第一篇：高電壓技術期末考試題

一、是非題（T表示正確、F表示錯誤）

（F）

1、對于35kv及以上的變電所，可以將避雷針裝設在配電裝置的構架上。

（F）

2、為了防止反擊，一般規程要求避雷針與被保護設備在空氣中的距離大于3米。（F）

3、架空線路的避雷線保護角越大，保護范圍也就越大。（F）

4、在發電機電壓母線上裝設電容器的作用是防止直雷擊。

（F）

5、通常以系統的最高運行線電壓為基礎來計算內部過電壓的倍數。

（T）

6、對于110kv及以上的變電所，可以將避雷針裝設在配電裝置的構架上。（T）

7、在發電機電壓母線上裝設電容器的作用是限制侵入波的陡度。（T）

8、通常以系統的最高運行相電壓為基礎來計算內部過電壓的倍數。

二、選擇題

1、兩個不同波阻抗Z1和Z2的長線相連于A點,當直角電流波長從Z1上入射,傳遞至A點時將發生折射與反射.則電流的反射系數βi為（B）

Z2?Z1Z?Z2 A.B.1Z1?Z2Z1?Z2C.2Z22Z1 D.Z1?Z2Z1?Z22、我國的規程中規定線路防雷設計用雷電流波頭時間為(C)A.1.2?s B.1.5?s

C.2.6?s D.10?s

3、雷擊線路附近大地時,當線路高10m，雷擊點距線路100m，雷電流幅值40KA，線路上感應雷過電壓最大值UG約為（C）

A．25Kv B.50Kv C.100Kv D.200Kv

4、以下屬于操作過電壓的是(B)P325 A.工頻電壓升高 B.電弧接地過電壓 C.變電所侵入波過電壓 D.鐵磁諧振過電壓

5、以下幾種方法中在抑制空載線路分閘過電壓時相對最為有效的是(C)P332 A.采用多油斷路器 B.采用叫性點絕緣系統 C.采用六氟化硫斷路器 D.中性點經消弧線圈接地

6、在發電廠和變電站中，對直雷擊的保護通常采取 A 方式 A．避雷針 B.并電容器 C.接地裝置 D.中性點接地 7 避雷器到變壓器的最大允許距離（A）P286 A．隨變壓器多次截波耐壓值與避雷器殘壓的差值增大而增大

B．隨變壓器沖擊全波耐壓值與避雷器沖擊放電電壓的差值增大而增大 C．隨來波陡度增大而增大 D．隨來波幅值增大而增大

8、三繞組變壓器運行時，應在（A）側裝設一只避雷器。A.低壓繞組 B.高壓繞組 C.中壓繞組 D.中、低壓繞組

9、為了保護旋轉電機的匝間絕緣，必須將入侵波的陡度限制在（C）。A.2kv/us B.3kv/us C.5kv/us D.6kv/us

10、沖擊系數是（B）放電電壓與靜態放電電壓之比。A．25% B．50% C．75% D．100%

11、雷電流具有沖擊波形的特點是（C）。

A．緩慢上升，平緩下降 B．緩慢上升，快速下降

C．迅速上升，平緩下降 D．迅速上升，快速下降

12、在現場對油浸紙絕緣的電力電纜進行耐壓實驗，所選擇的方法最適宜的是(D)。A.交流耐壓 B.沖擊耐壓 C.工頻耐壓 D.直流耐壓

13、空載線路分閘的時候，可能產生的最大過電壓為(D)。P331 A．2m B．3m C．4m D.5m

14、下列不屬于空載線路合閘過電壓的影響因素是（C）。

A．合閘相位 B．回路損耗 C．電弧重燃 D．電容效應

15、變電所裝設避雷針的作用是（B）。

A.防止反擊 B.防止直擊雷 C.防止感應雷 D.防止侵入波

16.接地裝置按工作特點可分為工作接地、保護接地和防雷接地。保護接地的電阻值對高壓設備約為(B)A．0.5～5? B．1～10? C．10～100? D小于1?

17、空載線路合閘的時候，可能產生的最大過電壓為(C)。P333 A．1.5m B．2m C．3m D.4m

18、波在線路上傳播，當末端短路時，以下關于反射描述正確的是A。

A． 電流為0，電壓增大一倍 B． 電壓為0，電流增大一倍 C． 電流不變，電壓增大一倍 D． 電壓不變，電流增大一倍

19、下列表述中，對波阻抗描述不正確的是C。

a)波阻抗是前行波電壓與前行波電流之比 b)對于電源來說波阻抗與電阻是等效的 c)線路越長，波阻抗越大

d)波阻抗的大小與線路的幾何尺寸有關

20、減少絕緣介質的介電常數可以B電纜中電磁波的傳播速度。

A．降低 B．提高 C．不改變 D．不一定

三、填空題 發電廠和變電所雷害的種類有 直擊雷 過電壓、感應雷 過電壓和 侵入波過電壓形式

6、輸電線路防雷性能的優劣，主要用耐雷水平和雷擊跳閘率來衡量。

7、目前切空載變壓器過電壓的主要限制措施是采用閥式避雷器。

8、線性諧振過電壓、參數諧振過電壓和鐵磁諧振過電壓構成諧振過電壓的三種不同類型。

9、在中性點非直接接地系統中，主要的操作過電壓是弧光接地過電壓。

10、避雷針加設在配電裝置構架上時，避雷針與主接地網的地下連接點到變壓器接地線與主接地網的地下連接點之間的距離不得小于15m。

7.已知單位長度導線的電容和電感分別為C0和L0，EEEEEEEE則波在導線上的傳播速度υ=

1L0C0

88、電磁波沿架空線路的傳播速度為3×10m/s。

9、傳輸線路的波阻抗與單位長度電感0和電容0，與線路長度無關。

10、在末端開路的情況下，波發生反射后，導線上的電壓會提高一倍。

11、波傳輸時，發生衰減的主要原因是導線電阻和線路對地電導、大地電阻和地中電流等值深度的影響、沖擊電暈的影響。

12、Z1、Z2兩不同波阻抗的長線相連于A點，行波在A點將發生折射與反射，反射系數的β取值范圍為－1≤β≤1。

13、落雷密度是指每雷暴日中每平方公里地面內落雷的次數。

14、埋入地中的金屬接地體稱為接地裝置，其作用是降低接地電阻。

15、中等雷電活動地區是指該地區一年中聽到雷閃放電的天數Td范圍為15～40。

16、對于500kV的高壓輸電線路，避雷線的保護角?一般不大于15°。

17、降低桿塔接地電阻是提高線路耐雷水平防止反擊的有效措施。

18、避雷針加設在配電裝置構架上時，避雷針與主接地網的地下連接點到變壓器接地線與主接地網的地下連接點之間的距離不得小于3m。

19、我國35~220kV電網的電氣設備絕緣水平是以避雷器5kA下的殘壓作為絕緣配合的設計依據。20、對于220kV及以下系統，通常設備的絕緣結構設計允許承受可能出現的3～4 倍的操作過電壓。

21、三相斷路器合閘時總存在一定程度的不同期，而這將加大過電壓幅值，因而在超高壓系統中多采用單相重合閘。

22要想避免切空線過電壓，最根本的措施就是要改進斷路器的滅弧性能。

23、目前切空變過電壓的主要限制措施是采用采用閥型避雷器。

24、工頻耐受電壓的確定，通常是通過比較雷擊沖擊耐受電壓和操作沖擊耐受電壓的等值工頻耐受電壓來完成的。

25、在污穢地區或操作過電壓被限制到較低數值的情況下，線路絕緣水平主要由最大工作電壓來決定。

四、問答題

1、簡述波傳播過程的反射和折射。

當波沿傳輸線路傳播，遇到線路參數發生突變，即有波阻抗發生突變的節點時，會在波阻抗發生突變的節點上產生折射與反射。

2、波阻抗與集中參數電阻本質上有什么不同？

答:波阻抗表示同一方向的電壓波與電流波的比值，電磁波通過波阻抗為Z的導線時，能量以電能、磁能的方式儲存在周圍介質中，而不是被消耗掉。（2）若導線上前行波與反行波同時存在時，則導線上總電壓與總電流的比值不再等于波阻抗（3）波阻抗Z的數值只取決于導線單位長度的電感和電容，與線路長度無關。（4）為了區別不同方向的流動波，波阻抗有正、負號。

3、彼得遜法則的內容、應用和需注意的地方。

答:在計算線路中一點的電壓時，可以將分布電路等值為集中參數電路：線路的波阻抗用數值相等的電阻來代替，把入射波的2倍作為等值電壓源。這就是計算節點電壓的等值電路法則，也稱彼得遜法則。利用這一法則，可以把分布參數電路中波過程的許多問題簡化成一些集中參數電路的暫態計算。但必須注意，如果Z1,Z2是有限長度線路的波阻抗，則上述等值電路只適用于在Z1，Z2端部的反射波尚未回到節點以前的時間內。

4、防雷的基本措施有哪些？請簡要說明。

答:基本措施是設置避雷針、避雷線、避雷器和接地裝置。避雷針（線）可以防止雷電直接擊中被保護物體，稱為直擊雷保護；避雷器可以防止沿輸電線侵入變電所的雷電沖擊波，稱為侵入波保護；接地裝置的作用是減少避雷針（線）或避雷器與大地之間的電阻值，達到降低雷電沖擊電壓幅值的目的。

8、簡述電力系統中操作過電壓的種類及其產生過程。

答:（1）空載線路合閘過電壓 ：包括正常空載線路合閘過電壓和重合閘過電壓（2）切除空載線路過電壓（3）切除空載變壓器過電壓（4）操作過電壓的限制措施

9、試說明電力系統中限制操作過電壓的措施。

LC答:（1）利用斷路器并聯電阻限制分合閘過電壓：

1、利用并聯電阻限制合空線過電壓

2、利用并聯電阻限制切空線過電壓

（2）利用避雷器限制操作過電壓

（1）慣用法：按作用于絕緣上的最大過電壓和最小絕緣強度的概念來配合的，即首先確定設備上可能出現的最危險的過電壓；然后根據經驗乘上一個考慮各種因素的影響和一定裕度的系數，從而決定絕緣應耐受的電壓水平。

（2）統計法：統計法是根據過電壓幅值和絕緣的耐電強度都是隨機變量的實際情況，在已知過電壓幅值和絕緣閃絡電壓的概率分布后，用計算的方法求出絕緣閃絡的概率和線路的跳閘率，在進行了技術經濟比較的基礎上，正確地確定絕緣水平。

12、簡述避雷針的保護原理和避雷器的基本要求？。答：（1）避雷針的保護原理：當雷云放電時使地面電場畸變，在避雷針頂端形成局部場強集中的空間以影響雷電先導放電的發展方向，使雷電對避雷針放電，再經過接地裝置將雷電流引入大地從而使被保護物體免遭雷擊。（2）避雷器的基本要求：

A、當過電壓超過一定值時，避雷器發生放電（動作），將導線直接或經電阻接地，以限制過電壓（可靠動作——限制過電壓）。

B、在過電壓作用過后，能迅速截斷在工頻電壓作用下的電弧，使系統恢復正常運行，避免供電中斷（可靠滅弧——截制工頻續流）。

13、試述110kv線路防雷的具體措施有哪些？ 答：110kv線路防雷的具體措施有：（1）110kv線路，一般全線架設避雷線，在雷電活動特別強的地區，宜架設雙避雷線；

（2）避雷線的保護角一般取20°～30°；（3）采用線路自動重合閘。

15、簡述影響切除空載線路過電壓的主要因素及其限制措施。

答：影響因素：斷路器的性能、電網中性點的運行方式、接線方式的影響、電暈的影響、線路側的電磁式電壓互感器

限制措施：1）選用滅弧能力強的快速斷路器

2）采用帶并聯電阻的斷路器

16、保護設備與被保護設備的伏秒特性應如何配合？為什么？

答：保護設備的伏秒特性應始終低于被保護設備的伏秒特性。這樣，當有一過電壓作用于兩設備時，總是保護設備先擊穿，進而限制了過電壓幅值，保護了被保護設備

五、名詞解釋

1．輸電線路耐雷水平

答．雷擊時線路絕緣不發生閃絡的最大雷電流幅值。2．擊桿率

答．雷擊桿塔次數與雷擊線路總次數之比。3．諧振過電壓

答．當系統操作或發生故障時，某一回路自振頻率與電源頻率相等時，將發生諧振現象，導致系統中某些部分（或設備）上出現的過電壓。4.工頻過電壓

答． 在正常或故障時,電力系統中所出現的幅值超過最大工作相電壓,頻率為工頻(50Hz)的過電壓。

六、作圖

1、試畫出未沿全線架設避雷線的35kv變電所進線段保護接線圖。

答案：未沿全線架設避雷線的35kv變電所進線段保護接線圖如下所示：

第二篇：高電壓技術題庫

一、主觀題(共11道小題)

1.復習范圍以學習指導書為準。請完成發布作業中的主觀題，手寫完成后存為PDF格式，通過維普作業平臺提交。之前已提交主觀題成績有效。

2.為什么要進行直流耐壓試驗？與交流耐壓試驗相比，直流耐壓試驗有那些特點？

3.名詞解釋?內部過電壓

4.電力系統絕緣配合的根本任務是：______________________________________________________________。

5.輸電線路耐雷性能的指標主要有那些？現代輸電線路上所采用的防雷保護措施主要有那些？

6.行波在理想無損線路上傳播時，能量不會散失，波也不會衰減和變形。但實際上，任何一條線路都是有損耗的，引起能量損耗的因素有：________________、_________________、_______________________________、___________________________、_______________。

7.名詞解釋?殘壓

8.局部放電中_____________的大小對介質的老化速度有顯著影響，所以它與視在放電量和放電重復率是表征局部放電的三個基本參數。

9.測量絕緣電阻能發現哪些絕緣缺陷？試比較它與測量泄漏電流試驗項目的異同。

10.電介質的電氣特性，主要表現為它們在電場作用下的_____________、_______________和_______________，它們分別以四個主要參數：______________________、________________、___________________________和____________________________來表示。

11.名詞解釋?極化

一、主觀題(共11道小題)

1.復習范圍以學習指導書為準。請完成發布作業中的主觀題，手寫完成后存為PDF格式，通過維普作業平臺提交。之前已提交主觀題成績有效。

參考答案：無

2.為什么要進行直流耐壓試驗？與交流耐壓試驗相比，直流耐壓試驗有那些特點？

參考答案：

在被試品的電容量很大的場合（例如長電纜段、電力電容器等），用工頻交流高電壓進行絕緣試驗時會出現很大的電容電流，要求試驗裝置具有很大的容量，在實際中這是很難做到的。這時通常用直流高電壓試驗來代替工頻高電壓試驗。

隨著高壓直流輸電技術的發展，出現了越來越多的直流輸電工程，因而必然需要進行多種內容的直流高壓試驗。

特點：

?

試驗中只有微安級泄漏電流，試驗設備的容量較小，體積較小，便于現場試驗。

?

試驗時可同時測量泄漏電流，由所得的“電壓－電流”曲線能有效地顯示絕緣內部的集中性缺陷或受潮。

?

用于旋轉電機時，能使電機定子繞組的端部絕緣也受到較高電壓的作用，發現端部絕緣中的缺陷。

?

在直流高壓下，局部放電較弱，不會加快有機絕緣材料的分解或老化變質，帶有非破壞性試驗的性質。

?

直流電壓下，絕緣內的電壓分布由電導決定，因而與交流運行電壓下的電壓分布不同，所以交流電氣設備的絕緣考驗不如交流耐壓試驗那樣接近實際。

3.名詞解釋?內部過電壓

參考答案：

內部過電壓：產生的根源在電力系統內部，由系統內部電磁能量的積聚和轉換而引起的過電壓。

4.電力系統絕緣配合的根本任務是：______________________________________________________________。

參考答案：正確處理過電壓和絕緣這一對矛盾，以達到優質、安全、經濟供電的目的。

5.輸電線路耐雷性能的指標主要有那些？現代輸電線路上所采用的防雷保護措施主要有那些？

參考答案：

輸電線路耐雷性能的指標主要有：耐雷水平和雷擊跳閘率

現代輸電線路上所采用的防雷保護措施主要有：

避雷線

降低桿塔接地電阻

加強線路絕緣

耦合地線

消弧線圈

不平衡絕緣

自動重合閘

6.行波在理想無損線路上傳播時，能量不會散失，波也不會衰減和變形。但實際上，任何一條線路都是有損耗的，引起能量損耗的因素有：________________、_________________、_______________________________、___________________________、_______________。

參考答案：導線電阻，大地電阻，絕緣的泄漏電導與介質損耗，極高頻或陡波下的輻射損耗，沖擊電暈

7.名詞解釋?殘壓

參考答案：殘壓：沖擊電流通過避雷器時，在工作電阻上產生的電壓峰值。

8.局部放電中_____________的大小對介質的老化速度有顯著影響，所以它與視在放電量和放電重復率是表征局部放電的三個基本參數。

參考答案：放電能量

9.測量絕緣電阻能發現哪些絕緣缺陷？試比較它與測量泄漏電流試驗項目的異同。

參考答案：

測量絕緣電阻能相當有效地揭示絕緣整體受潮、局部嚴重受潮、存在貫穿性缺陷等情況。因為在這些情況下，絕緣電阻顯著降低，電導電流將顯著增大，而吸收電流迅速衰減。

測量泄漏電流和絕緣電阻的相同點：

測量原理一致。

測量泄漏電流和絕緣電阻的不同點：

1)加在試品上的直流電壓要比兆歐表的工作電壓高得多，能發現兆歐表所不能發現的某些缺陷。

2）施加在試品上的直流電壓是逐級增大的，可以在升壓過程中監視泄漏電流的增長動向。

10.電介質的電氣特性，主要表現為它們在電場作用下的_____________、_______________和_______________，它們分別以四個主要參數：______________________、________________、___________________________和____________________________來表示。

參考答案：導電性能、介電性能、電氣強度；電導率、介電常數、介質損耗角正切和擊穿電場強度。

11.名詞解釋?極化

參考答案：極化：電介質在電場作用下，其束縛電荷相應于電場方向產生彈性位移想象和偶極子的取向現象。

第三篇：高電壓技術知識點總結

?為什么要有高電壓：提高輸送容量，降低線路損耗，減少工程投資，提高單位走廊輸電能力，節省走廊面積，改善電網結構，降低短路電流，加強聯網能力。?電介質：在其中可建立穩定電場而幾乎沒有電流通過的物質。?極化：在外電場作用下，電介質內部產生宏觀不為零的電偶極矩。

?電介質極化的四種基本類型：電子位移極化，離子位移極化，轉向極化，空間電荷極化。

?介電常數：用來衡量絕緣體儲存電能的能力，代表電介質的極化程度（對電荷的束縛能力）

?液體電介質的相對介電常數影響因素(頻率)：頻率較低時，偶極分子來得及跟隨電場交變轉向，介電常數較大，接近直流情況下的εd；頻率超過臨界值，偶極分子轉向跟不上電場的變化，介電常數開始減小，介電常數最終接近于僅由電子位移極化引起的介電常數εz。

?電介質的電導與金屬的電導有本質上的區別：金屬電導是由金屬中固有存在的自由電子造成的。電介質的電導是帶電質點在電場作用下移動造成的。氣體：由電離出來的自由電子、正離子和負離子在電場作用下移動而造成的。液體：分子發生化學分解形成的帶點質點沿電場方向移動而造成的。固體：分子發生熱離解形成的帶電質點沿電場方向移動而造成的。

?介質損耗：在電場作用下，電介質由于電導引起的損耗和有損極化損耗，總稱為介質損耗。

?電介質的等效電路：電容支路：由真空和無損極化所引起的電流為純容性。/阻容支路：由有損極化所引起的電流分為有功和容性無功兩部分。/純阻支路：由漏導引起的電流，為純阻性的。?介質損耗因數tgδ的意義：若tgδ過大會引起嚴重發熱，使材料劣化，甚至可能導致熱擊穿。/用于沖擊測量的連接電纜，要求tgδ必須小，否則會影響到測量精度/用做絕緣材料的介質，希望tgδ。在其他場合，可利用tgδ引起的介質發熱，如電瓷泥胚的陰干/在絕緣試驗中，tgδ的測量是一項基本測量項目 ?激勵：電子從近軌道向遠軌道躍遷時，需要一定能量，這個過程叫激勵。?電離：當外界給予的能量很大時，電子可以跳出原子軌道成為自由電子。原來的中性原子變成一個自由電子和一個帶正電荷的離子，這個過程叫電離。

?反激勵：電子從遠軌道向近軌道躍遷時，原子發射單色光的過程稱為反激勵。?平均自由程：一個質點兩次碰撞之間的平均距離，其與密度呈反比。?電離形式：撞擊電離，光電離，熱電離，表面電離。

?氣體帶電質點的消失：中和(發生在電極處)：帶電質點在電場力的作用下，宏觀上沿電場做定向運動。帶電質點受電場力作用而流入電極，中和電量。/擴散：擴散指質點從濃度較大的區域擴散到濃度較小的的區域，從而使帶電質點在空間各處濃度趨于平均的過程。/復合(發生在內部)：帶有異號電荷質點相遇，還原為中性質點的過程稱為復合。

?電子崩：當外加電場強度足夠大時，帶電粒子兩次碰撞間積聚的動能足夠發生碰撞電離。電離出來的電子和離子在場強作用下又加入新的撞擊電離，電離過程像雪崩一樣增長起來，稱為電子崩。?自持放電：當外加場強足夠強大時，電子崩不依賴外界因素，外界因素消失后，電子崩仍能夠保持。

?放電形式：輝光放電，電暈放電，刷狀放電，火花擊穿，電弧擊穿。?湯森德氣體放電理論的三個影響因素：系數α：1個自由電子在走到陽極的1cm路程中撞擊電離產生的平均自由電子。/系數β：1個正離子在走到陰極的1cm路程中撞擊電離產生的平均自由電子。/系數γ：1個正離子撞擊陰極表面，逸出的平均自由電子數。

?流注:由初崩輻射出的光子，在崩頭、崩尾外圍空間局部強場中衍生出二次電子崩并匯合到主崩通道中來，使主崩通道不斷高速向前、后延伸的過程稱為流注。?流注的形成：電子崩頭部接近陽極；崩頭和崩尾處電場增強，激勵和反激勵放射出大量光子，崩中復合也放射出光子；一些光子射到崩尾，造成空間光電離，形成衍生電子崩；衍生電子崩頭部移動速度快，與主崩匯合；新的衍生電子崩在崩尾出現，一個一個向陰極發展，形成正流注。

?電暈：在極不均勻的電場中，當外加電壓及平均場強還較低時，電極曲率半徑較小處，附近空間的局部場強已很大。在這局部場強處，產生強烈的電離，伴隨著電離而存在復合和反激勵，輻射出大量光子，使在黑暗中可以看到在該電極附近空間有藍色的暈光，稱為電暈。

?電暈的極性效應:對于電極形狀不對稱的極不均勻電場間隙，間隙的起暈電壓和擊穿電壓各不相同，稱為極性效應。

?電暈的效應：有聲、色、熱等效應，表現為發出“咝咝”的聲音，藍色的暈光以及使周圍氣體溫度升高等。|產生人可聽到的噪聲，對人生理、心理產生影響。|形成“電風”導致電力設備的振動和擺動。|產生高頻脈沖電流，對無線電干擾。|產生能量損耗。|產生某些化學反映，加速絕緣老化。?雷電放電過程：先導放電，主放電(劇烈電離，劇烈中和，主放電通道向上延伸，徑向放電)，余光放電。

?雷電的破壞因素:最大電流、電流增長最大陡度、余光電流熱效應。

?氣隙沿面放電：沿氣體與固體（或液體）介質的分界面發展的放電現象。?閃絡：沿面放電發展到貫穿兩級，使整個氣隙沿面擊穿的現象。?氣隙的擊穿時間：升壓時間t0，統計時延ts，放電發展時間tf。

?伏秒特性：氣隙的擊穿電壓要用電壓峰值和延續時間二者共同表示，這就是該氣隙在電壓波形下的伏秒特性。

?氣隙的電氣強度影響因素：氣隙的擊穿時間、氣隙的伏秒特性、大氣條件對氣隙擊穿電壓的影響、電場均勻程度對氣隙擊穿電壓的影響。

?影響統計時延的因素：電極材料、外施電壓、電場情況、短波光照射。?影響放電發展時間的因素：外施電壓、電廠情況、間隙長度。

?平均伏秒特性：同一氣隙在同一電壓作用下，每次擊穿的時間并不完全相同，具有分散性。所以一個氣隙的伏秒特性，不是一條簡單的曲線，而是一組曲線族。某些場合，用擊穿概率50％的曲線來表示氣隙的伏秒特性，稱為平均伏秒特性。?50％擊穿電壓：指氣隙被擊穿的概率為50％的沖擊電壓峰值，反映了該氣隙地基本耐電強度。

?2μS沖擊擊穿電壓：氣壓擊穿時，擊穿前時間小于和大于2μS的概率各為50％的沖擊電壓。

?標準大氣參考條件：溫度θ=20℃，壓強P0=101.3Pa，濕度h0=11g/M3。大氣壓下空氣電氣強度約30KV/cm ?大氣條件對氣隙擊穿電壓的影響因素：溫度↓、壓強↑：密度↑，平均自由程↓，Ub（耐受電壓）↑。濕度↑：負離子↑，Ub（耐受電壓）↑。?極不均勻電場特點：有顯著的極性效應/擊穿電壓分散性大/擊穿電壓與間隙距離有關/外加電壓低于擊穿電壓時局部有穩定的電暈放電。

?提高氣隙擊穿電壓的方法：?改善電場分布：氣隙電場分布越均勻，氣隙擊穿電壓越高，故適當改進電極形狀，增大電極曲率半徑（屏蔽），改善電場分布，能提高氣隙的擊穿電壓和預放電電壓。?采用高度真空：以削弱氣隙中的撞擊電離過程，也能提高氣隙的擊穿電壓。?增高氣壓：可以減小電子的平均自由程，阻礙撞擊電離的發展，從而提高氣隙的擊穿電壓。④采用高耐電強度氣體：鹵族元素氣體（SF6等）。·SF6氣體的特點：較高的耐電程度，很強的滅弧性能，無色無味無毒，非燃性的惰性化合物，對金屬和其他絕緣材料沒有腐蝕作用，中等壓力下可以液化，容易儲藏和運輸。

?污閃：在化工廠、冶金廠附近或沿海地帶，沉積在絕緣上的塵污，因其含有高導率的溶質，當遇到霧，毛毛雨等天氣條件，有可能產生沿面閃絡。

?電擊穿:由電場的作用使介質中的某些帶點質點積累的數量和運動的速度達到一定程度，使介質失去了絕緣性能，形成導電通道。

?熱擊穿：由電場作用下，介質內的損耗發出的熱量多于散逸的熱量，使介質溫度不斷上升，最終造成介質本身的破壞，形成導電通道。

?影響固體電介質擊穿電壓的因素：1.電壓作用時間的影響：存在臨界點，即熱擊穿和電擊穿的分界點。2.電場均勻度和介質厚度的影響：均勻電場：電擊穿與厚度無關，熱擊穿厚度愈大擊穿場強俞弱。不均勻電場：厚度越大擊穿場強越小。3.電壓頻率的影響：電擊穿：Ub與f無關，熱擊穿Ub↓，1↑。4.溫度的影響：f存在臨界點。θ<θcr時：Ub與θ無關，屬于電擊穿性質。θ>θcr時：Ub隨θ的升高迅速下降，屬于熱擊穿性質。5.受潮度的影響：對于某些具有吸水性的固體介質來說，含水量增大時，擊穿電壓迅速下降。6.機械力的影響：均勻固體在彈性限度內:擊穿電壓與機械力無關。固體有孔隙：機械力↑，擊穿電壓↑。固體有裂隙：機械力↑，擊穿電壓↓。7.多層性的影響：注意各層介質電特性的適當配合。8.累積效應的影響：在不均勻電場中，固體介質在脈沖電壓作用下，存在不完全擊穿的現象。不完全擊穿具有累積效應，即擊穿電壓隨不完全擊穿次數的增加而降低。

?提高固體電介質擊穿電壓的方法：改進絕緣設計(改善電極形狀及表面光潔度，使電場盡可能地均勻分布)，改進制造工藝(盡可能地清除介質中的雜質、氣泡、水分等)，改善運行條件(注意防潮，防止塵污和有害氣體的侵蝕)。?老化:電氣設備中的絕緣材料在運行過程中，由于受到各種因素的長期作用，會發生一系列不可逆的變化，從而導致其物理、化學、電和機械等性能的劣化。這種不可逆的變化稱為老化。

?促進老化的因素：電老化，熱老化，環境老化。

?固體介質的電老化：電離性老化，電導性老化，電解性老化。

?小橋理論：存在雜質：不純、接觸大氣、固體脫落、液體老化。/形成小橋：在電場作用下這些雜質被拉長，被定向，沿電場方向排列成雜質的小橋。/形成氣泡：如小橋貫穿兩極，由于組成小橋的雜質的電導較大，使泄漏電流增大，發熱增多，促使水分汽化，形成水泡。/氣泡中發生電離：氣泡中的場強大，但其耐電強度小，故電離過程首先發生在氣泡中。擊穿：小橋中氣泡的增多，將導致小橋通道被電離擊穿。這種擊穿屬于熱擊穿性質。

?影響液體電介質擊穿電壓的因素：1.電壓作用的時間，2.電場情況的影響，3.液體介質本身品質的影響，4.溫度的影響，5.壓強的影響。

?提高液體電介質擊穿電壓的方法：1.提高并保持油的品質，2.覆蓋(薄)：緊貼在金屬電極的固體絕緣薄層，阻止小橋與電極接觸，3.絕緣層：包在較小曲率半徑的電極上，改變電場，防止發生電暈，4.極間障：放在電極間油隙中的固體絕緣板，機械阻隔雜質小橋成串。

?變壓器油老化的主要原因是油的氧化。影響變壓器油老化的因素:溫度，光照，電場，觸媒（催化劑）

?延緩變壓器油老化的方法：油擴張器，隔離膠囊，與強觸媒物質隔離，滲入抗氧化劑。

?電氣設備絕緣試驗種類：耐壓試驗、檢查性試驗

?吸收比：時間為60s與15s時所測得的絕緣電阻之比。

?極化指數：絕緣在加壓后10min和1min所測得的絕緣電阻之比。

?微安表電路圖：放電管P：過電流時，放電管放電，短路，從而保護微安表。/開關K：一般情況下閉合，打開時微安表讀數。/電阻R：與微安表串聯、分壓、，使微安表滿值時放電管能動作。/電感L：突然短路時，放電管來不及動作時，限制微安表的沖擊電流。/濾波電容C：降低微安表電流陡度，保證放電管動作。?測定介質損耗因數的方法：電橋法、瓦特表法、不平衡電橋法。電橋法準確度最高，最通用的是西林電橋。

?局部放電：常用的固體絕緣物總會不同程度的包含一些分散性的異物，這些異物的電導和介電常數不同于絕緣物，在外施電壓作用下，這些異物附近將具有比周圍更高的場強。當場強超過了該處物質的電力場強，該處物質就產生電力放電，稱之為局部放電。

?局部放電意義：局部放電的測試，能預防絕緣的情況，也是估計絕緣電老化速度的重要依據。

?局部放電測試方法：串連法、并聯法、平衡法

?絕緣油中溶解氣體的色譜分析：浸絕緣油的氣體設備中，如果存在局部過熱、局部放電或其他內部故障時，會產生較大量的各種烴類氣體和氫氣、一氧化碳、二氧化碳等氣體，稱為故障特征氣體。因此，分析油中溶解氣體的成分、含量及其隨時間而增長的規律，就可以鑒別故障的性質、程度及其發展情況。

實驗步驟：將油中溶解的氣體脫出；送入氣相色譜儀；對不同氣體進行分離和定量。

?工頻高壓試驗變壓器（工頻高壓的獲得）的特點：一般為單相；額定電壓安全裕度較小,工作電壓一般不允許超過額定值；通常為間歇工作方式，工作時間短，不用加強的冷卻系統；一二次繞組電壓變比高，絕緣間距大，漏抗大；要求較好的輸出電壓波形；要求變壓器局部放電電壓足夠高。

?工頻高壓試驗變壓器的常用調壓方式：自耦變壓器、移圈調壓器、電動發電機組

?暫態的過電壓現象：調壓器未歸零時合電源：出現頻率較高的震蕩過程，產生過電壓；在較高電壓時切斷電源：嚴禁切空變過電壓；被試品突然擊穿，相當于作用于反向電壓產生危險的過電壓，應串保護電阻。?保護電阻作用：降低擊穿時的過電壓，保護變壓器/限制短路電流/阻尼振蕩作用。?工頻電壓的直接測量：測量球隙：不同的間隙距離對應不同的擊穿電壓。靜電電壓表：應用廣泛，最高量程200KV。分壓器配用低壓儀表。高壓電容器配用整流裝置;通過測電流間接測電壓。

?直流高壓的測量:棒隙或球隙，靜電電壓表，電阻分壓器配合低壓儀表，用高值電阻與直流電流表串聯。

?波速：行波沿導線傳播的過程，就是平面電磁場的傳播過程，其傳播速度稱為波速。

?波阻抗：其值取決于線路單位長度的電感和電容，與線路長度無關。?雷電流參數:電流峰值、波前時間、半峰值時間。?雷暴日:一年中有雷暴的日數。雷暴小時：一年中有雷電的小時數。一個雷暴日折算三個雷暴小時

?地面落雷密度：每一雷暴日，每平方千米地面遭受雷擊的次數。?輸電線路落雷次數:每100KM的輸電線路每年遭受雷擊的次數，?保護角：避雷線和邊相導線的連線與經過避雷線的垂直線之間的夾角。通常在15度到30度之間。

?避雷器類型：保護間隙、管型避雷器：主要用于限制大氣過電壓，一般用于配電系統線路和進線段保護。閾型避雷器、氧化鋅避雷器：常用于變電所、發電廠的保護。

?氧化鋅避雷器的特點：無間隙，無續流，保護性能優越，通流容量大。

?氧化鋅避雷器的基本電氣參數：最高持續運行電壓，額定電壓，參考電壓，殘壓。

?評價氧化鋅避雷器性能優劣的指標：1.保護水平：雷電保護水平為雷電沖擊殘壓和陡坡沖擊殘壓除以1.15中的較大者；操作沖擊電壓等于操作沖擊殘壓。2.壓比3.荷電率。

?接地裝置：保護接地，工作接地，防雷接地。

?輸電線路防雷性能的評價指標：1.耐雷水平：雷擊線路時線路絕緣不發生閃絡的最大雷電流幅值。2.雷擊跳閘率：每100KM線路每年由于雷擊引起的跳閘次數。?靜電分量：由于先導通道中電荷所產生的靜電場突然消失而引起的感應電壓。?電磁分量：由于先導通道中雷電流所產生的磁場變化而引起的感應電壓。

?過電壓影響因素：雷電流幅值，導線懸掛的平均高度，雷擊點離線路的距離。雷擊桿塔的耐雷水平有哪些因素：U50％：50％沖擊閃絡電壓/K：電壓耦合系數/ β：分流系數/Rch：桿塔沖擊接地電阻/Lgt：桿塔等值電感/hd:導線懸掛的平均高度。

?反擊：雷擊桿塔塔頂并在絕緣子串發生閃絡時，桿塔電位比導線電位高，稱為反擊。

?繞擊率：裝設避雷線的線路，雷電仍有繞過避雷線擊于導線的可能性，其概率稱為繞擊率。

?輸電線路防雷措施：架設避雷線/裝設管型避雷器/加強絕緣/降低桿塔絕緣電阻/架設耦合地線/采用消弧線圈接地方式/采用不平衡絕緣方式/裝設自動重合閘 ?變電所的變壓器和各設備距離避雷器的電氣距離皆應小于最大允許電氣距離1m。

?進線段保護：對35~110KV無避雷器的線路，在靠近變電所的一段進線上必須架設避雷線，這段進線稱為進線保護段，其長度一般取1~3KM.對于全線有避雷線的線路，將變電所附近2KM長的一段進線列為進線保護段。?進線段保護的作用：進線段內發生繞擊、反擊的機會很小；進線段外落雷時，進線段導線本身阻抗限制了流經避雷器的雷電流；進線段外落雷時，進線段導線的沖擊電暈使入侵波陡度和幅值下降。變電所內設備距避雷器的最大允許電氣距離就是根據進線段外落雷的情況求得的。

?直配電機的防雷保護措施：1.發電機出線母線處裝設避雷器，2.發電機母線裝設電容器，3.進線段保護。

?內部過電壓：在電力系統中，由于斷路器操作，故障或是其他原因，使系統參數發生變化，引起系統內部電磁能量的震蕩轉化或傳送所造成的電壓升高。?內部過電壓倍數Kn:內部過電壓幅值與系統最高運行相電壓幅值之比。

?非線性諧振的產生條件：1.電感和電容的兩條特性曲線有交點，2.回路中損耗電阻小于臨界值。

?操作過電壓：系統中操作或故障使其工作狀態發生變化時，會產生電磁能量震蕩的過渡過程，電感元件儲存的磁場會在某一瞬間轉換為電場能儲存于電容元件中，產生數倍于電源電壓的過渡過程過電壓，稱為操作過電壓。

?常見的操作過電壓（限制措施）:間歇電弧接地過電壓(中性點直接接地，避免中性點偏移；中性點經消弧線圈接地，避免斷路器頻繁動作；若線路過長，可采用分網運行，減小接地電流)；空載變壓器分閘過電壓(采用加裝氧化鋅避雷器)；空載線路分閘過電壓(改善斷路器結構，提高介質滅弧能力，避免重燃；降低斷路器觸頭間恢復電壓，斷路器觸頭間并聯電阻，斷路器線路側接電磁式電壓互感器，斷路器線路側并聯電抗器)；空載線路合閘過電壓(降低工頻穩態電壓；消除和削減線路殘余電壓；采用帶有合閘電阻的斷路器；同步合閘；采用性能良好的避雷器)；解列過電壓(采用加裝氧化鋅避雷器)。

第四篇：高電壓技術習題與答案

第一章

氣體放電的基本物理過程

一、選擇題

1)

流注理論未考慮的現象。

A．碰撞游離　　B．表面游離　　C．光游離　　D．電荷畸變電場

2)

先導通道的形成是以的出現為特征。

A．碰撞游離　　B．表面游離　　C．熱游離　　D．光游離

3)

電暈放電是一種。

A．自持放電

B．非自持放電

C．電弧放電

D．均勻場中放電

4)

氣體內的各種粒子因高溫而動能增加，發生相互碰撞而產生游離的形式稱為。

A.碰撞游離

B.光游離

C.熱游離

D.表面游離

5)

______型絕緣子具有損壞后“自爆”的特性。

A.電工陶瓷

B.鋼化玻璃

C.硅橡膠

D.乙丙橡膠

6)

以下哪個不是發生污閃最危險的氣象條件？

A.大霧

B.毛毛雨

C.凝露

D.大雨

7)

污穢等級II的污濕特征：大氣中等污染地區，輕鹽堿和爐煙污穢地區，離海岸鹽場3km~10km地區，在污閃季節中潮濕多霧但雨量較少，其線路鹽密為。

A.≤0.03

B.>0.03~0.06

C.>0.06~0.10

D.>0.10~0.25

8)

以下哪種材料具有憎水性？

A.硅橡膠

B.電瓷

C.玻璃

D金屬

二、填空題

9)

氣體放電的主要形式：、、、、10)

根據巴申定律，在某一PS值下，擊穿電壓存在值。

11)

在極不均勻電場中，空氣濕度增加，空氣間隙擊穿電壓。

12)

流注理論認為，碰撞游離和

是形成自持放電的主要因素。

13)

工程實際中，常用棒－板或

電極結構研究極不均勻電場下的擊穿特性。

14)

氣體中帶電質子的消失有、復合、附著效應等幾種形式

15)

對支持絕緣子，加均壓環能提高閃絡電壓的原因是。

16)

沿面放電就是沿著

表面氣體中發生的放電。

17)

標準參考大氣條件為：溫度，壓力

kPa，絕對濕度

18)

越易吸濕的固體，沿面閃絡電壓就越______

19)

等值鹽密法是把絕緣子表面的污穢密度按照其導電性轉化為單位面積上__________含量的一種方法

20)

常規的防污閃措施有：

爬距，加強清掃，采用硅油、地蠟等涂料

三、計算問答題

21)

簡要論述湯遜放電理論。

22)

為什么棒－板間隙中棒為正極性時電暈起始電壓比負極性時略高？

23)

影響套管沿面閃絡電壓的主要因素有哪些？

24)

某距離4m的棒-極間隙。在夏季某日干球溫度，濕球溫度，氣壓的大氣條件下，問其正極性50%操作沖擊擊穿電壓為多少kV?（空氣相對密度）

25)

某母線支柱絕緣子擬用于海拔4500m的高原地區的35kV變電站，問平原地區的制造廠在標準參考大氣條件下進行1min工頻耐受電壓試驗時，其試驗電壓應為多少kV？

第二章

氣體介質的電氣強度

一、選擇題

1)

SF6氣體具有較高絕緣強度的主要原因之一是______。

A．無色無味性　　B．不燃性　　C．無腐蝕性　　D．電負性

2)

沖擊系數是______放電電壓與靜態放電電壓之比。

A．25%　　B．50%　　C．75%　　　D．100%

3)

在高氣壓下，氣隙的擊穿電壓和電極表面______有很大關系

A．粗糙度

B．面積　　C．電場分布　　D．形狀

4)

雷電流具有沖擊波形的特點：______。

A．緩慢上升，平緩下降

B．緩慢上升，快速下降

C．迅速上升，平緩下降　　D．迅速上升，快速下降

5)

在極不均勻電場中，正極性擊穿電壓比負極性擊穿電壓______。

A.．小

B．大

C．相等

D．不確定

二、填空題

6)

我國國家標準規定的標準操作沖擊波形成______。

7)

極不均勻電場中，屏障的作用是由于其對______的阻擋作用，造成電場分布的改變。

8)

下行的負極性雷通常可分為3個主要階段：、、。

9)

調整電場的方法：______電極曲率半徑、改善電極邊緣、使電極具有最佳外形

三、計算問答題

10)

保護設備與被保護設備的伏秒特性應如何配合？為什么？

11)

某1000kV工頻試驗變壓器，套管頂部為球形電極，球心距離四周墻壁均約5m，問球電極直徑至少要多大才能保證在標準參考大氣條件下，當變壓器升壓到1000kV額定電壓時，球電極不發生電暈放電？

12)

一些鹵族元素化合物（如SF6）具有高電氣強度的原因是什么？

第三章

液體和固體介質的電氣特性

一、選擇題

1)

電介質按極性強弱分類，在下面的介質中，弱極性電介質有______，中性電介質有______，強極性電介質有______。

A.H2

B.N2

C.O2

D.CO2

E.CH4

F.空氣

G.水

H.酒精

I.變壓器油

J.蓖麻油

2)

按照國家標準GB11021-1989“電氣絕緣的耐熱性評定和分級”將各種電工絕緣材料耐熱程度劃分等級，以確定各級絕緣材料的最高持續工作溫度。其中A級絕緣材料的最高持續溫度是______，F級絕緣材料的最高持續溫度是______。

A.90

B.105

C

.120

D.130

E.155

F.180

二、填空題

3)

影響液體電介質擊穿電壓的因素有______、______、______、______、______。

4)

固體介質的擊穿形勢有______、______、______。

5)

電介質是指______，根據化學結構可以將其分成______、______、______。

6)

電介質極化的基本形式有______、______、______、______、______。

7)

介質損失角正切的計算公式是_______，表示______。

8)

一般來說，標準電容器采用______絕緣，電力電容器采用______絕緣，為什么？

9)

兩個標準油杯，一個是含雜質較多的油；另一個是含雜質較少的油，試問：（1）當施加工頻電壓時，兩杯油擊穿電壓______。（2）當施加雷電沖擊電壓時，兩杯油擊穿電壓______，是因為______。

10)

纖維等雜質對極不均勻電場下變壓器的擊穿電壓影響較小，這是因為______。

11)

介質熱老化的程度主要是由______和_______來決定的。

12)

轉向極化程度與電源頻率和溫度有關，隨著頻率的增加，極化率______，隨著溫度的增加，極化程度______。

13)

純凈液體介質的擊穿理論分為______和_______。

14)

影響固體介質擊穿電壓的主要因素有______、______、______、______、______。

三、計算問答題

15)

測量絕緣材料的泄漏電流為什么用直流電壓而不用交流電壓？

第四章

電氣設備絕緣預防性試驗

一、選擇題

1)

下面的選項中，非破壞性試驗包括______，破壞性實驗包括______。

A.絕緣電阻試驗

B.交流耐壓試驗

C.直流耐壓試驗

D.局部放電試驗

E.絕緣油的氣相色譜分析

F.操作沖擊耐壓試驗

G.介質損耗角正切試驗

H.雷電沖擊耐壓試驗

二、填空題

2)

根據絕緣特征的診斷規則的不同，可將診斷方法可以分為______、______、______。

3)

當絕緣良好時，穩定的絕緣值______，吸收過程相對_______；絕緣不良或受潮時，穩定的絕緣電阻值______，吸收過程相對______。

4)

測量泄漏電流的方法有______和_______。其中______測量泄漏電流更好，因為______。

5)

目前實用的局部放電測量的方法，使用得最多的測量方法是______、______、______。

6)

在局部放電測量中，稱為______，是指______。

7)

用阻抗法進行局部放電測量，阻抗Z的位置很重要，根據Z位置不同，可以分為______和______。如果試樣電容很大的話，這里應該使用______，因為______。

8)

在對電力設備絕緣進行高電壓耐壓試驗時，所采用的電壓波形有______、______、______、______。

三、計算問答題

9)

正接法和反接法西林電橋各應用在什么條件下？

10)

如圖所示，介質的三電容模型，試推導說明視在放電電荷量q與介質中真實放電電荷qr之間的關系,要求寫出推導過程。

第五章

絕緣的高壓試驗

一、選擇題

1)

用銅球間隙測量高電壓，需滿足那些條件才能保證國家標準規定的測量不確定度？

A

銅球距離與銅球直徑之比不大于0.5

B

結構和使用條件必須符合IEC的規定

C

需進行氣壓和溫度的校正

D

應去除灰塵和纖維的影響

2)

交流峰值電壓表的類型有：

A電容電流整流測量電壓峰值

B整流的充電電壓測量電壓峰值

C

有源數字式峰值電壓表

D

無源數字式峰值電壓表

3)

關于以下對測量不確定度的要求，說法正確的是：

A

對交流電壓的測量，有效值的總不確定度應在±3％范圍內

B

對直流電壓的測量，一般要求測量系統測量試驗電壓算術平均值的測量總不確定度應不超過±4％

C

測量直流電壓的紋波幅值時，要求其總不確定度不超過±8％的紋波幅值

D

測量直流電壓的紋波幅值時，要求其總不確定度不超過±2％的直流電壓平均值。

4)

構成沖擊電壓發生器基本回路的元件有沖擊電容C1，負荷電容C2，波頭電阻R1和波尾電阻R2，為了獲得一很快由零上升到峰值然后較慢下降的沖擊電壓，應使______。

A．C1＞＞C2、R1＞＞R2　　　　B．C1＞＞C2、R1＜＜R2

C．C1＜＜C2、R1＞＞R2　　　　D．C1＜＜C2、R1＜＜R2

5)

用球隙測量交直流電壓時，關于串接保護電阻的說法，下面哪些是對的？

A

球隙必須串有很大阻值的保護電阻

B

串接電阻越大越好

C

一般規定串聯的電阻不超過500Ω

D

沖擊放電時間很短，不需要保護球面。

6)

電容分壓器的低壓臂的合理結構是______。

A低壓臂電容的內電感必須很小

B

應該用同軸插頭，插入低壓臂的屏蔽箱

C

電纜輸入端應盡可能靠近電容C2的兩極。

D

abc環路線應該比較長

7)

標準規定的認可的沖擊電壓測量系統的要求是：

A

測量沖擊全波峰值的總不確定度為±5％范圍內

B

當截斷時間時，測量沖擊截波的總不確定度在±5％范圍內

C當截斷時間時，測量沖擊電壓截波的總不確定度在±4％范圍內

D測量沖擊波形時間參數的總不確定度在±15％范圍內

8)

光電測量系統有哪幾種調制方式：

A

幅度－光強度調制（AM－IM）

B

調頻－光強度調制（FM－IM）

C

數字脈沖調制

D

利用光電效應

二、填空題

9)

交流高電壓試驗設備主要是指______。

10)

試驗變壓器的體積和重量都隨其額定電壓值的增加而急劇增加，試驗變壓器的額定容量Pn應按______來選擇。

11)

在電壓很高時，常采用幾個變壓器串聯的方法，幾臺試驗變壓器串聯的意思是______。

12)

如果串級數為n，串級變壓器整套設備的裝置總容量W裝為______，隨著串級數的增加，裝置的利用率明顯下降，一般串級數n______。

13)

串級數為4級試的串級試驗變壓器的利用率為______。

14)

試驗變壓器容性試品上的電壓的電壓升高，分為______和______。

15)

利用高壓實驗變壓器產生操作沖擊波，而不用沖擊電壓發生器來產生沖擊波，是因為______。

16)

電力系統外絕緣的沖擊高壓試驗通常可以采樣15次沖擊法，即是______。

17)

用高壓靜電電壓表測量穩態高電壓的優點是______；缺點是______。

18)

沖擊電壓發生器的原理是______。

19)

在沖擊電壓發生器的等效電路中，若考慮回路電感效應，為獲得非振蕩沖擊波的條件是_________

20)

沖擊電流的試驗設備的功用是______。

21)

測量沖擊大電流的儀器有______和______。

22)

實驗室測量沖擊高電壓的方法有______。

23)

影響球隙測量電壓的可靠性的因素有______和______。

24)

常用的沖擊電壓分壓器有______。

25)

為了補償分壓器的對地電容，在分壓器的高壓端安裝一個圓傘形______。

三、計算問答題

26)

一臺測工頻高電壓的電阻分壓器，額定電壓為100kV（有效值），阻值為4MΩ，對地雜散電容為1000pF，求由雜散電容引起的峰值和相位測量誤差，以及在額定測量電壓下熱耗的功率值。

27)

壓充電標準電容器有什么功用？

28)

高壓直流分壓器的選擇原則是什么？

29)

35kV電力變壓器，在大氣條件為，℃

時做工頻耐壓試驗，應選用球隙的球極直徑為多大？球隙距離為多少？

30)

怎樣選擇試驗變壓器的額定電壓和額定容量？設一被試品的電容量為4000pF，所加的試驗電壓有效值為400kV，試求進行這一工頻耐壓試驗時流過試品的電流和該試驗變壓器的輸出功率。

31)

高壓實驗室中被用來測量交流高電壓的方法常用的有幾種？

32)

在說明多極沖擊電壓發生器動作原理時，為什么必須強調裝置對地雜散電容所起的作用？

33)

某沖擊電壓發生器的等效電路如圖8-13所示。已知C1為20nF，C2為2nF，阻尼電阻Rd為100Ω,若要獲得標準雷電沖擊波形，設暫不計L的影響，請用近似公式計算Rf,Rt。

34)

沖擊電流波形有哪兩類？

35)

對兩類沖擊波，中國和IEC標準怎么規定的？

36)

簡述沖擊電流發生器的基本原理。

37)

名詞解釋：50％放電電壓

38)

簡述對沖擊電壓測量系統響應特性的要求。

39)

測量高電壓的弱電儀器常受一些電磁干擾，干擾來源主要有哪些？

40)

簡述高電壓試驗時的抗干擾措施。

41)

利用試驗變壓器產生操作沖擊電壓波以及電力變壓器進行感應操作沖擊電壓波試驗時，為什么波長時間TZ與鐵心中的起始磁通量和鐵心的飽和磁通量相關？

42)

串級倍壓直流高壓裝置的串級數受到什么因素的制約？

第六章

輸電線路和繞組中的波過程

一、選擇題

1)

波在線路上傳播，當末端短路時，以下關于反射描述正確的是______。

A．

電流為0，電壓增大一倍

B．

電壓為0，電流增大一倍

C．

電流不變，電壓增大一倍

D．

電壓不變，電流增大一倍

2)

下列表述中，對波阻抗描述不正確的是______。

A．

波阻抗是前行波電壓與前行波電流之比

B．

對于電源來說波阻抗與電阻是等效的C．

線路越長，波阻抗越大

D．

波阻抗的大小與線路的幾何尺寸有關

3)

減少絕緣介質的介電常數可以______電纜中電磁波的傳播速度。

A．降低

B．提高

C．不改變

D．不一定

二、填空題

4)

電磁波沿架空線路的傳播速度為______。

5)

傳輸線路的波阻抗與______和______有關，與線路長度無關。

6)

在末端開路的情況下，波發生反射后，導線上的電壓會______。

7)

波傳輸時，發生衰減的主要原因是______、______、______。

8)

Z1、Z2兩不同波阻抗的長線相連于A點，行波在A點將發生折射與反射，反射系數的β取值范圍為______。

三、計算問答題

9)

簡述波傳播過程的反射和折射。

10)

波阻抗與集中參數電阻本質上有什么不同？

11)

彼得遜法則的內容、應用和需注意的地方。

第七章

雷電放電及防雷保護裝置

第八章

電力系統防雷保護

一、選擇題

1)

根據我國有關標準，220kV線路的繞擊耐雷水平是______。

A．12kA

B．16kA

C．80kA

D.120kA

2)

避雷器到變壓器的最大允許距離______。

A．

隨變壓器多次截波耐壓值與避雷器殘壓的差值增大而增大

B．

隨變壓器沖擊全波耐壓值與避雷器沖擊放電電壓的差值增大而增大

C．

隨來波陡度增大而增大

D．

隨來波幅值增大而增大

3)

對于500kV線路，一半懸掛的瓷絕緣子片數為______。

A．24

B．26

C．28

D.30

4)

接地裝置按工作特點可分為工作接地、保護接地和防雷接地。保護接地的電阻值對高壓設備約為______

A．0.5～5

B．1～10

C．10～100

D小于1

5)

在放電廠和變電站中，對直擊雷的保護通常采用哪幾種方式？

A．

避雷針

B．

避雷線

C．

并聯電容器

D．

接地裝置

二、填空題

6)

落雷密度是指______。

7)

雷電波的波頭范圍一般在______到______范圍內，在我國防雷設計中，通常建議采用______長度的雷電流波頭長度。

8)

埋入地中的金屬接地體稱為接地裝置，其作用是______。

9)

中等雷電活動地區是指該地區一年中聽到雷閃放電的天數Td范圍為______。

10)

對于500kV的高壓輸電線路，避雷線的保護角一般不大于______。

11)

輸電線路防雷性能的優劣，工程上主要用______和______兩個指標來衡量。

12)

GIS的絕緣水平主要取決于______。

13)

降低桿塔接地電阻是提高線路耐雷水平防止______的有效措施。

14)

避雷針加設在配電裝置構架上時，避雷針與主接地網的地下連接點到變壓器接地線與主接地網的地下連接點之間的距離不得小于______m。

15)

我國35~220kV電網的電氣設備絕緣水平是以避雷器______kA下的殘壓作為絕緣配合的設計依據。

三、計算問答題

16)

防雷的基本措施有哪些？請簡要說明。

17)

電容器在直配電機防雷保護中的主要作用是什么?

18)

感應過電壓是怎么產生的？請介紹簡單的計算公式。

19)

簡述避雷針的保護原理和單根保護范圍的計算。

第九章

內部過電壓

第十章

電力系統絕緣配合一、選擇題

1)

空載線路合閘的時候，可能產生的最大過電壓為______。

A．1.5

B．2

C．3

D.4

2)

在110kV～220kV系統中，為絕緣配合許可的相對地操作過電壓的倍數為______。

A．4.0倍

B．3.5倍

C．3.0倍

D2.75倍

3)

空載線路合閘過電壓的影響因素有______。

A．合閘相位

B．線路損耗

C．線路上殘壓的變化

D．單相自動重合閘

4)

以下屬于操作過電壓的是______。

A．工頻電壓升高

B．電弧接地過電壓

C．變電所侵入波過電壓

D．鐵磁諧振過電壓

二、填空題

5)

在中性點非直接接地系統中，主要的操作過電壓是______。

6)

對于220kV及以下系統，通常設備的絕緣結構設計允許承受可能出現的______倍的操作過電壓。

7)

三相斷路器合閘時總存在一定程度的不同期，而這將加大過電壓幅值，因而在超高壓系統中多采用______。

8)

要想避免切空線過電壓，最根本的措施就是要______。

9)

目前切空變過電壓的主要限制措施是采用______。

10)

工頻耐受電壓的確定，通常是通過比較______和______的等值工頻耐受電壓來完成的。

11)

在污穢地區或操作過電壓被限制到較低數值的情況下，線路絕緣水平主要由______來決定。

12)

設變壓器的激磁電感和對地雜散電容為100mH和1000pF，則當切除該空載變壓器時，設在電壓為l00kV、電流為10A時切斷，則變壓器上可能承受的最高電壓為______。

三、計算問答題

13)

簡述電力系統中操作過電壓的種類及其產生過程。

14)

試說明電力系統中限制操作過電壓的措施。

15)

為什么在斷路器的主觸頭上并聯電阻有利于限制切除空載長線時的過電壓？

16)

簡述絕緣配合的原則和基本方法。

第一章

氣體放電的基本物理過程

一、選擇題

1、B2、C3、A4、C5、B6、D7、C8、A

二、填空題

9、答案：輝光放電、電暈放電、刷狀放電、火花放電、電弧放電

10、極小（最低）

11、提高

12、光電離

13、棒－棒

14、擴散

15、改善(電極附近)電場分布

16、固體介質17、101.318、低19、20、增加

三、計算問答題

21、當外施電壓足夠高時，一個電子從陰極出發向陽極運動，由于碰撞游離形成電子崩，則到達陽極并進入陽極的電子數為eas個(α為一個電子在電場作用下移動單位行程所發生的碰撞游離數；s為間隙距離)。因碰撞游離而產生的新的電子數或正離子數為(eas-1)個。這些正離子在電場作用下向陰極運動，并撞擊陰極．若1個正離子撞擊陰極能從陰極表面釋放r個(r為正離子的表面游離系數)有效電子，則(eas-1)個正離子撞擊陰極表面時，至少能從陰極表面釋放出一個有效電子，以彌補原來那個產生電子崩并進入陽極的電子，則放電達到自持放電。即湯遜理論的自持放電條件可表達為r(eas-1)=1。

22、（1）當棒具有正極性時，間隙中出現的電子向棒運動，進入強電場區，開始引起電離現象而形成電子崩。隨著電壓的逐漸上升，到放電達到自持、爆發電暈之前，在間隙中形成相當多的電子崩。當電子崩達到棒極后，其中的電子就進入棒極，而正離子仍留在空間，相對來說緩慢地向板極移動。于是在棒極附近，積聚起正空間電荷，從而減少了緊貼棒極附近的電場，而略為加強了外部空間的電場。這樣，棒極附近的電場被削弱，難以造成流柱，這就使得自持放電也即電暈放電難以形成。

（2）當棒具有負極性時，陰極表面形成的電子立即進入強電場區，造成電子崩。當電子崩中的電子離開強電場區后，電子就不再能引起電離，而以越來越慢的速度向陽極運動。一部份電子直接消失于陽極，其余的可為氧原子所吸附形成負離子。電子崩中的正離子逐漸向棒極運動而消失于棒極，但由于其運動速度較慢，所以在棒極附近總是存在著正空間電荷。結果在棒極附近出現了比較集中的正空間電荷，而在其后則是非常分散的負空間電荷。負空間電荷由于濃度小，對外電場的影響不大，而正空間電荷將使電場畸變。棒極附近的電場得到增強，因而自持放電條件易于得到滿足、易于轉入流柱而形成電暈放電。

23、（1）電場分布情況和作用電壓波形的影響

（2）電介質材料的影響

（3）氣體條件的影響

（4）雨水的影響

24、查《高電壓工程》52頁圖2-24曲線4可知，距離為4m的棒-極間隙，其標準參考大氣條件下的正極性50%操作沖擊擊穿電壓=1300kV

查《高電壓工程》65頁圖3-2可得空氣絕對濕度。從而再由圖3-1求得參數。求得參數=1300/（500×4×0.95×1.1）=0.62，于是由圖3-3得指數。

空氣密度校正因數

濕度校正因數

所以在這種大氣條件下，距離為4m的棒-極間隙的正極性50%操作沖擊擊穿電壓為

25、查《高電壓工程》附錄A中的表A-2，亦即GB311.1-1997的規定可知，35kV母線支柱絕緣子的1min干工頻耐受電壓應為100kV，則可算出制造廠在平原地區進行出廠1min干工頻耐受電壓試驗時，其耐受電壓U應為

第二章

氣體介質的電氣強度

一、選擇題

1、D2、B3、A4、C5、A

二、填空題6、250/25007、空間電荷

8、先導、主放電、余光

9、增大

三、計算問答題

10、保護設備的伏秒特性應始終低于被保護設備的伏秒特性。這樣，當有一過電壓作用于兩設備時，總是保護設備先擊穿，進而限制了過電壓幅值，保護了被保護設備

11、此球形電極與四周墻壁大致等距離，可按照上述的同心球電極結構來考慮。變壓器的球電極為同心球的內電極，四周墻壁為同心球的外電極。

按題意須保證點要求升壓到1000kV（有效值）時，球電極表面最大場強小于球電極的電暈起始場強，即保證

將U=1414V峰值，R=500cm，代入此不等式，算得r=60cm時球電極表面最大場強=26.7kV/cm，小于同心球內電極的電暈起始場強=27.1

kV/cm。球電極的起始電暈電壓=1012kV＞1000kV。

因此，在這種距離四周墻壁僅5m的空間尺寸下，球電極的直徑應達120cm才能保證當變壓器升壓到1000kV額定電壓時球電極不發生電暈放電。

12、（1）由于含有鹵族元素，這些氣體具有很強的電負性，氣體分子容易和電子結合成為負離子，從而削弱了電子的碰撞電離能力，同時又加強了復合過程。

（2）這些氣體的分子量都比較大，分子直徑較大，使得電子在其中的自由行程縮短，不易積聚能量，從而減少了碰撞電離的能力。

（3）電子在和這些氣體的分子相遇時，還易引起分子發生極化等過程，增加能量損失，從而減弱碰撞電離的能力。

第三章

液體和固體介質的電氣特性

一、選擇題

1、A,B,C,D,E,F

I

H,G2、B

E

二、填空題

3、能在其中建立靜電場的物質

非極性（弱極性）電介質

偶極性電介質

離子性電介質

4、電子位移極化

離子位移極化

轉向極化

介質界面極化

空間電荷極化

5、交流下的介質損耗

6、雜質

溫度

電壓作用時間

電場均勻程度

壓力

7、電擊穿

熱擊穿

電化學擊穿

8、氣體

油紙

氣體電介質的相對介電常數接近1，極化率極小，氣體電介質的損耗就是電導損耗，當電場強度小于使氣體分子電離所需要值時，氣體介質損耗很小，所以標準電容器采用氣體絕緣。

而電力電容器采用油紙絕緣是因為油紙絕緣具有優良的電氣性能，干紙和純油組合后，油填充了紙中薄弱點的空氣隙，紙在油中又起了屏障作用，使總體的耐電強度提高很多。

9、差別很大

差別很小

沖擊擊穿電壓作用時間太短，雜質來不及形成橋

10、不均勻場強處擾動大，雜質不易形成橋

11、溫度

介質經受熱作用時間

12、減小

先增加后減小

13、電子碰撞電離理論

氣泡擊穿理論

14、電壓作用時間

電場均勻程度

溫度

累積效應

受潮程度

三、計算問答題

15、答：因為直流電壓作用下的介質損失僅有漏導損失，而交流作用下的介質損失不僅有漏導損失還有極化損失。所以在直流電壓下，更容易測量出泄漏電流。

第四章

電氣設備絕緣預防性試驗

一、選擇題

1、ADEG

BCFH

二、填空題

2、邏輯診斷

模糊診斷

統計診斷

3、較高

較慢

較低

較快

4、微安表直讀法

光電法

光電法

安全，可靠，準確度高

5、絕緣油的氣相色譜分析

超聲波探測法

脈沖電流法

6、視在放電量

三電容模型里總電容上的放電量

7、串聯法

并聯法

并聯法

防止試樣上很大的放電電流通過阻抗Z8、直流

交流

雷電過電壓

操作沖擊波

三、計算問答題

9、答：正接法一般應用于實驗室內的測試材料及小設備，實現樣品的對地絕緣。

實際上，絕大多數電氣設備的金屬外殼是直接放在接地底座上的，換句話說，就是試品的一極是固定接地的，這時就要用反接法。

10、（過程略）

第五章

絕緣的高壓試驗

一、選擇題

1、ABCD2、ABC3、A4、B5、B6、ACD7、ABC8、ABCD

二、填空題

9、高電壓試驗變壓器10、11、使幾臺變壓器高壓繞組的電壓相疊加12、3～413、14、穩態性的電壓升高

瞬態性的電壓升高

15、沖擊電壓發生器產生長波前操作波時效率低，而且火花間隙中容易出現熄弧現象

16、被試品施加正、負極性沖擊全波試驗電壓各15次，相鄰兩次沖擊時間間隔應不小于1min17、吸收功率極小；外界電場對表的影響嚴重，不宜用于有風的環境。

28、電容器并聯充電，串聯放電29、20、研究雷閃電流對絕緣材料和結構以及防雷裝置的熱能或電動力的破壞作用。

21、分流器和羅戈夫斯基線圈

22、球隙法，分壓器－峰值電壓表法，分壓器－示波器法，光電測量法。

23、球面的塵污和球隙間空氣游離不充分。

24、電阻分壓器、電容分壓器、串聯阻容分壓器、微分積分系統

25、屏蔽環

三、計算問答題

26、解：幅值誤差

相角誤差

熱耗的功率值

27、由于氣體介質基本上無損耗，接近于理想介質，所以由它構成的電容器的電容量不受作用電壓的影響，準確而穩定。這種電容器有良好的屏蔽，有無暈的電極，電容值不受周圍環境的影響。

28、國際電工委員會規定不低于0.5mA。一般選擇在0.5mA～2mA之間。

29、根據《規程》，35kV電力變壓器的試驗電壓為

因為電力變壓器的絕緣性能基本上不受周圍大氣條件的影響，所以保護球隙的實際放電電壓應為

若取

也就是說，球隙的實際放電電壓等于106.9kV(最大值）。因為球隙的放電電壓與球極直徑和球隙距離之間關系是在標準大氣狀態下得到的，所以應當把實際放電電壓換算到標準大氣狀態下的放電電壓U0

即

查球隙的工頻放電電壓表，若選取球極直徑為10cm，則球隙距離為4cm時，在標準大氣狀態下的放電電壓為105kV(最大值）。而在試驗大氣狀態下的放電電壓為

30、試驗變壓器高壓側電流和額定容量都主要取決于被試品的電容。

31、利用氣體放電測量交流高電壓，例如靜電電壓表；利用靜電力測量交流高電壓，例如靜電電壓表；利用整流電容電流測量交流高電壓，例如峰值電壓表；利用整流充電電壓測量交流高電壓，例如峰值電壓表。

32、因為對地雜散電容引起容易高頻振蕩，產生沖擊過電壓。

33、解：

解得

Rf＝103Ω

Rt=3179.5Ω

34、第一類：電流從零值以較短的時間上升到峰值，然后以近似指數規律或強阻尼正弦波形下降到零。第二類沖擊電流波形近似為方波。

35、第一類波形，中國和IEC標準規定了4種該類沖擊波，即1μs/20μs，4μs/10μs,8μs/20μs和30μs/80μs沖擊電流波。第二類規定的沖擊電流波形峰值持續時間規定為500μs，1000μs，2000μs，或者2000μs與3200μs之間。

36、由一組高壓大電容量的電容器，先通過直流高壓并聯充電，充電時間為幾十秒到幾分；然后通過觸發球隙的擊穿，并聯地對試品放電，從而在試品上流過沖擊大電流。

37、球隙的沖擊放電電壓是有分散性的，球隙的50％放電電壓是指在此電壓作用下，相應的球間隙距離的放電概率為50％

38、標準規定：對于認可的沖擊電壓測量系統，在測量波前時間為Tf的雷電標準沖擊電壓時，它的過沖β和部分階躍響應時間Tα

與Tf的比值，應處在圖9-13中的剖面線所劃的范圍以內。測量波前截斷波時，除了要滿足這一要求外，還規定了實驗階躍響應時間TN和部分響應時間Tα應滿足另一附加要求。即。當考慮測量雷電沖擊電壓時，要求它的部分響應時間，而且實驗響應時間。當考慮測量雷電沖擊電壓波前截波時，要求，而。

39、測量用的射頻同軸電纜外皮中通過的瞬態電流引起的干擾，間隙放電時產生的空間電磁輻射，儀器電源線引入的干擾

40、改善接地回線；實驗室采用全屏蔽；專為應用于高壓測試中的通用數字示波器及其附屬設備建一小屏蔽室或屏蔽盒；分壓器應置于緊靠集中接地極的地點，并以最短的連線相接；由分壓器到測量儀器敷設寬度較大的金屬板或金屬帶作為接地連線；測量電纜采取兩端匹配的接線方式；測量電纜長度應盡可能短；采用雙屏蔽同軸電纜，或在單屏蔽同軸電纜外再套一金屬管，甚至在雙屏蔽同軸電纜外再套金屬管；在測量電纜上加設共模抑制器；提高傳遞信號環節的信噪比。

41、答：第一個半波持續的時間取決于鐵心飽和出現的時刻，也就是取決于飽和磁通量和初始磁通量的差值。理論上說，做了第一次操作波試驗后，鐵心上會留下同向剩磁，在做第二次同極性操作波試驗時，波長會有所縮短。

42、答：電路的隨級數n的平方倍關系上升，隨n的立方倍關系上升。當級數n超過一定值時，再增加n也無助于輸出電壓的增加，而元件數量和整個結構高度去會隨n而正比上升。

第六章

輸電線路和繞組中的波過程

一、選擇題

1、A2、C3、B

二、填空題4、3×m/s5、單位長度電感和電容

6、提高一倍

7、導線電阻和線路對地電導

大地電阻和地中電流等值深度的影響

沖擊電暈的影響

8、－1≤β≤1

三、計算問答題

9、當波沿傳輸線路傳播，遇到線路參數發生突變，即有波阻抗發生突變的節點時，會在波阻抗發生突變的節點上產生折射與反射。

10、（1）波阻抗表示同一方向的電壓波與電流波的比值，電磁波通過波阻抗為Z的導線時，能量以電能、磁能的方式儲存在周圍介質中，而不是被消耗掉。（2）若導線上前行波與反行波同時存在時，則導線上總電壓與總電流的比值不再等于波阻抗（3）波阻抗Z的數值只取決于導線單位長度的電感和電容，與線路長度無關。（4）為了區別不同方向的流動波，波阻抗有正、負號。

11、在計算線路中一點的電壓時，可以將分布電路等值為集中參數電路：線路的波阻抗用數值相等的電阻來代替，把入射波的2倍作為等值電壓源。這就是計算節點電壓的等值電路法則，也稱彼得遜法則。

利用這一法則，可以把分布參數電路中波過程的許多問題簡化成一些集中參數電路的暫態計算。但必須注意，如果Z1,Z2是有限長度線路的波阻抗，則上述等值電路只適用于在Z1，Z2端部的反射波尚未回到節點以前的時間內。

第七章

雷電放電及防雷保護裝置

第八章

電力系統防雷保護

一、選擇題

1、A2、A3、C4、B5、AB

二、填空題

6、每雷暴日中每平方公里地面內落雷的次數7、8、降低接地電阻9、15～4010、15°

11、耐雷水平和雷擊跳閘率

12、雷電沖擊水平

13、反擊14、3m15、5

三、計算問答題

16、基本措施是設置避雷針、避雷線、避雷器和接地裝置。避雷針（線）可以防止雷電直接擊中被保護物體，稱為直擊雷保護；避雷器可以防止沿輸電線侵入變電所的雷電沖擊波，稱為侵入波保護；接地裝置的作用是減少避雷針（線）或避雷器與大地之間的電阻值，達到降低雷電沖擊電壓幅值的目的。

17、用是限制侵入波陡度，和降低感應雷過電壓。

18、對地放電過程中，放電通道周圍的空間電磁場將發生急劇變化。因而當雷擊輸電線附近的地面時，雖未直擊導線，由于雷電過程引起周圍電磁場的突變，也會在導線上感應出一個高電壓來，這就是感應過電壓，它包含靜電感應和電磁感應兩個分量，一般以靜電感應分量為主。

設地面雷擊點距輸電線路正下方的水平距離為S，一般當S超過65m時，規程規定，導線上感應過電壓的幅值可按下式計算：kV，其中，I為雷電流幅值，單位為kA；S為地面雷擊點距線路的水平距離，單位為m；h為導線平均對地高度，單位為m。

19、避雷針的保護原理是當雷云放電時使地面電場畸變，在避雷針的頂端形成局部場強集中的空間，以影響雷閃先導放電的發展方向，使雷閃對避雷針放電，再經過接地裝置將雷電流引入大地，從而使被保護物體免遭雷擊。避雷針的保護范圍使指被保護物體再此空間范圍內不致遭受直接雷擊。對于單根避雷針的保護范圍，有計算公式：

式中，的單位均為m。p是避雷針的高度影響系數，時，p＝1；時，；時按照120m計算。

第九章

內部過電壓

第十章

電力系統絕緣配合一、選擇題

1、C2、C3、ABCD4、B

二、填空題

5、弧光接地過電壓6、3～47、單相重合閘

8、改進斷路器的滅弧性能

9、采用閥型避雷器

10、雷擊沖擊耐受電壓和操作沖擊耐受電壓

11、最大工作電壓

12、kV

三、計算問答題

13、（1）空載線路合閘過電壓

：包括正常空載線路合閘過電壓和重合閘過電壓

（2）切除空載線路過電壓

（3）切除空載變壓器過電壓

（4）操作過電壓的限制措施

14、（1）利用斷路器并聯電阻限制分合閘過電壓：1、利用并聯電阻限制合空線過電壓2、利用并聯電阻限制切空線過電壓

（2）利用避雷器限制操作過電壓

15、如圖所示，切除空載長線時，主觸頭S1首先斷開，而電阻R和輔助觸頭S2并未開斷，因此線路上的殘余電荷通過電阻R釋放，電阻R能掏振蕩，這時主觸頭兩端的電壓僅為R上的壓降。然后輔助觸頭S2開斷，線路上的殘壓已較低，輔助觸頭S2上的恢復電壓也較低，所以斷路器兩端不容易發生電弧重燃，也就不至于形成很高的過電壓。

16、原則：所謂絕緣配合就是根據設備在系統中可能承受的各種電壓，并考慮限壓裝置的特性和設備的絕緣特性來確定必要的耐受強度，以便把作用于設備上的各種電壓電壓所引起的絕緣損壞和影響連續運行的概率，降低到在經濟和運行上能接受的水平。這就要求在技術上處理好各種電壓、各種限制措施和設備承受能力之間的配合關系，以及經濟上協調設備投資費、運行維護費和事故損失費三者之間的關系。這樣，既不因絕緣水平取得過高使設備尺寸過大，造價太貴，造成不必要的浪費；也不會由于絕緣水平取的太低，雖然一時節省了設備造價，但增加了運行中的事故率，導致停電損失和維護費用大增，最終不僅造成經濟上更大的浪費，而且造成供電可靠性的下降。

絕緣配合的基本方法

（1）慣用法：按作用于絕緣上的最大過電壓和最小絕緣強度的概念來配合的，即首先確定設備上可能出現的最危險的過電壓；然后根據經驗乘上一個考慮各種因素的影響和一定裕度的系數，從而決定絕緣應耐受的電壓水平。

（2）統計法：統計法是根據過電壓幅值和絕緣的耐電強度都是隨機變量的實際情況，在已知過電壓幅值和絕緣閃絡電壓的概率分布后，用計算的方法求出絕緣閃絡的概率和線路的跳閘率，在進行了技術經濟比較的基礎上，正確地確定絕緣水平。

第五篇：《高電壓技術》課程教學大綱選修

《高電壓技術》課程教學大綱

學分：3 總學時：54 理論學時：54 面向專業：電氣工程及自動化 大綱執筆人：趙法起 大綱審定人：李有安 課程編號：

一、說明

1.課程的性質、地位和任務

《高電壓技術》是電氣類專業的一門專業選修課，是一門理論性和實踐性都很強的課程。本課程的任務是使學生了解和掌握電氣設備在高電壓作用下絕緣電氣性能的基本知識和高電壓試驗的基本技術；了解和掌握過電壓的基本理論和過電壓的保護方法，為今后從事高電壓工程領域的研究和技術工作打下必要的專業基礎。

2.課程教學的基本要求 先修課程：《電路》、《模擬電子電路》、《電機學》、《電磁場》、《電氣設備》、《電力系統分析》等。

本課程在教學過程中應注意聯系生產實踐中具體設備講解概念和基本理論，培養學生的自學能力、分析和解決問題能力及實踐能力。

教學方法上以傳統講授與多媒體教學手段相結合，以“少而精”為原則，重點介紹高電壓技術中的基本物理過程、現象和試驗方法，不過多地介紹煩瑣的公式推導和試驗步驟。開展電子課件的研制，演示放電過程、波過程、內過電壓和外過電壓的形成過程。適當介紹利用計算機進行過電壓計算的方法。

本課程的教學環節包括：課堂講授、習題課、課外作業等。通過本課程各個教學環節的學習，重點培養學生工程應用能力的提高。

3.課程教學改革

總體設想：為解決授課學時少授課內容多的矛盾，在有限的教學時間里較好的完成授課任務，必須做到重點突出、精講多練，盡量使用現代教學手段如多媒體教學等，在增加信息量的前提下也能保證教學質量。采用啟發式教學，培養學生的自學能力。課堂上增加討論，調動學生的學習興趣，以及學習的主觀能動性。

二、教學大綱內容

第一章

氣體放電的基本物理過程（講課6學時）§1-1 帶電粒子的產生和消失

氣體中帶電粒子的產生及其遷移率和擴散，正離子和負離子的產生和消失。§1-2 電子崩

電子崩產生的原因及其運動規律 §1-3 自持放電條件

推倒自持放電的條件：γ（e(ad)-1）=1,及放電特性 §1-4 氣體放電的流注理論

空間電荷，空間光電離對氣體放電的影響，解釋高電壓下的放電現象。§1-5 不均勻電場中的放電過程

稍不均勻電場和極不均勻電場放電特性，電暈放電現象 §1-6 放電時間和沖擊電壓下的氣隙擊穿

總的放電時間的求解T1+Ts+Tf, 沖擊電壓波形標準化和擊穿特性 §1-7 沿面放電和污閃事故

沿面放電和污閃事故的特性與特點及防范措施，固體介質和絕緣子為例 學習要求：了解氣體放電的一般現象和概念；理解持續電壓作用下均勻電場氣體放電理論、不均勻電場中的氣體放電特性；理解沖擊電壓下的氣體放電特性；了解大氣條件對氣隙擊穿電壓的影響，掌握提高氣隙擊穿電壓的具體措施；理解沿面放電的概念，掌握提高干閃、濕閃、污閃放電電壓的方法。

重點難點：解釋高電壓下的氣體放電現象，電暈放電現象。思考題：如何有效的防止沿面放電和污閃事故發生？ 第二章

氣體介質的電氣強度（講課4學時）§2-1 均勻和不均勻電場氣隙的擊穿特征

擊穿放電外特性與形成的電場大小及形狀計算范圍 §2-2 極不均勻電場氣隙的擊穿特征

直流電，工頻交流，雷擊電壓，操作電壓形成的擊穿特征 §2-3 大氣條件對氣隙的擊穿特性的影響及其校正 對空氣密度，對濕度，對海拔的三方校正 §2-4 提高氣體介質電氣強度的方法

改變電極的形狀，利用空間電荷，采用屏蔽，采用高氣壓，采用高電氣強度氣體，采用真高空提高氣體介質電氣強度的方法

§2-5 六氟化硫和氣體絕緣電氣設備

六氟化硫的絕緣特性及其混合氣體，氣體絕緣設備特性

重點難點：直流電，工頻交流，雷擊電壓，操作電壓形成的擊穿特點

思考題：六氟化硫的絕緣特性及其混合氣體可應用與那些場合？ 第三章 液體和固體介質的電氣特征（講課6學時）§3-1 液體和固體介質的極化，電導和耗損

電子式極化，離子式極化，偶極子極化，電導計算，損耗計算，夾層極化 §3-2 液體介質的擊穿

純凈液體介質幾穿理論，工程變壓器油擊穿理論及防范措施 §3-3 固體介質的擊穿

電擊穿理論，熱擊穿理論，電化學擊穿理論及影響因素溫度，均勻度，時間 §3-4 組合絕緣的電氣強度

油屏蔽式絕緣，油紙絕緣，組合絕緣中的電場 學習要求：

重點難點： 電擊穿理論，熱擊穿理論，電化學擊穿理論 思考題：工程變壓器油擊穿理論及防范措施措施有那些？ 第四章

電氣設備絕緣預防性試驗（講課6學時）§4-1 絕緣的老化

熱老化，電老化，其他老化方式

§4-2 絕緣電阻，吸收化和泄漏電流的測量

雙層電介質的吸收現象，絕緣電阻的測量，漏電流測量，吸收比測量 §4-3 介質損耗角正切的測量 西林電橋測量，測量中的影響因素，電場，濕度，溫度，電容 §4-4 局部放電的測量

非電檢測，光檢測，噪聲檢測，化學分析，脈沖電流法測量 §4-5 電壓分布的測量 學習要求：理解電介質的極化、電導和損耗的概念；了解液體和固體介質的擊擊穿理論，掌握提高液體和固體介質擊穿電壓的措施；了解局部放電的概念和改善措施；理解多層絕緣的電壓分布和電場分布；了解電介質在高電壓作用下的累積效應和其他性能。

重點難點：電介質的極化、電導和損耗的概念，提高液體和固體介質擊穿電壓的措施。思考題：在進行這些實驗時應注意哪些問題？ 第五章

絕緣的高壓試驗（講課8學時）§5-1 工頻高電壓試驗

高電壓實驗變壓器，變壓器串級裝置，基本接線 §5-2 直流高電壓試驗

直流高電壓產生高壓整流，倍壓整流，串級直流，及實驗范圍 §5-3 沖擊高電壓試驗

沖擊高電壓發生器，充電放電過程，操作沖擊高電壓發生，實驗方法 §5-4 高電壓測量技術

高壓靜電電壓表，峰值電壓表，球系測壓器，高壓分壓氣

學習要求：理解電氣設備絕緣電阻和吸收比或極化指數測量、泄漏電流測量、介質損耗角正切值tg?測量、局部放電測量、絕緣油試驗等非破壞性試驗的原理和方法；了解破壞性試驗的試驗設備，掌握交流和直流高電壓的測量方法。

重點難點：電氣設備絕緣電阻和吸收比或極化指數測量、泄漏電流測量、介質損耗角正切值tg?測量、局部放電測量、絕緣油試驗等非破壞性試驗的原理和方法；交流和直流高電壓的測量方法。

思考題：絕緣的高壓試驗對于那些設備要進行測試？ 第六章

輸電線路和繞組中的波過程（講課6學時）§6-1 波沿均勻無損單導線的傳播

線路方程及解，波速和波阻抗，單導線波過程 §6-2 行波的折射和反射

折射系數和反射系數，特殊情況的波過程，集中參數等值電路 §6-3 行波的多次折和反射 折射和反射計算及過程分析 §6-4 波在多導線系統中的傳播 分析波過程方程組

學習要求：理解單根無損導線中行波波動方程及其解的物理意義、行波的折射與反射；理解行波通過串聯電感和并聯電容時電壓波時間和空間陡度的變化；了解變壓器繞組中的波過程。

重點難點：行波的折射和反射，波沿均勻無損單導線的傳播 思考題：線路方程及解的確定方法？

第七章 雷電放電及防雷保護（講課8學時）§7-1 雷電放電和雷電過電壓

雷云形成，雷電放電，雷電參數雷電過電壓形成 §7-2 防雷保護裝置

避雷針，避雷線，避雷范圍，保護間隙和各式避雷器 §7-3 架空輸電線路防雷保護

輸電線路耐雷性能指標，線路雷害事故過程幾防范措施，耐雷性能計算 §7-4 變電所的防雷保護

直擊雷防護，閥式避雷器保護作用，進線段保護，防雷接線 §7-5 旋轉電機的防雷保護

旋轉電機的防雷保護特點，措施，接線

學習要求：了解雷電放電過程和雷電參數；理解避雷針（線）和避雷器的工作原理；理解輸電線路感應雷過電壓和雷擊桿塔塔頂時導線的過電壓及耐雷水平，掌握提高線路耐雷水平的措施和輸電線路防雷的基本原則和具體措施；掌握變電所及進線保護段的防雷措施、變壓器與旋轉電機防雷措施。

重點難點：避雷針（線）和避雷器的工作原理；提高線路耐雷水平的措施和輸電線路防雷的基本原則和具體措施；變電所及進線保護段的防雷措施、變壓器與旋轉電機防雷措施。

思考題：避雷針，避雷線，避雷范圍，保護間隙和各式避雷器的應用場合？防雷保護措施，接線？

第八章

內部過電壓（講課8學時）§8-1 切斷空載線路過電壓

采用分布參數分析過程，避免過電壓的方法，采用不重燃斷路器 §8-2 空載線路過合閘電壓

空載線路過合閘過電壓的形成，影響因素和限制措施 §8-3 切除空載變壓器過電壓

采用等值電路分析形成過程，影響因素和限制措施 §8-4 斷續電弧接地過電壓

分析形成過程，影響因素和限制措施，中性點接地，接消弧線圈 §8-5 工頻電壓升高

空載長線的電容影響，不對稱短路，甩負荷造成的過電壓 §8-6 諧振過電壓

線性諧振，參數諧振，鐵磁諧振形成的過電壓

學習要求：了解內過電壓的分類；理解工頻電壓升高產生的原因；理解切/合空載線路（電容）過電壓、切空載變壓器過電壓、間歇電弧接地過電壓產生的原因限制措施；了解諧振過電壓產生的原因。

重點難點：內部過電壓的種類

思考題：中性點接地，接消弧線圈如何避免內部過電壓？

第九章

電力系統絕緣配合（講課2學時）§9-1 絕緣配合基本概念

架空線與變電所，多級配合，兩極配合，統計法配合 §9-2 中性點接地方式對絕緣水平的影響

最大長期工作電壓，雷電過電壓，內部過電壓 §9-3 絕緣配合慣用法

雷電過電壓，操作過電壓下的絕緣配合，工頻絕緣水平確定 §9-4 架空輸電線路的絕緣配合

絕緣自串的選擇，空間間距的選擇絕緣配合應用

學習要求：了解絕緣配合的基本概念與原則；了解線路及設備等絕緣水平的確定。重點難點：中性點接地方式對絕緣水平的影響 思考題：電力系統絕緣配合是依靠的原則是甚么？

三、考核方式、方法

本課程成績考核方式均為考試，學期總評成績的評定方法：平時成績（包括實驗成績、作業成績、出勤聽課情況等）占總評成績的30%； 期末考試成績占總評成績的70%；考試形式采用閉卷筆試，題型有：填空、選擇題、問答題、繪圖題、計算題。

四、建議教材及教學參考書

《高電壓工程》/邱毓昌——西安交通大學出版社，1995 《高電壓技術》/重慶大學——電力工業出版社，1981 《高電壓工程》/（美）庫費爾（E.Kuffel）,（美）阿卜杜勒（M.Abdullah）著；繆始森譯，水利電力出版社，1984 《高電壓技術》/唐興怍——重慶大學出版社，1991 《高電壓技術》/周澤存——水利電力出版社，1988 《高電壓技術》/張一塵——中國電力出版社，2000 《高電壓技術》/趙智大——中國電力出版社，1999年