【正文】 一臺(tái)測(cè)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(duì)地雜散電容為 1000pF，求由雜散電容引起的峰值和相位測(cè)量誤差，以及在額定測(cè)量電壓下熱耗的功率值。 27) 壓充電標(biāo)準(zhǔn)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(shí)做工頻耐壓試驗(yàn)，應(yīng)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(yàn)變壓器的額定電壓和額定容量？設(shè)一被試品的電容量為 4000pF，所加的試驗(yàn)電壓有效值為 400kV，試求進(jìn)行這一工頻耐壓試驗(yàn)時(shí)流過試品的電流和該試驗(yàn)變壓器的輸出功率。 31) 高壓實(shí)驗(yàn)室中被用來測(cè)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(fā)生器動(dòng)作原理時(shí)，為什么必須強(qiáng)調(diào)裝置對(duì)地雜散電容所起的作用？ 33) 某沖擊電壓發(fā)生器的等效電路如圖 813 所示。已知 C1 為 20nF， C2 為 2nF，阻尼電阻 Rd 為 100Ω ,若要獲得標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊波形，設(shè)暫不計(jì) L的影響，請(qǐng)用近似公式計(jì)算 Rf,Rt 。 34) 沖擊電流波形有哪兩類？ 35) 對(duì)兩類沖擊波，中國(guó)和 IEC 標(biāo)準(zhǔn)怎么規(guī)定的？ 36) 簡(jiǎn)述沖擊電流發(fā)生器的基本原理。 5??P 27t? 7 37) 名詞解釋： 50％放電電壓 38) 簡(jiǎn)述對(duì)沖擊電壓測(cè)量系統(tǒng)響應(yīng)特性的要求。 39) 測(cè)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(jiǎn)述高電壓試驗(yàn)時(shí)的抗干擾措施。 41) 利用試驗(yàn)變壓器產(chǎn)生操作沖擊電壓波以及電力變壓器進(jìn)行感應(yīng)操作沖擊電壓波試驗(yàn)時(shí)，為什么波長(zhǎng)時(shí)間 TZ與鐵心中的起始磁通量 0? 和鐵心的飽和磁通量 s? 相關(guān)？ 42) 串級(jí)倍壓直流高壓裝置的串級(jí)數(shù)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(dāng)末端短路時(shí)，以下關(guān)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(duì)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(duì)于電源來說波阻抗與電阻是等效的 C． 線路越長(zhǎng)，波阻抗越大 D． 波阻抗的大小與線路的幾何尺寸有關(guān) 3) 減少絕緣介質(zhì)的介電常數(shù) 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(guān)，與線路長(zhǎng)度無關(guān)。 6) 在末端開路的情況下，波發(fā)生反射后，導(dǎo)線上的電壓會(huì) ______。 7) 波傳輸時(shí)，發(fā)生衰減的主要原因是 ______、 ______、 ______。 8) Z Z2 兩不同波阻抗的長(zhǎng)線相連于 A 點(diǎn)，行波在 A 點(diǎn)將發(fā)生折射與反射，反射系數(shù)的 β 取值范圍為 ______。 三、計(jì)算問答題 9) 簡(jiǎn)述波傳播過程的反射 和折射。 10) 波阻抗與集中參數(shù)電阻本質(zhì)上有什么不同？ 11) 彼得遜法則的內(nèi)容、應(yīng)用和需注意的地方。 8 第七章 雷電放電及防雷保護(hù)裝置 第八章 電力系統(tǒng)防雷保護(hù) 一、選擇題 1) 根據(jù)我國(guó)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)， 220kV 線路的繞擊耐雷水平是 ______。 A． 12kA B． 16kA C． 80kA 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(duì)于 500kV 線路，一半懸掛的瓷絕緣子片數(shù)為 ______。 A． 24 B． 26 C． 28 4) 接地裝置按工作特點(diǎn)可分為工作接地、保護(hù)接地和防雷接地。保護(hù)接地的電阻值對(duì)高壓設(shè)備約為 ______ A． ～ 5? B． 1～ 10? C． 10～ 100? D 小于 1? 5) 在放電廠和變電站中，對(duì)直擊雷的保護(hù)通常采用哪幾種方式？ A． 避雷針 B． 避雷線 C． 并聯(lián)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(nèi)，在我國(guó)防雷設(shè)計(jì)中，通常建議采用 ______長(zhǎng)度的雷電流波頭長(zhǎng)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(dòng)地區(qū)是指該地區(qū)一年中聽到雷閃放電的天數(shù) Td 范圍為 ______。 10) 對(duì)于 500kV 的高壓輸電線路，避雷線的保護(hù)角 ? 一般不大于 ______。 11) 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。 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(shè)在配電裝置構(gòu)架上時(shí)，避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)到變壓器接地線與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)之間的距離不得小于 ______m。 15) 我國(guó) 35~220kV 電網(wǎng)的電氣設(shè)備絕緣水平是以避雷器 ______kA 下的殘壓作為絕緣配合的設(shè)計(jì)依據(jù)。 三、計(jì)算問答題 16) 防雷的基本措施有哪些？請(qǐng)簡(jiǎn)要說明。 9 17) 電容器在直配電機(jī)防雷保護(hù)中的主要作用是什么 ? 18) 感應(yīng)過電壓是怎么產(chǎn)生的？請(qǐng)介紹簡(jiǎn)單的計(jì)算公式。 19) 簡(jiǎn)述避雷針的保護(hù)原理和單根保護(hù)范圍的計(jì)算。 第九章 內(nèi)部過電壓 第十章 電力系統(tǒng)絕緣配合 一、選擇題 1) 空載線 路合閘的時(shí)候，可能產(chǎn)生的最大過電壓為 ______。 A． mE B． 2 mE C． 3 mE mE 2) 在 110kV～ 220kV 系統(tǒng)中，為絕緣配合許可的相對(duì)地操作過電壓的倍數(shù)為 ______。 A． 倍 B． 倍 C． 倍 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(dòng)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(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中，主要的操作過電壓是 ______。 6) 對(duì)于 220kV 及以下系統(tǒng)，通常設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)允許承受可能出現(xiàn)的 ______倍的操作過電壓。 7) 三相斷路器合閘時(shí)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(tǒng)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(qū)或操作過電壓被限制到較低數(shù)值的情況下，線路絕緣水平主要由 ______來決定。 12) 設(shè)變壓器的激磁電感和對(duì)地雜散電容為 100mH 和 1000pF，則當(dāng)切除該空載變壓器時(shí)，設(shè)在電壓為 l00kV、電流為 10A 時(shí)切斷，則變壓器上可能承受的最高電壓為 ______。 三、計(jì)算問答題 13) 簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)中操作過電壓的種類及其產(chǎn)生過程。 14) 試說明電力系統(tǒng)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(lián)電阻有利于限制切除空載長(zhǎng)線時(shí)的過電壓？ 16) 簡(jiǎn)述絕緣配合的原則和基本方法。 10 答案 第一章 氣體放電的基本物理過程 一、選擇題 B C A C B D C A 二、填空題 答案：輝光放電、電暈放電、刷狀放電、火花放電、電弧放電 極?。ㄗ畹停? 1提高 1 光電離 1棒－棒 1 擴(kuò)散 1 改善 (電極附近 )電場(chǎng)分布 1固體介質(zhì) 1 1低 1 NaCl 增加 三、計(jì)算問答題 2當(dāng)外施電壓足夠高時(shí)，一個(gè)電子從陰極出發(fā)向陽極運(yùn)動(dòng)，由于碰撞游離形成電子崩，則到達(dá)陽極并進(jìn)入陽極的電子數(shù)為 eas 個(gè) (α為一個(gè)電子在電 場(chǎng)作用下移動(dòng)單位行程所發(fā)生的碰撞游離數(shù)； s 為間隙距離 )。因碰撞游離而產(chǎn)生的新的電子數(shù)或正離子數(shù)為 (eas1)個(gè)。這些正離子在電場(chǎng)作用下向陰極運(yùn)動(dòng)，并撞擊陰極．若 1 個(gè)正離子撞擊陰極能從陰極表面釋放 r 個(gè) (r 為正離子的表面游離系數(shù) )有效電子，則 (eas1)個(gè)正離子撞擊陰極表面時(shí)，至少能從陰極表面釋放出一個(gè)有效電子，以彌補(bǔ)原來那個(gè)產(chǎn)生電子崩并進(jìn)入陽極的電子，則放電達(dá)到自持放電。即湯遜理論的自持放電條件可表達(dá)為 r(eas1)=1。 2 （ 1）當(dāng)棒具有正極性時(shí)，間隙中出現(xiàn)的電子向棒運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)，開始引起電 離現(xiàn)象而形成電子崩。隨著電壓的逐漸上升，到放電達(dá)到自持、爆發(fā)電暈之前，在間隙中形成相當(dāng)多的電子崩。當(dāng)電子崩達(dá)到棒極后，其中 11 的電子就進(jìn)入棒極，而正離子仍留在空間，相對(duì)來說緩慢地向板極移動(dòng)。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(chǎng)，而略為加強(qiáng)了外部空間的電場(chǎng)。這樣，棒極附近的電場(chǎng)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(dāng)棒具有負(fù)極性時(shí)，陰極表面形成的電子立即進(jìn)入強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)，造成電子崩。當(dāng)電子崩中的電子離開強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)后，電子就不再能引起電離，而以越來越慢的速度向陽 極運(yùn)動(dòng)。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(fù)離子。電子崩中的正離子逐漸向棒極運(yùn)動(dòng)而消失于棒極，但由于其運(yùn)動(dòng)速度較慢，所以在棒極附近總是存在著正空間電荷。結(jié)果在棒極附近出現(xiàn)了比較集中的正空間電荷，而在其后則是非常分散的負(fù)空間電荷。負(fù)空間電荷由于濃度小，對(duì)外電場(chǎng)的影響不大，而正空間電荷將使電場(chǎng)畸變。棒極附近的電場(chǎng)得到增強(qiáng)，因而自持放電條件易于得到滿足、易于轉(zhuǎn)入流柱而形成電暈放電。 2 （ 1）電場(chǎng)分布情況和作用電壓波形的影響 （ 2）電介質(zhì)材料的影響 （ 3）氣體條件的影響 （ 4）雨水的影響 2 查《高電壓工程》 52 頁圖 224 曲線 4 可知，距離為 4m 的棒 極間隙，其標(biāo)準(zhǔn)參考大氣條件下的正極性 50%操作沖擊擊穿電壓 標(biāo)準(zhǔn)50U =1300kV 查《高電壓工程》 65 頁圖 32 可得空氣絕對(duì)濕度 3/20 mgh? 。從而 ,21/ ??h 再由圖 31 求得參數(shù) ?K 。求得參數(shù) KLUg b ?1500 ?? =1300/（ 5004） =，于是由圖 33 得指數(shù) ??Wm 。 空氣密度校正因數(shù) ??? mK ? 濕度校正因數(shù) 0 3 ??? WKK 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kVKKU 1 3 2 8 2 3 0 0U 215050 ??????? 標(biāo)準(zhǔn)夏 2查《高電壓工程》附錄 A 中的表 A2，亦即 的規(guī)定可知， 35kV 母線支柱絕緣子的 1min 干工頻耐受電壓應(yīng)為 100kV，則可算出制造廠在平原地區(qū)進(jìn)行出廠 1min 干工頻耐受電壓試驗(yàn)時(shí)，其耐受電壓 U 應(yīng)為 kVHUUKU a 4400 ???????? ?? 第二章 氣體介質(zhì)的電氣強(qiáng)度 一、選擇題 D B A C A 12 二、填空題 250/2500 空間電荷 先導(dǎo)、主放電、余光 增大 三、計(jì)算問答題 保護(hù)設(shè)備的伏秒特性應(yīng)始終低于被保護(hù)設(shè)備的伏秒特性。這樣，當(dāng)有一過電壓作用于兩設(shè)備時(shí)，總是保護(hù)設(shè)備先擊穿，進(jìn)而限制了過電壓幅值，保護(hù)了被保護(hù)設(shè)備 1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(jié)構(gòu)來考慮。變壓器的球電極為同心球的內(nèi)電極，四周墻壁為同心球的外電極。 按題意須保證點(diǎn)要求升壓到 1000kV（有效值）時(shí)，球電極表面最大場(chǎng)強(qiáng) maxE 小于球電極的電暈起始場(chǎng)強(qiáng) 0E ，即保證 )/11(24)( ?? rrRr RU ??? 將 U=1414V 峰值， R=500cm， 1?? 代入此不等式，算得 r=60cm 時(shí)球電極表面最大場(chǎng)強(qiáng) maxE =，小于同心球內(nèi)電極的電暈起始場(chǎng)強(qiáng) 0E = kV/cm。球電極的起始電暈電壓 cU =1012kV＞ 1000kV。 因此，在這種距離四周