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1、 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
2、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：在谷点左侧，碰撞游离的概率很高，而碰撞
3、次数很少，使气隙的带电质点很少，当s增大时，气息的带电质点增多，击穿电压反而下降，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s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
4、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Rx =(1.549210)5.5/7=42.76mLm=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
5、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
6、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。三提高气隙击穿电压的措施有那些？并举出应用实例
7、。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
8、，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
9、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。：避雷线，与相互作用，限制流过的雷电流幅值；限制侵入波的陡度。：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。：保护进线断路器外侧的隔离开关。：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
10、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？答：棒正板负时初崩的发展过程如上图所示。初崩正空间电荷向板极移动，极间障使其均匀的分布在极间障的一侧，气隙分为两部分：棒极间障之间电场变弱，极间障与板极之间变强，使棒板间电场变得均匀，Ujc提高2介质损失角正切值测量功效有哪些？为什么对大体积的设备应该解体试验？答：可以发现设备绝缘整体受潮，穿透性导电通道，绝缘内含气泡的游离，绝缘分层脱壳，劣化变质，绕组上附积油泥，绝缘油脏污等灵敏。对非贯穿性的局
11、部破坏，很小部分的绝缘老化，劣化及个别绝缘弱点不灵敏，因此对多部件的大型设备应解体试验。3输电线路的防雷的措施有哪些？它们的作用机理是什么（请说出5条）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
12、任意5条4提高绝缘子串闪络电压的措施有哪些?答：1）定期清扫或带电水冲洗； 2）在绝缘子表面涂增水性材料如有机硅油，地蜡等，使表面不易形成水膜，使表面泄露电流减少；3） 加强绝缘和使用防尘绝缘子；4） 采用半导体釉绝缘子；5） 对绝缘子串加均压环。三、请画出气隙放电的巴申曲线，并用汤申德理论解释之。答：气隙的击穿取决于从阴极出发的电子在向样机移动过程中与中性质点的碰撞次数和使其游离的概率。当很大时，碰撞游离概率很小，所以当变化时，碰撞游离的概率的变化起主要作用，下降，碰撞游离概率上升的倍数大于碰撞次数下降的倍数，所以击穿电压下降。而当很小时，碰撞游离概率已经达到一个很高的数值，这时再下降，碰撞
13、游离概率上升的倍数已经小于碰撞次数下降的倍数，所以此时，下降，击穿电压反而上升。当变化时，碰撞游离概率的变化与碰撞次数的变化相同时（即互相抵消时）击穿电压不便，这就时巴申曲线的谷点。四、请画出通过整流获得直流电源的方法测量三相电力电缆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：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。特点：现场适用，接线简单方便，测量精度高，但微安表换
14、档不便。五、进线段保护的作用是什么？请画出高土壤电阻率的110kV无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作业四参考答案一、判断题1简单地说，对均匀电场气隙，气体压力越小则击穿电压越低。（错）2简单地说，对均匀电场气隙，气体压力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高于棒棒电极的击穿电压。（错）4破坏性试验不但可以检测出被试品的绝缘裕度，还能判断绝缘缺陷的种类（错）5由于水具有离子电导，所以，空气湿度越大，
15、沿面闪络电压越低。（对）6对棒负板正电极，加极间障使极间的击穿电压提高。（错） 二、简单回答1 电子式极化有什么特点？答：1）极化快，约为10-1410-15s2）弹性极化，无能耗3）r受温度影响小，电子与原子核结合力减弱r另一方面r，综合考虑，r略有下降。2 油浸变压器连同绝缘套管的tg测量值比正常值大约100倍，可能是什么原因，为什么？答：绝缘油受潮，因为绝缘油的tg对水分特别敏感。3 提高变压器油击穿电压的措施有哪些？答：1）提高油的品质：过滤与干燥 、祛气； 2）采用组合绝缘： 覆盖层、绝缘层；3）采用极间障：做成与曲率半径小的电极相似，厚度为27mm的绝缘筒，放在油隙中。4 影响雷击杆塔时线路耐雷水平的因素有哪些?答：雷击杆塔时的耐雷水平与分流系数、杆塔等效电路电感Lgt杆塔冲击接地电阻Rcj、导线地线间的耦合系数k和绝缘子串的冲击闪络电压U50%，有关。三、请
