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1、高电压技术论述题 助理层1. 高电压技术研究的内容有哪几个方面？（10 分）答题要点：高电压技术研究的内容相当广泛，主要有下列四个方面：（1）绝缘问题的研究。绝缘的作用就是只让电荷沿导线方向移动，而不让它往其他任何方向移动，这是高电压技术中最关键的问题，涉及绝缘的问题有：各种绝缘的特性；各种绝缘在高电压下的放电原理和耐电强度；各种绝缘的结构、生产和老化规律，以及各种绝缘和大自然的关系，如气候环境；怎样才能延长各种绝缘的寿命等。 （2.5 分）（2）过电压问题的研究。电力设备除了承受交流或直流工作电压的作用外，还会遇到雷电过电压和内部过电压的作用，过电压对电力设备的绝缘会带来严重的危害。因此就需
2、要研究过电压的发生和变化规律，以及防止过电压引起事故的技术措施。 （2.5 分）（3）高电压试验与测量技术的研究。为了研究绝缘和过电压问题，就必须进行各种高电压试验，因而就必须研究试验的方法、测量技术以及研制各种高电压测试设备。 （2.5 分）（4）电瓷防污问问题的研究。 （2.5 分）2. 大电容量、多元件组合的电力设备绝缘的 tg 测量时，为什么对局部缺陷反映不灵敏？（10 分）答题要点：tg 测量值对小电容量电力设备的整体缺陷有较高的检测力，但对于大容量、多元件组合的设备，如发电机、变压器、电缆、多油断路器等，实际测量的总体设备介质损耗因数 tgx 则是介于各个元件的介质损耗因数 的最大
3、值与最小值之间。这样，对于局部的严重缺陷，测量 tgx 反映并不灵敏。从而有可能使隐患发展为运行故障。 （6 分）鉴于上述情况，对大容量、多元件组合体的电力设备，测量 tg 必须解体试验，才能从各元件的介质损耗因数值的大小上检验其局部缺陷。 （4 分）3. 为什么变压器绝缘受潮后电容值随温度升高而增大？（10 分）答题要点：水分子是一种极强的偶极子，它能改变变压器中吸收电容电流的大小（3 分）在一定频率下，温度较低时，水分子呈现出悬浮状或乳脂状，存在于油中或纸中，此时水分子偶极子不易充分极化，变压器吸收电容电流较小，则变压器电容值较小。 （3 分）温度升高时，分子热运动使黏度降低，水分扩散并显
4、溶解状态分布在油中，油中的水分子被充分极化，使电容电流增大，故变压器电容值增大。 （4 分）4. 何谓悬浮电位？试举例说明高压电力设备中的悬浮放电现象及其危害？（10 分）答题要点：（1）高压电力设备中某金属部件，由于结构上的原因或运输过程和运行中造成断裂，失去接地，当处于高压与低压电极间时，按其阻抗形成分压，而在该金属部件上产生的对地电位，称之为悬浮电位。 （4 分）（2）悬浮电位由于电压高，场强较集中，一般会使周围固体介质烧坏或炭化，可能使绝缘油在悬浮电位作用下分解出大量特征气体，从而使绝缘油色谱分析结果超标。 （4 分）（3）变压器高压套管末屏失去接地会形成悬浮电位放电。 （举例 2 分
5、）5. 电击穿的机理是什么？它有哪些特点？（10 分）答题要点：在电场的作用下，当电场强度足够大时，介质内部的电子带着从电场获得的能量，急剧地碰撞它附近的原子和离子，使之游离。因游离而产生的自由电子在电场的作用下又继续和其他原子或离子发生碰撞，这个过程不断地发展下去，使自由电子越来越多，不断循环下去，终于在绝缘结构中形成了导电通道，绝缘性能就完全被破坏。这就是电击穿的机理。 （6 分）特点：外施电压比较高；强电场作用的击穿时间相当短；击穿位置往往从场强最高的地方开始（如电极的尖端或边缘处） ；电击穿与电场的形状有关，而几乎与温度无关。 （4 分）6. 绝缘材料劣化与老化的含义及区别？（10 分
6、）答题要点：所谓劣化是指绝缘材料在电场、热、化学、机械力、大气条件等因素作用下，其性能变劣的现象。劣化的绝缘有的是可逆的，有的是不可逆的。 （3 分）而老化则是绝缘材料在各种因素长期作用下发生一系列的化学物理变化，导致绝缘电气性能和机械性能等不断下降。绝缘老化原因很多，但一般电气设备绝缘中常见的老化是电老化和热老化。 （3 分）由上分析可知，劣化涵义较广泛，而老化的涵义相对就窄一些，老化仅仅是劣化的一个方面，老化是不可逆的劣化（4 分）7. 变压器的作用是什么？为什么需要变压？（10 分）答题要点：变压器是一种借助电磁感应作用，把一种电压的交流电能转变为同频率的另一种或几种电压的交流电能的电气
7、设备。（4分）一方面，进行大功率的电能远距离输送时，如果用较低的电压，则电流将很大，而线路的功率损耗与电流的平方成正比，从而将造成巨大的能量损失；另一方面，大电流会在线路上引起很大的电压损失(压降)，使末端电压降低，故必须用升压变压器把要输送电能的电压升高，以减小电流。另外，对终端设备来讲，电压相对较低，因此电能送到受电端后，还必须用降压变压器将电压降低到用户所需要的数值。（6分）8. 真空开关灭弧原理是什么？（10 分）答题要点：（1）开关的动触头和静触头分开的时候，在高电场的作用下，触头周围的介质粒子发生电离。热游离、碰撞游离，从而产生电弧。（4分）（2）如果动、静触头处于绝对真空之中，当
8、触头开断时由于没有任何物质存在，也就不会产生电弧，电路就很容易分断了。（2分）（3）现实中不存在绝对真空，只能有相当高的真空度，在这种高真空中，电弧所产生的微量离子和金属蒸汽会极快地扩散，从而受到强烈的冷却作用，在电流过零熄弧后，真空间隙介电强度恢复速度极快，从而使电弧不再重燃。这就是真空开关熄灭电弧并维持极间绝缘的基本原理。（4分）9. 为什么变压器的二次电流变化时，一次电流也随着变化？（10 分）答题要点：（1）二次电流建立的二次磁动势也作用在变压器主磁路上，它会使主磁通发生改变，电动势E1也随之发生改变，从而打破了原来的平衡状态；（3分）（2）外施电压U1不变，则主磁通不变；（3分）（3
9、）因此，一次磁动势和二次磁动势的合成磁动势所产生的主磁通将仍保持原来的值，所以二次电流变化，一次电流也随着变化。（4分）10.规定，哪些情形下要测量 SF6 气体湿度? （6 分）答题要点题要点：（1） 新投运测1次，若接近注意值，半年之后应再测1次；（2） 新充（补）气48小时之后，2周之内应测量1次；（3） 气体压力明显下降时，应定期跟踪测量气体湿度。11. 变压器铁芯为什么必须接地，而且只能一点接地？（10 分）答题要点：变压器在运行中，线芯及其夹件等金属部件，均处在强电场之中，由于静电感应而在线芯及金属部件上将产生悬浮电位，可能在某些地方引起放电，是不允许的，为此铁芯及其夹件都必须正确
10、，可靠的接地（5分）如果有两点或多点接地，在接地点之间便形成了闭合回路，当变压器运行时，其主磁通穿过此闭合回路时，就会产生环流，将会造成铁芯的局部过热，甚至烧毁某个金属部件及其绝缘。所以变压器不能多点接地。（5分）12. 变压器的充油套管为什么不允许在无油状态下做耐压试验？但又允许做 tg及泄漏电流试验？（10 分）答题要点：由于空气的介电常数 =1，电气强度 E1=30kV/cm，而油的介电常数1=2.2，电气强度 E2可达 80120kV/cm，如果套管不充油做耐压试验，导杆2表面出现的场强会大于正常空气的耐受场强，造成瓷套空腔放电，电压加在全部瓷套上，导致瓷套击穿损坏。 （3 分）如果套
11、管在充油状态下做耐压试验，因油的电气耐受强度比空气的高得多，能够承受导杆表面处的场强，不会引起瓷套损坏，因此不允许在无油状态下做耐压试验。 （2 分）套管不充油可做 tg 和泄漏试验，是因为测 tg 时，其试验电压 =10kV，测泄漏电流时，施加的电expU压比较低，不会出现导杆表面的场强大于空气的耐受电气强度的现象，也就不会造成瓷套损坏，故允许在无油状态下测量 tg 和泄漏电流。 （5 分）13. 为什么用兆欧表测量大容量绝缘良好设备的绝缘电阻时，其测量值随时间延长而愈来愈高？（10 分）答题要点：（1）在设备上施加的直流电压与该电压在设备中产生的电流的比值，就是所测得的绝缘电阻。 （3 分
12、）（2）在设备上施加直流时，产生的总电流由电导电流、电容电流和吸收电流组成，其中，电容电流和吸收电流随时间的延长而变小，而测量时电压是固定的，故兆欧表测量值愈来愈高。 （5 分）（3）设备容量愈大，吸收电流和电容电流愈大，绝缘电阻随时间升高的现象就愈显著。 （2 分）14. 什么是吸收比？为什么要测量电力设备的吸收比？（10 分）答题要点：（1）对电容量比较大的电力设备，在测量绝缘电阻时，把 60s 与 15s 时绝缘电阻值的比值，称为吸收比。 （4 分）（2）测量吸收比可以判断电力设备的绝缘是否受潮，这是因为对于绝缘良好的设备，绝缘电阻测量 15s 时，测试电流中泄漏电流成分很小，充电电流仍
13、比较大，绝缘电阻就比较小；60s 时，充电电流已经衰减，绝缘电阻就比较大，所以吸收比就比较大。而绝缘劣化时，测试电流中泄漏电流成分较大，随时间衰减的充电电流影响就比较小，这时泄漏电流和测量时间关系不明显，即吸收比降低了。 （4 分）（3）因此，通过所测得的吸收比的数值，可以初步判断电力设备的绝缘受潮或整体劣化缺陷。 （2 分）15. 说明剩磁对变压器电压比、直流电阻测试项目会产生什么影响?如何消除？（10 分）答题要点:(1)测量电压比。测量电压比时，电桥的测试电压较低，施加于一次绕组的电流也较小，在铁芯中产生的工作磁通很低，有可能抵消不了剩磁的影响，造成测得的电压比偏差超过允许范围。遇到这种
14、情况可采用双电压表法。在绕组上施加较高的电压，克服剩磁的影响。 （5分）(2)测量直流电阻。剩磁会对充电绕组的电感值产生影响，从而使测量时间增长。为减少剩磁的影响，可按一定的顺序进行测量。 （5分）16. 等值盐密的含义以及进行等值盐密测试的目的是什么？（10 分）答题要点:（1）等值盐密是把绝缘子表面的导电污物密度转化等值为单位面积上含有多少毫克的盐（NaCl） ，等值盐密是一个平均量，是输变电设备划分污秽等级的根据之一，也是选择绝缘水平和确定外绝缘维护措施的依据。 （5分）（2）进行等值盐密测试的目的是积累每个变电站污染状况的定量数据，为准确调整防污绝缘水平提供依据，是对整个变电站的爬电比
15、距与污染状况是否相适应做出判断。 （5 分）17. 影响油品体积电阻率测试的因素有哪些？（10 分）答题要点:（1）温度的影响。 （3 分）（2）与电场强度有关。 （3 分）（3）与施加电压的时间有关。 （4 分）18. 电压互感器的开口三角回路中为什么一般不装熔断器？（10 分）答题要点:（1）因 PT 开口三角两端正常运行时无电压，即使其回路中发生相间短路，也不会使熔断器熔断，熔断器的状态无法监视；（5 分）（2）若熔断器损坏而未发现，反而影响绝缘监察继电器的正确运行，因此电压互感器的开口三角回路中一般不装熔断器。（5 分）19. 设备什么情况下需提前试验？（10 分）答题要点:（1） 巡
16、检中发现有异常，此异常可能是重大质量隐患所致；（2 分） （2）带电检测（如有）显示设备状态不良；（2 分）（3） 以往的例行试验有朝着注意值或警示值方向发展的明显趋势；或者接近注意值或警示值；（2 分）(4) 存在重大家族缺陷；（2 分） (5) 经受了较为严重不良工况，不进行试验无法确定其是否对设备状态有实质性损害。如初步判定设备继续运行有风险，则不论是否到期，都应列入最近的年度试验计划，情况严重时，应尽快退出运行，进行试验。 （2 分）20. 色谱法分析具有哪些优点？（10 分）答题要点:（1）分离效能高；（2分）（2）分析速度快；（2分）（3）样品用量少；（2分）（4）灵敏度高；（2分）（5）适用范围广。 （2分）
