【正文】 以后發(fā)生的隔半個(gè)工頻周期的熄弧與再隔半個(gè)周期的電弧重燃，其過(guò)渡過(guò)程與上面完全重 復(fù)，且過(guò)電壓的幅值也與之相同。 97 試分析在電 弧接地引起的過(guò)電壓中，若電弧不是在工頻電流過(guò)零時(shí)熄滅，而是在高頻振蕩電流過(guò)零時(shí)熄滅，過(guò)電壓發(fā)展情況如何？ 答：如果在高頻電流分量過(guò)零時(shí)電弧不熄滅，則故障點(diǎn)的電弧將持續(xù)燃燒半個(gè)工頻周期 (2T)，直到工頻電流分量過(guò)零時(shí)才熄滅 (t2瞬間 )，由于工頻電流分量cI? 與 AU? 的相位差為 90。 95 為何閥式避雷器只能限制切空載變壓器過(guò)電壓而不能用來(lái)限制其它操作過(guò)電壓？ 答：閥式避雷器的通流能力和熱容量有限，切空載變壓器時(shí)產(chǎn)生的過(guò)電壓幅值和電流較小，而其它操作過(guò)電壓幅值較大，如在操作過(guò)電壓下動(dòng)作，往往發(fā)生爆炸或損壞。 在第一種情況下，斷路器如果絕緣強(qiáng)度不高的話，接觸點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生重燃，而重燃加劇了電壓的升高，如果要避免這種情況，就要增強(qiáng)斷路器的滅弧性能；在第二種情況下，斷路器截流能力不強(qiáng)則切空變過(guò)電壓也比較低，反之則 高。 解：略 94 切除空載線路過(guò)電壓與切除空載變壓器時(shí)產(chǎn)生過(guò)電壓的原因有何不同？斷路器滅弧性能對(duì)這兩種斷路器 有何影響？ 答：切除空載線路過(guò)電壓時(shí)切斷的是電容電流，在介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度沒(méi)有恢復(fù)的情況下，電弧的重燃導(dǎo)致電壓的升高，產(chǎn)生過(guò)電壓。 影響因素一是 合閘相位，二是線路損耗，三是線路上殘壓的變化。線路上的過(guò)電壓將不斷增大，一直達(dá)到很高的數(shù)值。若此時(shí)觸頭再度重燃，則會(huì)導(dǎo)致更高幅值的振蕩， UCmax將達(dá) +5 Em。 答：我們用單相集中參數(shù)的簡(jiǎn)化等效電路來(lái)進(jìn) 行分析，如圖 91所示，在 S斷開(kāi)之前線路電壓 UC(t)=e(t),設(shè)第一次熄?。ㄔO(shè)時(shí)間為 t1）發(fā)生斷路器的工頻電容電流 ic(t)過(guò)零時(shí)，如圖所示，線路上電荷無(wú)處泄放， uc(t)保留為 Em，觸頭間電壓 ur（ t）為 Ur(t)=e(t)Em=Em(coswt1)經(jīng)過(guò)半個(gè)周期以后， e(t)變?yōu)?Em，這時(shí)兩觸頭間的電壓，即恢復(fù)電壓 2Em。 解：查表８－１９可得，對(duì)于長(zhǎng)度為 3m 左右的垂直接地極，其工頻接地電阻為 0 .3 0 .3 2 0 0 6 0eR ?? ? ? ? ? 單根垂直接地極的沖擊接地電阻為： 0 .5 6 0 3 0ih eRR?? ? ? ? ? 由６根等長(zhǎng)水平放射形接地極組成的接地裝置，其沖擊接地裝置可按下式計(jì)算 1 30 1 46 iRR n ?? ? ? ? ? ? 824 某 220kV 變電所，采用 ? 型布置，變電所面積為 ，土壤電阻率為 300 m?? ，試估算其接地網(wǎng)的工頻接地電阻。 823 試計(jì)算如圖 844 所示接地裝置的沖擊接地電阻。 人在地面上離設(shè)備水平距離為 處于設(shè)備外殼、架構(gòu)或墻壁離地面的垂直距離 ，稱為接觸電位差，即接觸電壓 Ut。 接地按用途可分為： （ 1）工作接地 —— 為運(yùn)行需要所設(shè)的接地，如中性點(diǎn)直接接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈、電阻接地； （ 2）保護(hù)接地 —— 電氣裝置的金屬外殼、配電裝置的構(gòu)架和線路桿塔等，由于絕緣損壞有可能帶電，為防止其危及人身和設(shè)備的安全而設(shè)的接地； （ 3）防雷接地 —— 為雷電保護(hù)裝置（避雷針、避雷線和避雷器等）向大地泄放雷電流而設(shè)的接地； （ 4）靜電接地 — — 為防止靜電對(duì)易燃油、天然氣貯罐、氫 氣貯罐和管道等的危險(xiǎn)作用而設(shè)的接地。 821 什么是接地？接地有哪些類型？各有何用途？ 答：接地 —— 指將電力系統(tǒng)中電氣裝置和設(shè)施的某些導(dǎo)電部分，經(jīng)接 地線連接至接地極。對(duì)三芯電纜，末端的金屬外皮應(yīng)與 GIS 管道金屬外殼連接接地，如圖 841(a)所示。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。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。 （ 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。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)。 820 試述氣體絕緣變電所防雷保護(hù)的特點(diǎn)和措施。 819 說(shuō)明直配電機(jī)防雷保護(hù)中電纜段的作用。 （ 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。 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。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。 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。 在雷季，線路斷路器、隔離開(kāi)關(guān)可能經(jīng)常開(kāi)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(kāi)路的末端，于是電壓可上升到 2U50%，這時(shí)可能使開(kāi)路的 斷路器和隔離開(kāi)關(guān)對(duì)地放電，引起工頻短路，將斷路器或隔離開(kāi)關(guān)的絕緣支座燒毀，為此在靠近隔離開(kāi)關(guān)或斷路器處裝設(shè)一組排氣式避雷 器 FE。 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。； 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。 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。 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。 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 。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。兩根避雷線半徑 ，相距 ，其懸掛高度為 37m， 15℃時(shí)弧垂 。 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 。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。 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。 （ 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。 （ 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。 （ 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。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。從該電壓開(kāi)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。 （ 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。 89 試述金屬氧化鋅避雷器的特性和各項(xiàng)參數(shù)的意義。 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。 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。 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)。 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。 解：由題意可知， xr =+ 5=， 11xh? m 分別令 p=1， p=，列出以下式子 ()( 2 ) /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 米。 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。當(dāng)先導(dǎo)到達(dá)附近地面時(shí)，主放電開(kāi)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。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。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 ? 。 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。其中， P 為雷電流幅值超過(guò) I 的概率， I 為雷電流幅值。 82 試述雷電流幅值的定義，分別計(jì)算下列雷電流幅值出現(xiàn)的概 率： 30kA、50kA、 88kA、 100kA、 150kA、 200kA。 （ 3） 余輝放電階段 —— 當(dāng)主放電階段結(jié)束后，雷云中的剩余電荷將繼續(xù)沿主放電通道下移，使通道連續(xù)維持著一定余輝。 在主放電中 ， 雷云與大地之間所聚集的大量電荷，通過(guò)先 導(dǎo) 放電所開(kāi)辟的狹小電離通道發(fā)生猛烈的電荷中和，放出 巨大的光和熱。 整個(gè)先導(dǎo)放電時(shí)間約 ~，相應(yīng)于先導(dǎo)放電階段的雷電流很小。 （ 1） 先導(dǎo)放電階段 —— 開(kāi)始產(chǎn)生的先 導(dǎo) 放電是 跳躍式 向前發(fā)展。 81 試述雷電放電的基本過(guò)程及各階段的特點(diǎn)。 3） tanδ監(jiān)測(cè)的干擾信號(hào) 67 為什么說(shuō)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)是實(shí)施狀態(tài)維修的基礎(chǔ)？ 答：在線監(jiān)測(cè)技術(shù)比離線監(jiān)測(cè)技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)在于能夠監(jiān)測(cè)裝置運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)，而實(shí)施