输电线路和绕组中的波过程
线路与绕组中的波过程
将（8－4）代入（8－1），得
at L 0 vta = vC 0
（8－4）
由此可得电磁波的传播速度v的表达式（v取正值）： 1 v= （8－5） LC
0 0
对于架空线路，单位长度的电感L0和电容C0为
L0 =
µ 0 2h ln 2π r
H /m
（8－6）
2πε 0 C0 = 2h ln r
F /m
第八章 线路与绕组中的波过程
（4学时） 学时）
电力系统中的架空输电线路、母线、电缆、发电机和变压器 绕组等都属于具有分布参数的电路元件。无论发生雷电过电压 还是操作过电压，都会在这些线路和设备中产生过渡过程。分 布参数的过渡过程本质上是电磁波的传播过程，简称波过程。
8.1 波沿均匀无损单导线的传播
（8－7）
其中，µ 0 = 4π × 10 −7 H / m，为空气的导磁系数；ε 0= 10 −9 36π F / m，为空 气的介电系数；h为导线的对地高度，单位为m；r为导线半径，单位 为m。因此 1 1 v= = = 3 ×108 m/ s L0C0 µ 0ε 0 它等于光速，通常用c来表示。也就是说电流波或电压波是以光速 沿架空导线传播的，它与导线的几何尺寸和悬挂高度无关。 将 i = at 和（8－5）式代入（8－1）式，得到
为u1，因为
x1 + vdt x1 u q [( t 1 + dt ) − ] = u q (t1 − ) = u 1 v v x 由此可见， q (t − ) 是随着时间t的增加、以速度v向x增加的方向运 u v x 动的，是前行波电压，如图8－3所示。同样可以说明，u f (t＋ ) 代表一
个以速度v向x负方向行进的波，是反行波电压。为了方便，式（8－13） 可以简洁地表示为
六章输电线路和绕组中的波过程-精品
i1"
i2'
i1'
i2'
u1' Z
u2' u1' u1" u1' i1"Z
u2 ' u1 ' u1 "2u1 ' i2 'Z彼德逊法则
Z
2
u
' 1
i
' 2
R、L、C
… Z 1 Z 2 Z 3
Z n1
u
' 2
电压源集中参数等值电路
以电流源形式表示的彼德逊法则
u2 ' u1 ' u1 "2u1 ' i2 'Z
此时： 2 1
t
u1"u1' Z12Z1Z2u1'(1etL)t u1'
t
u2' u1' (1e L ) u1'
u
' 2
u
" 1
2Z2 Z1 Z2 Z2 Z1 Z1 Z2
u
' 1
u
' 1
u
' 1
u
' 1
电压折射系数 电压反射系数
几种特殊端接情况下的波过程 线路末端开路 Z 2
此时： 2 1
v
u" u'
1
1
u' 1
A
i'
1
i" i' A
v
1
1
线路末端短路 Z 2 0
此时：0 1
u'
1
波阻抗的物理意义？
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 波阻抗和电阻的相似之处
(完整版)高电压技术习题与答案.(DOC)
第一章 气体放电的基本物理过程一、选择题1) 流注理论未考虑 B 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 C 的出现为特征。
A ．碰撞游离B ．表面游离C ．热游离D ．光游离3) 电晕放电是一种 A 。
A ．自持放电B ．非自持放电C ．电弧放电D ．均匀场中放电4) 气体内的各种粒子因高温而动能增加，发生相互碰撞而产生游离的形式称为 C 。
A.碰撞游离B.光游离C.热游离D.表面游离5) ___ B ___型绝缘子具有损坏后“自爆”的特性。
A.电工陶瓷B.钢化玻璃C.硅橡胶D.乙丙橡胶6) 以下哪个不是发生污闪最危险的气象条件？DA.大雾B.毛毛雨C.凝露D.大雨7) 污秽等级II 的污湿特征：大气中等污染地区，轻盐碱和炉烟污秽地区，离海岸盐场3km~10km地区，在污闪季节中潮湿多雾但雨量较少，其线路盐密为 C 2/cm mg 。
A .≤0.03 B.>0.03~0.06 C.>0.06~0.10 D.>0.10~0.25 8) 以下哪种材料具有憎水性？AA . 硅橡胶 B.电瓷 C. 玻璃 D 金属二、填空题9)气体放电的主要形式：辉光放电、 电晕放电、 刷状放电、 火花放电、 电弧放电 。
10)根据巴申定律，在某一PS 值下，击穿电压存在 极小（最低） 值。
11)在极不均匀电场中，空气湿度增加，空气间隙击穿电压 提高 。
12)流注理论认为，碰撞游离和 光电离 是形成自持放电的主要因素。
13)工程实际中，常用棒－板或 棒－棒 电极结构研究极不均匀电场下的击穿特性。
14)气体中带电质子的消失有 扩散 、复合、附着效应等几种形式15)对支持绝缘子，加均压环能提高闪络电压的原因是 改善(电极附近)电场分布 。
16)沿面放电就是沿着 固体介质 表面气体中发生的放电。
17)标准参考大气条件为：温度C t 200 ，压力 0b 101.3 kPa ，绝对湿度30/11m g h18)越易吸湿的固体，沿面闪络电压就越__低____19)等值盐密法是把绝缘子表面的污秽密度按照其导电性转化为单位面积上____NaCl ______含量的一种方法20)常规的防污闪措施有： 增加 爬距，加强清扫，采用硅油、地蜡等涂料三、计算问答题21) 简要论述汤逊放电理论。
注电考试最新版教材-第71讲 第四十章：输电线路和绕组中的波过程
第40章 输电线路和绕组中的波过程40.1 波沿均匀无损单导线的传播架空线：单位长度对地电容 单位长度导体电感电缆： 单位长度对地电容 单位长度导体电感 电磁波的传播速度v架空线： 电缆：导线的波阻抗z ：波阻抗Z 为同方向电压波与电流波之比架空线： 一般单根导线 z ≈500Ω 分裂导线z ≈300Ω电缆： 一般z=10-50Ω波阻抗Z 和集中参数电阻R 的比较相同点：（1）都是反映电压与电流之比（2）量纲相同都为Ω不同点：（1）R ：电压u 为R 两端的电压，电流i 为流过R 的电流。
Z ：电压u 为导线对地电压，电流i 为同方向导线电流。
（2）R ：耗能Z ：不耗能，将能量储存在导线周围的介质里。
（3）R ：常常与导线长度有关。
Z ：只与L 和C 有关，与导线长度无关。
40.2 行波的折射和反射波的折、反射：实际工程中波可能遇到线路参数突变的地方（节点）架空线--电缆 架空线--终端（开路、短路） 02(/)2ln r o pC F m h r πεε=)/(2ln 200m H rh L p r πμμ=)/(1031800s m v o⨯==εμ)/(105.1211800s m v v v r r ⨯===εμrh C L z p 2ln 6000==r h z pr r 2ln 60εμ=电压波折射系数要计算分布参数线路上节点的电压可用集中参数等值电路计算： a.线路波阻抗用数值相等的集中参数等值电阻代替b.把线路上的入射电压波的两倍作为等值电压源使用条件Z 2中无反行波40.3 实际输电线路的波过程问题40.3.1 行波的多次折、反射40.3.2 行波在无损平行多导线系统中的传播自电位系数互电位系数自波阻抗1q ==+22q u 1q 122z u u αu z z 221121111112122f q q q q q u q z z z u u u u u u u z z z z b -=-=-==++α2122Z Z Z +=α20≤≤α2112Z Z Z Z +-=β11≤≤-ββα+=101121=======+-=n k k q q q q q k k kk q u αk k r kk r h 2ln 210επεα=0121======-=n k q q q q n k kj q u αkj kj r kj d d 'ln 210επεα=k k kk r h Z 2ln 60=互波阻抗 kj kj kj d d Z 'ln 60=耦合系数k40.3.3 冲击电晕对波过程的影响电晕对导线上波过程的影响(1).使导线的耦合系数增大电晕校正系数3.1~1.11=k 几何耦合系数0k (2).使导线的波阻抗和波速减小(3).使波在传播过程中幅值衰减，波形畸变40.4 变压器绕组中的波过程1.简化等值电路40.4.1 绕组中的初始电压分布与稳态电压分布(1).绕组末端接地 2）绕组末端开路绕组首端处：u=U0 绕组末端处 112121Z Z k =-01k k k =0000'C L Z C C L Z =<∆+=00001)(1'C L v C C L v =<∆+=l sh x l sh U u αα)(0-=00==l x dx du k。
7-1线路与绕组中的波过程
7.2.1 折射波和反射波的计算 7.2.2 几种特殊条件下的折反射波
7.2.3 等值集中参数定理（彼得逊法则）
23
7.2 波的折射和反射
发生折反射的条件：波阻抗不同 发生折反射的原因：当波的传播过程中遇到波阻抗不同处时，为保证电压 与电流的比值仍等于波阻抗，则电压和电流波必然要发生折反射。
9
7 线路与绕组中的波过程
7.1 波沿均匀无损单导线的传播
7.1.1 波传播的物理概念 7.1.2 波动方程的解
10
7.1 波沿均匀无损单导线的传播
7.1.1 波传播的物理概念
i at
v
电容引起电位
uA
电感引起电位
uA L
di di L0 vt L0 vta dt dt
绝缘配合必须考虑到电网和国家设备制造的实际情况，是个复杂的系统工程。 绝缘配合分为范围I：3.5kV≤Umax ≤252kV和范围II： Umax≥ 252kV。 4
系统过电压研究，包括研究限制过电压措施、确定过电压水平， 同杆双回线路谐振和感应电压。
交流特高 压输变系 统过电压 与绝缘配 合研究 限制潜供电流和恢复电压措施， 高压并联电抗器的配置、参数和接入方式或类型。 MOA布置方式和参数选择
波阻抗与一集中参数的电阻相当，但物理含义不同。电阻要消耗能量， 而波阻抗不消耗能量，反映单位时间内导线获得电磁能量的大小。 和线路长度的关系？
2h L0 0 ln 2 r
C0
2 0 2h ln r
L0Δx R0Δx C0Δx
G0Δx
波速和波阻抗的实际应用
Δx
1 2
电缆波速
电容、电感求取方法
4输电线路和绕组中的波过程
• 下面举两个最简单的例子： • （1）有限长直角波（幅值为U0，波长为lt):可用 两个幅值相同（均为U0、极性相反、在时间上相 差Tt或在空间上相距lt（=vTt）、并以同样的波速 v朝同一方向推进的无限长直角波叠加而成，如图 6-4所示。
• （2）平顶斜角波（幅值为U0，波前时间为Tf）： 其组成方式如图6－5所示，如单元无限长直角波
合闸后，在导线周围空间建立起电场，形成电 压。靠近电源的电容立即充电，并向相邻的电容放 电，由于线路电感的作用，较远处的电容要间隔一 段时间才能充上一定数量的电荷，并向更远处的电 容放电。这样沿线路逐渐建立起电场，将电场能储 存于线路对地电容中，也就是说电压波以一定的速 度沿线路x方向传播。 随着线路的充放电将有电流流过导线的电感， 即在导线周围空间建立起磁场，因此和电压波相对 应，还有电流波以同样的速度沿x方向流动。综上所 述，电压波和电流波沿线路的传播过程实质上就是 电磁波沿线路传播的过程，电压波和电流波是在线 路中传播的伴随而行的统一体。
I I q I f 1.56 1.11 0.45kA
• 第二节 行波的折射和反射
折射系数和反射系数 几种特殊端接情况下的波过程 集中参数等值电路
• 线路中均匀性开始遭到破坏的点称为节点，当行 波投射到节点时，必然会出现电压、电流、能量 重新调整分配的过程，即在节点处将发生行波的 折射和反射现象。 • 通常采用最简单的无限长直角波来介绍线路波过 程的基本概念。任何其他波形都可以用一定数量 的单元无限长直角波叠加而得，所以无限长直角 波实际上是最简单和代表性最广泛的一种波形。
行波通过串联电感和并联电容
一、无穷长直角波通过串联电感
• 由彼德逊法则
2u1q ( Z1 Z 2 )i2 q L
【优】高压教材输电线路和绕组中的波过程行波的折射和反射最全PPT资料
u 2'
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1
21
2Z
u2 u1 i1Zni2 i 来自 k1电压折射波
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2u ' 1
i' Z
2
A点的折、反射电压如下
通常采用最简单的无限长直角波来介绍 线路波过程的基本概念。
感应雷击过电压
第六章 输电线路和绕组中的波过程
➢ 波过程实质上是能量沿着导线传播的过 程 ，即在导线周围空间储存电磁能的过程。
➢ 从电磁场方程组出发来展示这一过程将比 较繁复，为方便起见，一般都采用以积分 量u和i表示的关系式，而且采用分布参数 电路和行波理论来进行分析。
第二节 行波的折射和反射
线路中均匀性开始遭到破坏的点称为节 点，当行波投射到节点时，必然会出现电压、 电流、能量重新调整分配的过程，即在节点 处将发生行波的折射和反射现象。
通常采用最简单的无限长直角波来介绍 线路波过程的基本概念。因为任何其他波形 都可以用一定数量的单元无限长直角波叠加 而得，所以无限长直角波实际上是最简单和 代表性最广泛的一种波形。
有如下关系： 1+β= α 随Z 与Z 的数值而异，α 因为任何其他波形 都可以用一定数量的单元无限长直角波叠加 而得，所以无限长直角波实际上是最简单和 代表性最广泛的一种波形。
I
Z
2U 0
12
和β之值在下面的范围内 三、集中参数等值电路（彼德逊法则）
变化：
0 2
1 1
二、几种特殊端接情况下的波过程
• 过电压的概念：指电力系统中出现的对绝缘有危 险的电压升高和电位差升高。
《高电压技术》教学大纲
《高电压技术》教学大纲一、课程基本信息（一级标题：4号、黑体；下同）课程编号：（正文：11号、宋体；下同）课程名称：高电压技术学时范围：48学时实验学时：4学时总学分: 2课程类别：专业课课程性质：限选课先行课程：电工学、电磁学、电力系统分析、发电厂电气部分适用专业（方向）：电气工程（电力系统及其自动化方向、配电自动化方向）责任单位：电气与信息学院二、课程性质、地位和任务高电压技术是电工学科的一个重要分支，它主要研究高电压、强电场下各种电气物理问题。
《高电压技术》课程是电气工程专业（包括电力系统及其自动化方向、配电自动化方向等）一门重要的专业技术课，是从事电力系统的专业人员必须掌握的专业知识。
本课程具有完整的理论体系，又是一门实践性很强的学科，对学生的基础理论、基本知识和实践经验、技能都有较好的培养和锻炼。
三、课程的内容及要求、教学重点与难点本课程的教学环节包括课堂讲授，实验，习题和考试。
通过上述基本教学步骤，使学生获得各种电介质的绝缘特性和提高抗电强度方法的知识；了解高电压试验设备原理、试验方法；掌握波过程的基本理论，具有分析计算供电系统中大气过电压、操作过电压的能力，学会限制各种过电压的措施，理解供电系统中绝缘配合的原则。
本课程包括三部分：第一部分：电介质的电气强度（1）主要教学内容：气体放电的基本物理过程、气体介质的电气强度、沿面放电、电介质的电气性能与液体和固体介质的电气特性。
（2）知识点与能力点要求：1）知识点：气体放电的基本概念（包括游离、放电、击穿、击穿电压、击穿场强、自持放电等）、三种间隙的气体放电理论（低气压、短间隙、均匀电场的汤逊理论、标准大气压下一般间隙的流注理论、长间隙的先导主放电理论）、气体放电的伏安特性、巴申特性曲线、伏秒特性曲线、电晕及极性效应、沿面放电的基本概念（包括沿面放电、闪络、闪络电压等）和沿面放电的形成、电介质的极化、电介质的电导、电介质的损耗、液体的放电理论及提高液体击穿电压的措施。
国网考试总结-高电压技术
变压器绕组中的波过程1、变压器绕组的波过程（过电压）出现在绕组的主绝缘（对地和对其它两相绕组的绝缘）和纵绝缘（匝间、层间、线饼间等绝缘）上。
2、变压器绕组的波过程和下列三个因素有关：绕组的接法、中性点接地方式、进波情况（一相、两相，三相）。
单相绕组的波过程：星形接法中性点接地，星形接法中性点不接地三相同时进波三相绕组的波过程：星形接法中性点不接地一相进波、三角形接法单相绕组的波过程、星形接法中性点接地1、和线路波过程的区别：变压器绕组中的波过程不应以行波传播的概念来处理，而是以一些列振荡形成的驻波的方法来处理。
2、中性点接地方式对初始电压分布影响不大，初始最大电位梯度出现在绕组首端，其值为U0α13、中性点接地，最大电压出现在绕组首端约l/3处，其值约为1.4U0；中性点不接地，最大电压出现在绕组末端，其值为1.9U0（理论值为2.0U0）星形接法中性点不接地1、初始最大电位梯度出现在绕组首端，中性点电位接近于零。
2、稳态电压分布取决于电阻3、单相进波：中性点电位为U0/3，振荡过程中性点电位最大为2U0/3。
4、两相进波：中性点电位为U02/3，振荡过程中性点电位最大为4U0/3。
5、三相进波：中性点最大电压为2U0.三角形接法1、一相进波：最大电压出现在绕组首端约l/3处，其值约为1.4U0（相当于单相绕组中性点接地）2、两相或三相进波：振荡中最大电压出现在每相绕组的中部，其值接近于2U0.波在变压器绕组间的传递1、变压器绕组间的感应（传递）过电压包括静电感应电压和电磁感应电压。
2、静电感应电压：通过绕组间的电容耦合传递，和变比无关。
高压绕组进波时，低压绕组空载开路时需要进行防护，可在低压绕组任一相出线上接一只避雷器。
（对低压绕组造成危害）3、电磁感应电压：通过磁耦合产生，和变比、绕组接法、进波相数有关。
低压绕组进波时，对高压绕组有危害，高压绕组每相安装一只避雷器（总共三只）。
变压器保护1、变压器外部保护的目的：降低入侵电压波的幅值和陡度。
线路和绕组中的波过程-高电压技术考点复习讲义和题库
考点4：线路和绕组中的波过程4.1 无损耗单导线线路中的波过程实际的输电线路，一般由多根平行架设的导线组成，各导线之间有电磁耦合，电磁过程也较为复杂。
通常从单根导线着手研究输电线路波过程比较的方便，进一步可推广到多根导线系统的波过程。
当输电线路较短时，线路电阻很0R 小,对波过程的影响可忽略不计，一般线路对地电导参数0G 也很小，也可忽略不计，这时的线路为单根无损线路。
当雷击输电线路时，将有大量的电荷沿雷电通道倾注到雷击点，并向线路两侧迅速流动，即电磁波的传播过程称之为行波的传播．在此过程中会产生瞬间的高幅值的过电压，下面分析无损耗单导线线路中行波的传播规律。
一、均匀无损长线及其等值电路单根无损线路，设首端是坐标原点，确定X 轴正方向。
在这条均匀分布的无损线路上、电压、电流是空间和时间的函数，即⎩⎨⎧==),(),(t x i i t x u u其参考方向如图所示。
线路单位长度的电感、电容分别是00,C L ,而电阻和电导分别为零。
均匀无损单根导线的方程为这组偏微分方程可由拉普拉斯变换，或者分离变量法等多种方法来求解，线路上的电流，电压可表示为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+--=++-=)](([1)()(v x t u v x t u z i vx t u v x t u u f q f q式中001C L v =为输电线路上的电磁波传输速度，00C L Z =为线路的波阻抗。
这两式中)(v xt u q -相当于线路上沿X 轴正方向传播的行波，叫行波电压，)(vxt u q +相当于X 轴上反向传播的行波，叫反行波电压，显然波传播速度为v 。
同理)(1v xt u z i q q -=称为前行波)(1vxt u z i f f +=称为反行波上述各式可简化为a)行波概念说明：前行电压波uq 和前行电流波iq 表示电压和电流在导线上的坐标是以速度v 沿x 的正方向移动；反行电压波uf 和前行电流波if 表示电压和电流在导线上的坐标是以速度v 沿x 的负方向移动。
高电压技术试卷、习题及答案
高电压技术试卷一、简答题：（每题10分，共60分）1、 定性画出巴申曲线。
设有处于同一容器中的两个均匀电场气隙，其极间距离分别为S1，S2，已知S1>S2，问那个间隙先击穿。
2、列举提高气隙放电电压的方法。
3、电晕放电的危害及消除措施。
4、请画图说明“伏秒特性”曲线的制作过程，并举图例简述伏秒特性在考虑保护设备与被保护设备的绝缘配合上的作用。
5、 何为沿面闪络？为什么沿面闪络电压比相等距离的纯气隙击穿电压低的多？列举易发生污闪的大气条件？6、解释如下名词：极性效应、雷击跳闸率、爬电比距、直击雷过电压。
三、分析计算题：（每题10分，共40分）1、如图1所示，双层电介质串联，合闸于直流电源U。
定性画出电流I随时间的变化曲线。
指出吸收电流，说明产生它的原因。
绝缘介质在加压15秒时和60秒时的电阻值分别为R15=1000MΩ, R60=1500MΩ,那么该介质的绝缘电阻和吸收比各为多少？2、 现场实测试品绝缘的tgδ和Cx,何时使用正接线，何时使用反接线？已知Cn=50pF,R4=3184Ω,调节西林电桥平衡时R3=318.4Ω,C4=0.02uF,求此时Cx和tgδ。
（西林电桥分流器位置是0.01）3、 下图为三导线串联系统，有幅值为1的无穷长直角波沿无限长导线Z1入侵，各线波阻如图所示，波阻为Z2的线路末端开路（c点），波在Zo线上的波速为Vo=150m/ms,在Z2线上为V2=300m/ms.试用网格法求波达A点后4ms时， B点上的电压为多少。
4、左图，线路末端开路，一斜角无穷长波入侵，已知，FZ的冲击放电电压为U=664KV ，a=450KV/μs ，波速为v=300m/μs(1)、画出FZ上的电压随时间变化的波形（波达FZ时为零时刻）。
(2)、求出阀型避雷器FZ的动作时间tp 。
高电压技术习题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。
高电压技术教学大纲
《高电压技术》教学大纲课程名称：高电压技术适用班级：2017级电气工程及其自动化（专升本函授）；2017级电气工程及其自动化（专升本）辅导教材：《高电压技术》常美生主编中国电力出版社一、本课程的地位、任务和作用《高电压技术》是电气工程及自动化专业的一门重要专业必选课，是一门理论性和实践性都很强的课程。
本课程的任务是使学生了解和掌握电气设备在高电压作用下绝缘电气性能的基本知识和高电压试验的基本技术；了解和掌握过电压的基本理论和过电压的保护方法，为今后从事高电压工程领域的研究和技术工作打下必要的专业基础。
二、本课程的相关课程先修课程主要有：《工程电磁场》、《电路分析》等。
三、本课程的基本内容及要求第一章绪论内容：电介质的极化、电导与损耗。
要求：掌握电介质的极化；了解质的介电常数；掌握电介质的电导和损耗。
第二章气体放电的基本物理过程内容：气体中带电质点的产生和消失；气体放电过程的一般描述；均匀电场气隙的击穿；不均匀电场气隙的击穿。
要求：了解带电粒子的产生和消失及电子崩；了解自持放电条件，掌握气体放电的汤逊理论和流注理论；熟悉不均匀电场中的放电过程及电晕放电；掌握沿面放电及污闪。
第三章气体介质的电气强度内容：气隙的击穿时间；气隙的伏秒特性；气隙的击穿电压；提高气隙击SF气体的电气特性。
穿电压的方法；6要求：了解气体介质的电气强度的影响因素；掌握提高气体介质电气强度的方法。
第四章液体和固体介质的电气特性内容：固体、液体电介质击穿的机理；影响固体、液体电介质击穿电压的因素；提高固体、液体电介质击穿电压的方法。
要求：了解固体与液体介质的击穿和老化；掌握提高击穿电压的方法。
第五章电气设备绝缘预防性试验内容：绝缘预防性试验；在线监测和故障诊断技术概述。
要求：掌握绝缘电阻与吸收比的测量、泄漏电流的测量及介质损耗角正切的测量。
第六章绝缘的高电压试验内容：工频高压试验；直流高压试验；冲击电压发生器基本原理。
要求：掌握工频高压试验基本内容；冲击电压发生器基本原理；直流高压试验基本内容。
高电压技术考试模拟题(附参考答案)
高电压技术考试模拟题（附参考答案）一、判断题（共100题，每题1分，共100分）1.金属氧化物避雷器的压比指MOA通过波形为8/20us的标称冲击放电电流时的残压与其参考电压之比。
( )A、正确B、错误正确答案：A2.对人工污秽试验的基本要求是等效性好、重复性好、简单易行。
()A、正确B、错误正确答案：A3.等值盐密法是一种把绝缘子表面的污秽密度按照其润湿后的导电性转化为单位面积上的NH4Cl含量的一种表示方法。
( )A、正确B、错误正确答案：B4.GIS绝缘中SF6气体的洁净程度和所含水分对设备的绝缘强度没有影响。
( )A、正确B、错误正确答案：B5.气体间隙的击穿电压与多种因素有关，但当间隙距离一定时，击穿电压与电场分布、电压种类及棒电极极性无关。
( )B、错误正确答案：B6.输电线路雷害事故防直击的防护措施的是安装绝缘地线。
( )A、正确B、错误正确答案：B7.油间隙的工频击穿电压随电压作用时间的延长而降低。
( )A、正确B、错误正确答案：A8.兆欧表和万用表都能测量绝缘电阻，基本原理是一样的，只是适用范围不同。
()A、正确B、错误正确答案：B9.当波沿传输线路传播，遇到线路参数发生突变，即有波阻抗发生突变的节点时，会在波阻抗发生突变的节点上产生折射与反射。
()A、正确B、错误正确答案：A10.固体电介质电击穿的击穿电压与周围环境温度及电压作用时间有很大关系。
( )A、正确正确答案：B11.球隙中的电场在任何条件下都为稍不均匀电场。
( )A、正确B、错误正确答案：B12.断路器截断电流的能力愈大，空载变压器分闸过电压越大。
（）A、正确B、错误正确答案：A13.电弧间歇性接地过电压是指在中性点绝缘的电网中发生单相接地时，将会引起健全相的电压升高到线电压。
（）A、正确B、错误正确答案：B14.油浸式变压器中绝缘油的作用是灭弧、绝缘和散热。
()A、正确B、错误正确答案：B15.当线路上接有电磁式电压互感器时，可以降低切空线过电压。
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1 1
几种特殊情况：
1.线路末端开路
此时有： Z2 , 2, 1
线路末端电压：u2 u2 2u1 电压反射波： u1 u1
末端电流： i2 0
电流反射波：i1 i1
2Z2
Z1 Z2
Z2 Z1
Z1 Z2
v1 u1 u1
u1
Z1
A
i1
Z1 v1 i1 i1 A
dq udC uC0dx
充电电流
i
dq dt
u
dC dt
uC0
dx dt
(1)
磁通的增加量 d idL iL0dx
d dL
dx
u
dt
i dt
iL0 dt
(2)
（1）× (2)
波速
（2）÷ (1)
v dx dt
1 L0C0
波阻抗
Z u L0
i
C0
由电磁场理论可知：
L0
0r 2
∴ u1 u1 u2
的连续性
i1 i1 i2
又∵
i1
u1 Z1
i1
u1 Z1
i2
u2 Z2
u1 u1 u2
i1 i1 i2
∴
u2
2Z2 Z1 Z2
u1
u1
u1
Z2 Z1 Z1 Z2
u1
u1
2Z2 —电压折射系数
Z1 Z2
Z2 Z1 —电压反射系数
Z1 Z2
1
一般取正电荷沿x正方向运动形成的波为正电流波
例题1：沿高度10m，半径为10mm的单根架 空线有一个幅值700kV的过电压波运动， 求电流波的幅值。
解题：导线的波阻抗为：
电流波幅值为：
i' U ' / Z 700 450 1.56kA
例题2：如还有一个幅值为500kV的过电压波反向运动， 求两波叠加范围内导线上的电压和电流 反行波电流
末端开路时，末端电压波发生正的全反射， 电流波发生负的全反射，电压反射波所到 之处，线路电压加倍；电流反射波所到之 处，线路电流变零。
2.线路末端短路（接地）
u1
此时有：Z2 0, 0, 1 线路末端电压：u2 u2 0
u (1.2 / 5 0s ) 冲击波
空气中波的传播速度为光速
c 300m / s
220kV线路的平均 长度为200~250km
200km
Um
x, t
0 1500km (5ms)
6000km (20ms)
冲击波波前在 线路上的分布 长度只有360m
分布参数和波过程
1、分布参数电路的应用范围： 主要有两大类：长线路和高频电压（如雷电冲击电压波） 2、 波过程的定义 在本课程中指电压波（或电流波）在输电线路、电缆、 变压器、电机等电力设备上的传播过程 3、 波过程的特点 电压、电流不但是时间t的函数，而且也是空间位置x 的 函数，
注意： u u u u u Z Z i i i u u
u Z i u Z i
行波计算的基本方程：
u Z i u Z i
u u u
i i i
电压和电流沿x的正方向传播
电压和电流沿x的负方向传播
电压波的符号只取决于导线对地电容所充电荷的符号，与 电荷的运动方向无关
电流波的符号不仅与相应电荷符号有关，而且也与电荷运 动方向有关
第三篇 电力系统过 电压与绝缘配合
第六章 输电线路和绕组中的波过 程
主要内容
本篇首先介绍过电压及其防护问题的基础 －波过程理论。
然后探讨各种过电压的产生机理、发展过 程、影响因素、防护措施等。
最后探讨电力系统绝缘配合问题。
学习本章节意义
雷击、操作、事故 电磁能量积聚或转移
系统状态发生变化 产生电磁暂态过程
L0i 2
一般架空线Z≈300～500Ω， 电缆线路Z≈10～50Ω
比较波阻抗Z和R： 二者量纲相同，并且都和电源频率或 波形无关，可见波 阻抗是阻性的；
波阻抗是一个比例常数，其数值只与导线单位长度的电感 和电容有关，与线路长度无关；而线路的电阻与线路长度 成正比；
波阻抗是储能元件，它从电源吸收能量，以电磁波的形式 沿导线向前传播，能量以电磁能的形式储存在导线周围的 介质中；电阻是耗能元件，它从电源吸收的能量转换成热 能而散失。
C0dx
§6.1波沿均匀无损单导线的传播
均匀无损单导线系统：
线路各点电气参数完全一样； 线路无能量损耗（R0=0，G0=0）
单元等值电路：
L0dx C0dx
L0dx C0dx
L0dx
x
L0dx C0dx
dx i
L0dx
u C0dx
i i dx x
L0dx
u u dx x
dt时间内行波向前传播dx距离，导线获得的电荷：
ln
2hc r
，C0
2 0r
ln 2hc
r
1
3 108
∴ v
(m / s)
0r0 r
rr
对架空线： v 3108 (m / s) c
对油纸绝缘电缆：r 1,r 4,
v 0.5c
Zu i
L0 C0
1 2
L0i 2
1 2
C0u
2
即：导线单位长度所具有的磁场能量等于电场能量
导线单位长度所具有的总能量等于 C0u或2
需要用分布参数电路来分析。 u f (x, t)
i f (x,t)
分布参数
电力系统 = 电源 + 开关 + R、L、C电路
分布参数
分布参数
集中参数
线路 绕组
输电线路 电缆线路 母线 变压器 电机
波沿均匀无损单导线传播示意图
u,i t=0
E
x
t=0
L0dx
L0dx
L0dx
E
C0dx
C0dx
C0dx
导线电压：
U U ' U '' 1200kV
导线电流：
I=1.56－1.11=0.45kA
§6.2 行波的折射和反射
一.折射波和反射波的计算
i1 u1 v1
Z1
A
Z2
波未到达节点A时，线路1上有：u1 i1 波线到路2达上节有点：Au后2，线i2路1上有：u1 i1 u1 i1
∵ 节点A上电压、电流
均匀无损单导线的波动方程：
u x
L0
i t
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
i x
C0
u t
u u1(x vt) u2 (x vt) u u
i
1 Z
[u1 (x
vt) u2 (x
vt)]
i i
u u1(x vt) —前行电压波（入射波）
u u2(x vt) —反行电压波（反射波）
i i1(x vt) —前行电流波 i i2(x vt)—反行电流波
电力系统过电压 研究过电压的基础
为什么研究波过程
一条架空线路一般长度在几百公里 工频时，波在架空线上一个周期传输的距离
为6000公里
雷电冲击，上升沿1.2 ，s 在架空线上传输的
距离为360米 在高频情况下，线路各点的电压和电流都将
是不同的，必须同时考虑时间和空间位置，即 此时线路为分布参数