高电压技术试题第五套.doc

1、高电压技术试题第五套一、填空题（共 20 分）1：巴申定律表示了 和 的关系。 （2 分）2：气体分子电离方式有 使金属表面逸出电子的方式有 （4 分）3：目前在世界范围内应用最广泛的划分污秽等级的方法是 。（1 分）4：液体电介质极化的基本形式主要有 和 两种。 （2 分）5：局部放电的在线检测分为 和 两大类。（2 分）6：极不均匀电场下气体放电过程存在 放电现象。极性效应是指 。 （3 分）7：影响液体电介质击穿电压的因素有 （2 分）8：输电线路雷击跳闸率计算公式： ，简述各个)(21pgNn参数的意义。 （4 分）二：术语解释（每题 4 分，共 16 分）1: U50%击穿电压2：伏

2、秒特性3：雷电流幅值概率4：避雷器残压三：问答题（每题 6 分，共 24 分）1：叙述汤逊放电理论。2：叙述冲击电压发生器的原理。3：简述变电站防雷保护的各种措施。4：金属氧化物避雷器电气特性的基本指标有哪些？请对每个指标给出简要解释。四：计算题（共 40 分）1：试分别按照工作电压和操作过电压计算 220kV 线路 XP-70 悬垂绝缘子串应有的片数。 （注：220kV 线路操作过电压计算倍数为 3.0，最高工作相电压幅值 ， 绝缘子串湿闪电压 ，n 为绝缘子片21.53xgnU6014shU数。绝缘子用于 0 级污秽区，爬电比距为 1.39cm/kV） 。 （15 分）2：某变电站共有四条

3、出线，每条出线的波阻抗为 Z=400，现有幅值 U=100kV 的直角波沿其中一条线路传播到变电站，求变电站母线上的过电压。 （13 分）3：设双层电介质，各层电介质的电容量和介质损耗因数分别为C1， tan1 及 C2，tan 2，求介质总的 tan。 （12 分）试题答案一、填空题（共 20 分）1：巴申定律表示了 气隙击穿电压 和 气体压力和极间距离乘积 的关系。 （2 分）2：气体分子电离方式有 电子碰撞、光电离、热电离 使金属表面逸出电子的方式有 正离子碰撞阴极表面、热电子发射、光电子发射、强场发射 （4 分）3：目前在世界范围内应用最广泛的划分污秽等级的方法是 等值盐密法 。（1

4、分）4：液体电介质极化的基本形式主要有 电子式 和 偶极子 两种。 （2 分）5：局部放电的在线检测分为 电测法 和 非电测法 两大类。（2 分）6：极不均匀电场下气体放电过程存在 电晕 放电现象。极性效应是指 击穿电压与小曲率半径的电极极性有关 。 （3 分）7：影响液体电介质击穿电压的因素有 电场均匀程度、液体压力、温度、电压作用时间 （2 分）8：输电线路雷击跳闸率计算公式： ，简述各个)(21pgNn参数的意义。 N每百公里线路每年的落雷次数； 建弧率； g击杆率；绕击率； p1雷电流幅值超过雷击杆塔时耐雷水平的概率；p2雷电流幅值超过雷击导线时耐雷水平的概率； （4 分）二：术语解释

5、（每题 4 分，共 16 分）1: U50%击穿电压答：某一间隙若在某一电压下击穿的概率为 50时，此电压称为该间隙的 50放电电压，计为 U50%。2：伏秒特性答：间隙击穿电压和放电时间的关系曲线。3：雷电流幅值概率答：雷电流幅值超过某一数值的概率。4：避雷器残压答：避雷器动作时，放电电流在其端子间形成的电压降幅度。三：问答题（每题 6 分，共 24 分）1：叙述汤逊放电理论。答：设外界光电离因素在阴极表面产生了一个自由电子，此电子到达阳极表面时由于 过程，电子总数增至 个。假设每次de电离撞出一个正离子，故电极空间共有（ 1）个正离子。这d些正离子在电场作用下向阴极运动，并撞击阴极按照系数

6、 的定义，此（ 1）个正离子在到达阴极表面时可撞出de（ 1）个新电子，则( -1)个正离子撞击阴极表面时，至d de少能从阴极表面释放出一个有效电子，以弥补原来那个产生电子崩并进入阳极的电子，则放电达到自持放电。即汤逊理论的自持放电条件可表达为 r( -1)=1 或 1。dede2：叙述冲击电压发生器的原理。答：如右图所示，冲击电压发生器整流装置向主电容 Ct 充电，充电完成后，控制放电间隙 g 放电，出现下述充放电阶段： Ct 通过 Rf 向被试品 Cf 放电，形成冲击电压的波前部分； Cf 上电压和 Ct 上电压相等时，C f 和 Ct 并联向 Rt 放电形成冲击电压波尾部分；调节 Rf

7、 可调节波前时间，调节 Rt 可调节波长时间。3：简述变电站防雷保护的各种措施。答：装设避雷针（线）进行直击雷保护，应满足：A: 变电站所有的被保护物，应处于避雷针的保护范围之内；B: 避雷针和被保护设备之间应保持应有的距离；Ct CfRtRfgC: 避雷针和被保护设备接地装置在土壤中也应保持应有距离，以防反击。 安装避雷器，应注意避雷器到被保护物之间的电气距离，不能超过其保护范围。 采用进线保护段，以限制流过避雷器的雷电流，降低雷电流陡度。4：金属氧化物避雷器电气特性的基本指标有哪些？请对每个指标给出简要解释。答：额定电压：避雷器两端之间允许施加的最大工频电压有效值； 最大持续运行电压：允许

8、持续加在避雷器两端之间的最大工频电压有效值，其值一般等于或者大于系统运行最大工作相电压。 参考电压：包括工频参考电压和直流参考电压，指避雷器通过 1mA 工频电流阻性分量或者 1mA 直流电流时，其两端之间的工频电压峰值或直流电压。 残压：放电电流通过避雷器时，两端的电压峰值。 通流容量：表示阀片耐受通过电流的能力，通常用短持续时间、大冲击电流作用两次和长持续时间近似方波电流多次作用来表征。 电压比：通过波形为 8/20s 的标称电压峰值与直流参考电压的比值； 荷电率：最大持续运行电压峰值和直流参考电压的比值； 保护比：标称放电电流下残压与最大持续运行电压峰值的比值；四：计算题（共 40 分）

9、1：试分别按照工作电压和操作过电压计算 220kV 线路 XP-70 悬垂绝缘子串应有的片数。 （注：220kV 线路操作过电压计算倍数为 3.0，最高工作相电压幅值 ， 绝缘子串湿闪电压 ，n 为绝缘子片21.53xgnU6014shU数。绝缘子用于 0 级污秽区，爬电比距为 1.39cm/kV） 。 （共 15 分，按工作电压计算 7 分，按操作过电压计算 8 分）解：按工作电压确定绝缘子片数 n1u线路的最高线电压；10enklke爬电距离有效系数，XP-70,取 1；代入计算有：，取 n1=131.39.1520.n按操作过电压确定绝缘子片数 n2绝缘子串应有的湿闪电压幅值01.520

10、1.36803shmuku kV所选择绝缘子串湿闪电压 264shn应有： shshu可得： 取214.60sn21n考虑零值绝缘子 取： 232：某变电站共有四条出线，每条出线的波阻抗为 Z=400，现有幅值 U=100kV 的直角波沿其中一条线路传播到变电站，求变电站母线上的过电压。 （共 13 分，使用彼得逊法则得 4 分，公式正确给7 分，结果正确得 2 分）解：彼得逊等值电路如右图：母线上电压Z2UUBZ/3/322/450BzUuukV3：设双层电介质，各层电介质的电容量和介质损耗因数分别为C1， tan1 及 C2，tan 2，求介质总的 tan。 （12 分）解：串联等值电路下： ， 21r21c因为： 122tan,tanwcrc则有： 12,r则 122112tanttan()ccrr1C1r2C2