【導(dǎo)讀】1-1氣體放電過(guò)程中產(chǎn)生帶電質(zhì)點(diǎn)最重要的方式是什么，為什么？1-2簡(jiǎn)要論述湯遜放電理論。1-3為什么棒－板間隙中棒為正極性時(shí)電暈起始電壓比負(fù)極性時(shí)略高？1-4雷電沖擊電壓的標(biāo)準(zhǔn)波形的波前和波長(zhǎng)時(shí)間是如何確定的？1-6影響套管沿面閃絡(luò)電壓的主要因素有哪些？害比較大，為什么？1-8某距離4m的棒-極間隙。在夏季某日干球溫度=30℃，濕球溫度=25℃，氣壓=. 的大氣條件下，問(wèn)其正極性50%操作沖擊擊穿電壓為多少kV?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)電壓應(yīng)為多少kV？電場(chǎng)中獲得的動(dòng)能比離子大得多。其次．由于電子的質(zhì)量遠(yuǎn)小于原子或分子，因此當(dāng)電子的。碰撞的中性質(zhì)點(diǎn)相近，每次碰撞都會(huì)使其速度減小，影響其動(dòng)能的積累。離現(xiàn)象而形成電子崩。一部份電子直接消失于陽(yáng)極，其余的可為氧原子所吸附形成負(fù)離子。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。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。

　　

【正文】 88kA、 100kA、 150kA、 200kA時(shí)，對(duì)應(yīng)的概率 分別為 %、%、 %、 %、 %、 %。 83雷電過(guò)電壓 是如何 形成 的？ 答：雷電過(guò)電壓的形成包括以下幾種情況。 （ 1）直擊雷過(guò)電壓 （ 圖 83） 時(shí)， 流過(guò)雷擊點(diǎn) A 的電流即為雷電流 i。采用電流源彼德遜等值電路， 則 雷電流 000 0 22 iiZZ Zi ??? 沿雷道波阻抗 0Z 下來(lái)的雷電入射波的幅值 I0=I/2， A點(diǎn)的電壓幅值 iA IRU ? 。 （ 圖 84）時(shí)， 電流波向線路的兩側(cè)流動(dòng)，如果電流電壓均以幅值表示，則 2220000Z ZZIZZZUi???? 導(dǎo)線被擊點(diǎn) A的過(guò)電壓幅值為 ZZ ZZIZiU ???? 00ZA 22 （ 2）感應(yīng)雷過(guò)電壓 雷云對(duì)地放電過(guò)程中，放電通道周圍空間電磁場(chǎng) 急劇變化，會(huì)在附近線路的導(dǎo) 線上產(chǎn)生過(guò)電壓 （ 圖 85） 。在雷云放電的先導(dǎo)階段，先導(dǎo)通道中充滿了電荷，如圖 85（ a）所示，這些電荷對(duì)導(dǎo)線產(chǎn)生靜電感應(yīng)，在負(fù)先導(dǎo)附近的導(dǎo)線上積累了異號(hào)的正束縛電荷，而導(dǎo)線上的負(fù)電荷則被排斥到導(dǎo)線的遠(yuǎn)端。因?yàn)橄葘?dǎo)放電的速度很慢，所以導(dǎo)線上電荷的運(yùn)動(dòng)也很慢，由此引起的導(dǎo)線中的電流很小，同時(shí)由于導(dǎo)線對(duì)地泄漏電導(dǎo)的存在，導(dǎo)線電位將與遠(yuǎn)離雷云處的導(dǎo)線電位相同。當(dāng)先導(dǎo)到達(dá)附近地面時(shí)，主放電開始，先導(dǎo)通道中的電荷被中和，與之相應(yīng)的導(dǎo)線上的束縛電荷得到解放，以波的形式向?qū)Ь€兩側(cè)運(yùn)動(dòng)，如圖 85（ b）所示。電荷流動(dòng)形成的電 流 i 乘以導(dǎo)線的波阻抗 Z 即為兩側(cè)流動(dòng)的靜電感應(yīng)過(guò)電壓波 iZU? 。 84 某變電所配電構(gòu)架高 11m，寬 ，擬在構(gòu)架側(cè)旁裝設(shè)獨(dú)立避雷針進(jìn)行保護(hù)，避雷針距構(gòu)架至少 5m。試計(jì)算避雷針最低高度。 解：由題意可知， xr =+ 5=， 11xh? m 分別令 p=1， p=，列出 以下 式子 ()(1 .5 2 ) 5 .5 /xxr h hr h h h??????? 代入數(shù)值解得 12 ??? ?? 所以 避雷針 的 最低高度為 。 85設(shè)某變電所的四支等高避雷針，高度為 25m，布置在邊長(zhǎng)為 42m的正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上，試?yán)L出高度為 11m的被保護(hù)設(shè)備，試求被保護(hù)物高度的最小保護(hù)寬度。 解：略 86什么是避雷線的保護(hù)角？保護(hù)角對(duì)線路繞擊有何影響？ 答： 避雷線的保護(hù)角 指避雷線和外側(cè)導(dǎo)線的連線與避雷線的垂線之間的夾角 ， 用來(lái) 表示 避雷線對(duì)導(dǎo)線的 保護(hù)程度 。 保護(hù)角愈小，避雷線就愈可靠地保護(hù)導(dǎo)線免遭雷擊。 87試分析排氣式避雷器與保護(hù)間隙的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)。 答： 避雷器類型 比較異同 保護(hù)間隙 排氣式避雷器 相同點(diǎn) a) 當(dāng)雷電波侵入時(shí)，間隙先擊穿，雷電流經(jīng)間隙泄入大地，從而保護(hù)了電氣設(shè)備 ； b) 過(guò)電壓消失后，保護(hù)間隙中仍有工頻續(xù)流流過(guò) ，且切斷電流有限； c) 伏秒特性曲線較陡，放電分散性大，與被保護(hù)設(shè)備的絕緣配合不理想，并且動(dòng)作后會(huì)形成截波，對(duì)變壓器縱絕緣不利 。 不同點(diǎn) 結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單 復(fù)雜 熄弧能力 低 高 輔助設(shè)備 當(dāng)間隙不能自行熄弧時(shí)，將引起斷 路器跳閘 。 為減少線路停電事故，應(yīng)加裝自動(dòng)重合閘裝置。 排氣式避雷器動(dòng)作多次后，管壁將變薄， 故 應(yīng)裝設(shè)簡(jiǎn)單可靠的動(dòng)作指示器 。 應(yīng)用范圍 除有效接地系統(tǒng)和低電阻接地系統(tǒng)外的低壓配電系統(tǒng) ； 排氣式避雷器的滅弧能力不能符合要求 的場(chǎng)合 線路保護(hù)和發(fā)、變電所的進(jìn)線段保護(hù) 88試比較普通閥式避雷器與金屬氧化鋅避雷器的性能，說(shuō)說(shuō)金屬氧化鋅避雷器有哪些優(yōu)點(diǎn)？ 答： 由于氧化鋅閥片優(yōu)異的非線性伏安特性，使 金屬氧化鋅避雷器 （ MOA） 與 普通閥式 避雷器相比具有以下優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 保護(hù)性能好；（ 2）無(wú)續(xù)流；（ 3）通流容量大；（ 4） 運(yùn)行 安全可靠。 89試述金屬氧化鋅避雷器的特性和各項(xiàng)參數(shù)的意義。 答： 金屬氧化物避雷器電氣特性的 基本技術(shù)指標(biāo) ： （ 1) 額定電壓 —— 避雷器兩端允許施加的最大工頻電壓有 效 值 ， 與熱負(fù)載有關(guān) ， 是決定避雷器各種特性的基準(zhǔn)參數(shù) 。 （ 2) 最大持續(xù)運(yùn)行電壓 —— 允許持續(xù)加在避雷器兩端的最大工頻電壓有效值，決定了避雷器長(zhǎng)期工作的老化性能 。 （ 3) 參考電壓 —— 避雷器通過(guò) lmA工頻電流阻性分量峰值或者 lmA直流電流時(shí)，其兩端之間的工頻電壓峰值或直流電壓，通常用 U1mA 表示。從該 電壓 開始，電流將隨電壓的升高而迅速增大，并起 限制過(guò)電壓作用 。因此又稱起始動(dòng)作電壓，也稱 轉(zhuǎn)折電壓或拐點(diǎn)電壓 （ 4) 殘壓 —— 放電電流通過(guò)避雷器時(shí)兩端 出現(xiàn)的電壓峰值 。 包括三種放電電流波形下的殘壓， 避雷器的保護(hù)水平是三者殘壓的組合。 （ 5）通流容量 —— 表示閥片耐受通過(guò)電流的能力 。 （ 6）壓比 —— MOA 通過(guò)波形為 8／ 20 s? 的標(biāo)稱沖擊放電電流時(shí)的殘壓與其參考電壓之比 。 壓比越小，表示非線性越好，通過(guò)沖擊放電電流時(shí)的殘壓越低，避雷器的保護(hù)性能越好。 （ 7）荷電率 —— MOA的最大持續(xù)運(yùn)行電壓峰值與直流參考電壓的比值。荷電率 愈高 ，說(shuō)明避雷器穩(wěn)定性能愈好，耐老化，能在靠近“轉(zhuǎn)折點(diǎn)”長(zhǎng)期工作。 （ 8）保護(hù)比 —— 標(biāo)稱放電電流下的殘壓與最大持續(xù)運(yùn)行電壓峰值的比值或壓比與荷電率之比 。 保護(hù)比越小， MOA的保護(hù)性能越好。 810限制雷電過(guò)電壓破壞作用的基本措施是什么？這些防雷設(shè)備各起什么保護(hù)作用？ 答： 限制雷電的破壞性，基本措施就是加裝 避雷針 、避雷線、避雷器、防雷接地、電抗線圈、電容器組、消弧線圈、自動(dòng)重合閘等防雷保護(hù)裝置。 避雷針 、避雷線用于防止直擊雷過(guò)電壓，避雷器用于防止沿輸電線路侵入變電所的感應(yīng)雷過(guò)電壓。下面主要介紹 避雷針 、避雷線 和避雷器的保護(hù)原理及其保護(hù)范圍。 811 平原地區(qū) 110kV單避雷線線路水泥桿塔如圖所示，絕緣子串由 6 X－ 7組成，長(zhǎng)為 ，其正極性 U50%為 700kV，桿塔沖擊接地電阻 Ri為 7Ω，導(dǎo)線和避雷線的直徑分別 為 ， 15℃時(shí)避雷線弧垂 ，下導(dǎo)線弧垂 ，其它數(shù)據(jù)標(biāo)注在圖中，單位為 m，試求該線路的耐雷水平和雷擊跳閘率。 解：略 812某平原地區(qū) 550kV輸電線路檔距為 400m，導(dǎo)線水平布置，導(dǎo)線懸掛高度為 ，相間距離為 ， 15℃時(shí)弧垂 。導(dǎo)線四分 裂，半徑為 ，分裂距離 (等值半徑為 )。兩根避雷線半徑 ， 相距 ，其懸掛高度為 37m， 15℃時(shí)弧垂。桿塔電桿 H，沖擊接地電阻為 10Ω。線路采用 28片 XP16絕緣子，串長(zhǎng) ，其正極性 U50%為 ，負(fù)極性 U50%為 ，試求該線路的耐雷水平和雷擊跳閘率。 解：略 813為什么 110kV及以上線路一般采用全線架設(shè)避雷線的保護(hù)措施，而 35kV及以下線路不采用？ 答： 輸電線路的防雷，應(yīng)根據(jù)線路的電壓等級(jí)、負(fù)荷性質(zhì)和系統(tǒng)運(yùn)行 方式，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐貐^(qū)雷電活動(dòng)的強(qiáng)弱、地形地貌特點(diǎn)及土壤電阻率高低等情況，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，采用合理的 防雷 方式。 因此， 35kV線路不宜全線架設(shè)避雷線， 110kV及以上 線路應(yīng)全線架設(shè)避雷線 。 814輸電線路防雷有哪些基本措施。 答： （ 1）架設(shè)避雷線 ； （ 2）降低桿塔接地電阻 ； （ 3）架設(shè)耦合地線 ； （ 4）采用不平衡絕緣方式 ； （ 5）采用中性點(diǎn)非有效接地方式 ； （ 6）裝設(shè)避雷器 ； （ 7）加強(qiáng)絕緣 ； （ 8）裝設(shè)自動(dòng)重合閘 。 815變電所進(jìn)線段保護(hù)的作用和要求是什么？ 答： 變電所 進(jìn)線段保護(hù)的作用在于限制流經(jīng)避雷器的雷電流幅值和侵入波的陡度。 針對(duì)不同電壓等級(jí)的輸電線路，具體要求如下： a) 未沿全線架設(shè)避雷線的 35kV～ 110kV 架空送電線路，應(yīng)在變電所 1km～ 2km 的進(jìn)線段架設(shè)避雷線作為進(jìn)線段保護(hù)，要求保護(hù)段上的避雷線保護(hù)角宜不超過(guò) 20176。，最大不應(yīng)超過(guò) 30176。； b) 110kV 及以上有避雷線架空送電線路，把 2km 范圍內(nèi)進(jìn)線作為進(jìn)線保護(hù)段，要求加強(qiáng)防護(hù)，如減小避雷線的保護(hù)角α及降低桿塔的接地電阻 Ri。要求進(jìn)線保護(hù)段范圍內(nèi)的桿塔耐雷水平，達(dá)到表 87 的最大值，以使避雷器電流幅值不超過(guò) 5kA(在 330～ 500kV級(jí)為10kA)，而且必須保證來(lái)波陡度 a 不超過(guò)一定的允 許 值。 816試述變電所進(jìn)線段保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)接線中各元件的作用。 答： 在圖 832 所示 的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)線段保護(hù)方式中，安裝了排氣式避雷器 FE。 在雷季，線路斷路器、隔離開關(guān)可能經(jīng)常開斷而線路側(cè)又帶有工頻電壓 (熱備用狀態(tài) )，沿線襲來(lái)的雷電波 (其幅值為 U50%)在此 處碰到了開路的末端，于是電壓可上升到 2U50%，這時(shí)可能使開路的斷路器和隔離開關(guān)對(duì)地放電，引起工頻短路，將斷路器或隔離開關(guān)的絕緣支座燒毀，為此 在靠近隔離開關(guān)或斷路器處裝設(shè)一組排氣式避雷 器 FE。 圖 832 35kV～ 110kV 變電所的進(jìn)線保護(hù)接線 817 某 110kV 變電所內(nèi)裝有 FZ110J 型閥式避雷器，其安裝點(diǎn)到變壓器的電氣距離為50m，運(yùn)行中經(jīng)常有兩路出線，其導(dǎo)線的平均對(duì)地高度為 10m，試確定應(yīng)有的進(jìn)線保護(hù)段長(zhǎng)度。 解：略 818試述旋轉(zhuǎn)電機(jī)絕緣的特點(diǎn)及直配電機(jī)的防雷保護(hù)措施。 答： 旋轉(zhuǎn)電機(jī)絕緣的特點(diǎn)： （ 1） 在相同電壓等級(jí)的電氣設(shè)備中， 旋轉(zhuǎn)電機(jī) 的絕緣水平最低 ； （ 2） 電機(jī)在運(yùn)行中受到發(fā)熱、機(jī)械振動(dòng)、臭氧、潮濕等因素的作用使絕緣容易老化。特別在 槽口部分，電場(chǎng)極不均勻，在過(guò)電壓作用下容易受傷 ； （ 3） 保護(hù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)用的磁吹避雷器 (FCD 型 )的保護(hù)性能與電機(jī)絕緣水平的配合裕度很小 ； （ 4） 由于電機(jī)繞組的匝間電容 K很小，所以當(dāng)沖擊波作用時(shí)，匝間所受電壓 為 vla? ，要使該電壓低于電機(jī)繞組的匝間耐壓，必須把來(lái)波陡度 a 限制得很低，試驗(yàn)結(jié)果表明，為了保護(hù)匝間絕緣必須將侵入波陡度限制在 5kV/μs以下 ； （ 5） 電機(jī)繞組中性點(diǎn)一般是不接地的，三相進(jìn)波時(shí)在直角波頭情況下，中性點(diǎn)電壓可 達(dá)進(jìn)波電壓的兩倍，因此必須對(duì)中性點(diǎn)采取保護(hù)措施。試驗(yàn)證明，侵入波陡 度降低時(shí)，中性點(diǎn)過(guò)電壓也隨之減小，當(dāng)侵入波陡度 降 至 2kV/μs以下時(shí)，中性點(diǎn)過(guò)電壓不超過(guò)進(jìn)波的過(guò) 電壓。 直配電機(jī)的防雷保護(hù)措施 ： （ 1) 發(fā)電機(jī)出線母線上裝一組 MOA或 FCD 型避雷器，以限制侵入波幅值，取其 3kA下的殘壓與電機(jī)的絕緣水平相配合，保護(hù)電機(jī)主絕緣。 （ 2) 采用進(jìn)線段保護(hù)，一般采用電纜段與排氣式避雷器配合的典型進(jìn)線段保護(hù)，它們聯(lián)合作用以限制流經(jīng)避雷器中的雷電流幅值使之小于 3kA。 （ 3) 在發(fā)電機(jī)母線上裝設(shè)一組并聯(lián)電容器，包括電纜段電容在內(nèi)一般每相電容應(yīng)為~，可以限制雷電侵入波 的陡度 a 使之小于 2kV/μs，同時(shí)可以降低感應(yīng)雷過(guò)電壓使之低于電機(jī)沖擊耐壓強(qiáng)度，保護(hù)電機(jī)匝間絕緣和中性點(diǎn)絕緣。 （ 4) 發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)有引出線時(shí)，中性點(diǎn)應(yīng)加裝避雷器保護(hù)，如電機(jī)繞組中性點(diǎn)并未引出，則每相母線并聯(lián)電容應(yīng)增至 ~。 819說(shuō)明直配電機(jī)防雷保護(hù)中電纜段的作用。 答： 有電纜段的直配電機(jī)保護(hù)接線如圖 837(a)所示，雷直擊于電纜首端的架空線路，排氣式避雷器 FE2 動(dòng)作，電纜芯線與外皮經(jīng) FE2 短接在一起，雷電流流過(guò) FE2 和接地電阻R1 所形成的電壓 iR1 同時(shí)作用在芯線和外皮上，沿著外皮 將有電流 i2 流向電機(jī)側(cè)，于是在電纜外皮本身的電感 L2上出現(xiàn)壓降 dtdiL 22，此壓降是由環(huán)繞外皮的磁力線變化所造成的，這些磁力線也必然全部環(huán)繞芯線，在芯線上同時(shí)感應(yīng)出一個(gè)大小等于 dtdiL 22的反電動(dòng)勢(shì)來(lái)，它將阻止雷電流從電纜首端 A點(diǎn)沿芯線向電機(jī)流動(dòng)，也即限制了流經(jīng)避雷器 F 的雷電流。 820試述氣體絕緣變電所防雷保護(hù)的特點(diǎn)和措施。 答： 氣體絕緣變電所 (GIS)防雷保護(hù)有以下特點(diǎn)： （ 1） GIS 絕緣具有比較平坦的伏秒特性。 絕緣水平主要決定于 雷電沖擊水平，需采用性能優(yōu)異的金屬氧化物避雷器加以保護(hù)。 （ 2） GIS 變電所的波阻抗一般在 60~100Ω，約為架空線路的 1/5，雷電侵入波從架空線路傳入 GIS，折射系數(shù)較小，折射電壓也就較小，對(duì) GIS 的雷電侵入波保護(hù)有利。 （ 3） GIS 變電所結(jié)構(gòu)緊湊，各電氣設(shè)備之間的距離較小，避雷器離被保護(hù)設(shè)備較近，因此可使雷電過(guò)電壓限制在更低的水平。 （ 4） GIS 絕緣中完全不允許產(chǎn)生電暈，因?yàn)橐坏┊a(chǎn)生電暈，絕緣會(huì)立即發(fā)生擊穿，這 樣將會(huì)導(dǎo)致整個(gè) GIS 變電所絕緣的破壞。因此，要求 GIS 過(guò)電壓保護(hù)有較高的可靠性，并且在設(shè)備的絕 緣配合上要留有足夠的裕度。 （ 5） 由于 GIS 變電所的封閉性，所以電氣設(shè)備不會(huì)因受大氣污穢、降水等的影響而降低絕緣強(qiáng)度。但需指出，對(duì) SF6 氣體的潔凈程度和所含水分卻要求極嚴(yán)，同時(shí)對(duì)導(dǎo)體和內(nèi)壁的光潔度也要求極高，否則絕緣強(qiáng)度將大幅度下降。 氣體絕緣變電所 (GIS)的 防雷 措施 有以下 幾 點(diǎn)： 1) 66kV及以