《高电压工程》(专)习题一二三..

《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。

231134北交《高电压工程》在线作业二15秋答案北交《高电压工程》在线作业二一、单选题（共 15 道试题，共 30 分。

）1. 以下属于操作过电压的是 ( ). 工频电压升高. 弧光接地过电压. 变电所侵入波过电压. 铁磁谐振过电压正确答案：2. 以下哪种材料具有憎水性（）. 硅橡胶. 电瓷. 玻璃. 金属正确答案：3. 电力系统中实际采用的防雷保护装置不包括（）. 避雷针. 避雷器. 隔离开关. 防雷接地正确答案：4. 输电线路的波阻抗的大小与线路的长度（）。

. 成正比. 成反比. 无关. 不确定正确答案：5. 下列各种极化形式中，极化所需时间最短的是（）. 电子式极化. 离子式极化. 偶极子极化. 夹层极化6. 下列因素中，明显影响离子式极化的是（）. 频率. 气压. 湿度. 温度正确答案：7. 常用的电介质中，相对介电常数值最大的是（）. 空气. 变压器油. 绝缘纸. 水正确答案：8. 不均匀的绝缘试品，如果绝缘严重受潮，则吸收比K将（）. 远大于1. 远小于1. 约等于1. 不易确定正确答案：9. 220kV输电线路绕击耐雷水平是（）. 3.5k. 7k. 12k. 16k正确答案：10. 由雷电引起的过电压称为( )。

. 内部过电压. 工频过电压. 大气过电压. 谐振过电压11. 以下哪个不是发生污闪最危险的气象条件（）. 大雾. 毛毛雨. 凝露. 大雨正确答案：12. 串级数为3级的试验变压器串级装置的容量利用率为（）. 1. 1/2. 1/3. 1/4正确答案：13. 110kV进线保护段应有的耐雷水平是（）. 30k. 60k. 75k. 110k正确答案：14. 避雷器到变压器的最大允许距离（）. 随变压器多次截波耐压值与避雷器残压的差值增大而增大. 随变压器冲击全波耐压值与避雷器冲击放电电压的差值增大而增大. 随来波陡度增大而增大. 随来波幅值增大而增大正确答案：15. SF6气体具有较高绝缘强度的主要原因之一是（）. 无色无味性. 不燃性. 无腐蚀性. 电负性正确答案：北交《高电压工程》在线作业二二、多选题（共 10 道试题，共 40 分。

高电压工程第二版答案1到11章25--------------------------------------------------------------------------------1-1答：汤逊理论的核心是：①电离的主要因素是空；1-2答：自持放电的条件是式（1-9），物理意义；1-3答：均匀场放电特点：再均匀电场中，气体间隙；1-4答：由大到小的排列顺序为：板—板，负极性棒；1-5答：冲击特点见P23：①当冲击电压很低时；1-6答：伏秒特性的绘制方法见P24，其意义在于；1-7答：（1）工频电压作用下的特点：见P19—；1-8答：影1-1答：汤逊理论的核心是：①电离的主要因素是空间碰撞电离。

②正离子碰撞阴极导致的表面电离是自持放电的必要条件。

汤逊理论是在气压较低，Pd值较小的条件下的放电基础上建立起来的，因此这一理论可以较好地解释低气压，短间隙中的放电现象，对于高气压，长间隙的放电现象无法解释（四个方面大家可以看课本P9）。

流注理论认为：。

（P11最下面），该理论适用于高气压长间隙的放电现象的解释。

1-2答：自持放电的条件是式（1-9），物理意义为：当一个电子从阴极发出向阳及运动的过程中，发生碰撞电离，产生正离子，在正离子到达阳极后，碰撞阴极再次产生电子，只有当产生的电子比上一次多的时候才会形成电子崩，进而出现自持放电现象。

因此该式为自持放电的条件。

1-3答：均匀场放电特点：再均匀电场中，气体间隙内的流注一旦形成，放电将达到自持的成都，间隙就被击穿；极不均匀场放电特点：P13下侧。

1-4答：由大到小的排列顺序为：板—板，负极性棒—板，棒--棒，正极性棒—板。

其中板--板之间相当于均匀电场，因此其击穿电压最高，其余三个的原因见P20图1-20以及上面的解析。

1-5答：冲击特点见P23：①当冲击电压很低时。

②随着电压的升高。

③随着电压继续升高。

④最后。

用50%冲击击穿电压或伏秒特性来表示击穿特性，但是工程上为方便起见，通常用平均伏秒特性或者50％伏秒特性来表示气体间隙的冲击穿特性。

《高电压技术》(1)1.B2.A3.C 4A 5.D 6.D 7.C 8.B1.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.极化时间最短的是( a )。

A.电子式极化B.离子式极化C.偶极子极化D.空间电荷极化3.先导通道的形成是以( a )的出现为特征。

A.碰撞游离B.表现游离C.热游离D.光游离4.下列因素中，不会影响液体电介质击穿电压的是（）A.电压的频率B.温度C.电场的均匀程度D. 杂质5.电晕放电是一种（）。

A.滑闪放电B.非自持放电C.沿面放电D.自持放电6.以下四种气体间隙的距离均为10cm，在直流电压作用下，击穿电压最低的是（）。

A.球—球间隙(球径50cm)B.棒—板间隙，棒为负极C.针—针间隙D.棒—板间隙，棒为正极7.不均匀的绝缘试品，如果绝缘严重受潮，则吸收比K将( )A.远大于1B.远小于1C.约等于1D.不易确定8.雷击线路附近地面时，导线上的感应雷过电压与导线的（）A. 电阻率成反比B.悬挂高度成反比C.悬挂高度成正比D. 电阻率成正比二、填空题(本大题共9小题，每空1分，共18分)1.固体电介质电导包括_______电导和_______电导。

1.表面、体积2.极不均匀电场中，屏障的作用是由于其对____空间电荷____的阻挡作用，造成电场分布的改变。

2.空间电荷3.电介质的极化形式包括________、________、________和夹层极化。

3.电子式极化、离子式极化、偶极子极化4.气体放电现象包括_______和_______两种现象。

4.击穿、闪络5.带电离子的产生主要有碰撞电离、______、______、表面电离等方式。

5.光电离、热电离6.工频耐压试验中，加至规定的试验电压后，一般要求持续___60____秒的耐压时间。

7.按绝缘缺陷存在的形态而言,绝缘缺陷可分为_______缺陷和______缺陷两大类。

第一章气体放电的根本物理过程一、选择题1) 流注理论未考虑的现象。

A ．碰撞游离B ．外表游离C ．光游离D ．电荷畸变电场2) 先导通道的形成是以的出现为特征。

A ．碰撞游离B ．外表游离C ．热游离D ．光游离3) 电晕放电是一种。

A ．自持放电B ．非自持放电C ．电弧放电D ．均匀场中放电4) 气体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.外表游离5) ______型绝缘子具有损坏后“自爆〞的特性。

A.电工瓷 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？A.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2/cm mg 。

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？A.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：、、、、10) 根据巴申定律，在某一PS 值下，击穿电压存在值。

11) 在极不均匀电场中，空气湿度增加，空气间隙击穿电压。

12) 流注理论认为，碰撞游离和是形成自持放电的主要因素。

13) 工程实际中，常用棒－板或电极构造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、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。

16) 沿面放电就是沿着外表气体中发生的放电。

17)标准参考大气条件为：温度C t 200=，压力=0b kPa ，绝对湿度30/11m g h = 18)越易吸湿的固体，沿面闪络电压就越______ 19) 等值盐密法是把绝缘子外表的污秽密度按照其导电性转化为单位面积上__________含量的一种方法20)常规的防污闪措施有：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。

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IcICUCIIRI答：电流与电压的夹角 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 1/3、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。

加压10分钟的绝缘电阻与加压1分钟的绝缘电阻的比值为极化指数。

4、反击和绕击答：雷击线路杆塔顶部时，由于塔顶电位与导线电位相差很大，可能引起绝缘子串的闪络，即发生反击。

《高电压工程》习题一、二、三一、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 。

A．自持放电B．非自持放电 C．电弧放电D．均匀场中放电4、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 C 。

A. 碰撞游离B. 光游离C. 热游离D. 表面游离5、以下哪个不是发生污闪最危险的气象条件 D A. 大雾 B. 毛毛雨 C. 凝露D. 大雨气体具有较高绝缘强度的主要原因之一是 B 。

6、SF6A．无色无味性B．不燃性C．无腐蚀性D．电负性7、冲击系数是 B 放电电压与静态放电电压之比。

A．25% B．50% C．75% D．100%8、在高气压下，气隙的击穿电压和电极表面 A 有很大关系A．粗糙度 B．面积 C．电场分布D．形状9、雷电流具有冲击波形的特点： C 。

A．缓慢上升，平缓下降B．缓慢上升，快速下降C．迅速上升，平缓下降D．迅速上升，快速下降10、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11、下面的选项中，非破坏性试验包括 A D E G ，破坏性实验包括 B C F 。

A. 绝缘电阻试验B. 交流耐压试验C. 直流耐压试验D. 局部放电试验E. 绝缘油的气相色谱分析F. 操作冲击耐压试验G. 介质损耗角正切试验H. 雷电冲击耐压试验12、用铜球间隙测量高电压，需满足那些条件才能保证国家标准规定的测量不确定度 ABCDA. 铜球距离与铜球直径之比不大于0.5B. 结构和使用条件必须符合IEC的规定C. 需进行气压和温度的校正D. 应去除灰尘和纤维的影响13、交流峰值电压表的类型有__ABC__ A. 电容电流整流测量电压峰值B. 整流的充电电压测量电压峰值C. 有源数字式峰值电压表D. 无源数字式峰值电压表14、关于以下对测量不确定度的要求，说法正确的是__A__A. 对交流电压的测量，有效值的总不确定度应在±3％范围内B. 对直流电压的测量，一般要求测量系统测量试验电压算术平均值的测量总不确定度应不超过±4％ C. 测量直流电压的纹波幅值时，要求其总不确定度不超过±8％的纹波幅值D. 测量直流电压的纹波幅值时，要求其总不确定度不超过±2％的直流电压平均值。

第2章 习题2.1 氮气的电离能为15.5eV ，求能引起光电离的光子的最大波长是多少？是否在可见光范围内？解：光电离的条件：W hc /≤λ，计算得到：88.0210λ−≤⨯m ，而可见光的波长范围为390~780nm nm 即(390~780)910−⨯m ，故可引起氮气光电离的光子不属于可见光。

2.2 一紫外灯的主要谱线的波长为253.7nm ，用以照射铜电极时，问会不会引起电极表面电子发射？解：9253.710λ−=⨯m ，金属铜的逸出功为193.9 6.2410eV J −=⨯，此紫外线的光子能量为：1919/7.8410 6.2410W h νhc λJ J −−===⨯≥⨯故此紫外线照射铜电极时会引起电极表面电子发射。

2.3 SF 6气体的电离能为15.6eV ，问要引起碰撞电离时电子的速度至少应为多大（电子的质量m e =0 .91×10-30kg ，1 eV=1.6×10-19J ）？解：若想引起SF 6气体的碰撞电离，则需要电子的动能大于其电离能，即：eV mv 6.15212≥。

由此，我们得到电子速度应满足：62.3410/νm s ≥⨯。

2.4 用放射性同位素照射一均匀场间隙，使间隙每秒钟在每一立方厘米中产生107对正、负带电质点。

若两电极之间的距离d =5cm ，问图2-3中饱和电流密度等于多少？解：由题可知此间隙每秒每立方厘米内产生的自由电子的电荷量为：−=⨯⨯719010 1.60210q 库伦，假设此间隙的极板面积为S ，则可求得此间隙中的电荷量总和0=Q q Sdt ，设饱和电流密度为η，则=Q ηSt，代入数据后计算得到1228.0110/ηA cm −=⨯。

2.5 设气体中电子的平均自由行程为λ，求自由行程大干2λ和大于10λ的概率各为多少?解：根据公式：0n n =/−x λe 说明自由行程的分布规律，对于一个电子来说，λ/x e −表示自由行程大于x 的概率。

高电压技术习题库含答案一、判断题（共100题，每题1分，共100分）1.固体电介质的积累效应会影响击穿电压。

( )A、正确B、错误正确答案：A2.电力电缆的泄漏电流测量，同直流耐压试验相比试验电压偏低。

()A、正确B、错误正确答案：A3.避雷器对任何过电压都能起到限制作用。

()A、正确B、错误正确答案：B4.波在架空线路中传播的速度几乎只有纸绝缘电缆的一半。

( )A、正确B、错误正确答案：B5.中性点经消弧线圈接地通常采用的运行方式为过补偿状态，一般调节在10%～20%范围内。

（）A、正确B、错误正确答案：B6.冲击电压下，组合绝缘各层绝缘分担的电压与绝缘的电导率成反比。

( )A、正确B、错误正确答案：B7.测量变压器绝缘电阻和吸收比(或极化指数),是检查变压器绝缘状态相对比较的复杂方法。

( )A、正确B、错误正确答案：B8.切除空载线路时引起的操作过电压幅值大、持续时间很短。

（）A、正确正确答案：A9.油间隙中设置固体绝缘屏障可以有效提高不均匀电场中含有杂质绝缘油的工频击穿电压。

( )A、正确B、错误正确答案：A10.消除绝缘体与电极接触面的缝隙能够提高沿面放电电压。

( )A、正确B、错误正确答案：A11.当变压器高压绕组是中性点接地的星形接线时，都可看作与单相绕组的波过程相同。

( )A、正确B、错误正确答案：A12.越易吸湿的固体，沿面闪络电压就越低。

()A、正确B、错误正确答案：A13.降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平防绕击的有效措施。

()A、正确B、错误正确答案：B14.当电介质发生极化后，其内部电荷是正电荷数大于负电荷数。

(）A、正确B、错误正确答案：B15.对铁磁谐振电路，在同一电源电势作用下，回路只能有一种稳定工作状态。

（）A、正确B、错误正确答案：B16.对人工污秽试验的基本要求是等效性好、重复性好、简单易行。

()A、正确正确答案：A17.三相线路的塔顶遭受雷击，导线与避雷线之间的耦合系数越小越易发生闪络。

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。

当电压较低时击穿发生在波尾，取击穿时刻t1作垂线与此时峰值电压横轴的交点为1，当电压升高时，击穿也发生在峰值，取击穿时刻的值t2作垂线与此时峰值电压横轴的交点为2，当电压进一步升高时，击穿发生在波前，取此时击穿时刻t3作垂线与击穿电压交点为3，连接123应用：伏秒特性对于比较不同设备绝缘的冲击击穿特性有重要意义，如果一个电压同时作用于两个并联气隙s1和s2上，若某一个气隙先击穿了，则电压被短接截断，另一个气隙就不会击穿。