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武汉理工大学 高电压技术 复习提纲
16)表示雷电活动强度的参数有哪些?(P155-P156)(选择/填空)
答:雷暴日、雷暴小时、地面落雷密度 。
17)不同电压等级耐雷水平( I )如何规定?(P183)(选择/填空)
答:耐雷水平:不引起闪络的最大的雷电流幅值(或者说引起闪络最小的雷电流幅值) 单位:kA。线路的耐雷水平愈高,线路绝缘发生闪络的机会就愈小。 eg:110kV、220kV 耐雷水平?(教材表 8-1)
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110kV:40~75(kA);220kV:75~110(kA)。
18)防雷措施有哪些?(7 条 见第 10 章 PPT)(P184)(选择)
答:(1)避雷线(架空地线);(2)降低杆塔接地电阻;(3)加强线路绝缘;(4) 耦合地线;(5)消弧线圈;(6)管式避雷器;(7)线路阀式避雷器;(8)不平衡绝缘; (9)自动重合闸。
答:击穿电压排序: *工频交流电压:负极性棒-棒>正极性棒-棒>负极性棒-板>正极性棒-板 直 流 电 压:负极性棒-板>负极性棒-棒>正极性棒-棒>正极性棒-板
雷电冲击电压:负极性棒-板>负极性棒-棒>正极性棒-棒>正极性棒-板
6)均匀不均匀电场的划分?如何根据放电间隙与球直径比值区分电场均匀度 (P34)(选择/填空)
12)工频电压加压时间?(填空)
答:短时加压:1 min 长时加压:5 min
13)波阻抗的概念,影响波阻抗的因素?波阻抗的计算公式,波阻抗的特征? (P121-P122)(10’计算)
答:波阻抗是电压前行波与电流前行波之间的一个比例常数。
Z
L0 1 C0 2
0 r 2hc ln () 0 r r
20)内部过电压的分类?(5’名词解释)操作过电压的种类?(5’名词解释) (P205)
空载长线的电容效应 工频电压升高不对称短路引起的工频电压升高 甩负荷引起的工频电压升高 * 暂时过电压 线性谐振过电压 谐振过电压铁磁谐振过电压 参数谐振过电压 内部过电压 切断空载线路过电压 空载线路重合闸过电压 * 操作过电压 切断空载变压器过电压 断续电弧接地过电压 GIS中的快速暂态过电压
14)电磁波传播速度?表达式?(P121)(*注意选项中单位)
v
8
1 L0 C0
1
0 r 0 r
3 108
r r
(m / s)
对架空电路: v 3 10 m / s (光速) 对电缆: v
3 108 c m/s 2 1 4
电子运动速度远小于 c.
15)折、反射系数的表达式?(P125)(填空)*彼得逊法则的推导?(P128)
答:(1)集中性缺陷:裂缝、局部破损、气泡等 (2)分散性缺陷:内绝缘受潮、老化、变质等 吸收指数 K1
I15 1 : K1 越大表示吸收现象越显著、绝缘的性能越好。 I 60
极化指数 K 2 : K1 不能很好地反映绝缘状态时。对于旋转电机,极化指数小于 1.5, 泄漏指数大于 30,就可以判定为受潮。
7)影响液体介质击穿的因素有哪些?(考试:下列哪项不影响液体介质击穿?) (P60-P63)(选择)
答:影响因素:(1)杂质的影响;(2)温度的影响;(3)油体积的影响;(4)电压 形式(电场)的影响。
8)什么是电介质?(填空)影响介质损耗(电介质的能量损耗)的因素有哪 些?(P56)(选择)
答:电介质是指通常条件下导电性能极差的物质,如云母、变压器油等都是电介质。电 介质中正负电荷束缚得很紧,内部可自由移动的电荷极少,因此导电性能差。 损耗: P U
解:导线的波阻抗为
Z
L0 1 C0 2
0r 2 hc ln 0 r r
1 36 10 9
而
r 1, r 1, 0 4 10 7 H / m , 0
带入计算可得:
Z 60 ln
4
2hc r
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*暂时过电压的持续时间长于操作过电压
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21)何为防雷接地?什么是接地体?(P178)(选择/填空)
答:防雷接地:用来将雷电流顺利泄入地下,以减小它所引起的过电压,阻值一般在
1 ~ 30 的范围内。
地的定义:地中不受入地电流的影响而保持着零电位的土地。
人工:专为接地的目的而设置 自然:兼起接地体作用(钢筋混凝土、电缆金属外皮、 接地体 轨道、各种地下金属轨道)
又 h 10m,r 10 m
2
Z 60 ln
2 10 456 10 2
电流波幅值为:
If
Uf Z
700 1.54 456
反行波电流幅值为:
I b U b / Z 500 / 456 1.10
两波叠加范围内,导线对地电压、电流为:
U U f U b 700 500 1200kV I I f I b 1.54 1.10 0.44k
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4)什么是闪络?(P24)(选择/填空)
答:击穿发生在气体与液体、气体与固体交界面上的放电现象(称为沿面放电)。
5)电极结构对击穿电压的影响(正极性棒-板,正极性棒-棒, 负极性棒-板,负 极性棒-棒 击穿电压排序)(P19 & PPT 第 3 章 16 & PPT 第 2 章 18)(选择)
2
C p tan
2
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因素:试验电压 U 、试品电容量 C p 、电源频率 等因素有关。 tan 是一个仅仅取决 于材料损耗特性,与上述因素无关的物理量,故介质损耗可用 tan 表示。
9)局部放电视在电荷与真实电荷之间的关系?(P85 公式推导)(10’计算)
q
Cb qr C g Cb
且由于 C g Cb ,可知 q qr 。即 视在放电量<<真实放电量。 由于视在放电量 q 值可测,故通过上式比例关系通过视在放电量 q 的值来反映真实放电 量 qr 的大小。
10)哪些是破坏性试验?哪些是非破坏性试验?(P74 表 4-1)兆欧表的用途? (P79)西林电桥原理?(P81)(选择/填空)
19)雷电流波形的种类(图形)?(P157)(选择)(4 种)上升陡度? (P188-P189)(填空)
答:双指数波、斜角平顶波、半余弦波、斜角波。
上升陡度 a
50kA / s (陡度超过 50 kA/μs 的雷电流出现的概率已经很小,约为 0.04)。
di I (kA / s ) (波前时间 T1 2.6 s ),最大极限值一般取为 dt 2.6
答:折射系数:
0 2 2Z2 Z Z1 ;反射系数: 2 。 1 且 Z1 Z 2 Z1 Z 2 1 1
Z 2 Z1 时, 1, 0 ,折射波 = 入射波,反射波为零,均匀导线; Z 2 Z1 时, 1, 0 ,折射波 < 入射波,两波极性相反,总电压 <电压入射波; Z 2 Z1 时, 1, 0 ,折射波 > 入射波,两波极性相同,总电压升高。
答:破坏性:工频电压试验,冲击电压试验,直流电压试验...... 非破坏性试验:如绝缘电阻测量(用兆欧表测量),局部放电,介质损耗......
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西林电桥(高压交流平衡电桥):测量 tan 值。
11)绝缘缺陷的分类?(P73-P74)下列指数大于多少可以发现何缺陷?(P78 & P80)(选择)
22)避雷针防雷原理?(5’名词解释)
答:当雷云的先导向下发展,高出地面的避雷针(线)顶端形成局部电场强度集中的空 间,以至有可能影响下行先导的发展方向,使其仅对避雷针(线)放电,从而使得避雷针 (线)附近的物体免遭雷击。
23)国际电工学会(IEC)对工频绝缘水平确定的规定?(P230)(填空)
答:变压器 BIL=(1.25~1.4)*避雷器 BIL(BIL=Basic Impulse Level,基本冲击绝缘 水平)(当电气设备与避雷器紧靠时取 1.25,有一定距离时取 1.4) 变压器 BSL=1.15*避雷器 BSL(BSL=Basic Switch Level,基本操作冲击绝缘水平) (操作安全系数比较小,因为操作波比较平缓,距离效应不强烈)
因素:单位长度电感、电容;(线路长度不影响波阻抗)
波阻抗Z
U 前行波 U 反行波 U 前行波 U 反行波 I 前行波 I 反行波 I 前行波 I 反行波
例 8-1&8-2 沿高度 h 为 10m,导线半径为 10mm 的单根架空线有一幅值为 700kV 过 电压波运动,试求电流波的幅值。若还有一幅值为 500kV 的过电压波反向运动,试求此两 波叠加范围内导线的电压和电流。
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13 级 WUT 高电压复习提纲(ver 1.2)
1)气体放电理论解释(流注理论/汤姆逊理论)雷电放电先导通道的特征?(名 词解释/选择/填空)
答:气体放电理论:汤逊理论认为,当 pd 值较小时,电子的碰撞电离和正离子撞击阴 极造成的表面电离起着主要作用,气隙的击穿电压大体上是 pd 的函数。 流注理论:适用于 pd 值较大的情况,用来解释汤逊理论无法说明的 pd 值大时的放电 现象。如放电为何并不充满整个电极空间而是细通道形式,且有时火花通道呈曲折形,又如 放电时延为什么远小于离子穿越极间距离的时间,再如为何击穿电压与阴极材料无关。 放电先导通道的特征:热游离。
答:均匀电场:击穿电压分散性小,直流、工频交流、冲击电压作用下击穿电压基本相 同,也即消除了电极边缘效应的平板电极之间的电场。 d D / 4 稍不均匀电场:击穿电压分散性小,直流、工频交流、冲击电压作用下击穿电压基本相 同。一旦出现自持放电现象,气隙即击穿,而不发生电晕现象。电场不对称时,虽有极性效 应,但不明显。 d D / 4 极不均匀电场:在不同电压波形作用下,差异明显,分散性大。