用什么方法进行测量,为什么, 答:杂质存在导致电场分布不均匀，电压U达到一定值时，会首先在气泡或杂质中产生放电，既局部放电。 局部放电的检测方法: ?直接用局部放电检测仪进行测量，用专用的无晕电源设备。 ?油色谱分析:主要是检测绝缘油中乙炔气体的含量。 问答题 详细说明切除空载线路引起过电压的原理和抑制方法。 要点:需说明空载线路对地电容存储能量由于断路器重燃，在长线路末端引起过电压。 详细说明固体介质电老化的特点。 要点:固体介质的电老化与介质中局部放电的形成有密切关系。需要回答出局部放电的多种效应对于固体介质的影响，并区别分析有机和无机介质。 详细说明无间隙氧化锌避雷器的结构特点、工作原理和适用场合。 要点:氧化锌避雷器的主要工作原理依赖于非线性电阻阀片，其结构中无火花间隙，理论上可以与任何电气设备进行配合。需回答出过电压波侵袭时，非线性电阻呈现的小电阻特性，将大电流泄入大地。 试述感应雷过电压的形成机理。 要点:需回答出雷击输电线路附近地面时，感应雷过电压形成的过程。重点说明静电感应机理所致的过电压。 列举切空线过电压的抑制方法。 要点:需回答出采用无重燃避雷器、加装并联分闸电阻和采用避雷器几种方法，并说明每种方法可以解决哪些问题。 试叙述局部放电对高分子绝缘材料的危害。 要点:需根据局部放电的电、热、光、化学效应对高分子材料结构的影响，分析其危害。 试阐述特高压交、直流输电的特点。 要点:需简要介绍特高压交直流输电的电压等级特点，在送电容量、里程、损耗、投资等方面的优势或缺陷。 简述SF6气体绝缘组合电器(GIS)的特点 要点:从占地、运行可靠性、环境效应和易于检修几方面作答。 简述变压器油中水分对油击穿电压的影响 要点:从水分含量低和高时，水所处的状态不同(溶解/悬浮)来分析其对变压器有击穿性能的影响。 简要说明采用保护间隙进行防雷保护时，保护间隙与被保护设备绝缘的伏秒特性曲线如何配合,原因是什么, 要点:需回答出伏秒特性的意义，以及被保护绝缘伏秒特性要位于保护间隙伏秒特性之上。 计算题 1、入射波u1为100V，由架空线(Z1=500?)进入一电缆(Z2=50?)，求折射波u2及反射波uf的数值。 解: u2?2Z2u12?50?100??18(V) Z1?Z2500?50 uf?Z2?Z150?500u1?u1??82(V) Z1?Z2500?50 2.某电厂有一圆油罐，直径10m，高出地面10m，用独立避雷针保护，要求针距罐壁至少5m，试设计避雷针的高度, 解:rx?15mhx?10m h?r?(h?h)p(h?时)xx?x2 ??h?rx?(1.5h?2hx)p(hx?时)2?设h?30m ?h?25(m)??' h?23.33(m)??15?(h?10)?1则 有:?'15?(1.5h?2?10)?1? 取h?23.5m 3、直流电源合闸于空载线路的波过程。如下图所示，线路长度为L， t,0时合闸于直流电源E，求线路末端电压U3和中点电压U2随时间变化的过程? 解:设线路中单位长度的电感和对地电容分别为Z0和C0则波在线路上的波速为 1 L0C0 当t=0合闸时，形成无限长直角波，幅值为E。 由于是空载线路，故波传输至末端时会产生电压全反射。 LL 于是经过的时间 v2?E ，过时间到达3点。并形成全反射，此时2vv L3L时，2点电压升为2E。 v3?2E。过的时间 即t?2v2v 波形如图所示 4.某台电力变压器需进行72KV的工频耐压试验，tgδ试验时测得其等值电容Cx=4200pF。现有数台容量不同的100/0.4(kV)的工频试验变压器，应选择一台额定容量为多少的试验变压器才能满足试验的要求? 解:被试品的电容电流 Ic=ωcU=0.095(A)?0.1(A) 则变压器的额定电流应不小于0.1(A) 变压器高压侧额定电压为100kV 因此变压器的容量应不小于S=100×0.1=10(kVA) (若变压器的容量仅根据试验电压和试品电容来选择，即 2?fcxU2314?0.0042?722??6.8 S=10001000(kVA)