高电压自考

高电压技术 试卷 第 1 页(共8页)
1．有一电容为C 0=11.0pF/m 、电感为L 0=0.99μh/m 的架空输电线路与波阻抗为Z 2=50欧姆的电缆线路相连，现有一幅值为U 0=50kV 的无限长直角电压波从架空线路进入电缆线路，求电缆线路上的电压波大小。

【解答】
架空线路波阻抗
1300Z ===Ω （2分）
电缆线路电压波 '2201222505014.350300Z U U kV Z Z ⨯==⨯=++ （3分）
2．如图所示，长为900m 的AB 线路两端连接无穷长线路，一无穷长直角波传递到A 点时折射电压为U 0，设U 0自A 点开始传播的瞬间为t ＝0，波的传播速度为v ＝300m ／μs 。

试求t ＝8μs 时B 点的电压。

【解答】
B 点的折射系数 22122220024002003Z Z Z α⨯=
==++ （2分）
当200239,3B s t s u U U μμα≤<==
（2分） 所以，(8)20023B t s u U U μα===
（1分）
3．某110kV 变电所进线段长度为1km ，变电所中的避雷器与变压器之间的距离为50m ，避雷器残压为260kV ，当入侵波的陡度为1.5kV/m 时，若避雷器能起到保护变压器的作用，则变压器雷电冲击耐压值至少应为多大？
高电压技术 试卷 第 2 页(共8页)
【解答】
变压器承受电压为 '22602 1.550410R U U a L kV =+=+⨯⨯=（3分）
故变压器雷电冲击耐压值至少应为410kV 。

（2分）
4．为了检测数公里长线路中故障点的位置，在其一端经集中参数电阻R(R 等于线路的波阻抗z)投入一方波(见图46a)，在此处测到的波形如图46b 所示。

请分析此故障是何种故障?故障点距观测点的距离是多少? （线路的波速度为300m/µs ）
【解答】
解：是断线（开路）故障。

（2分）
故障点距观测点距离为 430060022T l v m =
=⨯=。

（3分）
5．某变电所高压母线上有一条波阻抗为Z 1=500欧姆的架空线路和一条波阻抗为Z 2=50欧姆的电缆线路，如图所示。

当幅值为U 0=100kV 的直角电压波从架空线路侵入变电所时，母线上的避雷器动作，设避雷器的工作电阻为R=80欧，试：作彼德逊等值电路，求母线上的过电压幅值大小。

高电压技术 试卷 第 3 页(共8页)
【解答】
彼德逊等值电路
:
（2分）
21222000.3850805005080U I kA Z R Z Z R ===⨯++++（2分）
母线过电压幅值：22005000.3810U kV =-⨯=。

（1分）
6．110kV 变电所有1km 的进线段保护，变压器的雷电流冲击耐受电压为U b =480kV ，选择的避雷器的残压为U c =260kV ，设侵入变电所的来波陡度为α=450kV/μs ，波速为300m/μs ，则变压器与避雷器之间的最大允许距离为多大？
【解答】
m ax 480260
73.332/2450/300b c U U l m v α--===⨯（4分）
故变压器与避雷器之间的最大允许距离为73m 。

（1分）
7．用避雷器保护变压器时（避雷器与变压器之间的距离可以忽略不计），已知线路侵入波U 0=1200kV ，线路波阻抗Z =400Ω。

当避雷器动作后流经避雷器电流I m =5 kA 时，计算变压器上的最高电压。

【解答】
由已知条件，画出等值电路如图。

（2分）
高电压技术 试卷 第 4 页(共8页)
02400bm m U U I Z kV =-=。

（3分）
8．某圆油罐直径为10m ，高出地面10m ，若采用单根避雷器保护，且要求避雷针与罐距离不得少于5m ，试计算该避雷针的高度。

【解答】
由题意，m h x 10=（1分）
若取2h h x ≥
，即202=≤x h h ，则m p h h r x x 101020)(=-=-=，不能保护（2分）； 取2h h x <
，即m h h x 202=>，则m h p h h r x x 15)205.1()25.1(=-=-=，解得避雷针高度m h 3.23=（2分）。