09重庆大学高电压技术真题(B卷)

重庆大学 高电压技术 课程试卷
2008 ~2009 学年 第 1 学期
开课学院： 电气学院 课程号： 6000490 考试日期：
考试方式：
考试时间： 120 分钟
一、 单项选择题（1分/每小题，共10分）
1. 不能用于测量直流高压的仪器设备是__C____
A ．静电电压表
B ．电阻分压器
C ．电容分压器
D ．高阻微安表
2. 单相变压器绕组在受到过电压作用的瞬间可等值为一个___A ___。

A ．等值电容 B ．等值电阻 C ．等值电感 D ．L －C 电路
3. SF 6气体具有较高绝缘强度的主要原因之一是___ D ___。

A ．无色无味性
B ．不燃性
C ．无腐蚀性
D ．电负性强 4. 在极不均匀电场中，正极性击穿电压比负极性击穿电压___A___。

A.．小 B ．大 C ．相等 D ．不确定
5. 流注理论未考虑 B 的现象。

A ．碰撞电离
B ．表面电离
C ．光电离
D ．电荷畸变电场
6. 构成冲击电压发生器基本回路的元件有冲击电容C1，负荷电容C2，波头电阻R1和
波尾电阻R2，为了获得一很快由零上升到峰值然后较慢下降的冲击电压，应使_B___。

A ．C1＞＞C2、R1＞＞R2
B ．C1＞＞C2、R1＜＜R2
C ．C1＜＜C2、R1＞＞R2
D ．C1＜＜C2、R1＜＜R2
7. 下列表述中，对波阻抗描述不正确的是__ C ____。

A. 波阻抗是前行波电压与前行波电流之比
B. 对于电源来说波阻抗与电阻是等效的
C. 线路越长，波阻抗越大
D. 波阻抗的大小与线路的几何尺寸有关
8. 单相变压器绕组在受到过电压作用的瞬间可等值为一个___A ___。

A ．等值电容 B ．等值电阻 C ．等值电感 D ．L －C 电路 9. 以下属于操作过电压的是___B ___。

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 10. 空载线路合闸的时候，可能产生的最大过电压为__B____。

A ．1.5E m
B ．2 E m
C ．3 E m D. 4 E m
二、 填空题（1分/每小题，共30分）
1. 固体介质的击穿可分为 电击穿 、 热击穿 、 电化学击穿 。

2. 我国国家标准规定的标准雷电冲击波前、半峰值时间分别为__ 1.2 、 50 μs 。

3. 根据巴申定律，在某一pd 值下，击穿电压存在 极小 值。

4. 极不均匀电场的气体间隙放电会出现 电晕 放电和 极性 效应两个特点。

5. 介质极化的基本形式有 电子式 、 离子式 、 偶极子 、夹层介质界面极化 。

6. 交流高电压的测量可用 球隙 、 静电电压表 、 分压器 进行测量。

7. 气体中带电质点产生形式有： 碰撞电离 、 光电离 、 热电离 、 表面电离 。

8. 用于冲击电压测量的分压器通常有 电阻 、 电容 和 阻容 。

9. 导线1上有电压波u 传播时，与导线1平行的导线2上会产生 耦合 电压波，两根
导线之间距离越近导线2上的电压波越 大 。

命
题人：姚陈果
组题人：杜林
审题人：司马文霞
命
题时间：2007.5
教
务处制
学院 专业、班 年级 学号 姓名
公平竞争、诚实守信、严肃考纪、拒绝作弊
封
线
密
10. 雷电冲击波作用下，变压器绕组起始电位大部分压降降落在绕组首端附近，雷电
冲击波陡度越大，变压器绕组的纵绝缘上承受的电压越大，变压器绕组稳态电位分布与变压器的中性点接地方式有关。

11. 切空线过电压产生的根本原因是断路器电弧重燃，切空载变压器过电压产生的
根本原因是断路器的截流现象。

在中性点不接地运行方式的电网才可能产生弧光接地过电压。

三、名词解释（3分/每小题，共9分）
1. 耐雷水平
答：雷击线路时线路绝缘子不发生闪络的最大雷电流幅值。

2. 吸收比
答：在试验中把加压60s测量的绝缘电阻与加压15s测量的绝缘电阻的比值。

3. 极性效应
答：U c(+)>U c(-), U b(+)<U b(-)
四、简答题（5分/每小题，共20分）
1. 简述汤逊理论的基本观点及适用范围。

答：汤逊理论只适用于pd值较小的范围（pd<26.66kPacm）。

汤逊理论的基本观点是：电子的碰撞电离是气体放电时电流倍增的主要过程，而阴极表面的电子发射是维持放电的重要条件。

2. 简述工程液体介质的击穿机理。

答：工程上使用的液体中总含有一些杂质，称为工程液体，可用小桥理论来说明其过程。

以变压器油为例：
油中：纸、布纤维
受潮水分81
=
水
r
ε很大
纤
r
沿电场极化定向排列杂质“小桥”
(a) (b)
a.桥贯穿时：G水
G纤
大i
油发热
b.桥贯穿时：
)5.2
~
2.2(
油
纤r
r
ε
ε>E
纤小△u纤小E油
击穿
3. 画出交流耐压试验接线图并说明各元件的作用，分析试验中的容升现象。

答：左图为工频耐压试验原理接线图。

调压器T1用来调节工频试验电压的大小和升降速度，试验变压器T2用来升高电压供给被试品所需的高电压，球隙G是用来测量高电压（或保护被试品免受过电压），R1用来限制被试品放电时试验变压器的短路电流不超过允许值和高压绕组的电压梯度不超过危险值，R2用来限制球隙放电时的电流不致灼伤铜球表面。

容升现象：由于试品一般是容性的。

进行交流耐压试验时，试验变压器流过的是电容性负载电流，将在变压器的漏抗上产生漏抗压降。

如右图所示，由图中可知被试品上的电压比电源电压高，这种现象称为电容效应。

4. 雷击输电线路有哪几种形式？如何提高输电线路的防雷性能？
答：雷击输电线路有直击雷和感应雷2种；工程上采用以下措施提高耐雷水平：架设避雷线、降低杆塔接地电阻、架设耦合地线、采用不平衡绝缘的方式、自动重合闸、采用消弧线圈接地方式、架设线路避雷器、加强绝缘等。

五、论述题（共15分）
什么叫伏秒特性，怎样求取和绘制伏秒特性曲线，如何利用伏秒特性曲线进行绝缘配合。

答：绘制气隙伏秒特性的方法，其步骤是保持冲击电压波形不变，逐级升高电压使气隙发生击穿，记录击穿电压波形，读取击穿电压值，U与击穿时间t。

注意到当电压不很高时击穿一般在波尾时间发生，当电压很高时，击穿百分比将达100%，放电时延大大缩短，击穿可能在波前发生，以图中三个坐标点为例说明绘制方法，击穿发生在波前时，U与t均取击穿时的值（图中2、3坐标点）。

击穿发生在波尾时，U取波峰值，t取击穿时对应值，（图中1坐标点）。

将1、2、3各点连续起来，即可得到伏秒特性曲线。

研究设备的伏秒特性有重大的实际意义。

例如：在避雷器的绝缘配合中，由于避雷器的放电电压必须在一个确定的范围内才能发挥保护作用。

因此避雷器与被保护设备的伏秒特性应有合理的配合。

在绝缘强度的配合中，要求避雷器的伏秒特性比较平直、分散性小。

工程上通常用冲击系数来反映伏秒特性的形状，冲击系数越小，伏秒特性越平缓，避雷器的冲击系数越小，保护性能越好。

六、计算题（16分）如图，沿波阻抗为Z1的无限长架空导线传来的直角平顶电压波幅值为U1，沿波阻抗为Z2无限长架空导线传来的直角平顶电压波幅值为U2，Z1>Z2，设U2波比U1波提前1μs传到节点A。

求节点A的电压并画出波形。

解：1
U由Z1传到节点A时，折反射系数α1、β1为
2
1
2
1
2
Z
Z
Z
+
=
α
2
1
1
2
1Z
Z
Z
Z
+
-
=
β
2
1
Z
Z>
1
1
<
<
∴α0
1
1
<
<
-β
其折射波为1
U
1
α，反射波为
1
U
1
β
2
U由
2
Z传到节点A点，折反射系数
2
α，
2
β为
2
1
1
2
2
Z
Z
Z
+
=
α
2
1
2
1
2Z
Z
Z
Z
+
-
=
β
2
1
Z
Z>
2
1
2
<
<
∴α1
2
<
<β
其折射波为2
U
2
α，反射波为
2
U
2
β，设
2
U到达节点A时刻为t=0，将节点看作1Z上时)1
(1
)1
(1
)(1
)(
1
1
1
2
2
-
+
-
+
=t
U
t
U
t
U
t
U
A
β
α
若将节点A 看作2Z 上时 )1(1)(1)(1)(11222-++=t U t U t U t U A αβ。