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山东电力集团笔试试题回顾-高电压
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&&21年​山​东​电​力​集​团​笔​试​高​电​压​部​分​,​其​中​所​用​课​本​为​中​国​电​力​出​版​社​出​版​的​《​高​电​压​》​,​第​二​版
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电力系统内部过电压分类及原因
电力系统内部过电压分类及原因
电力系统由于外部（如雷电放电）和内部（如故障跳闸或正常操作）的原因，会出现对绝缘有危害的持续时间较短的电压升高，这种电压升高（或电位差升高）称为过电压。由雷电活动引起的过电压称为外部过电压（简称外过电压），包括直击雷过电压和感应雷过电压；而由电力系统内部操作和故障引起的过电压称为内部过电压（简称内过电压），包括操作过电压和暂时过电压，其中暂时过电压又分为工频过电压和谐振过电压。过电压不仅对电力系统的正常运行造成威胁，而且对带电作业的安全也很重要。因此，在设备绝缘配合、带电作业安全距离选择、绝缘工具最短有效长度以及绝缘工具电气试验标准中都必须考虑这一重要因素。
在带电作业过程中，作业人员除了受到正常工作电压的作用外，还可能遇到内部过电压和雷电过电压。在《国家电网公司电力安全工作规程（线路部分)》规定：'……如遇雷电（听见雷声、看见闪电)、雪、雹、雨、雾等，不准进行带电作业……'。因此，带电作业中一般只考虑工作电压和内部过电压的作用，即正常运行时的工频电压、工频过电压和谐振过电压以及操作过电压。
外部过电压
外部过电压又称大气过电压，通常是指大气中的雷电活动引起的异常电压。其中，因直击雷而产生的过电压的幅值与雷电流的幅值、陡度和被击杆塔的波阻抗有关；因感应雷出现的过电压幅值则取决于雷云放电电流值、感应雷电压线路的对地高度和它距落雷点的距离。雷电行波的陡度很高，在导线上传播时会有明显的衰减，因而沿线各点的过电压幅值是有差异的。一般来说，落雷点附近的起始雷电压很高。
内部过电压
当电力系统内进行开关操作或者发生事故使系统内部参数发生变化时，电力系统将由一种稳定状态过渡到另一种稳定状态，在这个过程中，系统由于内部参数变化而引发电磁能量的振荡、传递和积累，并导致在某些设备上或系统中出现很高的过电压，称为内部过电压。内部过电压的大小与电网结构、系统容量及参数、中性点接地方式、故障性质、断路器性能、母线出线回路数以及操作方式等因素有关。内部过电压具有明显的统计性，研究各种内部过电压出现的概率及其幅值的分布不仅对于确定电力系统的绝缘水平具有非常重要的意义，而且是决定带电作业绝缘配合的主要依据。 内部过电压又可分为暂时过电压和操作过电压两大类，而暂时过电压包括工频 电压升高及谐振过电压。
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节省59.2元第十章电力系统绝缘配合；一、选择题；1)空载线路合闸的时候，可能产生的最大过电压为_；A．1.5EmB．2EmC．3Em；D.4Em；2)在110kV～220kV系统中，为绝缘配合许；A．4.0倍B．3.5倍C．3.0倍D2.75倍；3)空载线路合闸过电压的影响因素有______；A．合闸相位B．线路损耗；C．线路上残压的变化D．单相自动重合闸；4)以下属于
第十章 电力系统绝缘配合
一、选择题
1) 空载线路合闸的时候，可能产生的最大过电压为______。
2) 在110kV～220kV系统中，为绝缘配合许可的相对地操作过电压的倍数为______。
3) 空载线路合闸过电压的影响因素有______。
A．合闸相位
B．线路损耗
C．线路上残压的变化
D．单相自动重合闸
4) 以下属于操作过电压的是______。
A．工频电压升高
B．电弧接地过电压
C．变电所侵入波过电压
D．铁磁谐振过电压
二、填空题
5) 在中性点非直接接地系统中，主要的操作过电压是______。
6) 对于220kV及以下系统，通常设备的绝缘结构设计允许承受可能出现的______倍的操作过电压。
7) 三相断路器合闸时总存在一定程度的不同期，而这将加大过电压幅值，因而在超高压系统中多采用______。
8) 要想避免切空线过电压，最根本的措施就是要______。
9) 目前切空变过电压的主要限制措施是采用______。
10) 工频耐受电压的确定，通常是通过比较______和______的等值工频耐受电压来完成的。
11) 在污秽地区或操作过电压被限制到较低数值的情况下，线路绝缘水平主要由______来决定。
12) 设变压器的激磁电感和对地杂散电容为100mH和1000pF，则当切除该空载变压器时，设在电压为l00kV、电流为10A时切断，则变压器上可能承受的最高电压为______。
三、计算问答题
13) 简述电力系统中操作过电压的种类及其产生过程。
14) 试说明电力系统中限制操作过电压的措施。
15) 为什么在断路器的主触头上并联电阻有利于限制切除空载长线时的过电压？
16) 简述绝缘配合的原则和基本方法。
第一章 气体放电的基本物理过程
一、选择题
1、B2、C3、A4、C5、B6、D7、C8、A
二、填空题
9、答案：辉光放电、电晕放电、刷状放电、火花放电、电弧放电
10、极小（最低）11、提高12、光电离
13、棒－棒14、扩散15、改善(电极附近)电场分布16、固体介质 17、101.318、低19、NaCl20、增加
三、计算问答题
21、当外施电压足够高时，一个电子从阴极出发向阳极运动，由于碰撞游离形成电子崩，则到达阳极并进入阳极的电子数为eas个(α为一个电子在电场作用下移动单位行程所发生的碰撞游离数；s为间隙距离)。因碰撞游离而产生的新的电子数或正离子数为(eas-1)个。这些正离子在电场作用下向阴极运动，并撞击阴极．若1个正离子撞击阴极能从阴极表面释放r个(r为正离子的表面游离系数)有效电子，则(eas-1)个正离子撞击阴极表面时，至少能从阴极表面释放出一个有效电子，以弥补原来那个产生电子崩并进入阳极的电子，则放电达到自持放电。即汤逊理论的自持放电条件可表达为r(eas-1)=1。
22、（1）当棒具有正极性时，间隙中出现的电子向棒运动，进入强电场区，开始引起电离现象而形成电子崩。随着电压的逐渐上升，到放电达到自持、爆发电晕之前，在间隙中形成相当多的电子崩。当电子崩达到棒极后，其中的电子就进入棒极，而正离子仍留在空间，相对来说缓慢地向板极移动。于是在棒极附近，积聚起正空间电荷，从而减少了紧贴棒极附近的电场，而略为加强了外部空间的电场。这样，棒极附近的电场被削弱，难以造成流柱，这就使得自持放电也即电晕放电难以形成。
（2）当棒具有负极性时，阴极表面形成的电子立即进入强电场区，造成电子崩。当电子崩中的电子离开强电场区后，电子就不再能引起电离，而以越来越慢的速度向阳极运动。一部份电子直接消失于阳极，其余的可为氧原子所吸附形成负离子。电子崩中的正离子逐渐向棒极运动而消失于棒极，但由于其运动速度较慢，所以在棒极附近总是存在着正空间电荷。结果在棒极附近出现了比较集中的正空间电荷，而在其后则是非常分散的负空间电荷。负空间电荷由于浓度小，对外电场的影响不大，而正空间电荷将使电场畸变。棒极附近的电场得到增强，因而自持放电条件易于得到满足、易于转入流柱而形成电晕放电。
23、（1）电场分布情况和作用电压波形的影响
（2）电介质材料的影响
（3）气体条件的影响
（4）雨水的影响
第二章 气体介质的电气强度
一、选择题
1、D2、B3、A4、C5、A
二、填空题
6、250/25007、空间电荷8、先导、主放电、余光9、增大
三、计算问答题
10、保护设备的伏秒特性应始终低于被保护设备的伏秒特性。这样，当有一过电压作用于两设备时，总是保护设备先击穿，进而限制了过电压幅值，保护了被保护设备
11、此球形电极与四周墙壁大致等距离，可按照上述的同心球电极结构来考虑。变压器的球电极为同心球的内电极，四周墙壁为同心球的外电极。
按题意须保证点要求升压到1000kV（有效值）时，球电极表面最大场强Emax小于球电极的电晕起始场强E0，即保证
RU?24?(1?1/r)r(R?r)
将U=1414V峰值，R=500cm，??1代入此不等式，算得r=60cm时球电极表面最大场强Emax=26.7kV/cm，小于同心球内电极的电晕起始场强E0=27.1 kV/cm。球电极的起始电晕电压Uc=1012kV＞1000kV。
因此，在这种距离四周墙壁仅5m的空间尺寸下，球电极的直径应达120cm才能保证当变压器升压到1000kV额定电压时球电极不发生电晕放电。
（1）由于含有卤族元素，这些气体具有很强的电负性，气体分子容易和电子结合成为负离子，从而削弱了电子的碰撞电离能力，同时又加强了复合过程。
（2）这些气体的分子量都比较大，分子直径较大，使得电子在其中的自由行程缩短，不易积聚能量，从而减少了碰撞电离的能力。
（3）电子在和这些气体的分子相遇时，还易引起分子发生极化等过程，增加能量损失，从而减弱碰撞电离的能力。
第三章 液体和固体介质的电气特性
一、选择题
1、A,B,C,D,E,F
二、填空题
3、能在其中建立静电场的物质
非极性（弱极性）电介质
偶极性电介质
离子性电介质
4、电子位移极化
离子位移极化
介质界面极化
空间电荷极化
5、tan??IR/IC
交流下的介质损耗
电压作用时间
电场均匀程度
电化学击穿
气体电介质的相对介电常数接近1，极化率极小，气体电介质的损耗就是电导损耗，当电场强度小于使气体分子电离所需要值时，气体介质损耗很小，所以标准电容器采用气体绝缘。
而电力电容器采用油纸绝缘是因为油纸绝缘具有优良的电气性能，干纸和纯油组合后，油填充了纸中薄弱点的空气隙，纸在油中又起了屏障作用，使总体的耐电强度提高很多。
9、差别很大
冲击击穿电压作用时间太短，杂质来不及形成桥
10、不均匀场强处扰动大，杂质不易形成桥
介质经受热作用时间
先增加后减小
13、电子碰撞电离理论
气泡击穿理论
14、电压作用时间
电场均匀程度
三、计算问答题
15、答：因为直流电压作用下的介质损失仅有漏导损失，而交流作用下的介质损失不仅有漏导损失还有极化损失。所以在直流电压下，更容易测量出泄漏电流。第四章 电气设备绝缘预防性试验
一、选择题
二、填空题
2、逻辑诊断
第六章 输电线路和绕组中的波过程
一、选择题
二、填空题
4、3×10m/s
5、单位长度电感L0和电容C0
6、提高一倍
7、导线电阻和线路对地电导 大地电阻和地中电流等值深度的影响 冲击电晕的影响
8、－1≤β≤1
三、计算问答题
9、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。
10、（1）波阻抗表示同一方向的电压波与电流波的比值，电磁波通过波阻抗为Z的导线时，能量以电能、磁能的方式储存在周围介质中，而不是被消耗掉。（2）若导线上前行波与反行波同时存在时，则导线上总电压与总电流的比值不再等于波阻抗（3）波阻抗Z的数值只取决于导线单位长度的电感和电容，与线路长度无关。（4）为了区别不同方向的流动波，波阻抗有正、负号。
11、在计算线路中一点的电压时，可以将分布电路等值为集中参数电路：线路的波阻抗用数值相等的电阻来代替，把入射波的2倍作为等值电压源。这就是计算节点电压的等值电路法则，也称彼得逊法则。
利用这一法则，可以把分布参数电路中波过程的许多问题简化成一些集中参数电路的暂态计算。但必须注意，如果Z1,Z2是有限长度线路的波阻抗，则上述等值电路只适用于在Z1，Z2端部的反射波尚未回到节点以前的时间内。
第七章 雷电放电及防雷保护装置
第八章 电力系统防雷保护
一、选择题
二、填空题
6、每雷暴日中每平方公里地面内落雷的次数
7、1?s~5?s
8、降低接地电阻
10、15° 11、耐雷水平和雷击跳闸率
12、雷电冲击水平
三、计算问答题
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