高电压技术》课程习题及参考答案

《高电压技术》课程习题及参考答案

绪论

1.现代电力系统的特点是什么？

答：机组容量大；输电容量大，距离长；电网电压达到750KV的特高压；高压绝缘和系统过电压的问题愈显突出。

2.高电压技术研究的内容是什么？

答：（1）高压绝缘及高压试验方法

（2）系统过电压的产生及防护

第1章高电压绝缘

1.电介质的电气性能有哪些？

答：电介质的电气性能包括极化，电导，损耗，击穿。

2.固体介质击穿有哪些类型？各有什么特点？

答：固体介质击穿类型有：电击穿，热击穿，电化学击穿

电击穿：击穿电压很高，过程快，与设备的温度无关；

热击穿：击穿过程较长，击穿电压不高，与环境温度和介质自身品质有关；

电化学击穿：设备运行时间很长，在电、热、化学的作用下，绝缘性能已经较差，可能在不高的电压下击穿。

3.什么是绝缘子的污闪？防止污闪的措施有哪些？

答：污秽的绝缘子在毛毛雨或大雾时发生的闪络，称为污闪。

防止污闪的措施有：定期清扫绝缘子；

在绝缘子表面上涂一层憎水性的防尘材料；

增加绝缘子片数或使用防污绝缘子。

第2章高电压下的绝缘评估及试验方法

1.表征绝缘劣化程度的特征量有哪些？

答：耐电强度，机械强度，绝缘电阻，介质损失角正切，泄漏电流等

2.绝缘缺陷分哪两类？

答：绝缘缺陷分为：集中性和分布性两大类。

3.绝缘的预防性试验分哪两类？

答：非破坏性（绝缘特性）试验和破坏性试验两类。

4.电介质的等值电路中，各个支路分别代表的物理意义是什么？

答：纯电容支路代表无损极化，电容支路代表有损极化，纯电阻支路代表电导支路。

5.测量绝缘电阻的注意事项有哪些？

答：1）被试品的电源及对外连接线应折除，并作好安全措施

2）对被试品充分放电

3）兆欧表的转速保持120转/ 分

4）指针稳定后读数

5）对于大电容量试品，应先取连接线，后停表。

6）测试后对被试品放电

7）记录当时的温度和湿度。

6.试比较几种基本试验方法对不同设备以及不同的绝缘缺陷的有效性和灵敏性。

答：测量绝缘电阻能反映集中性和分布性的缺陷，适用任何设备；

测量泄漏电流能更灵敏地反应测绝缘电阻所发现的缺陷；

测量介质损失角正切能发现绝缘整体普遍劣化及大面积受潮。适用体积小的设备；

7.什么是电力设备的在线监测技术？

答：电力设备的在线监测技术是一种利用运行电压来对高压设备绝缘状态进行试验的方法，它可以提高试验的真实性与灵敏性，及时发现绝缘的缺陷。

第2章电力系统的过电压及绝缘

1.什么是系统的外部过电压和内部过电压？

答：由于雷闪引起的过电压，称为外部过电压；由于系统内部原因，如某些操作、故障引起的过电压，称为内部过电压；

2.概述发电机、变压器、电力电缆常用的绝缘材料有哪些？

答：发电机常用的绝缘材料有：云母制品，绝缘漆和漆布；

变压器常用的绝缘材料有：变压器绝缘纸；

电力电缆常用的绝缘材料有：塑料、橡胶、油纸绝缘

3.对避雷器的基本要求是什么？

答：1）当过电压达到一定值时，避雷器发生放电，

2）在过电压作用过去后，能够迅速切断在工频电压作用下的电弧，使系统正常运行，避免供电中断。

4.试比较阀形避雷器和氧化锌避雷器的区别。

答：在结构方面：阀形避雷器由阀片和间隙组成，氧化锌避雷器无间隙，只有阀片；

阀形避雷器动作后，存在工频续流，氧化锌避雷器无续流，不存在灭弧问题；运行性能良好，通流容量大，体积小、重量轻。

5.阀形避雷器的主要电气参数有哪些？

答：主要电气参数有：1）额定电压2）灭弧电压3）残压4）工频放电电压

5）冲击放电电压

第 4 章电力系统的大气过电压及防护

1.雷闪过电压有哪几种？

答：雷闪过电压有：直击雷过电压；感应雷过电压；侵入波过电压

2.雷电参数有哪些？

答：1）波阻抗2）雷电流幅值3）雷电流波形4）雷暴日与雷暴小时5）地面落雷密度

3.什么是冲击放电电压U50%？

答：冲击放电电压U50%是指在该电压作用下，间隙放电的概率为50%。

4.什么是线路的耐雷水平？

答：指引起线路绝缘子闪络的最小雷电流幅值。

5.雷击线路造成线路开关跳闸的原因是什么？

答：当雷击线路时，雷电流超过线路的耐雷水平，引起绝缘子发生冲击闪络，如果冲击闪络后的工频持续的时间大于保护的动作时间，则保护动作，开关跳闸。

6.输电线路防雷的措施有哪些？

答：对于3~10KV线路：采用中性点不接地运行方式，装设自动重合闸；

35~60KV线路：采用中性点不接地运行方式，装设自动重合闸；如果线路较长，

可采用中性点经消弧线圈接地运行方式

110~500KV线路：全线架设避雷线，杆塔接地良好，装设自动重合闸

7.发电厂、变电站防雷有哪些特点？

答：设备集中布置，设备贵重，对防雷要求高；

接地要求良好。

第5章电力系统的内部过电压及其限制措施

1.产生内部过电压的原因有哪些？与大气过电压比较，内部过电压有何特点？

答：产生内部过电压的原因有：系统故障、操作、系统中参数L、C配合不当。

内部过电压的特点有：过电压的大小与电网的工频电压有一定的倍数关系；过电压持续的时间较长。

2.内部过电压有哪些类型？

答：1）工频电压升高2）操作过电压3）谐振过电压

3.试分析工频过电压产生的原因。

答：产生工频过电压的原因主要有：

1）空载长线路的电容效应

2）不对称短路中的零序分量

3）系统甩负荷时，由于原动机与发电机内部引起的一系列机电暂态过程。

4.切除空载变压器产生过电压的原因是什么？

答：原因是：开关在切断小的空载电流时，产生的“切流”现象造成的。即电流在没有过零时被强行切断，变压器中的电感的磁场能量不为零，它将转换为电场能量，造成电压升高。

第7章高电压产生设备与测量技术

1.试验变压器有哪些特点？

答：与电力变压器比较，试验变压器有以下特点：

1）单相；变比大，容量小；

2）绝缘裕度较小；

3）无散热装置

2.如何产生高压直流？

答；将交流电压升高后进行整流，获得高压直流。

4.高电压有哪些测量方法？

答：测量方法有：球隙、静电电压表、分压器等。