(完整版)高电压技术课堂作业与解答【华北电力大学(保定)】.doc

第一章

P11， 1-1

解答：见 PPT 中的表格。

电介质极化种类及比较

极化种类 产生场合 所需时间

能量损耗

产生原因 电子式极化

任何电介质

10

－

15

s

无

束缚电子运动轨道

偏移 离子式极化 离子式电介质

10－

13

s

几乎没有

离子的相对偏移 转向极化

极性电介质 10 －

－

2s

有 偶极子的定向排列

10

s ～ 10 空间电荷极化

多层介质交界面

10－

2s ～数分钟

有

自由电荷的移动

在外电场的作用下，介质原子中的电子运动轨道将相对于原子核发生弹性位移，此为电子式极化或电子位移极化。 离子式结构化合物，出现外电场后，正负离子将发生方向相反的偏移，使平均偶极距不再为零，此为离子位移极化。 极性化合物的每个极性分子都是一个偶极子，在电场作用下，原先排列杂乱的偶极子将沿电场方向转动，显示出极性， 这称为偶极子极化。

在电场作用下， 带电质点在电介质中移动时， 可能被晶格缺陷捕获或在两层介质的界面上堆积， 造成电荷在介质空间中

新的分布，从而产生电矩，这就是空间电荷极化。

1-4

解答：金属导电的原因是自由电子移动；电介质通常不导电，是在特定情况下电离、化学分解或热离解出来的带电质点移动导致。

1-6

解答：由于介质夹层极化，通常电气设备含多层介质，直流充电时由于空间电荷极化作用，电荷在介质夹层界面上堆积，初始状态时电容电荷与最终状态时不一致；接地放电时由于设备电容较大且设备的绝缘电

阻也较大则放电时间常数较大（电容较大导致不同介质所带电荷量差别大，绝缘电阻大导致流过的电

流小，界面上电荷的释放靠电流完成） ，放电速度较慢故放电时间要长达 5～10min 。

补充： 1、画出电介质的等效电路（非简化的）及其向量图，说明电路中各元件的含义，指出介质损失角。

图 1－ 4－ 2 中， R lk 为泄漏电阻； I lk 为泄漏电流； C g 为介质真空和无损极化所形成的电容； I g 为流

过 C g 的电流； C p 为无损极化所引起的电容；

R p 为无损极化所形成的等效电阻； I p 为流过 R p － C p 支路

的电流，可以分为有功分量I pr和无功分量 I pc。

。。。

J g为真空和无损极化所引起的电流密度，为纯容性的；J lk 为漏导引起的电流密度，为纯阻性的； J p

。。。

为有损极化所引起的电流密度，它由无功部分J pc和有功部分 J pr组成。容性电流J c与总电容电流密度向。

量 J 之间的夹角为，称为介质损耗角。介质损耗角简称介损角，为电介质电流的相角领先电压相角的

余角，功率因素角的余角，其正切 tg 称为介质损耗因素，常用％表示，为总的有功电流密度与总无功

电流密度之比。

第二章

P45， 2-2

解答：汤森德理论认为电子崩向阳极不断发展，崩中的正离子撞击阴极也产生自由电子。自由电子的

撞击电离和正离子撞击阴极表面的电离的放电产生和发展的原因。

流注理论认为电子崩发展使崩头和崩尾场强增加而崩内场强减少，有利于崩内发生复合产生大量的光

子，而光子又产生光电离，光子产生的电子也产生二次电子崩迅速汇入到主崩，以等离子体的形式向阴极

发展就形成了流注。

异同点分为下面的相同点和相异点：

相同点：两者产生和发展都需要碰撞电离和电子崩。

相异点：汤逊理论主要考虑了电子的碰撞电离和正离子撞击阴极表面的电离；流柱理论主要考虑了电

子的碰撞电离、空间电荷对电场畸变的影响和空间光电离。

应用条件：汤逊理论适合低气压、小距离的情况，s0.26cm ，比较均匀的电场适用；流注理论是

高气压、远距离的情况，s0.26cm 或不均匀的电场适用。

补充： 1、说明巴申定律的实验曲线的物理意义是什么？

解答：巴申曲线如下图所示：

其物理意义在于：在均匀的电场中，击穿电压U b是气体的相对密度、极间距离S 乘积的函数，只要S 的乘积不变，U b也就不变。

其原因可解释如下：假设S 保持不变，当气体密度增大时，电子的平均自由行程缩短了，相邻两次

碰撞之间，电子积聚到足够动能的几率减小了，故U b必然增大。反之当减小时，电子在碰撞前积聚到

足够动能的几率虽然增大了，但气体很稀薄，电子在走完全程中与气体分子相撞的总次数却减到很小，欲

使击穿U b也须增大。故在这两者之间，总有一个值对造成撞击游离最有利，此时U b最小。同样，可假

设保持不变， S 值增大时，欲得一定的场强，电压必须增大。当 S 值减到过小时，场强虽大增，但电于在走完

全程中所遇到的撞击次数己减到很小，故要求外加电压增大，才能击穿。这两者之间，也总有一个

S 的值对造成撞击游离最有利，此时U b最小。

2、什么叫“污闪”?发生污闪的最不利的大气条件是什么?列举提高污闪电压的措施。

解答：绝缘子上有污秽且在毛毛雨、雾、露、雪等不利天气下发生的闪络称为污闪。

现代电力系统防止污闪事故的对策：

1、调整爬距

爬电比距：外绝缘“相－地“之间的爬电距离（cm）与系统最高工作（线）电压（kV ，有效值）之比。将爬距调大可

以减少污闪事故的发生。可以通过增加绝缘子的片数和改变绝缘子的类型。

2、定期或不定期的清扫

3、涂料

涂憎水性涂料，如硅油或硅脂，近年来常采用室温化硅橡胶（RTV）涂料。

4、半导体釉绝缘子

表面有电导电流流过，产生热量使污层不易吸潮。

5、新型合成绝缘子

重量轻、抗拉、抗弯、耐冲击负荷、电气绝缘性能好、耐电弧性能好，但也存在价格贵、老化等问题。

3、电晕产生的物理机理是什么？它有哪些有害影响？试列举工程上各种防晕措施的实例。

解答：电晕放电是极不均匀电场中的一种自持放电现象，在极不均匀电场中，在气体间隙还没有击穿

之前，在电极曲率较大的附近的空间的局部的场强已经很大了，从而在这局部强场中产生强烈的电离，但

离电极稍远处场强已大为减弱，故此电离区域不能扩展到很大，只能在电极的表面产生放电的现象。

电晕放电的危害主要表现在这几个方面：

1）伴随着游离、复合、激励、反激励等过程而有声、光、热等效应，发出“咝咝”的声音，蓝色的

晕光以及使周围气体温度升高等。

2）在尖端或电极的某些突出处，电子和离于在局部强场的驱动下高速运动，与气体分子交换动量，

形成“电风” 。当电极固定得刚性不够时，气体对“电风”的反作用力会使电晕极振动或转动。

3）电晕会产生高频脉冲电流，其中还包含着许多高次谐波，这会造成对无线电的干扰。

4）电晕产生的化学反映产物具有强烈的氧化和腐蚀作用，所以，电晕是促使有机绝缘老化的重要因

素。

5）电晕还可能产生超过环保标准的噪声，对人们会造成生理、心理的影响。6）电晕放电，会有能量损耗。

减少电晕放电的根本措施在于降低电极表面的场强，具体的措施有：改进电极形状、增大电极的曲率

半径，采用分裂导线等。

4、极性效应的概念是什么？试以棒—板间隙为例说明产生机理。

解答：无论是长气隙还是短气隙，击穿的发展过程都随着电压极性的不同而有所不同，即存在极性效

应。

1）机理

当棒极为正时，电子崩从棒极开始发展（因为此处的电场强度较高），电子迅速进入阳极（棒极），离子运动速度慢，棒极前方的空间中留下了正离子，使电场发生了畸变，见赵智大，p18、图 1－ 12，使接近棒极的电场减弱、前方电场增强，因此，正极性时放电产生困难但发展比较容易，击穿电压较低。

当棒极为负时，电子崩仍然从棒极（因为此处的电场强度较高），电子向阳极（板极扩散），离子相对

运动速度较慢，畸变了电场，见赵智大， p18，图 1－ 13，使接近棒极的电场增强，前方电场减弱，因此，负极性时放电产生容易但发展比较困难，击穿电压较高。

正极性时放电产生困难但发展比较容易，击穿电压较低。负极性时放电产生容易但发展比较困难，

击穿电压较高。对于极不均匀电场在加交流电压在缓慢升高电压的情况下，击穿通常发生在间隙为正极性

时。

第三章

1、什么叫间隙的伏秒特性曲线?它有什么作用 ?

解答：工程上常用在同一波形，不同幅值的冲击电压作用下，气隙上出现的电压最大值和放电时间的

关系，称为该气隙的伏秒特性，表示该气隙伏秒特性的曲线，称为伏秒特性曲线。

伏秒特性曲线在工程上有很重要的应用，是防雷设计中实现保护设备和被保护设备的绝缘配合的依

据。

入侵雷电波

V

保护变压器

间隙

例如：在上图中需要用保护间隙来保护变压器免于遭受雷击，设保护间隙和变压器的伏秒特性曲线分别为 S2和 S1，则需要 S2的伏秒特性曲线一直在 S1的下方，如下图所示，这样不管在什么样的雷电波的侵袭下，保护间隙总先于变压器放电，从而保护了变压器。

2、试举例提高气隙（气体间隙）击穿电压的各种方法。

解答：提高气体间隙的击穿电压的常用的措施如下：

1）改善电场分布

一般说来，电场分布越均匀，气隙的击穿电压就越高。故如能适当地改进电极形状、增大电极的曲率

半径，改善电场分布，就能提高气隙的击穿电压；利用电晕提高击穿电压；利用屏障提高击穿电压。

2）采用高度真空

从气体撞击游离的理论可知，将气隙抽成高度的真空能抑制撞击游离的发展，提高气隙的击穿电压。

3）增高气压

增高气体的压力可以减小电子的平均自由行程，阻碍撞击游离的发展，从而提高气隙的击穿电压。

4）采用高耐电强度气体

卤族元素的气体：六氟化硫（ SF6）、氟里昂（ CCl 2F2）等耐电强度比气体高的多，采用该气体或在其

他气体中混入一定比例的这类气体，可以大大提高击穿电压。

第四章

1、简述提高固体绝缘击穿电压的方法和热老化的象征。

参考书本。

2、简述提高液体绝缘击穿电压的方法。

参考书本。

3、液体的热击穿的发生过程。

解答：工程用油存在着杂质（如水、纤维素等），由于它们的介电常数很大，很容易沿电场方向极化定

向，并排列成杂质小桥。如果未接通两极则小桥附近电场强度大、油中分解产生气泡、电离增强，气泡

增加，这样下去必然会出现由气体小桥引起的击穿。如果接通两极，因小桥的电导大而导致发热促使水汽

化、气泡扩大，发展下去也会形成小桥，使油隙发生击穿。也就是小桥理论。

第五章

p145： 5 － 1

解答：测定绝缘电阻可检查出的缺陷有：（1）总体绝缘质量欠佳；（ 2）绝缘受潮；（3）两极间有贯穿性的导电通道；（ 4）绝缘表面情况不良（比较有无屏蔽）。不能发现的缺陷：（1）局部缺陷；（2）老化（绝缘老化以后其电阻可能还很高）。因此加的电压比设备实际运行电压低故当绝缘严重下降时效果较好否则

差，适合于绝缘状态的初步诊断。需要注意表面泄漏电流对绝缘电阻测量的影响。

需要注测定泄漏电流可检查出的缺陷除绝缘电阻能测定的除外还包括一些兆欧表所不能发现的缺陷。

意表面泄漏电流对绝缘电阻测量的影响。

测 tgδ能有效地发现绝缘的下列缺陷

（ 1）受潮：电导增加，损耗增加，介损增大。

（ 2）穿透性导电通道，电流增加，介损增大。

（3）绝缘内含气泡的电离，绝缘分层、脱壳，放电消耗能量，介损增大。

（4）绝缘老化劣化，绕组上附积油泥；

（5）绝缘油脏污、劣化等。

但对下列故障的效果较差

（1）非穿透性的局部损坏，损耗增加不大，介损变化不大。

（2）很小部分绝缘的老化和劣化，损耗增加不大，介损变化不大。

（3）个别的绝缘弱点，损耗增加不大，介损变化不大。

测量结果容易受外界条件影响，包括1）外界电磁场的干扰影响；2）温度的影响；3）试验电压的影响； 4）试品电容量的影响；5）试品表面泄漏的影响。

5－2

解答：测定绝缘电阻要注意对表面泄漏电流的屏蔽；测量绝缘电阻应该做到三比较：与本绝缘历史资

料比较；与同类设备比较；与同一设备不同相比较。绝缘电阻、吸收比、极化指数的测量仅仅是相对性的，不能满足最低要求时必然有缺陷，满足时也可能有缺陷。

测定泄漏电流需要注意：1）表面泄漏电流的屏蔽；2）微安表是精密的仪器需要注意保护。

测定 tgδ需要注意： 1）电磁场干扰的屏蔽；2）正接线和反接线的选用；3）温度对测量结果的影响；4）测量结果受电压变化的影响；5）对大试品不敏感；6）表面泄漏电流的影响。

补充： 1、西林电桥试验题

〔 1〕、测量 C.T.( 电压互感器 )的高压绕组与低压绕组和地之间的绝缘的tgδ和 Cx ，使用西林电桥正接线还是反接线?

答：反接线，因为试品一端必须接地。

〔2〕、已知 Cn=50PF， R4=3184 Ω，调节西林电桥平衡时 R3=318.4 Ω ,

C4=0.02uF ，求 Cx 和 tgδ。

tg δ＝ wC4R4=100 ×3.14 ×0.02 ×3184 ＝ 0.02

Cx≈R C /R =3184 × 50/318.4＝ 500 PF

4 N 3

2、试画出用兆欧表测量绝缘套管体积电阻的接线图，并说明端子G 的作用是什么；如果在15s与60s

时测得该套管的绝缘电阻为 R15=1000MΩ， R60 =3000MΩ，那么该套管的绝缘电阻是多大？它的吸收比为多少？

解答：兆欧表测量绝缘套管体积电阻的接线图如下：

端子 G 的作用是屏蔽。该套管的绝缘电阻是3000MΩ（一般情况下 60s的绝缘电阻已经接近无限长时间的绝缘电阻）。吸收比 K R60 R153000 1000 3。

第六章无

第七章

P240-241:7-1

解答：波阻抗表示分布参数线路中前行电压波与前行电流波的比值；反行电压波与反行电流波比值

的相反数；计算公式如下 Z L

0， L0和 C0表示单位长度的电感和电容。波阻抗与电阻的不同：

（ 1）C0

波阻抗仅仅是一个比例常数，没有长度概念，而电阻不是；（ 2）波阻抗吸收的功率一电磁能的形式存储在导线

周围的媒介中，并没有消耗；而电阻吸收的功率和能量均转化为热能了。

7-3

解答：设 t＝ 0时刻合匝，（ 1）R=Z时，0<=t= l/2v时线路中间电压为E。0

时线路末端电压为0； t>=l /v时线路末端电压为E。

（ 2）当 R=∞时， 4kl /v<=t<4 kl/v+l /2v时线路中间电压为 0；4kl/v+l /2v <= t<4kl/v+ 3l/2v时线路中间电压为

E， 4kl/v+ 3l /2v <=t<4kl/v+ 5l/2v时线路中间电压为2E， 4kl/v+ 5l/2v<=t<4kl /v+ 7l/2v时线路中间电压为 E ，

4kl /v+ 7l/2v <= t<4kl /v+ 4l/v时线路中间电压为0。

4kl /v<= t<4kl/v+l /v 时线路末端电压为0 ； 4kl/v+l /v <=t<4 kl /v+ 3l/v 时线路中间电压为2E ， 4kl/v+ 3l/v <=t<4 kl/v+ 4l/v时线路中间电压为0。

（ 3）当 R=0时， 2kl/v<=t<2 kl/v+l /2v时线路中间电压为0； 2kl/v+l /2v <= t<2kl/v+ 3l/2v时线路中间电压为

E， 2kl/v+3l/2v <=t<2kl/v+ 2l/v时线路中间电压为0。

线路末端电压一直为0。

7-9

解答：截波产生电位梯度比全波更大，相当于全波加直角波，直角波幅值大、陡度高、产生电位梯度

高。实际测量也验证了这一点。

补充： 1、已知一线路的波阻抗 Z=300Ω，其波速为 V=300m/μ s ，计算线路每单位长度

的电感 L0（单位是 H/m ）和电容 C0（单位是 F/m）各是多少？

V

1

，Z L0 L0 C0 C0

L0 Z 300 10 6 H/m V 300 * 106

C 0

1 1 10 10

VZ 300 * 300 * 106 9

F/m

补充： 2、无穷长直角波入侵单相变压器绕组，定性画出绕组上的初始电位分布，稳态电位分布和最大电位包络线，并举出改善绕组初始电位分布的方法。

解答：无穷长直角波入侵单相变压器绕组，绕组上的初始电位分布，稳态电位分布和最大电位包络线示意图如下

变压器内部结构上的保护可采取： （ 1）减弱振荡；（2）使绕组的绝缘结构与过电压的分布状况相适应。（ 1）补偿对地电容电流（横向补偿）

电压初始分布所以不均匀， 皆出于对地电容的存在， 可使用静电屏、 静电环、 静电匝等措施加以补偿，由电容环到高压绕组的电容补偿高压绕组对地电容上流过的电流，使初始电压的分布均匀化，与稳态分布 相一致，减弱振荡。对于

220kV 以上的变压器使其体积和重量增加，不用。

（ 2）增大纵向电容（纵向补偿）

其原理是设法加大纵向电容（匝间电容）

K 0 dx ，使对地电容 C 0 dx 的影响减少，初始电压的分布变

得均匀一些。目前普遍采用的纠结式绕组或内屏蔽式绕组就是采用这个方法。

3、请写出反映无损耗单导线波过程基本规律的四个方程式，并简述其物理意义。

解答：行波的四个基本方程如下

u u f u q ; i i f

i q

u q u f

Z

i q

Z;

u f

表示导线上任何一点电压、电流为前行波加反行波；前行电压波与前行电流波比值为波阻抗，反行电压波与反行电流波比值为波阻抗的相反数。

4、无穷长直角波通过并联电容

（ 1）划出集中参数等值电路

（ 2）折、反射波头各为什么形状

（3）求出折射电压最大值。（1、 2）

（3）

u2q

2z2

u1q au1q

max z1 z2

第八章

8－3

解答：非线性特性伏安特性如下：

u Ci a

式中 a=0.01 ～ 0.04，远小于 S i C 的。与传统的 S i C 避雷器相比的优点：

1）结构简化、体积小、耐污性能好：由于优异的非线形性能，在相同电压作用下S C 避雷器流过电

i

流较大需要串联火花间隙，但ZnO 避雷器流过电流小省去了串联火花间隙，

2）保护性能优越：有很好的非线性伏安特性，可以进一步降低被保护设备的绝缘水平；没有保护间

隙，有良好的陡波特性，适合于伏秒特性平坦的SF6组合电器和气体绝缘变电站的保护。

3）无续流（正常电压作用下电阻大电流小为微安级，可以认为无续流）、无需吸收续流能量，动作负

载轻、能重复动作实施保护。

4）通流容量大，能制成重载避雷器。

第九章

补充： 1、①说明避雷线的作用。②为什么降低接地电阻、架设耦合地线可以降低线路

的雷击掉闸率，后者用于什么情况？

解答：①吸引雷击于避雷线而避免导线直接受雷击，耦合作用降低导线上承受过电压。②降低接地电

阻可以提高线路的耐雷水平，减少线路的雷击跳匝率。架设耦合地线具有一定的分流作用和增大导地线之

间的耦合系数，可以减少线路承受的过电压从而提高雷击跳匝率。后者用于降低杆塔接地电阻有困难的情

况。

2、综述输电线路的防雷措施。

一、避雷线（架空地线）

沿全线装设避雷线是目前为止 110kV 及其以上架空线最重要和最有效的防雷措施。 35kV 及以下一般不全线架设避雷线，因为其绝缘水平较低，即使增加绝缘水平仍很难防止直击雷，可以靠增加绝缘水平使线路在短时间故障情况运行，主要靠消弧线圈和自动重合闸装置。

二、降低杆塔接地电阻

这是提高线路耐雷水平和减少反击概率的主要措施，措施有采用多根放射状水平接地体、连续身长接

地体、长效土壤降阻剂等。

三、加强线路的绝缘

例如增加绝缘子的片数、改用大爬距悬式绝缘子、增大塔头空气距离。在实施上有很大的难度，一般

为提高线路的耐雷水平，均优先采用降低杆塔接地电阻的方法。

四、耦合地线

在导线的下方加装一条耦合地线，具有一定的分流作用和增大导地线之间的耦合系数，可提高线路的

耐雷水平和降低雷击跳闸率。

五、消弧线圈

能使雷电过电压所引起的一相对地冲击闪络不转变为稳定的工频电弧，即大大减少建弧率和断路器的

跳闸次数。

六、管式避雷器

不作密集安装，仅用作线路上雷电过电压特别大或绝缘薄弱点的防雷保护。能免除线路的冲击闪络，

使建弧率降为零。

七、不平衡绝缘

为了避免线路落雷时双回路同时闪络跳闸而造成的完全停电的严重局面，当采用通常的防雷措施都不

能满足要求时在雷击线路时绝缘水平较低的线路首先跳闸，保护了其它线路。

八、自动重合闸

由于线路绝缘具有自恢复功能，大多数雷击造成的冲击闪络和工频电弧在线路跳闸后能迅速去电离，

线路绝缘不会发生永久性的损坏和劣化，自动重合闸的效果很好。

第十章

P316:10-1

解答： 100kV 及以上绝缘水平较高，避雷针可以装设在架构上，但变压器绝缘水平较低，变压器门形

架构上不应装设避雷针。绝缘水平为 35kV 及以下的配电装置来说，雷击架构避雷针时很容易导致绝缘的逆

闪络（反击），显然不允许。

10-2

解答：由于避雷器动作后产生的负电压波在避雷器与变压器之间多次折反射引起的。变压器上电压高

于避雷器残压的原因是变压器距避雷器有一定的距离，避雷器击穿时刻刚过避雷器的电压也要经过变压器

产生全反射，入射电压＋全反射电压大于避雷器残压。

补充： 1、请画出一个典型的有电缆段的直配电机的保护接线图，并简述各元件的作用。

解答： P295

2、三绕组变压器为何在低压侧装一支避雷器？

运行时可能高、中压绕组工作，低压绕组开路，低压绕组对地电容小，静电感应分量高，将危及绝缘。因为三相同时升高，则在任一相低压绕组直接出口处对地加一个避雷器即可。

3、在变压器中性点保护中，什么是全绝缘及分级绝缘？各用于什么情况下。

解答：变压器中性点的绝缘水平与相端是一样的，此为全绝缘。变压器中性点的绝缘水平比相端低很

多，此为分级绝缘。前者用于中性点不接地或经消弧线圈接地的情况，后者用于中性点接地系统。

4、某一 275kV系统，已知避雷器的残压U b 5为890kV，变压器绝缘强度U w(i)为1050kV，今从导线以 a=250kV/ μs 的斜角波入侵，其波速 V=150m/ μs，问要使变压器绝缘不受损伤，

避雷器最远能安装在距离变压器多少米处？此时避雷器在雷电波到达几微秒后动作？

U

w(i)U

b 5 1050 890

解答： l

2a v 2

48 m 250 150

2a(t p l ) U

b 5 2 250 (t p

48

) 890 t p 2.1μs

v 150

2at p U w(i) t

p

2.1 μ

s

5、（1）进线段的作用是什么 ?

（2）请画出一个典型的未沿全线架设避雷线的 35kv小容量变电所进线段保护接线图。

（3）简要说明管型避雷器 GB1、 GB2的作用。

解答：（1）为了使避雷器有效发挥保护作用，就必须采取措施：（1）限制进波陡度（2）限制流过避雷器的冲击电流幅值，使之不会造成过高的残压、甚至造成避雷器的损坏。这两个任务都要依靠变电所进

线段保护来完成。

（2）P288，图 10－ 3－ 3，

（3）见书

(全新整理)7月全国自考高电压技术试卷及答案解析

浙江省2018年7月高等教育自学考试 高电压技术试题 课程代码：02653 一、单项选择题(本大题共10小题，每小题1分，共10分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．我国国家标准规定的雷电冲击电压标准波形通常可以用符号________表示。（）A．(1.2±30%)μs B．(50±30%)μs C．1.2/50μs D．(1.2±20%)μs 2．同一固体电介质、相同电极情况下，直流电压作用下的击穿电压________工频交流电压（幅值）下的击穿电压。（） A．高于B．低于 C．等于D．无关于 3．三台串接的工频试验变压器装置中，每台工频试验变压器的容量是不同的，三台工频试验变压器的容量之比是（） A．1∶2∶3 B．3∶2∶1 C．2∶1∶3 D．1∶3∶2 4．彼德逊法则提供了一种用________解决行波的折射、反射问题的方法。（）A．分布参数等值电路B．波动方程 C．网格法D．集中参数等值电路 5．为防止避雷器在内过电压下动作，35kV及以下的避雷器的工频放电电压应大于系统最大工作相电压的________倍。（） A．2 B．2.5 C．3 D．3.5 6．在输电线路防雷措施中，对于高杆塔，可以采取增加绝缘子串片数的办法来提高其防雷性能，因此规程规定，全高超过40m有避雷线的杆塔，每增高________应增加一片绝缘子。（） 1

A．5m B．7.5m C．10m D．12.5m 7．直配发电机母线装设电容器的目的是（） A．限制雷电流的大小B．降低侵入波陡度 C．降低侵入波的幅值D．抬高电缆首端冲击电压 8．空载线路工频电压升高的根本原因在于线路中________在感抗上的压降使得电容上的电压高于电源电压。（） A．电阻性电流B．电感性电流 C．电容性电流D．雷电流 9．我国对切除110-220kV空载变压器做过不少试验，在中性点直接接地的电网中，切除空载变压器引起的过电压一般不超过________相电压。（） A．2.5倍B．3倍 C．3.5倍D．4倍 10．500kV系统中，决定电气设备绝缘水平的主要因素是（） A．最大长期工作电压B．大气过电压 C．内部过电压D．不确定 二、填空题(本大题共15小题，每小题1分，共15分) 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 11．流注理论认为电子的碰撞游离和空间光游离是形成________的主要因素。 12．在大气条件下，空气间隙击穿电压随空气相对密度的增大而________。 13．电介质的电导随温度的升高而________。 14．固体电介质的击穿形式有电击穿、热击穿和________。 15．介质损失角正切tgδ的测量对鉴定绝缘的________性缺陷最灵敏。 16．当线路末端开路时，入射波入侵到末端时将发生波的折射和反射，其折射系数等于________。 17．防雷接地装置可分为________和自然接地装置。 18．我国有关标准规定，________及以上输电线路应全线架设双避雷线。 2

高电压技术习题

高电压技术习题高电压与绝缘技术教研室

气体放电的基本物理过程 1、什么叫间隙的伏秒特性曲线?它有什么作用? 2、什么叫“污闪”?发生污闪的最不利的大气条件是什么? 3、一空气间隙的均匀电场，已知当极间距离S＝1mm、δ＝0.1时，击穿电压U b ＝800V。 〔1〕、定性画出巴森曲线。 〔2〕、如S=1cm，δ=0.01时，击穿电压U b=? 4、电晕产生的物理机理是什么？它有哪些有害影响？试列举工程上各种防晕措施的实例。 5、说明巴申定律的实验曲线的物理意义是什么？（要求作出曲线加以说明） 气体介质的电气强度 1、试举例提高气隙（气体间隙）击穿电压的各种方法。 2、一均匀电场、置于密度为δ的空气中，若已知极间距离S=1cm ，电子碰撞游离倍数α=3，阴极表面游离系数γ=0.035。问气隙能否被击穿？如何保持S不变，用什么方法可提高该气隙的击穿点压？ 3、某棒-板气隙的直流耐受电压与间隙距离S的关系曲线中 ①（正）棒-板的曲线斜率是否最大? ②已知在某S值下，（负）棒-板的耐受电压是1250KV，问它能否耐住1000KV （峰值）的工频交流电压？为什么？ 液体和固体介质的电气特性 1、画出电介质的等效电路（非简化的）及其向量图，说明电路中各元件的含义，指出介质损失角。 2、双层电介质串联，合闸于直流电源 ①定性划出I随时间t的变化曲线 ②指出吸收电流，说明产生它的原因（简答） ③已知，60秒电阻值为2500MΩ，15秒电阻值为1800MΩ（K合时为零时刻）， 问绝缘电阻和吸收比各是多少？

3、简述提高固体绝缘击穿电压的方法和热老化的象征。 4、说明极间隙的主要作用。说明变压器储油器中设隔气胶囊的目的。 5、为什么某些电容量较大的设备如电容器，长电缆，大容量电机等，经高压试验后，其接地放电时间要求长达5～10min？ 电气设备绝缘预防性试验 1、西林电桥试验题 〔1〕、测量C.T.(电压互感器)的高压绕组与低压绕组和地之间的绝缘的tgδ和Cx，使用西林电桥正接线还是反接线? 〔2〕、已知C n=50PF，R4=3184Ω，调节西林电桥平衡时R3=318.4Ω, C4=0.02uF，求Cx和tgδ。 〔3〕、利用倒相法测tgδ,倒相前测得tgδ1=1%，倒相后测得tgδ2=3%，测量时有无干扰?真值tgδ=? tg，绝缘电阻，2、①变压器整体受潮后下列数据与受潮前相比发生什么变化： 泄露电流，油的五次击穿电压平均值，②何谓总烃？达到注意值时应当怎样做？ 3、试画出用兆欧表测量绝缘套管体积电阻的接线图，并说明端子G 的作用是什么；如果在15s与60s时测得该套管的绝缘电阻为R15=1000MΩ，R60 =3000MΩ，那么该套管的绝缘电阻是多大？它的吸收比为多少？ 4、何谓容升效应，怎样预防。 绝缘的高电压试验 1、画出高效率多级冲击电压发生器（3级）接线图，并画出等效电路图，解释其高效性工作原理。 2、画出3种倍压整流电路图，比较优缺点。 3、对设备进行工频耐压试验时，耐压时间规定为多少？ 4、在进行雷电冲击试验电压测量时，能否用电阻型分压器，为什么？ 输电线和绕组中的波过程

高电压技术第二版习题答案

第一章 气体放电的基本物理过程 （1）在气体放电过程中，碰撞电离为什么主要是由电子产生的？ 答：气体中的带电粒子主要有电子和离子，它们在电场力的作用下向各自的极板运动，带正 电荷的粒子向负极板运动，带负电荷的粒子向正极板运动。电子与离子相比，它的质量更小， 半径更小，自由行程更大，迁移率更大，因此在电场力的作用下，它更容易被加速，因此电 子的运动速度远大于离子的运动速度。更容易累积到足够多的动能，因此电子碰撞中性分子 并使之电离的概率要比离子大得多。所以，在气体放电过程中，碰撞电离主要是由电子产生 的。 （2）带电粒子是由哪些物理过程产生的，为什么带电粒子产生需要能量 ？ 答：带电粒子主要是由电离产生的，根据电离发生的位置，分为空间电离和表面电离。根据 电离获得能量的形式不同，空间电离又分为光电离、热电离和碰撞电离，表面电离分为正离 子碰撞阴极表面电离、光电子发射、热电子发射和强场发射。原子或分子呈中性状态，要使 原子核外的电子摆脱原子核的约束而成为自由电子，必须施加一定的外加能量，使基态的原 子或分子中结合最松弛的那个电子电离出来所需的最小能量称为电离能。 （3）为什么SF6气体的电气强度高？ 答：主要因为SF6气体具有很强的电负性，容易俘获自由电子而形成负离子，气体中自由 电子的数目变少了，而电子又是碰撞电离的主要因素，因此气体中碰撞电离的能力变得很弱， 因而削弱了放电发展过程。 1-2 汤逊理论与流注理论对气体放电过程和自持放电条件的观点有何不同？这两种理论各 适用于何种场合？ 答：汤逊理论的基本观点：电子碰撞电离是气体电离的主要原因；正离子碰撞阴极表面使阴 极表面逸出电子是维持气体放电的必要条件；阴极逸出电子能否接替起始电子的作用是自持 放电的判据。它只适用于低气压、短气隙的情况。 气体放电流注理论以实验为基础，它考虑了高气压、长气隙情况下空间电荷对原有电场的影 响和空间光电离的作用。 在初始阶段，气体放电以碰撞电离和电子崩的形式出现，但当电子崩发展到一定程度之后， 某一初始电子的头部集聚到足够数量的空间电荷，就会引起新的强烈电离和二次电子崩，这 种强烈的电离和二次电子崩是由于空间电荷使局部电场大大增强以及发生空间光电离的结 果，这时放电即转入新的流注阶段。 1-3 在一极间距离为1cm 的均匀电场气隙中，电子碰撞电离系数α=11cm-1。今有一初始电 子从阴极表面出发，求到达阳极的电子崩中的电子数。 答：e αd=e11=59874。 1-5 试近似估算标准大气条件下半径分别为1cm 和1mm 的光滑导线的电晕起始场强。P15 皮克公式 1-6 气体介质在冲击电压下的击穿有何特点？其冲击电气强度通常用哪些方式表示？ 答：在持续电压（直流、工频交流）作用下，气体间隙在某一确定的电压下发生击穿。而在 冲击电压作用下，气体间隙的击穿就没有这种某一个确定的击穿电压，间隙的击穿不仅与电 cm ,1 m ,/5.58)1 .03.0(1*1*30)3.01(30/39)1 3.0(1*1*30)3.01(301.01导线半径空气相对密度光滑导线导线表面粗糙系数--=-=+=+==+=+===r m cm kV r m E cm kV r m E m c m c δδδδδ

高电压技术领域的院士

高电压技术领域的院士 徐士高 高电压技术专家。山东黄县人。1933年毕业于北平大学工学院。1943年获德国柏林工业大学博士学位。电力工业部电力科学研究院总工程师、高级工程师。著作有《变压器油问题》、《变压器油的混合问题》、《链条炉排锅炉的燃烧与改装》、《先令电桥和介质损失与电气设备的检验》等。 1980当选为中国科学院院士(学部委员)。 郑健超 郑健超（1939.10.6－）高电压技术专家。广东省中山市人。1963年2月清华大学电机系毕业，1965年9月该校研究生毕业。电力科学研究院名誉院长、中国广东核电集团公司科技委主任、高级工程师。长期从事高电压外绝缘、防雷和高电压测试技术领域的研究并取得了多项重要成果。系统阐明了温度、压力、湿度对外绝缘强度的联合作用，为改进放电电压的气象修正方法提供了理论依据。主持了我国航天工程的防雷试验研究，为保障运载火箭和发射场的防雷安全提出了重要改进措施。曾负责一系列有关绝缘子机电性能的研究课题，为超高压交直流线路绝缘子的国产化和质量改进做出了贡献。是我国第一台6000千伏户外式冲击电压发生器的主要设计者之一。近年来曾主持或参与了灵活交流输电技术、电力系统故障电流限制技术和输电线路故障精确定位技术的研究，取得了阶段成果。参与了我国能源、核电发展战略的研究。曾获国家科技进步二等奖两项。 1995年当选为中国工程院院士。 雷清泉 雷清泉(1938.7.23 -) 绝缘技术专家。出生于四川省南充地区。1962年毕业于西安交通大学，曾任哈尔滨电工学院教授。现任哈尔滨理工大学教授、博导，中国电工技术学会工程电介质专业委员会委员、副主任。 先后主持完成了国家"九五"重点科技攻关项目1项、国家自然科学基金项目3项、其它科研课题12项，目前主持国家自然科学基金重点项目1项。在利用热激电流技术研究绝缘高聚物中的电子运动规律、评定其耐电老化特性和指导材料的改性等方面取得了多项创新性成果，且达到了国内领先及国际先进水平。发明了共缩聚制备新型省醌黑高聚物粉末材料的新方法，发现了新的导电规律，制成了原始创新的压力温度双参数传感器，解决了国际上半导电高分子粉末材料在传感器领域长期未获应用的多项技术难题，成为此领域的开拓者，为推进其技术进步作出了重大贡献。新型传感器与大庆的采油电泵机组配套，取得了很好的经济效益。

高电压技术习题答案华电学生专用知识分享

高电压技术习题答案华电学生专用

华北电力大学高电压技术习题答案 第一章 1‐1 极化种类电子式极化离子式极化偶极子极化夹层极化产生场合任何电介质离子式结构电介质极性电介质多层介质的交界面所需时间 10-15 s 10-13 s 10-10～10-2 s 10-1 s～数小时能量损耗无几乎没有有有产生原因束缚电子运行轨道偏移离子的相对偏移偶极子的定向排列自由电荷的移动 1‐4 金属导体气体，液体，固体电导形式（自由电子）电子电导电导率γ很大 （自由电子、正离子、负离子、杂质电导、自身离解、杂质、离子）γ很小离子电导ρ很大 金属导电的原因是自由电子移动；电介质通常不导电，是在特定情况下电离、化学分解或热离解出来的带电质点移动导致。 1‐6 由于介质夹层极化，通常电气设备含多层介质，直流充电时由于空间电荷极化作用，电荷在介质夹层界面上堆积，初始状态时电容电荷与最终状态时不一致；接地放电时由于设备电容较大且设备的绝缘电阻也较大则放电时间常数较大（电容较大导致不同介质所带电荷量差别大，绝缘电阻大导致流过的电流小，界面上电荷的释放靠电流完成），放电速度较慢故放电时间要长达 5～10min。补充：

图中C1 代表介质的无损极化（电子式和离子式极化），C2 —R2 代表各种有损极化，而R3则代表电导损耗。 图 1－4－2 中， Rlk 为泄漏电阻； I lk 为泄漏电流；C g 为介质真空和无损极化所形成的电容； I g 为流过 C g 的电流；C p 为无损极化所引起的电容； Rp 为无损极化所形成的等效电阻； I p 为流过 Rp －C p 支路的电流，可以分为有功分量 I pr 和无功分量 I pc 。 J g 为真空和无损极化所引起的电流密度，为纯容性的；J lk 为漏导引起的电 流密度，为纯阻性的； J p 为有损极化所引起的电流密度，它由无功部分 J pc 和有功部分 J pr 组成。容性电流 J c 与总电容电流密度向量 J 之间的夹角为δ ，称为介质损耗角。介质损耗角简称介损角 δ ，为电介质电流的相角领先电压相角的余角，功率因素角?的余

全国2010年4月,高电压技术,自学考试及答案

全国2010年4月高等教育自学考试 高电压技术试题 课程代码：02653 一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分,共20分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.我国规定的标准大气条件是( ) A.101.3kPa，20℃，11g／m3 B.101.3kPa，20℃，10g／m3 C.50.1kPa，25℃，10g／m3 D.50.1kPa，25℃，11g／m3 2.能有效提高支持绝缘子沿面闪络电压的措施是( ) A.减小介质介电常数 B.改进电极形状 C.增加瓷套管表面电阻 D.加大瓷套管半径 3.在进行绝缘试验时规定被试品温度不低于 ．．．( ) A.-10℃ B.0℃ C.+5℃ D.+20℃ 4.工频耐压试验时，工频变压器的负载大都为( ) A.电容性 B.电感性 C.纯电阻性 D.有寄生电感的电阻性 5.下列对波的传播速度v的表述中，描述正确的是( ) A.在不同对地高度的架空线上，v是不同的 B.在不同线径的架空线上，v是不同的 C.在不同线径和不同悬挂高度的架空线上，v是相同的 D.在架空线上和在电缆中，v是相同的 6.我国有关标准建议在雷暴日为40的地区，地面落雷密度 取( ) A.0.07 B.0.09 C.0.8 D.1.2 7.在冲击电流作用下，接地装置的接地电阻降低的原因是发生了( ) A.火花击穿 B.电感效应 C.电容效应 D.电阻效应 高电压技术试题第1页（共6页）

高电压技术试题 第2页（共6页） 8.输电线路的雷击跳闸率与线路绝缘的建弧率η( ) A.呈余弦关系 B.呈非线性关系 C.成反比 D.成正比 9.一般情况下避雷针和配电构架间的气隙不应小于．．．． ( ) A.3m B.4m C.5m D.6m 10.发生铁磁谐振的必要条件是谐振回路中( ) A.C 1L 0ω<ω B.C 1L 0ω>ω C.C 1L 0ω=ω D. C L 0ω=ω 二、填空题(本大题共10小题，每小题1分,共10分) 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 11.棒板电极系统，棒为正极性的起晕电压比棒为负极性的起晕电压_______。 12.套管介质的体积电阻越小，沿面闪络电压越_______。 13.在固体介质的三种击穿形式中，击穿电压最低的是_______。 14.直流泄漏电流试验或直流耐压试验中，保护电阻的作用是_______。 15.两条线路不同的波阻抗Z 1和Z 2相连于A 点，当入射波经Z 1到达节点A 时，A 点的电压 波折射系数α=________。 16.避雷针高度大于______m 时，应考虑其高度带来的影响。 17.由于接地的杆塔及避雷线电位升高所引起的线路闪络称为______。 18.用于防止雷电直击于导线的防雷装置是______。 19.空载线路计划性合闸时，合闸过电压倍数最大为______。 20.绝缘配合就是根据设备在电力系统中可能承受的各种电压，并考虑过电压的限制措施和设备的绝缘性能后来确定设备的______。 三、名词解释题(本大题共4小题,每小题3分,共12分) 21.绝缘子污闪 22.耐压试验 23.残压 24.消弧线圈的补偿度K

全国2012年4月高等教育高电压技术自学考试及答案

全国2012年4月高等教育自学考试 高电压技术试题 课程代码：02653 一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．试品绝缘电阻的测量值获取需加压( ) A．15s B．30s C．45s D．60s 2．波在输电线路中传播速度的确定条件是( ) A．导线的几何尺寸B．导线悬挂高度 C．导线周围介质D．导线的导电性 3．中性点不接地的星形接线三相变压器，当冲击电压波单相入侵时，中性点的最大对地电位可达入侵波幅值的( ) A．2 3 倍B． 4 3 倍 C．6 3 倍D． 8 3 倍 4．雷击杆塔引起的线路绝缘闪络称为( ) A．击穿B．反击 C．直击D．绕击 5．不产生 ．．．游离作用的形式是( ) A．碰撞B．加热 C．光照D．附着 6．电晕放电是极不均匀电场所特有的一种( ) A．自持放电形式B．碰撞游离形式C．光游离形式D．热游离形式7．对线路绝缘子串，承受电压最高的绝缘子是( ) A．靠铁塔处B．中间部分 高电压技术试题第1 页（共5 页）

高电压技术试题 第 2 页（共 5 页） C ．靠导线处 D ．整串承受电压一样 8．避雷线对导线保护程度的表示方式是( ) A ．保护范围 B ．畸变电场 C ．保护角 D ．保护宽度 9．通常消弧线圈采用的运行方式是( ) A ．过补偿5％～10％ B ．欠补偿5％～10％ C ．欠补偿20％～25％ D ．过补偿20％～25％ 10．不考虑三相合闸时的不同期因素，在空载长线重合闸时，空载线路开关侧可能产生的最大过电压倍数为( ) A ．2倍 B ．3倍 C ．4倍 D ．5倍 二、填空题(本大题共10小题，每小题1分，共10分) 请在每小题的空格中填上正确答案。填错，不填均无分。 11．空气间隙的击穿电压随空气密度的增加而__________。 12．有损极化包括：偶极子极化和__________。 13．一般情况下，工频试验变压器的负载大都是__________。 14．计算波的一次折、反射，可采用彼德逊法则等方法，而计算行波的多次折、反射，可采用__________。 15．幅值为U 0的无穷长直角波经过并联电容后，折射波的最大陡度为2q max du dt =__________。 16．变电站大型地网构成网孔的目的主要是__________。 17．导线上的感应雷过电压U g 的极性与雷电流极性__________。 18．工频电压升高幅度越大，要求避雷器的最大允许电压要__________。 19．限制空载线路分闸过电压的最有效措施是__________。 20．电磁式电压互感器饱和引起的谐振过电压存在于中性点__________。 三、名词解释题(本大题共4小题，每小题3分，共12分) 21．热游离

华北电力大学保定电路2(A)试卷

华 北 电 力 大 学 试 卷 纸 考试科目： 电路理论2(A) 课程号： 课序号：_____ 考核时间：__2014-01-08___ 1.(5分)如图1所示，已知电源电压V 2cos 21010)(t t u s ＋=，L=，C=，R 1=R 2=R 3=1Ω，试计算电容电压u c 的有效值. 2.(5分)如图2所示，已知)(3)(S t t u δ=V ，Ω=4R ，H L 5=，F 05.0=C ，求冲击响应)(t u C . 3. (5分)图示对称三相Y －?形电路中，已知负载电阻R ＝38Ω，相电压?∠=0220A U V 。求各线电流A I 、B I 、C I . 4.（5分）图示电路中，以C u ，L i 为状态变量，列写其状态方程的标准矩阵形式. 1+ u c _ 图1 L u S(t) u C(t) R C U

5.（15分）图5所示电路在换路前已达到稳态，用三要素法计算t ?0时的电路响应u C (t )，i C (t ). 6. (15分)图6所示对称三相电路中电源侧线电压为380V ，端线阻抗Z l =+j 2?，对称三相负载分别为：Z 1=2?，Z 2=6+j 12?. 求三相电路电源侧的功率因数及电源发出的有功功率、无功功率. 7.（15分）图7所示电路中，已知u S (t )=12+32cos ?t +62sin3?t V ，L 、C 对基波有?L =2?，?C =2 试求电流i 及其有效值. 8.(15分)图6所示电路原处于稳态，V t u S )(21δ=，V u S 252=。0=t 时开关K 由闭合突然断开，试用拉普拉斯变换方法求0>t 时的电压)(t u C 。（注：)(t δ为单位冲击函数） 9.（10分）电路及有向图分别如题9图 (a)和(b)所示，写出该电路的降阶关联矩阵A 、支路 导纳阵、支路电压源列向量S U 和支路电流源列向量S I . 1 S I ① ② 1 23 4 － ＋ 1 R 3 R 2 1 C j ω1 U 1U g 4 L j ωR c Z 1 I 1U 2 U S U S R +- +- 2 I 4 λ = l (a) (b) 图9 图10 10．（10分）电路如图所示，四分之一波长的无损耗均匀传输线，特性阻抗Ω=200c Z ，终端接100R =Ω 的负载，始端接电压源V cos 210S t u ω=，内阻Ω=100S R 。求始端始电压1 U 、电流1I 与终端电流2I . 图5 u 3u 4000?F + ? 4VA ? 2? 2k? + ? S (t =0) u C + ? i C 图6 A B C Z l Z l Z l Z 1 Z 2 Z 2 Z 2 Z 1 Z 1 图7 ? 2:1 i ? L C u S ? + ? ?

华北电力大学高电压技术模拟试题九

华北电力大学高电压技术模拟试题九 1．解释电压较高、距离较长的间隙中的气体放电过程可用（）。 A．汤逊理论B．流注理论C．巴申定律D．小桥理论 2．电晕放电是一种( ) A．自持放电B．非自持放电C．电弧放电D．均匀场中放电 3．下列因素中，明显影响离子式极化的是( ) A．频率B．气压 C. 湿度D．温度 4．下列因素中，对电介质的tanδ影响不明显的是（）。 A．湿度B．电源频率C．表面污秽D．大气压强 5．下列仪器中，不能用来测量直流高压的是( ) A．高阻微安表B．电容分压器C. 电阻分压器D．静电电压表 6．以下属于操作过电压的是( ) A．工频电压升高B．电弧接地过电压C．变电所侵入波过电压D．铁磁谐振过电压 7．下列不同类型的过电压中，不属于内过电压的是（）。 C．谐振过电压D．大气过电压 8．输电线路的波阻抗的大小与线路的长度（）。 A．成正比B．成反比C．无关D．不确定 9．我国的规程中规定线路防雷设计用雷电流波头时间为( ） A．1.2μs B．1.5Ps C．2.6μ／s D.10μs

10．以下几种方法中在抑制空载线路分闸过电压时相对最为有效的是( ） A. 采用多油断路器B．采用中性点绝缘系统C. 采用六氟化硫断路器D．中性点经消弧线圈接地 二．简答题（共64分） 1．简要论述汤逊放电理论。（10分） 2．简述绝缘污闪的发展过程及防污措施。（10分） 3．试比较电介质的电导和导体的电导有何不同。（10分） 4．测量绝缘介损正切有哪些接线方式，分别用于何种场合；进行测量绝缘介损正切时为消除误差需采取那些措施；测量可以判断以及不能判断的绝缘缺陷。（24分） 5．电力系统的接地按其功用可划分为哪几种，并说明其作用。（10分）

(完整版)高电压技术(第三版)课后习题集答案解析2

第一章作业 1-1解释下列术语 （1）气体中的自持放电；（2）电负性气体； （3）放电时延；（4）50%冲击放电电压；（5）爬电比距。 答：（1）气体中的自持放电：当外加电场足够强时，即使除去外界电离因子，气体中的放电仍然能够维持的现象； （2）电负性气体：电子与某些气体分子碰撞时易于产生负离子，这样的气体分子组成的气体称为电负性气体； （3）放电时延：能引起电子崩并最终导致间隙击穿的电子称为有效电子，从电压上升到静态击穿电压开始到出现第一个有效电子所需的时间称为统计时延，出现有效电子到间隙击穿所需的时间称为放电形成时延，二者之和称为放电时延； （4）50%冲击放电电压：使间隙击穿概率为50%的冲击电压，也称为50%冲击击穿电压； （5）爬电比距：爬电距离指两电极间的沿面最短距离，其与所加电压的比值称为爬电比距，表示外绝缘的绝缘水平，单位cm/kV。

1-2汤逊理论与流注理论对气体放电过程和自持放电条件的观点有何不同？这两种理论各适用于何种场合？ 答：汤逊理论认为电子碰撞电离是气体放电的主要原因，二次电子来源于正离子撞击阴极使阴极表面逸出电子，逸出电子是维持气体放电的必要条件。所逸出的电子能否接替起始电子的作用是自持放电的判据。流注理论认为形成流注的必要条件是电子崩发展到足够的程度后，电子崩中的空间电荷足以使原电场明显畸，流注理论认为二次电子的主要来源是空间的光电离。 汤逊理论的适用范围是短间隙、低气压气隙的放电；流注理论适用于高气压、长间隙电场气隙放电。 1-3在一极间距离为1cm的均匀电场电场气隙中，电子碰撞电离系数α=11cm-1。今有一初始电子从阴极表面出发，求到达阳极的电子崩中的电子数目。 解：到达阳极的电子崩中的电子数目为 n a= eαd= e11?1=59874

最新高电压技术基础知识

1、35KV及以下的输电线路为什么一般不采用全线架设避雷线的措施？ 答：35kv及以下电压等级的输电系统一般都为中性点不接地系统，当发生由雷电引起的冲击闪络后，随后出现的工频闪络电流很小，不能形成稳定的工频电弧，因此，不会引起线路跳闸，所以，当一相由于雷击而引起闪络后，仍能正常工作，这样虽不装设避雷线，雷击引起的闪络概率增大，但这种闪络不会导致线路跳闸而影响正常供电。故35kv及以下输电线路一般不架设避雷线，一相闪络后，再出现第二相闪络，形成相间短路，出现打的短路电流，才能引起线路跳闸，只有雷电流很大时才会出现这种情况。 2、说明变电所进线保护段的作用及对它的要求？ 答：变电所进线保护段的作用有两个：其一是限制雷电侵入波电压作用下流过避雷器的电流；其二是降低最终进入变电所雷电侵入波的波头陡度。 对进线保护段的要求：其应具有比线路更高的耐雷水平，这段线路的避雷线应具有更小的对导线的保护角，而全线无避雷线线路则当然在这段线路上架设避雷线。 3、避雷针的保护原理：当雷云放电时，使地面电场畸变，在避雷针的顶端形成局部场强集中的空间以影响雷云闪光先导放电的发展方向，使雷闪对避雷针的放电，再经过接地装置将雷电引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。 4、输电线路的防雷措施：架设避雷线、降低塔杆接地电阻、架设耦合地线、采用不平衡绝缘方式、装设自动重合闸、采用消弧线圈接地方式、装设避雷器、加大绝缘。 5、为什么在低压侧装设避雷器？ 答：为了防止正、反变换过程出现的过电压，应在变压器的低压侧加装一组避雷器，完善变压器的防雷保护。

如果只在高压侧装设避雷器，当雷击高压侧线路时，避雷器动作，雷击电流流过接地电阻，并在接地电阻上产生电压降，低压侧此时没有避雷器，这一电压值低于低压侧中性点，而低压侧出现相当于经线路波阻抗接地，这一电压降绝大部分降作用于变压器低压绕组产生电流，通过电磁耦合作用，在高压侧感应出电动势的过程叫做反变换； 如果变压器低压侧落雷，作用于低压侧的冲击电压按照变比关系感应到高压侧，使高压绕组上出现过电压，而高压侧的绝缘裕度较低压侧小，可能引起高压侧首先击穿，这个过程叫正变换； 6、简述绝缘污闪：户外绝缘子在污秽状态下发射管的沿面放电闪络成为绝缘子的污闪。误会绝缘子的闪络往往发生在大气湿度很高等不利的气候条件下，此时闪络电压大大降低，可能在工作电压下发生闪络，从而加剧了事故的严重性。 措施：清除污秽层、提高绝缘子的表面耐潮性和憎水性、采用半导体釉绝缘子。 7、什么是介质损耗？为什么能用tanδ代替介质损耗？ 答：在交流电压下，介质的有功功率损耗为介质损耗。 当外加电压和频率一定时，P与戒指的物理电容C 成正比，对一定结构的试品而言，电容C 是定值，P与tanδ成正比，故对同类试品绝缘的优劣，可直接用tanδ代替介质损耗。 8、累积效应：随着施加冲击或工频试验电压次数增多，固体介质的击穿电压降下降的现象，称为累积效应。 9、非破坏性试验：是指在较低电压下，用不损伤设备绝缘的办法来判断绝缘缺陷的试验；（这类试验对发现缺陷有一定的作用和有效性，但是由于试验电压较低，发现缺陷的灵敏性不高） 破坏性试验：是用较高的电压来考验设备的绝缘水平。易于发现设备的集中性缺陷，考验设备绝缘水平，但由于电压较高，可能给被试品造成损伤。

华北电力大学高电压技术模拟试题一

华北电力大学高电压技术模拟试题1 一、单项选择题(本大题共10小题，每小题1分，共10分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1.流注理论未考虑( )的现象。 A.碰撞游离 B.表面游离 C.光游离 D.电荷畸变电场 2.先导通道的形成是以( )的出现为特征。 A.碰撞游离 B.表现游离 C.热游离 D.光游离 3.极化时间最短的是( ) A.电子式极化 B.离子式极化 C.偶极子极化 D.空间电荷极化 4.SF6气体具有较高绝缘强度的主要原因之一是( ) A.无色无味性 B.不燃性 C.无腐蚀性 D.电负性 5.介质损耗角正切值测量时，采用移相法可以消除( )的干扰。 A.高于试验电源频率 B.与试验电源同频率 C.低于试验电源频率 D.任何频率 6.不均匀的绝缘试品，如果绝缘严重受潮，则吸收比K将( ) A.远大于1 B.远小于1 C.约等于1 D.不易确定 7.构成冲击电压发生器基本回路的元件有冲击性主电容C1，负荷电容C2，波头电阻R1和波尾电阻R2。为了获得一很快由零上升到峰值然后较慢下降的冲击电压，应使( ) A.C1>>C2,R1>>R2 B.C1>>C2,R1<>R2 D.C1<

高电压技术第二版习题答案

第一章 1—1 气体中带电质点是通过游离过程产生的。游离是中性原子获得足够的能量(称游离能)后成为正、负带电粒子的过程。根据游离能形式的不同，气体中带电质点的产生有四种不同方式： 1.碰撞游离方式在这种方式下，游离能为与中性原子(分子)碰撞瞬时带电粒子所具有的动能。虽然正、负带电粒子都有可能与中性原子(分子)发生碰撞，但引起气体发生碰撞游离而产生正、负带电质点的主要是自由电子而不是正、负离子。 2.光游离方式在这种方式下，游离能为光能。由于游离能需达到一定的数值，因此引起光游离的光主要是各种高能射线而非可见光。 3.热游离方式在这种方式下，游离能为气体分子的内能。由于内能与绝对温度成正比，因此只有温度足够高时才能引起热游离。 4.金属表面游离方式严格地讲，应称为金属电极表面逸出电子，因这种游离的结果在气体中只得到带负电的自由电子。使电子从金属电极表面逸出的能量可以是各种形式的能。 气体中带电质点消失的方式有三种： 1.扩散带电质点从浓度大的区域向浓度小的区域运动而造成原区域中带电质点的消失，扩散是一种自然规律。 2.复合复合是正、负带电质点相互结合后成为中性原子(分子)的过程。复合是游离的逆过程，因此在复合过程中要释放能量，一般为光能。 、水蒸汽)分子易吸附气体中的自由 3.电子被吸附这主要是某些气体(如SF 6 电子成为负离子，从而使气体中自由电子(负的带电质点)消失。 1—2 自持放电是指仅依靠自身电场的作用而不需要外界游离因素来维持的放电。外界游离因素是指在无电场作用下使气体中产生少量带电质点的各种游离因素，如宇宙射线。讨论气体放电电压、击穿电压时，都指放电已达到自持放电阶段。 汤生放电理论的自持放电条件用公式表达时为 γ(eαs-1)=1 此公式表明：由于气体中正离子在电场作用下向阴极运动，撞击阴极，此时已起码撞出一个自由电子(即从金属电极表面逸出)。这样，即便去掉外界游离因素，仍有引起碰撞游离所需的起始有效电子，从而能使放电达到自持阶段。 1—3 汤生放电理论与流注放电理论都认为放电始于起始有效电子通过碰撞游离形成电子崩,但对之后放电发展到自持放电阶段过程的解释是不同的。汤生放电理论认为通过正离子撞击阴极，不断从阴极金属表面逸出自由电子来弥补引起电子碰撞游离所需的有效电子。而流注放电理论则认为形成电子崩后，由于正、负空间电荷对电场的畸变作用导致正、负空间电荷的复合，复合过程所释放的光能又引起光游离，光游离结果所得到的自由电子又引起新的碰撞游离，形成新的电子崩且汇合到最初电子崩中构成流注通道，而一旦形成流注，放电就可自己维持。因此汤生放电理论与流注放电理论最根本的区别在于对放电达到自持阶段过程的解释不同，或自持放电的条件不同。 汤生放电理论适合于解释低气压、短间隙均匀电场中的气体放电过程和现象，而流注理论适合于大气压下，非短间隙均匀电场中的气体放电过程和现象。

高电压技术2

全国2008年4月自考高电压技术试卷 课程代码：02653 一、单项选择题 1．按国家标准规定，进行工频耐压试验时，在绝缘上施加工频试验电压后，要求持续( ) A．1 min B．3 min C．5 min D．10 min 2．根据设备的绝缘水平和造价，以下几种电压等级中，允许内过电压倍数最高的是( ) A．35kV及以下B．110kV C．220kV D．500kV 3．液体绝缘结构中，电极表面加覆盖层的主要作用是( ) A．分担电压B．改善电场 C．防潮D．阻止小桥形成 4．雷电流通过避雷器阀片电阻时，产生的压降称为( ) A．额定电压B．冲击放电电压 C．残压D．灭弧电压 5．GIS变电所的特点之一是( ) A．绝缘的伏秒特性陡峭B．波阻抗较高 C．与避雷器的电气距离较大D．绝缘没有自恢复能力 6．保护设备S1的伏秒特性V1—t与被保护设备S2的伏秒特性V2—t合理的配合是( ) A．V1—t始终高于V2—t B．V1—t始终低于V2—t C．V1—t先高于V2—t，后低于V2—t D．V1—t先低于V2—t，后高于V2—t 7．波阻抗为Z的线路末端开路，入射电压U0入侵到末端时，将发生波的折射与反射，则( ) A．折射系数α=2，反射系数β=l B．折射系数α=2，反射系数β=-l C．折射系数α=0，反射系数β=1 D．折射系数α=0，反射系数β=-l 8．雷电绕过避雷线直击于线路的概率( ) A．平原地区比山区高B．与系统接地方式有关 C．平原地区比山区低D．与系统接地方式无关 9．采用带并联电阻的断路器合空载线路时，触头动作顺序是( ) A．主触头先合B．辅助触头先合 C．主触头和辅助触头同时合上D．辅助触头不合 10．当变压器带有一段电缆时，使用截流水平相同的断路器切除空载变压器产生的过电压会( ) A．变大B．变小 C．持续时间长D．持续时间短 二、填空题 11．无损极化包括电子式极化和___________极化。

高电压技术复习题

山东理工大学成人高等教育高电压技术复习题 一、单选题 1、电晕放电是一种( )。 A、滑闪放电 B、非自持放电 C、沿面放电 D、自持放电 2、在棒-板间隙上加一电压，棒为负极性时的击穿电压比棒为正极性时的间隙击穿电压( )。 A、高 B、低 C、不变 D、不确定 3、按照国家标准IEC、将各种电工绝缘材料按其耐热性划分等级，并确定各等级绝缘的最高容许工作温度。其中A级绝缘材料的最高持续温度是( )。 A、90 B、105 C、120 D、130 4、工频耐压试验时，试验变压器的负载大都为( )。 A、电容性 B、电感性 C、纯电阻性 D、有寄生电感的电阻性 5、空载线路合闸的时候，过电压最高的情况为( )。 A、单相重合闸 B、正常合闸 C、三相重合闸 D、无法确定 6、避雷针保护范围通常是指雷击概率为( )。 A、0%的空间范围 B、0.1％的空间范围 C、1％的空间范围 D、10％的空间范围 7、切除空载变压器出现过电压的主要原因是( )。 A、电弧重燃 B、截流现象 C、电容效应 D、中性点不接地 8、下列不同类型的过电压中，不属于内部过电压的是( )。 A、工频过电压 B、操作过电压 C、谐振过电压 D、大气过电压 9、西林电桥测量法测量的是( )。 A、绝缘电阻 B、局部放电 C、介损角正切值 D、泄漏电流 10、极化时间最短的是（）。 A、电子式极化 B、离子式极化 C、偶极子极化 D、空间电荷极化 11、以下不属于电晕放电的工业应用的是（）。 A、净化工业废气的静电除尘器 B、净化水用的臭氧发生器 C、油罐车用铁链拖地运行 D、静电喷涂 12、静电电压表可以测量交流电压的（）。 A、峰值 B、有效值 C、各次谐波值 D、平均值 13、架空输电线防护直击雷的主要措施是装设（）。 A、避雷器 B、避雷针 C、电阻 D、避雷线 14、接地装置按工作特点可分为工作接地、保护接地和防雷接地。保护接地的电阻值对高压设备约

华北电力大学电力工程系

华北电力大学电力工程系 一、专业介绍 电力工程系是华北电力大学1958年建校即成立的骨干系，现有电气工程一级学科（含电力系统及其自动化、电工理论与新技术、电机与电器、电力电子与电力传动、高电压与绝缘技术5个二级学科）博士学位授予权、电磁场与微波技术和农业电气化与自动化硕士学位授予权，具有电气工程及其自动化、电子信息工程和农业电气化与自动化3个本科专业。电力系统及其自动化为国家级重点学科，电工理论与新技术和高电压与绝缘技术为省级重点学科。 电力工程系下设7个教研室，拥有一支教学水平高、责任心强的师资队伍，现有专职教师103人，其中，中国工程院院士1人，博士生导师14人，教授27人，副教授32人，具有博士学位的教师占教师总数的37%；教辅人员19人；管理人员10人。 电力工程系下设7个研究所，拥有一支学术造诣高、创新能力强的科研队伍。依托电力系统保护与动态安全监控教育部重点实验室、电磁场分析测试与电磁兼容部级重点实验室和其他实验室，承担了多项国家级和省部级重大科研项目，积极开展与电力企业的合作，取得了丰硕的研究成果。 电力工程系广泛开展国际合作与交流，每年有计划地选派教师出国进修或访问，鼓励并支持教师参加国际学术活动，经常邀请国内外知名专家学者来校进行学术交流。目前，已与美国、瑞士、法国、加拿大、德国、

日本、英国、新加坡、香港等20多个国家和地区的高校和研究机构建立了良好的合作关系。电力工程系全体师生秉承“自强不息、团结奋进、爱校敬业、追求卓越”的华电精神，努力拼搏、求实创新，为把我校建设成为多科性、研究型、国际化的高水平大学做出更大贡献。 1.电工理论与新技术 华北电力大学“电工理论与新技术学科”原名“理论电工学科”，创建于1976年，是“电气工程”一级学科中五个二级学科之一。主要承担电气工程领域中的基本理论、应用基础与新技术的研究任务，并承担我校本科生和研究生的电工基础等技术基础课程的教学工作。 该学科于1978年被国务院学位委员会批准为硕士学位授予权单位，是国家恢复学位制度后首批获得硕士授予权的单位之一；1993年获博士学位授予权，是当时全国高等院校中四个“理论电工”博士学科点之一。1997年，根据国务院学位委员会学科调整文件，该学科更名为“电工理论与新技术”学科，并被电力工业部批准为部级重点学科；1998年获得电气工程一级学科博士学位授予权；2001年初经国家博士后管理委员会批准建立电气工程博士后科研流动站。 “电工理论与新技术”学科是研究电气工程领域中电磁现象、规律及其应用的基础学科。该学科主要承担电网络、电磁场和电工新技术的理论、方法及其应用的研究任务；它既是电气工程及其相关学科的基础学科，又可成为边缘学科和交叉学科的生长点。对“电气工程”学科的发展和社会

完整版高电压技术第2章参考答案

第二章参考气隙的伏秒特性是怎样绘制的？研究气隙的伏秒特性有何实用意义？、1，从示波图求答：气隙伏秒特性用实验方法来求取：保持一定的波形而逐级升高电压取。电压较低时，击穿发生在波尾。电压甚高时，放电时间减至很小，击穿可发生在被头。在波尾击穿时，以冲击电压幅值作为纵坐标，放电时间作为横坐标。在波头击穿时，还以放电时间作为横坐标，但以击穿时电压作为纵坐标。把相应的点连成一条曲线，就是该气隙在该电压波形下的伏秒特性曲线。伏秒特性对于比较不同设备绝缘的冲击击穿特性具有重要意义，例如，在考虑不同绝缘强度的配合时，为了更全面地反映绝缘的冲击击穿特性，就必须采用伏秒特性。和球－球气S/D>10）试说明在雷电冲击电压作用下，导线对平行平板气隙（2、S/D<0.5）的伏秒特性形状有何不同，并解释其原因。隙（）的伏秒特性答：两种情况反映在伏秒特性的形状上，导线对平行平板气隙（S/D>10）的伏秒特性在很小的S/D<0.5在相当大的范围内向左上角上翘，而球－球气隙（时间范围内向上翘。，电场分布极不均匀，在最低）原因可以解释为：导线对平行平板气隙（S/D>10击穿电压作用下，放电发展到完全击穿需要较长的时间，如不同程度地提高电压，电场分布较为均匀，）峰值，击穿前时间将会相应减小。球－球气隙（S/D<0.5（不故击穿前时间较短当某处场强达到自持放电值时，沿途各处放电发展均很快，。s）超过2~3? 50试解释％击穿电压。、3的冲击电压峰值。该值已很接近伏秒击穿电压是指气隙被击穿的概率为50%答：50％，能反映该气隙的基本耐电强度，但由于气隙的击穿电压与电特性带的最下边缘50％击穿电压并不能全面地代表该气隙的耐电强度。压波形相关，因此 ，电m标准大气条件下，下列气隙的击穿场强约为多少（气隙距离不超过２、4压均为峰值计）？答：均匀电场，各种电压。、a??S.653?U24.4S?b?——空气的相对密度；S——气隙的距离，式中cm。 1 b、不均匀电场，最不利的电场情况，最不利的电压极性，直流、雷电冲击、操作冲击、工频电压。 直流：4.5kV/cm；棒板间隙（正棒负板） 雷电冲击：6kV/cm棒板间隙（正棒负板） 操作冲击：3.7kV/cm棒板间隙（正棒负板） 工频电压：4.4kV/cm棒板间隙（正极性） 为什么压缩气体的电气强度远较常压下的气体为高？又为什么当大气的湿、5度增大时，空气间隙的击穿电压增高。 答：压缩气体中的电子的平均自由行程大为减小，削弱电离过程，从而提高气体的电气强度。当大气的湿度增大时，大气中有较多的水蒸气，其电负性较强，易俘获自由电子以形成负离子，使最活跃的电离因素即自由电子的数目减少，阻碍电离的发展。 某110kv电气设备如用于平原地区，其外绝缘应通过的工频试验电压有效值、6为240kv，如用于海拔4000m地区，而试验单位位于平原地带，问该电气设备的外绝缘应通过多大的工频试验电压值？ U?U?K?K试验电压修正经验公式：hd0b其中：K为湿度修正系数，这里不考虑，可取1；hm??K，指数m一般情况下取1。为空气相对密度修正系数，K dd??273p0???