高電壓技術(shù)實(shí)踐操作模擬測試試題

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1、高電壓技術(shù)試題一、填空（35分，每空1分，請(qǐng)選填35空）（1）帶電質(zhì)點(diǎn)可由碰撞、光、熱和表面形式的游離形成。（2）與均勻電場的放電過程相比，極不均勻電場的放電具有電暈放電和極性效應(yīng)的特點(diǎn)。（3）影響氣體間隙擊穿電壓的主要因素有電場形式、電壓波形和氣體的性質(zhì)和狀態(tài)。（4）大型高電壓試驗(yàn)設(shè)備通常包括工頻高電壓試驗(yàn)設(shè)備，直流高電壓發(fā)生器，沖擊電壓發(fā)生器。（5）我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)雷電亞沖擊波頭時(shí)間為1.2μs，操作沖擊電壓波尾時(shí)間為2500μs。（6）測量沖擊電壓分壓器通常有電阻和電容兩類。（7）分布參數(shù)導(dǎo)線波過程中，導(dǎo)線上的電壓為前行電壓波和反行的疊加。（8）導(dǎo)線1上有電

2、壓波u傳播時(shí)，與導(dǎo)線1平行的導(dǎo)線2上會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓波，兩根導(dǎo)線之間距離越近導(dǎo)線2上的電壓波越大。（9）雷電沖擊波作用下，變壓器繞組起始電位大部分壓降降落在繞組首端附近，雷電沖擊波越大陡度越大，變壓器繞組縱絕緣上承受的電壓越高，變壓器繞組穩(wěn)態(tài)電位分布與變壓器的中性點(diǎn)接地方式有關(guān)。接地的三相變壓器在三相同時(shí)進(jìn)波的暫態(tài)過程中繞組中部處的電壓幅值最高。（10）閥型避雷器主要由火花間隙和閥片構(gòu)成，殘壓為避雷器動(dòng)作后雷電流通過避雷器在避雷器產(chǎn)生的壓降。（11）輸電線路保護(hù)角越小，繞擊率越小。（12）在直配電機(jī)防雷接線中，為限制保護(hù)10kV直配電機(jī)的FCD型避雷器流過的雷電

3、沖擊電流不超過3kA，所以需在直配進(jìn)線處加裝電纜和管型避雷器進(jìn)行分流。（13）雷電侵入波侵入變電站后，站內(nèi)電氣設(shè)備上過電壓大小與避雷器的殘壓、侵入波的陡度以及設(shè)備與避雷器的距離有關(guān)。變電站進(jìn)線段的作用時(shí)限制流過避雷器的雷電流幅值和降低侵入波陡度。（14）限制內(nèi)部過電壓的措施主要有線路上裝設(shè)并聯(lián)電抗器、帶并聯(lián)電阻的斷路器和避雷器。一、簡述題（共30分，每題6分）（1）敘述湯遜理論的基本觀點(diǎn)和流注理論的基本觀點(diǎn)以及它們的適用范圍。答：湯遜理論只適用于pd值較小的范圍，流注理論只適用于pd值較大的范圍，兩者的過渡值為pd≈26.66kPacm。（1分）湯遜理論的基本

4、觀點(diǎn)是：電子的碰撞電離是氣體放電時(shí)電流倍增的主要過程，而陰極表面的電子發(fā)射是維持放電的重要條件。（2分）流注理論的基本觀點(diǎn)：①以湯遜理論的碰撞電離為基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)空間電荷對(duì)電場的畸變作用，著重于用氣體空間的光電離來解釋氣體放電通道的發(fā)展過程。②放電以起始到擊穿并非碰撞電離連續(xù)量變的過程，當(dāng)初始電子崩中離子數(shù)達(dá)到108以上時(shí)，要引起空間光電離這樣一個(gè)質(zhì)的變化，此時(shí)由光子造成的二次崩向主崩匯合而形成流注。③流注一旦形成，放電就轉(zhuǎn)入自持。（3分）（2）氣體間隙的伏秒特性是怎樣制定的？間隙的伏秒特性和電場分布有何關(guān)系？答：繪制氣隙伏秒特性的方法，其步驟是保持沖擊電壓波形不

5、變，逐級(jí)升高電壓使氣隙發(fā)生擊穿，記錄擊穿電壓波形，讀取擊穿電壓值，U與擊穿時(shí)間t。注意到當(dāng)電壓不很高時(shí)擊穿一般在波尾時(shí)間發(fā)生，當(dāng)電壓很高時(shí)，擊穿百分比將達(dá)100%，放電時(shí)延大大縮短，擊穿可能在波前發(fā)生，以圖中三個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)為例說明繪制方法，擊穿發(fā)生在波前時(shí)，U與t均取擊穿時(shí)的值（圖中2、3坐標(biāo)點(diǎn)）。擊穿發(fā)生在波尾時(shí)，U取波峰值，t取擊穿時(shí)對(duì)應(yīng)值，（圖中1坐標(biāo)點(diǎn)）。將1、2、3各點(diǎn)連續(xù)起來，即可得到伏秒特性曲線。（3分）對(duì)于極不均勻電場，其伏秒特性的特點(diǎn)是平均擊穿場強(qiáng)低，放電時(shí)延長，曲線上翹；對(duì)于稍不均勻電場或均勻電場，其伏秒特性的特點(diǎn)是平均擊穿場強(qiáng)高，放電時(shí)延短，

6、曲線平坦。（3分）（1）均勻電場中沿面閃絡(luò)電壓比純空氣間隙的擊穿電壓要低，原因是什么？答：如圖所示，均勻電場中插入固體介質(zhì)后仍能保持界面與電力線平行，看起來似乎固體介質(zhì)的插入完全不影響原來的電場分布。其實(shí)不然，此時(shí)的沿面閃絡(luò)電壓已比純空氣間隙的擊穿電壓低得多，這說明原先的均勻電場發(fā)生了畸變，原因?yàn)椋孩俟腆w介質(zhì)與電極吻合不緊密，存在氣隙。由于空氣的ε氣比固體介質(zhì)的ε固低，氣隙中場強(qiáng)比平均場強(qiáng)大得多，氣體中首先發(fā)生局部放電。放電發(fā)生的帶電質(zhì)點(diǎn)，到達(dá)固體介質(zhì)表面使原均勻電場畸變，變成不均勻電場，降低了沿面閃絡(luò)電壓。（2分）②固體介質(zhì)表面吸潮而形成水膜。水具有離子電導(dǎo)

7、，離子在電場中受電場力作用而沿介質(zhì)表面移動(dòng)，在電極附近積聚起電荷，使介質(zhì)表面電壓不均勻，電極附近場強(qiáng)增強(qiáng)。（2分）③介質(zhì)表面電阻分布不均勻，表面粗造，有毛剌或損傷，都會(huì)引起介質(zhì)表面分布不均勻，使閃絡(luò)電壓降低。（2分）（2）畫出交流耐壓試驗(yàn)接線圖，說明各元件的作用。答：圖為工頻耐壓試驗(yàn)原理接線圖。調(diào)壓器T1用來調(diào)節(jié)工頻試驗(yàn)電壓的大小和升降速度（1分），試驗(yàn)變壓器T2用來升高電壓供給被試品所需的高電壓（1分），球隙G是用來測量高電壓（或保護(hù)被試品免受過電壓）（1分），R1用來限制被試品放電時(shí)試驗(yàn)變壓器的短路電流不超過允許值和高壓繞組的電壓梯度不超過危險(xiǎn)值（1分），

8、R2用來限制球隙放電時(shí)的電流不致灼傷銅