高电压技术作业题及参考答案最新120610

东北农业大学网络教育学院

高电压技术作业题参考答案

作业一参考答案

一．判断题

1．对极不均匀电场气隙，湿度越小则击穿电压越低。（对）

2．均匀电场气隙，湿度越小则击穿电压越高。（错）

3．在交流电压的作用下，棒板电极的击穿电压低于棒棒电极的击穿电压。（对）

4．如果避雷器与被保护设备之间的线路在避雷针的保护之内，由于电压行波在传播的过程中有衰减，所以这个距离越大越好。（错）

5. 对棒正板负电极，加极间障是提高击穿电压的有效措施。（对）

二、简单回答

1．提高气隙击穿电压的措施有哪些？

答：1) 改善电场分布：采用极间障，尽量不用棒板电极，对板板电极应消除边缘效应。

2) 采用高真空：使气隙工作在巴申曲线的反比段。

3) 高压气体的采用：使气隙工作在巴申曲线的正比段。

4) 采用高抗电强度气体。

2．介质损失角正切值测量功效有哪些？

答：能反映绝缘的整体脏污、整体受潮、贯穿性导电通道。而对非沟通两极的局部缺陷部灵敏。

3．输电线路的防雷的措施有哪些？（请说出5条）

答：架设避雷线、架设耦合地线、降低杆塔的接地电阻、采用自动重合闸、中性点非直接接地系统、采用不平衡绝缘、采用管型避雷器等其中五条。

4．提高变压器油击穿电压的措施有哪些?

答：提高油的品质：过滤与干燥、祛气；采用组合绝缘：加覆盖层、加绝缘层；加极间障。

三、请画出气隙放电的巴申曲线，并用汤申德理论解释之。

答：①在谷点左侧，碰撞游离的概率很高，而碰撞次数很少，使气隙的

带电质点很少，当δs增大时，，气息的带电质点增多，击穿电压反而下

降，②在谷点的右侧，由于电场很低或电子的自由形成很小，是碰撞有

利的概率很低，当δs增大时，碰撞游离的概率急剧下降，使气隙的的

带电质点变少，所以击穿电压提高。

四、请画出通过整流获得直流电源的方法测量配电变压器绝缘泄漏电流的原理接线图，并说明这种接线的特点和各元件的作用。

答：测量精度高，现场适用但微安表换挡不便。，

T1：调压器，改变试验电压T2：单项试验变压器或PT,产生直流高压；

R：限流保护电阻；

G：高压硅堆，整流用；

Ua：微安表，测量直流电流；

BYQ：被试品。

五、进线段保护的作用是什么？请画出60kV无全线避雷线变电所的进线段保护接线，并说明各元件的作用。

答：限制侵入波的陡度和流过避雷器的电流，

BLX:限制流过FZ的雷电流

GB2:限制侵入波的幅值

GB1:保护DL外侧的隔离开关

FZ: 变电所侵入波主保护

六、下图为一个小型变电所设备布置的平面图，设备高10米，在A处有一高为49米的烟囱（相当同样高的避雷针），请问，变电所是否还有必要装设避雷针？为什么？

答：不必再架设避雷针，因为烟囱能保护全所

R x =(1.5×49－2×10)×5.5/7=42.76m

L=42,16m

作业二参考答案

一．请画均匀电场气隙放电的伏安特性曲线，并分段解释之。

答：伏安特性曲线如上图所示。 由于外界射线的作用，使每立方厘米的空气中大约含有500对正负电荷，oa 段，随着外加电压的升高，自由电荷的移动速度升高，所以电流也随之升高 ；在ab 段，由于中性质点对移动电荷的阻挡作用，是电荷的移动速度区域饱和，所以，电压的升高，电流几乎不再变大； bc 段；随着外加电压的提高，部分移动的电荷与其他中性质点碰撞，产生碰撞有利，使气隙中移动的带电质点增多，所以，电压的升高使电流急剧升高c 点以后起隙击穿。

二．.试述棒正板负小气隙棒板电极放电的物理过程，根据这个过程可以得出什麽结论？

棒为正极性时，电子是从场强低的区域向场强高的区域发展，这对电子崩的发展极为有利。此外，初崩的电子很快进入阳极(棒极)，在棒极前方留下了正离子，见图a 。这些正离子大大加强了气隙深处的电场，极易使气隙深处的电子产生新的电子崩(二次电子崩)，见图b 。这个电子崩崩头的电子与初崩产生的正空间电荷汇合形成流注，而流注头部(二次崩尾部)的正空间电荷加强了流注前方的电场，使流注进一步向阴极扩展，见图c 。由于流注所产生的空间电荷总是加强前方的电场，所以它的发展是连续的，速度很快，与棒为负极性时相比，击穿同一间隙所需电压要低得多。

对棒一板电极，在棒为不同极性时，由于空间电荷对气隙的电场影响不同，从而将导致其击穿电压和电晕起始电压不同，这种现象称为棒一板电极的极性效应。棒正板负时的击穿电压低于同间隙棒负板正时的击穿电压，而电晕起始电压则相反。

++++++++++

++

+++

++++++++++++++

+++++++++++++++++++++

+a)c)

b)

三．提高气隙击穿电压的措施有那些？并举出应用实例。

答：改善气隙电场的分布：例在间隙中加极间障或改变电极的形状，使电场分布均匀；提高气体压力：例空气断路器；采用高真空：高压真空断路器；采用高耐电强度气体：例六氟化硫断路器。 四． 绝缘电阻及吸收比的测量有那些功效？如果天气比较潮湿，测量绝缘电阻及吸收比时应采取什么措施？

例子：对贯穿性、漫布性、整体性缺陷灵敏，而对非贯穿性的局部缺陷不灵敏。当天气比较潮湿，测量绝缘电阻及吸收比时应在被试品绝缘靠近火线端加屏蔽环，以消除潮湿环境对表面电阻的影响。

五、画出三芯电缆泄漏电流测量接线图，并说明各元件的作用和接线的特点。

答：实验接线图如上图所示，其中操作箱和倍压箱为直流电压发生器的两部分，操作箱用以进行现场操作，提供可以变化的可变的中频交流电压，倍压箱是将操作箱发出的可变交流电压变为脉动系数很小的高压直流输出电压，作为实验电源，微安表用以检测流过被试品绝缘的泄漏电流。

六．试述输电线路的防雷措施，及其作用

答：架设避雷线：对导线有遮蔽作用，分流作用，屏蔽作用和耦合作用；架设耦合地线：分流作用，屏蔽作用和耦合作用；降低杆塔的接地电阻:降低塔顶电压，进而限制绝缘子承受的雷电压；采用自动重合闸：消除瞬时故障引起的停电事故；采用管型避雷器：主要用于高塔和跨越性杆塔，、提高线路绝缘切断工频续流的能力；采用中性点不接的系统：降低雷击跳闸率；采用不平衡绝缘：耐雷水平低得接地后相当于耦合地线，从而保护另一条线路不中断供电。加强绝缘：提高线路的闪络电压。等8条中的任意六条

七．请设计一个35千伏小容量变电所的进线段保护结线图，并说明各元件的作用

答：接线图，并说明各元件的作用。

ＢＬＸ：避雷线，与ＦＺ相互作用，限

制流过ＦＺ的雷电流幅值；限制侵入波

的陡度。

ＧＢ１：管型避雷器，对木杆木横担或

瓷横担线路，限制进入进线段侵入波的

幅值。

ＧＢ２：保护进线断路器外侧的隔离开

关。

ＦＺ：变电所防雷主保护。

作业三参考答案

一、判断题

1．对极不均匀电场气隙，湿度越小则击穿电压越低。（对）

2．对开放的气体间隙，温度越低则击穿电压越高。（错）

3．在交流电压的作用下棒板电极的平均击穿场强峰值高于棒正板负同间隙的平均击穿场强。（错）4．如果避雷器与被保护设备之间的线路在避雷针的保护之内，由于电压行波在传播的过程中有衰减，所以这个距离越大越好。（错）

5. 对棒正板负电极，加极间障可以提高间隙的击穿电压（对）

二、简单回答，每小题6分

1．极间障是如何提高棒正板负电极的击穿电压的？