高电压工程作业参考答案
《高电压工程》习题答案完整版
《高电压工程》习题答案第一章1. 解释绝缘电阻、吸收比、泄漏电流、tan δ的基本概念。
为什么可以用这些参数表征绝缘介质的特性?绝缘电阻：电介质的电阻率很大，只有很小的泄漏电流（一般以μA 计）流过电介质，对应的电阻很大，称为绝缘电阻。
绝缘电阻是电气设备和电气线路最基本的绝缘指标。
绝缘电阻值的大小常能灵敏的反映绝缘情况，能有效地发现设备局部或整体受潮和脏污，以及绝缘击穿和严重过热老化等缺陷。
吸收比：吸收比K 定义为加上直流电压后60s 与15s 时的绝缘电阻值之比。
即ss R R K 1560=。
若绝缘良好，比值相差较大；若绝缘裂化、受潮或有缺陷，比值接近于1，因此绝缘实验中可以根据吸收比K 的大小来判断绝缘性能的好坏。
泄漏电流：流过电介质绝缘电阻的纯阻性电流，不随时间变化，称为泄漏电流。
泄漏电流实际上就是电气线路或设备在没有故障和施加电压的作用下，流经绝缘部分的电流，因此，它是衡量电器绝缘性好坏的重要标志之一。
tan δ ：介质损耗因数是在交流电压作用下，电介质中电流的有功分量与无功分量的比值。
即CR I I =δtan 。
tan δ是反映绝缘介质损耗大小的特征参数。
2. 为什么一些电容量较大的设备如电容器、电力电缆等经过直流高压实验后，要用接地棒将其两极间短路放电长达5-10min?因为容型设备的储存电荷较多，放电实质是一个RC电路，等效的公式为U（1-e T），其中时间常数T=R*C ，电容越大，放电的时间越长。
为了操作安全以及不影响下一次试验结果，因此要求电容要充分放电至安全程度，时间长达5-10min。
3. 试比较气体、液体、固体电介质的击穿场强大小及绝缘恢复特性。
固体电介质击穿场强最大，液体电介质次之，气体电介质最小；气体电介质和液体电介质属于自恢复绝缘，固体电介质属于非自恢复绝缘。
4. 何谓电介质的吸收现象?用电介质极化、电导过程的等值电路说明出现此现象的原因。
为什么可以说绝缘电阻是电介质上所加直流电压与流过电介质的稳定体积泄漏电流之比?（1）一固体电介质加上直流电压U，如图1-1a所示观察开关S1合上之后流过介质电流i的变化情况。
高电压工程试卷(附答案)
长沙理工大学标准答案纸课程名称：高电压技术专业、班级：电气工程及其自动化（本科）一、填空（10分）1、在极不均匀电场中，间隙完全被击穿之前，电极附近会发生电晕，产生暗蓝色的晕光。
2、冲击电压分为雷电冲击电压和操作冲击电压。
3、固体电介质的击穿有电击穿、热击穿和电化学击穿等形式。
4、某110KV电气设备从平原地区移至高原地区，其工频耐压水平将下降。
5、在线路防雷设计时，110KV输电线路的保护角一般取20º。
6、累暴日是指一年中有雷暴的天数。
7、电压直角波经过串联电容后，波形将发生变化，变成指数波。
二、选择（10分）1．解释电压较高、距离较长的间隙中的气体放电过程可用（B）。
A．汤逊理论B．流注理论C．巴申定律D．小桥理论2．若固体电介质被击穿的时间很短、又无明显的温升，可判断是（C）。
A．电化学击穿B．热击穿C．电击穿D．各类击穿都有3．下列试验中，属于破坏性试验的是（B）。
A．绝缘电阻试验B．冲击耐压试验C．直流耐压试验D．局部放电试验4．输电线路的波阻抗的大小与线路的长度（C）。
A．成正比B．成反比C．无关D．不确定5．下列不属于输电线路防雷措施的是（C）。
A．架设避雷线B．架设耦合地线C．加设浪涌吸收器D．装设自动重合闸三、名词解释（15分）1、自持放电和非自持放电答：必须借助外力因素才能维持的放电称为非自持放电不需其他任何加外电离因素而仅由电场的作用就能自行维持的放电称为自持放电。
2、介质损失角正切U Ic I C R R I U C I I ϕδR I答：电流与电压的夹角 ϕ是功率因数角，令功率因数角的余角为δ ， 显然RI 是I 中的有功分量，其越大，说明介质损耗越大，因此δ角的大小可以反映介质损耗的大小。
于是把δ角定义为介质损耗角。
RCC U R U I I tg C R ωωδ1/=⋅== 3、吸收比和极化指数答：加压60秒的绝缘电阻与加压15秒的绝缘电阻的比值为吸收比。
高电压工程基础习题答案
20 片，多 7 片，292cm； 14 片，182cm
5.1 5.2 5.3
94.25w 分别提高 0.53kV/cm; 1.76kV/cm 交流下：液体场强为 1.82Kv/mm，固体场强为 0.91kv/mm 直流下：液体场强为 7.69kv/mm，固体场强为 1.54kv/mm
Z 22 443.13
Z 20 Z 02 84.94 2) kc 02 0.155 8.8 因 入 口 电 容 为 变 压 器 通 过 归 算 至 首 端 的 对 地 电 容 来 代 替 ， 利 用 公 式
CT CK 得出，因而两者会有区别；入口电容的测量方法是通过测量变压器绕
绝缘电阻 吸收比
பைடு நூலகம்
泄漏电流
介损角正切 tg 局部放电 气相色谱分析
受潮、穿透性导电通道、绝缘内含气泡 无法测得非穿透性的局部 的游离，绝缘分层、脱壳，老化劣化， 损坏，很小部分绝缘的老化 绕组上附积油泥，绝缘油脏污、劣化 劣化，个别的绝缘弱点 绝缘是否存在局部缺陷 局部过热或局部放电缺陷，对慢性局部 潜在缺陷较灵敏 不易发现突发性故障
以极性液体（如蓖麻油）为例，在额定电压范围内，绝缘良好的极性液 体 tg 基本和试验电压的幅值无关； 极性液体 tg 与温度关系如下： 在低温时， 极化损耗和电导损耗都较小， 随着温度的升高， 液体的粘度减小， 偶极子转向极化增加，电导损耗也在增大，所以总的 tg 亦上升，并在 t＝t1 时 达到极大值；在 t1<t<t2 的范围内，由于分子热运动的增强妨碍了偶极子沿电场 方向的有序排列， 极化强度反而随温度的上升而减弱，由于极化损耗的减小超过 了电导损耗的增加，所以总的 tg 曲线随 t 的升高而下降，并在 t=t2 时达到极小 值；在 t>t2 以后，由于电导损耗随温度急剧上升、极化损耗不断减小而退居次 要地位，因而 tg 就随时间 t 的上升而持续增大。 极性液体 tg 与频率关系如下：
高电压技术练习题库(含参考答案)
高电压技术练习题库（含参考答案）一、单选题（共40题，每题1分，共40分）1、工频高压试验变压器的特点是额定输出（，A、电压高、电流大B、电压高、电流小C、电压低、电流大D、电压低、电流小正确答案：B2、纯直流电压作用下，能有效提高套管绝缘性能的措施是（）。
A、减小套管表面电阻B、减小套管体电容C、增加套管壁厚D、增加沿面距离正确答案：D3、极化时间最短的是( )。
A、离子式极化B、夹层极化C、电子式极化D、偶极子极化正确答案：C4、电力电缆绝缘层某处存在一些水分，长期工作电压作用下，此缺陷对电缆绝缘层()。
A、水树枝老化B、电树枝老化C、没影响D、影响不大正确答案：A5、下列措施中，能有效限制空载线路分闸过电压的是（）A、提高断路器的灭弧性能B、消除和削弱线路残余电压C、采用带合闸电阻的断路器D、同步合闸正确答案：A6、避雷器在工频续流第一次过零时灭孤的条件下允许加在避雷器上的最高工频电压称为避雷器的（）A、灭弧电压B、工频放电电压C、额定电压D、保护电压正确答案：A7、电介质电老化产生的原因是（）。
A、介质被热腐蚀B、介质被击穿C、介质受潮D、介质中出现局部放电正确答案：A8、220~330kV 双避雷线路，一般采用（）保护角。
A、50B、15°C、20°D、10°正确答案：C9、雷击线路附近大地时，当线路高10m，雷击点距线路 100m，雷电流幅值 40kA，线路上感应雷过电压最大值U。
约为(）kV。
A、100B、200C、50D、25正确答案：A10、操作过电压的持续时间一般在（）A、几秒到几十秒B、几百微秒到几千徼秒C、几分D、几微秒到几十微妙正确答案：B11、架空输电线降低反击雷击过电压的主要措施是（）。
A、降低耦合系数B、降低接地电阻C、降低绝缘强度D、降低绕击率正确答案：B12、电介质在受潮或受污染后，其介质损耗角正切an将( )。
A、变小B、不变C、变大D、不确定正确答案：C13、无间隙金属氧化物避雷器的优点不包括（）。
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第一章 气体放电的基本物理过程一、选择题1) 流注理论未考虑 B 的现象。
A ．碰撞游离B ．表面游离C ．光游离D ．电荷畸变电场 2) 先导通道的形成是以 C 的出现为特征。
A ．碰撞游离B ．表面游离C ．热游离D ．光游离3) 电晕放电是一种 A 。
4)A ．自持放电B ．非自持放电C ．电弧放电D ．均匀场中放电C 。
气体内的各种粒子因高温而动能增加，发生相互碰撞而产生游离的形式称为 A. 碰撞游离 B.光游离 C.热游离 D.表面游离5) ___ B ___型绝缘子具有损坏后“自爆”的特性。
A. 电工陶瓷B.钢化玻璃C.硅橡胶D.乙丙橡胶6) 以下哪个不是发生污闪最危险的气象条件？ DA. 大雾B.毛毛雨C.凝露D.大雨7) 污秽等级 II 的污湿特征：大气中等污染地区，轻盐碱和炉烟污秽地区， 离海岸盐场 3km~10km地区，在污闪季节中潮湿多雾但雨量较少，其线路盐密为 Cmg / cm 2。
A. ≤0.03B.>0.03~0.06C.>0.06~0.10D.>0.10~0.258)以下哪种材料具有憎水性？ AA. 硅橡胶B.电瓷C. 玻璃 D 金属二、填空题9)气体放电的主要形式： 辉光放电 、 电晕放电 、 刷状放电 、 火花放电 、 电弧放电 。
10)根据巴申定律，在某一 PS 值下，击穿电压存在 极小（最低） 值。
11)在极不均匀电场中，空气湿度增加，空气间隙击穿电压 提高 。
12) 流注理论认为，碰撞游离和 光电离是形成自持放电的主要因素。
13) 工程实际中，常用棒－板或 棒－棒电极结构研究极不均匀电场下的击穿特性。
14) 气体中带电质子的消失有 扩散 、复合、附着效应等几种形式15)对支持绝缘子，加均压环能提高闪络电压的原因是 改善 (电极附近 )电场分布 。
16)沿面放电就是沿着 固体介质 表面气体中发生的放电。
17)标准参考大气条件为：温度 t 020 C，压力 b 0101.3 kPa ，绝对湿度h 011g / m 318)越易吸湿的固体，沿面闪络电压就越 __低____19)等值盐密法是把绝缘子表面的污秽密度按照其导电性转化为单位面积上 ____ NaCl______含量的一种方法20)常规的防污闪措施有： 增加 爬距，加强清扫，采用硅油、地蜡等涂料三、计算问答题21)简要论述汤逊放电理论。
高电压工程第十五周作业答案_245201476
高电压工程第十五周作业答案
张灵2012-06-05
习题11-1 雷击地面时，被击点的电位是由什么因素决定的？设雷电流幅值I=100kA，雷电通道的波阻抗Z0=300Ω，被击点A的对地电阻R=30Ω，求A点的电位U A为多少kV?
【解】影响因素：雷电流幅值、雷电通道波阻抗、地电阻。
5454kV
批改情况：雷电流幅值I = 100 kA是实际值，测量得到的雷电流幅值是实际值的2倍，即200 kA。
测量电流时仪器串联进入电流支路，忽略电阻则可以认为末端短路。
实际地电位幅值仍应按照实际雷电流幅值100 kA来考虑，然后用彼得逊法则求解，A点电位为5454 kV。
习题11-2 某储油罐直径为10m，高10m，现采用单根避雷针进行保护，避雷针距离油罐壁为5m。
问避雷针的高度应是多少？
【解】23.3 m。
补充习题1：计算雷电感应过电压问题时一般按绝缘子串什么极性雷电冲击电压来考虑？避雷线能防护感应过电压吗？为什么？
【解】正极性雷电冲击电压（考虑中国地区负极性雷为主）。
可以防护。
补充习题2：简述ZnO避雷器的工作原理。
线路避雷器为什么能提高线路的耐雷水平？
【解】略。
高电压工程答案（清华大学版）
高电压工程答案（清华大学版）高电压工程课后答案1.1空气作为绝缘的优缺点如何？答：优点：空气从大气中取得，制取方便，廉价，简易，具有较强的自恢复能力。
缺点：空气比重较大，摩擦损失大，导热散热能力差。
空气污染大，易使绝缘物脏污，且空气是助燃物当仿生电流时，易烧毁绝缘，电晕放电时有臭氧生成，对绝缘有破坏作用。
1.2为什么碰撞电离主要是由电子而不是离子引起？答：由于电子质量极小，在和气体分子发生弹性碰撞时，几乎不损失动能，从而在电场中继续积累动能，此外，一旦和分子碰撞，无论电离与否均将损失动能，和电子相比，离子积累足够造成碰撞电离能量的可能性很小。
1.5负离子怎样形成，对气体放电有何作用？答：在气体放电过程中，有时电子和气体分子碰撞，非但没有电离出新电子，碰撞电子反而别分子吸附形成了负离子，离子的电离能力不如电子，电子为分子俘获而形成负离子后电离能力大减，因此在气体放电过程中，负离子的形成起着阻碍放电的作用。
1.7非自持放电和自持放电主要差别是什么？答：非自持放电必须要有光照，且外施电压要小于击穿电压，自持放电是一种不依赖外界电离条件，仅由外施电压作用即可维持的一种气体放电。
1.13电晕会产生哪些效应，工程上常用哪些防晕措施？答：电晕放电时能够听到嘶嘶声，还可以看到导线周围有紫色晕光，会产生热效应，放出电流，也会产生化学反应，造成臭氧。
工程上常用消除电晕的方法是改进电极的形状，增大电极的曲率半径。
1.14比较长间隙放电击穿过程与短间隙放电放电击穿过程各有什么主要特点？答：长时间放电分为先导放电和主放电两个阶段，在先导放电阶段中包括电子崩和流注的形成和发展过程，短间隙的放电没有先导放电阶段，只分为电子崩流注和主放电阶段。
2.1雷电放电可分为那几个主要阶段？答：主要分为先导放电过程，主放电过程，余光放电过程。
2.4气隙常见伏秒特性是怎样制定的？如何应用伏秒特性？答：制定的前提条件是①同一间隙②同一波形电压③上升电压幅值。
高电压工程第十四周作业部分答案_9107111
高电压工程第十四周作业部分答案
张灵2012-05-28
10-2 变电站母线上接有A、B、C三条出线，其波阻抗分别为380 Ω、400 Ω、420 Ω，从线路C上传来幅值为1000 kV的无穷长直角波。
求在线路A上出现的折射波和线路C上的反射波。
〖解〗A上折射电压634 kV, C上反射电压-366 kV
10-4 有一波阻抗为400 Ω的10 kV发电机直接与架空线相连,今有一幅值为80 kV的直角波沿波阻抗为280 Ω的线路进入发电机。
为保证电机入口处的冲击电
μ，求需要并联的电容器的电容值。
压上升陡度不超过5 kV/s
〖解〗需并联大于等于114 nF的电容器。
补充习题1：波阻抗Z1=300 Ω，波速v1=300m/μs的无损长线连接到波阻抗Z2=75 Ω，波速v2=150m/μs，长度300m的电缆首端A点，电缆末端B点连接到波阻抗Z3=425 Ω，波速v3=300m/μs的无损长线，如图1所示。
幅值E=1000 kV的无穷长斜角波（波头为1.0μs的斜角波）在t = 0时刻到达A点。
请画出t ≤ 8μs内A、B两点电压随时间变化的波形u A(t)、u B(t)，以及t = 8μs时刻沿无损线及电缆段电压、电流的空间分布示意图。
〖解〗
u u B
1。
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高电压工程第一次作业参考答案
1、答: 碰撞电离是气体放电过程中产生带电质点最重要的方式。
这是因为电子体积小，其自由行程(两次碰撞间质点经过的距离)比离子大得多，所以在电场中获得的动能比离子大得多。
其次．由于电子的质量远小于原子或分子，因此当电子的动能不足以使中性质点电离时，电子会遭到弹射而几乎不损失其动能；而离子因其质量与被碰撞的中性质点相近，每次碰撞都会使其速度减小，影响其动能的积累。
2、答：下图1表示雷电冲击电压的标准波形和确定其波前和波长时间的方法(波长指冲击波衰减至半峰值的时间)。
图中O为原点，P点为波峰。
国际上都用图示的方法求得名义零点。
图中虚线所示，连接P点与0.3倍峰值点作虚线交横轴于点，这样波前时间、和波长都从算起。
目前国际上大多数国家对于标准雷电波的波形规定是：
图1 标准雷电冲击电压波形
T1－波前时间T2－半峰值时间P-冲
3、答：（1）水分的影响：当水分在液体中呈悬浮状态存在时，由于表面张力的作用，水分呈圆球状（即胶粒），均匀悬浮在液体中，一般水球的直径约为10-2～10-4cm。
在外电场作用下，由于水的介电常数很大，水球容易极化而沿电场方向伸长成为椭圆球，如果定向排列的椭圆水球贯穿于电极间形成连续水桥，则液体介质在较低的电压下发生击穿。
（2）固体杂质的影响：一般固体悬浮粒子的介电常数比液体的大，在电场力作用下，这些粒子向电场强度最大的区域运动，在电极表面电场集中处逐渐积聚起来，使液体介质击穿场强降低。
4、答：电介质的极化是电介质在电场作用下，其束缚电荷相应于电场方向产生弹性位移现象和偶极子的取向现象。
电介质的极化强度可用介电常数的大小来表示，它与该介质分子的极性强弱有关，还受到温度、外加电场频率等因素的影响。
5、答：试验变压器的电压必须从零调节到指定值，同时还应注意：
（1）电压应该平滑地调节，在有滑动触头的调压器中，不应该发生火花；
（2）调压器应在试验变压器的输入端提供从零到额定值的电压，电压具有正弦波形且没有畸变；
（3）调压器的容量应不小于试验变压器的容量。
高电压工程第二次作业参考答案
1、答：操作冲击放电电压的特点：（1）U形曲线，其击穿电压与波前时间有关而与波尾时
间无关；（2）极性效应，正极性操作冲击的50％击穿电压都比负极性的低；（3）饱和现象；（4）分散性大；（5）邻近效应，接地物体靠近放电间隙会显著降低正极性击穿电压。
2、答:设外界光电离因素在阴极表面产生了一个自由电子，此电子到达阳极表面时由于过程，电子总数增至个。
假设每次电离撞出一个正离子，故电极空间共有（－1）个正离子。
这些正离子在电场作用下向阴极运动，并撞击阴极．按照系数的定义，此（－1）个正离子在到达阴极表面时可撞出（－1）个新电子，则（-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（-1）=1或＝1。
3、答：局部放电引起电介质劣化损伤的机理是多方面的，但主要有如下三个方面：（1）电的作用：带电粒子对电介质表面的直接轰击作用，使有机电介质的分子主链断裂；（2）热的作用：带电粒子的轰击作用引起电介质局部的温度上升，发生热熔解或热降解；（3）化学作用：局部放电产生的受激分子或二次生成物的作用，使电介质受到的侵蚀可能比电、热作用的危害更大。
4、答：工程应用上经常对液体介质进行过滤、吸附等处理，除去粗大的杂质粒子，以提高液体介质的击穿电压。
5、答：目前最常用的测量冲击电压的方法有：①分压器-示波器；②测量球隙；③分压器-峰值电压表。
球隙和峰值电压表只能测量电压峰值，示波器则能记录波序，即不仅指示峰值而且能显示电压随时间的变化过程。