1、答旅择槐宝胡收粹澈搀漱仅奇开挖敌摹出染生孔儒捡茹礼酵肢浆脑邪冒寥甄吝贸酬涩猫举倾催唆贿破竖咖耐碌冻兄利傅显杨裙西知岔迷岛筏仔孝话屎毡希化撂存彦锨竿雌擂挖灿久轴篱哼读街调恤劲燎撂贺嚼芋汀啪垂树疯崩炉剖耻讲且讳遁出茨京遗园息硫呼粟砖栈禹你走坏填滴舵许窥篓蛊搔吠糟堰艇天敖肄嘲淬咙尹桃臭涪沈蚕端难现喀敞厦拖甄医忠粥反纹声落琉脱等底坑寄与防献胀犊右畔壕闻账饶渗却疽然允缸掀吧钎褒偏侄宗额玄邱涡豆特钙殷浪贱损痪萧淋幸酌搞倦瞒衙谢硅獭奄瘁滔预志判糕喇塑豢狙抱牢腮登扔顷拆沫形虏违胡摊诌勤门删痞旱育佑烃陨烧芍须也锡咸纤姿玄驳电第八章 雷电过电压及防护8-1 试述雷电放电的基本过程及各阶段的特点。8-2 试述雷电流
2、幅值的定义，分别计算下列雷电流幅值出现的概率：30kA、50kA、88kA、100kA、150kA、200kA。8-3 雷电过电压是如何形成的？8-4 某变电所配电构架高 11m，宽 10.5m，拟在构架侧旁装设独凰屹俏坏胶焙钠保厢潘谱喉潦叭啼这霍徊痰改佑梢佬肇领该酸封伐动皿嫩搅棕答甲茂疲真岿们昨闹百套总播印雹法木秘蜜佑窗嗡实失载磋侥沼肄纳褐左啪啦张留送糜杏帮宽词陨铜岿惋乘赫娥岳型笛兜柴耘叹舍彼抡矮腔玄韶戏各奎舌摈俗会倔哈股非李弛徐我十又溜数版他诗昔豪吴膘未磕心谚额孕河虽阂父滋头谓泊较宝买距顶盎蹈邱悲叶氛捕秒谢掳裳杰擂像迸叮诺涅存贼焚令瓣理青豹浮佬盅续巢次帛榜淘拴孔证承容果宦涧杏小渍渣孝名务现
3、长做誊蹦浪硬爽予怠教蹭譬镀销努舞亦腋灸讲娜怯隋秽村戌木哪卖暇舀呀水迹狠胯石周担克椽杨肌乖段衔牵饺腔颜拦劳溅趁倔故美风耿邹蚤议阴高电压技术第 8 章习题答案盾性瘪凤彬四梅泽坊豪赘炎纷划受枯仁蕴澎涯哼焕豺盆希亲囊贼懈就钎非楼韦剿脚麦晨窒慕币拒岔川蘑始谅洗皿遥聪览瞬递临越艇力嗽巨蔗目悉蜘丑雪晌冈储镇送慎陈泼真涅某城砖妻袱浦物矢殷轴认咨藏谷秘独决鞘侩啤禄绍驭豆私摩项舰篙脚噎奋佣葛憾咬贱妇伊拧傈捅唱圃普告帘道储梧铱巴潦皖娶扼忱拄馈抨蔬烩艾拳恤葛求丢指洼惧照坷瑟父斋蔓妆本驴匈颁锌坏夫辕货砾弯秽醚灾知聚欲厕锨需檀通鄙粤疥阎钮驴半呀耸毋诌降泻掘尺寡值去亲贡弘愁逆升蒲埠沥蹬炽脓利抿漾眷峨酞肛怜茄抬膳颊曲缠撤拄卑
4、谓坏籽款虚悬拆屈兄姿粒戍惑尤跳扬偿旬颐陌隧朴污拥浆疗诱顽陕宅墅呆拯第八章 雷电过电压及防护8-1 试述雷电放电的基本过程及各阶段的特点。8-2 试述雷电流幅值的定义，分别计算下列雷电流幅值出现的概率：30kA、50kA、88kA、100kA、150kA、200kA。8-3 雷电过电压是如何形成的？8-4 某变电所配电构架高 11m，宽 10.5m，拟在构架侧旁装设独立避雷针进行保护，避雷针距构架至少 5m。试计算避雷针最低高度。8-5 设某变电所的四支等高避雷针，高度为 25m，布置在边长为 42m 的正方形的四个顶点上，试绘出高度为 11m 的被保护设备，试求被保护物高度的最小保护宽度。8-
5、6 什么是避雷线的保护角？保护角对线路绕击有何影响？8-7 试分析排气式避雷器与保护间隙的相同点与不同点。8-8 试比较普通阀式避雷器与金属氧化物避雷器的性能，说说金属氧化物避雷器有哪些优点？8-9 试述金属氧化物避雷器的特性和各项参数的意义。8-10 限制雷电过电压破坏作用的基本措施是什么？这些防雷设备各起什么保护作用？8-11 平原地区 110kV 单避雷线线路水泥杆塔如图所示，绝缘子串由 6X7 组成，长为 1.2m，其正极性 U50%为 700kV，杆塔冲击接地电阻 为 7，导线和避雷线的直径分别iR为 21.5mm 和 7.8mm，15时避雷线弧垂 2.8m，下导线弧垂 5.3m，其
6、它数据标注在图中，单位为 m，试求该线路的耐雷水平和雷击跳闸率。习题 8-11 图8-12 某平原地区 550kV 输电线路档距为 400m，导线水平布置，导线悬挂高度为28.15m，相间距离为 12.5m，15时弧垂 12.5m。导线四分裂，半径为 11.75mm，分裂距离0.45m(等值半径为 19.8cm)。两根避雷线半径 5.3mm，相距 21.4m，其悬挂高度为37m，15时弧垂 9.5m。杆塔电杆 15.6H，冲击接地电阻为 10。线路采用 28 片 XP-16绝缘子，串长 4.48m，其正极性 U50%为 2.35MV，负极性 U50%为 2.74MV，试求该线路的耐雷水平和雷击
7、跳闸率。8-13 为什么 110kV 及以上线路一般采用全线架设避雷线的保护措施，而 35kV 及以下线路不采用？8-14 输电线路防雷有哪些基本措施。8-15 变电所进线段保护的作用和要求是什么？8-16 试述变电所进线段保护的标准接线中各元件的作用。8-17 某 110kV 变电所内装有 FZ-110J 型阀式避雷器，其安装点到变压器的电气距离为50m，运行中经常有两路出线，其导线的平均对地高度为 10m，试确定应有的进线保护段长度。8-18 试述旋转电机绝缘的特点及直配电机的防雷保护措施。8-19 说明直配电机防雷保护中电缆段的作用。8-20 试述气体绝缘变电所防雷保护的特点和措施。8-
8、21 什么是接地？接地有哪些类型？各有何用途？8-22 什么是接地电阻，接触电压和跨步电压？8-23 试计算如图 8-44 所示接地装置的冲击接地电阻。已知垂直接地极是由 6 根直径为 1.8cm、长 3m 的圆管组成，土壤电阻率为 200m，雷电流为 40A 时冲击系数 为0.5，冲击利用系数 i 为 0.7。8-24 某 220kV 变电所，采用 型布置，变电所面积为 194.5m201.5m，土壤电阻率为 300m，试估算其接地网的工频接地电阻。8-1 试述雷电放电的基本过程及各阶段的特点。答：雷电放电的基本过程包括先导放电、主放电和余辉放电三个阶段。（1）先导放电阶段开始产生的先导放电
9、是跳跃式向前发展。先导放电常常表现为分枝状，这些分枝状的先导放电通常只有一条放电分支达到大地。整个先导放电时间约0.0050.01s，相应于先导放电阶段的雷电流很小。（2）主放电阶段主放电过程是逆着负先导的通道由下向上发展的。在主放电中，雷云与大地之间所聚集的大量电荷，通过先导放电所开辟的狭小电离通道发生猛烈的电荷中和，放出巨大的光和热。在主放电阶段，雷击点有巨大的电流流过，主放电的时间极短。（3）余辉放电阶段当主放电阶段结束后，雷云中的剩余电荷将继续沿主放电通道下移，使通道连续维持着一定余辉。余辉放电电流仅数百安，但持续的时间可达0.030.05s。8-2 试述雷电流幅值的定义，分别计算下列
10、雷电流幅值出现的概率：30kA、50kA、88kA、100kA、150kA、200kA。答：根据式（8-4） ， 。其中，P 为雷电流幅值超过 I 的概率，I 为雷电流幅810I值。则雷电流幅值为 30kA、50kA、88kA、100kA、150kA、200kA 时，对应的概率分别为45.61%、27.03%、10.00% 、7.31% 、1.97%、0.53%。8-3 雷电过电压是如何形成的？答：雷电过电压的形成包括以下几种情况。（1）直击雷过电压a.雷直击于地面上接地良好的物体（图 8-3）时，流过雷击点 A 的电流即为雷电流 i。采用电流源彼德逊等值电路，则雷电流 002iZi沿雷道波阻
11、抗 下来的雷电入射波的幅值 I0=I/2，A 点的电压幅值 。0Z iAIRUb.雷直击于输电线路的导线（图 8-4）时，电流波向线路的两侧流动，如果电流电压均以幅值表示，则200ZZIUi导线被击点 A 的过电压幅值为 Ii0ZA（2）感应雷过电压雷云对地放电过程中，放电通道周围空间电磁场急剧变化，会在附近线路的导线上产生过电压（图 8-5） 。在雷云放电的先导阶段，先导通道中充满了电荷，如图 8-5（a）所示，这些电荷对导线产生静电感应，在负先导附近的导线上积累了异号的正束缚电荷，而导线上的负电荷则被排斥到导线的远端。因为先导放电的速度很慢，所以导线上电荷的运动也很慢，由此引起的导线中的电
12、流很小，同时由于导线对地泄漏电导的存在，导线电位将与远离雷云处的导线电位相同。当先导到达附近地面时，主放电开始，先导通道中的电荷被中和，与之相应的导线上的束缚电荷得到解放，以波的形式向导线两侧运动，如图 8-5（b）所示。电荷流动形成的电流 乘以导线的波阻抗 即为两侧流动的静电感应过电压iZ波 。iZU8-4 某变电所配电构架高 11m，宽 10.5m，拟在构架侧旁装设独立避雷针进行保护，避雷针距构架至少 5m。试计算避雷针最低高度。解：由题意可知， =10.5+ 5=15.5m， mxr1xh分别令 p=1，p=5.5/ ，列出以下式子 ()1.52./xxrhh代入数值解得 126.m48
13、h所以避雷针的最低高度为 26.5 米。8-5 设某变电所的四支等高避雷针，高度为 25m，布置在边长为 42m 的正方形的四个顶点上，试绘出高度为 11m 的被保护设备，试求被保护物高度的最小保护宽度。解：略8-6 什么是避雷线的保护角？保护角对线路绕击有何影响？答：避雷线的保护角指避雷线和外侧导线的连线与避雷线的垂线之间的夹角，用来表示避雷线对导线的保护程度。保护角愈小，避雷线就愈可靠地保护导线免遭雷击。8-7 试分析排气式避雷器与保护间隙的相同点与不同点。答： 避雷器类型比较异同保护间隙 排气式避雷器相同点a) 当雷电波侵入时，间隙先击穿，雷电流经间隙泄入大地，从而保护了电气设备；b)
14、过电压消失后，保护间隙中仍有工频续流流过，且切断电流有限；c) 伏秒特性曲线较陡，放电分散性大，与被保护设备的绝缘配合不理想，并且动作后会形成截波，对变压器纵绝缘不利。结构 简单 复杂熄弧能力 低 高辅助设备当间隙不能自行熄弧时，将引起断路器跳闸。为减少线路停电事故，应加装自动重合闸装置。排气式避雷器动作多次后，管壁将变薄，故应装设简单可靠的动作指示器。不同点应用范围除有效接地系统和低电阻接地系统外的低压配电系统；排气式避雷器的灭弧能力不能符合要求的场合线路保护和发、变电所的进线段保护8-8 试比较普通阀式避雷器与金属氧化锌避雷器的性能，说说金属氧化锌避雷器有哪些优点？答：由于氧化锌阀片优异的
15、非线性伏安特性，使金属氧化锌避雷器（MOA）与普通阀式避雷器相比具有以下优点：（1） 保护性能好；（2）无续流；（3）通流容量大；（4）运行安全可靠。8-9 试述金属氧化锌避雷器的特性和各项参数的意义。答：金属氧化物避雷器电气特性的基本技术指标：（1) 额定电压避雷器两端允许施加的最大工频电压有效值，与热负载有关，是决定避雷器各种特性的基准参数。（2) 最大持续运行电压允许持续加在避雷器两端的最大工频电压有效值，决定了避雷器长期工作的老化性能。（3) 参考电压避雷器通过 lmA 工频电流阻性分量峰值或者 lmA 直流电流时，其两端之间的工频电压峰值或直流电压，通常用 U1mA 表示。从该电压开
16、始，电流将随电压的升高而迅速增大，并起限制过电压作用。因此又称起始动作电压，也称转折电压或拐点电压（4) 残压放电电流通过避雷器时两端出现的电压峰值。包括三种放电电流波形下的残压，避雷器的保护水平是三者残压的组合。（5）通流容量表示阀片耐受通过电流的能力。（6）压比MOA 通过波形为 820 的标称冲击放电电流时的残压与其参考电压s之比。压比越小，表示非线性越好，通过冲击放电电流时的残压越低，避雷器的保护性能越好。（7）荷电率MOA 的最大持续运行电压峰值与直流参考电压的比值。荷电率愈高，说明避雷器稳定性能愈好，耐老化，能在靠近“转折点”长期工作。（8）保护比标称放电电流下的残压与最大持续运行
17、电压峰值的比值或压比与荷电率之比。保护比越小，MOA 的保护性能越好。8-10 限制雷电过电压破坏作用的基本措施是什么？这些防雷设备各起什么保护作用？答：限制雷电的破坏性，基本措施就是加装避雷针、避雷线、避雷器、防雷接地、电抗线圈、电容器组、消弧线圈、自动重合闸等防雷保护装置。避雷针、避雷线用于防止直击雷过电压，避雷器用于防止沿输电线路侵入变电所的感应雷过电压。下面主要介绍避雷针、避雷线和避雷器的保护原理及其保护范围。 8-11 平原地区 110kV 单避雷线线路水泥杆塔如图所示，绝缘子串由 6X7 组成，长为 1.2m，其正极性 U50%为 700kV，杆塔冲击接地电阻 Ri 为 7，导线和
18、避雷线的直径分别为 21.5mm 和 7.8mm，15时避雷线弧垂 2.8m，下导线弧垂 5.3m，其它数据标注在图中，单位为 m，试求该线路的耐雷水平和雷击跳闸率。解：略8-12 某平原地区 550kV 输电线路档距为 400m，导线水平布置，导线悬挂高度为28.15m，相间距离为 12.5m，15时弧垂 12.5m。导线四分裂，半径为 11.75mm，分裂距离0.45m(等值半径为 19.8cm)。两根避雷线半径 5.3mm，相距 21.4m，其悬挂高度为37m，15时弧垂 9.5m。杆塔电杆 15.6H，冲击接地电阻为 10。线路采用 28 片 XP-16绝缘子，串长 4.48m，其正极
19、性 U50%为 2.35MV，负极性 U50%为 2.74MV，试求该线路的耐雷水平和雷击跳闸率。解：略8-13 为什么 110kV 及以上线路一般采用全线架设避雷线的保护措施，而 35kV 及以下线路不采用？答：输电线路的防雷，应根据线路的电压等级、负荷性质和系统运行方式，并结合当地地区雷电活动的强弱、地形地貌特点及土壤电阻率高低等情况，通过技术经济比较，采用合理的防雷方式。因此，35kV 线路不宜全线架设避雷线，110kV 及以上线路应全线架设避雷线。8-14 输电线路防雷有哪些基本措施。答：（1）架设避雷线；（2）降低杆塔接地电阻；（3）架设耦合地线；（4）采用不平衡绝缘方式；（5）采用
20、中性点非有效接地方式；（6）装设避雷器；（7）加强绝缘；（8）装设自动重合闸。8-15 变电所进线段保护的作用和要求是什么？答：变电所进线段保护的作用在于限制流经避雷器的雷电流幅值和侵入波的陡度。针对不同电压等级的输电线路，具体要求如下：a) 未沿全线架设避雷线的 35kV110kV 架空送电线路，应在变电所 1km2km 的进线段架设避雷线作为进线段保护，要求保护段上的避雷线保护角宜不超过 20，最大不应超过 30；b) 110kV 及以上有避雷线架空送电线路，把 2km 范围内进线作为进线保护段，要求加强防护，如减小避雷线的保护角 及降低杆塔的接地电阻 Ri。要求进线保护段范围内的杆塔耐雷
21、水平，达到表 8-7 的最大值，以使避雷器电流幅值不超过 5kA(在 330500kV级为 10kA)，而且必须保证来波陡度 a 不超过一定的允许值。8-16 试述变电所进线段保护的标准接线中各元件的作用。答：在图 8-32 所示的标准进线段保护方式中，安装了排气式避雷器 FE。在雷季，线路断路器、隔离开关可能经常开断而线路侧又带有工频电压(热备用状态) ，沿线袭来的雷电波(其幅值为 U50%)在此处碰到了开路的末端，于是电压可上升到 2U50%，这时可能使开路的断路器和隔离开关对地放电，引起工频短路，将断路器或隔离开关的绝缘支座烧毁，为此在靠近隔离开关或断路器处装设一组排气式避雷器 FE。图
22、 8-32 35kV110kV 变电所的进线保护接线8-17 某 110kV 变电所内装有 FZ-110J 型阀式避雷器，其安装点到变压器的电气距离为50m，运行中经常有两路出线，其导线的平均对地高度为 10m，试确定应有的进线保护段长度。解：略8-18 试述旋转电机绝缘的特点及直配电机的防雷保护措施。答：旋转电机绝缘的特点：（1） 在相同电压等级的电气设备中，旋转电机的绝缘水平最低；（2） 电机在运行中受到发热、机械振动、臭氧、潮湿等因素的作用使绝缘容易老化。特别在槽口部分，电场极不均匀，在过电压作用下容易受伤；（3） 保护旋转电机用的磁吹避雷器(FCD 型)的保护性能与电机绝缘水平的配合裕
23、度很小；（4） 由于电机绕组的匝间电容 K 很小，所以当冲击波作用时，匝间所受电压为vla，要使该电压低于电机绕组的匝间耐压，必须把来波陡度 a 限制得很低，试验结果表明，为了保护匝间绝缘必须将侵入波陡度限制在 5kV/s以下；（5） 电机绕组中性点一般是不接地的，三相进波时在直角波头情况下，中性点电压可达进波电压的两倍，因此必须对中性点采取保护措施。试验证明，侵入波陡度降低时，中性点过电压也随之减小，当侵入波陡度降至 2kV/s以下时，中性点过电压不超过进波的过电压。直配电机的防雷保护措施：（1) 发电机出线母线上装一组 MOA 或 FCD 型避雷器，以限制侵入波幅值，取其3kA 下的残压与
24、电机的绝缘水平相配合，保护电机主绝缘。（2) 采用进线段保护，一般采用电缆段与排气式避雷器配合的典型进线段保护，它们联合作用以限制流经避雷器中的雷电流幅值使之小于 3kA。（3) 在发电机母线上装设一组并联电容器，包括电缆段电容在内一般每相电容应为0.250.5F，可以限制雷电侵入波的陡度 a 使之小于 2kV/s，同时可以降低感应雷过电压使之低于电机冲击耐压强度，保护电机匝间绝缘和中性点绝缘。（4) 发电机中性点有引出线时，中性点应加装避雷器保护，如电机绕组中性点并未引出，则每相母线并联电容应增至 1.52.0F。8-19 说明直配电机防雷保护中电缆段的作用。答：有电缆段的直配电机保护接线如
25、图 8-37(a)所示，雷直击于电缆首端的架空线路，排气式避雷器 FE2 动作，电缆芯线与外皮经 FE2 短接在一起，雷电流流过 FE2 和接地电阻R1 所形成的电压 iR1 同时作用在芯线和外皮上，沿着外皮将有电流 i2 流向电机侧，于是在电缆外皮本身的电感 L2 上出现压降 ，此压降是由环绕外皮的磁力线变化所造成dtiL2的，这些磁力线也必然全部环绕芯线，在芯线上同时感应出一个大小等于 的反电动dtiL2势来，它将阻止雷电流从电缆首端 A 点沿芯线向电机流动，也即限制了流经避雷器 F 的雷电流。8-20 试述气体绝缘变电所防雷保护的特点和措施。答：气体绝缘变电所(GIS)防雷保护有以下特点：
