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2016年10月高等教育自学考试《高电压技术》试题 课程代码：02653 一、单项选择题 1．以下与tg无关的因素是（C） A．温度 B．外加电压 C．湿度 D．电压的频率 2．先导通道形成的特征是出现（C） A．碰撞游离 B．表现游离 C．热游离 D．光游离 3．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 4．SF6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 5．下列存在杂质“小桥”现象的电介质是（B） A．气体 B．液体 C．固体 D．无法确定 6．以下哪个不是发生污闪最危险的气象条件。（C） A．大雾 B．毛毛雨 C．凝露 D．大雨 7．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（C） A．4.0倍 B．3.5倍 C．3.0倍 D．2.5倍 8．雷电流具有冲击波形的特点是（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 9．根据设备的绝缘水平和造价，以下几种电压等级中，允许内过电压倍数最高的是（B） A．110kV B．35kV及以下 C．220kV D．500kV 10．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（D） 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 二、填空题 11．按照气体分子得到能量形式的不同，气体分子可分为碰撞游离、光游离和热游离三种游离形式。 12．在接地装置中，接地方式可分为防雷接地、工作接地、静电接地和保护接地。 13．传输线路的波阻抗与线路单位长度的和电感和电容有关，与线路长度无关。 14．变压器内部固体绝缘的老化有电老化和热老化两种形式。 15．电气设备绝缘的预防性试验可分为非破坏性试验（或绝缘特性试验）和耐压试验两大类。 16．纯净液体介质的击穿理论分为电子碰撞电离理论和气泡击穿理论。 17．变电所防止直击雷的措施是装设避雷针或避雷线，并配合以良好的接地。 18．引起工频电压升高的原因有：空载线路的电容效应、不对称短路和突然甩负荷。 19．含有铁性电感的电路发生铁磁谐振须满足两个条件：（为正常非饱和时的电感）以及外界一定程度的激发，二个条件缺一不可。 20．提高固体电介质击穿电压措施主要有：改进绝缘设计、改进制造工艺和改善运行条件。 三、名词解释题 21．雷暴日：指某地区一年四季中有雷电放电的天数，一天中只要听到一次及以上雷声就是一个雷暴日。 22．伏秒特性：对某一冲击电压波形，间隙的击穿电压和击穿时间的关系称为伏秒特性。 23．电气设备的绝缘水平：电气设备的绝缘水平是设备绝缘应能耐受(不发生闪络、击穿或其它损坏)的电压，也即耐压试验时的试验电压。 24．谐振过电压：当系统进行操作或发生故障时，某一回路自振频率与电源频率相等时，将发生谐振现象，导致系统中某些部分(或设备)上出现的过电压。 25．电气距离避雷器与被保护设备之间就有一段长度不等的距离，此距离刁；是空间的距离，而是沿连接线的距离，故称为电气距离。 四、简答题 26．简述避雷器的保护原理。 答：避雷器是专门用以限制线路传来的雷电过电压或操作过电压的一种防雷装置。避雷器实质上是一种过电压限制器，与被保护的电气设备并联连接，当过电压出现并超过避雷器的放电电压时，避雷器先放电，从而限制了过电压的发展，使电气设备免遭过电压损坏。 27．简述汤逊放电理论。 答：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(a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。 28．分布参数回路的波阻抗与集中参数回路中的电阻有何不同? 答：(1)波阻抗表示同一方向的电压波和电流波大小的比值，前行波电压与前行波电流之比取正号，反行波电压与反行波电流之比取负号，若导线上既有前行波，又有反行波时，导线上总的电压与总的电流之比不等于波阻抗。 而电阻等于其上总的电压与总的电流之比。 (2)电磁波通过波阻抗为Z的导线时，能量以电磁能的形式储存在周围介质中，而不是被消耗掉。 (3)波阻抗的数值只和导线单位长度的电感、电容有关，而与线路长度无关。 29．保护设备与被保护设备的伏秒特性应如何配合?为什么? 答：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。 30．35KV及以下电压等级输电系统为什么一般不架设避雷线? 答：35kV及以下电压等级输电系统一般都为中性点不接地系统，当发生由雷电引起的冲击闪络后，随后出现的工频闪络电流很小，不能形成稳定的工频电弧，因此不会引起线路跳闸，所以当一相由于雷击而引起闪络后仍能正常工作。) 这样虽不装设避雷线，雷击引起的闪络概率增大，但这种闪络并不会导致线路跳闸而影响正常供电，故35KV及以下输电线路一般不架设避雷线。 五、案例分析题 31．某发电厂原油罐直径为12m，高出地面12 m，现采用单根避雷针保护，避雷针距原油罐壁最少5m，试求该避雷针的高度是多少? 32．有一10kV发电机直接与架空线路连接，有一幅值为100kV的直角波沿线路三相同时进入发电机时，为了保证发电机入口的冲击电压上升速度不超过5kV/s，接并联电容进行保护。设线路三相总波阻抗为280，发电机绕组三相总的波阻抗为400n，求电容C值。 2017年10月高等教育自学考试《高电压技术》试题 课程代码：02653 一、单项选择题 1．电晕放电发生在（C） A．均匀电场中 B．强电场中 C．不均匀电场中 D．任意电场中 2．沿面闪络是指沿面放电已贯通（B） A．单电极 B．两电极 C．三电极 D．四电极 3．极化速度最快的是（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 4．影响变压器油击穿电压的因素有（D） A．变压器的安装地点 B．变压器的安装高度 C．变压器的接线方式 D．变压器油的温度 5．吸收比规定为测绝缘电阻时（B） A．30秒时读数与15秒时读数的比值 B．60秒时读数与15秒时读数的比值 C．60秒时读数与30秒时读数的比值 D．15秒时读数与60秒时读数的比值 6．可用于测量工频交流高压的方法为（D） A．球隙测量法 B．静电电压表测量法 C．电压互感器测量法 D．以上都可以 7．汤生放电理论与流注放电理论都认为放电始于起始有效电子通过碰撞游离形成（C） A．电子崩 B．离子崩 C．“小桥” D先导 8．电介质上加上直流电压后，流过电介质的电流开始较大，而后随时间衰减变小，最后稳定于某一数值，这一现象称为（C） A．“正态”现象 B．“稳定”现象 C．“吸收”现象 D．“衰减”现象 9．根据设备的绝缘水平和造价，以下几种电压等级中，允许内过电压倍数最高的是（B） A．110kV B．35kV及以下 C．220kV D．500kV 10．下列电介质存在杂质“小桥”现象的是（B） A．气体 B．液体 C．固体 D．无法确定 11．雷击线路附近地面时，导线上的感应雷过电压与导线的（B） 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 12．以下不能削弱气体间隙游离过程的措施为（D） A．高气压 B．高真空 C．高绝缘强度的气体 D．高电场强度 13．高压设备绝缘内部不会存在（D） A．气泡 B．空隙 C．杂质 D．铭牌 14．偶极子式极化的特点为（D） A．极化所需时间较很短 B．极化过程中没有能量损耗 C．属弹性极化 D．温度对偶极子极化的影响很大 15．下列表述中，对波阻抗描述正确的是（D） A．波阻抗消耗能量 B．波阻抗与线路长度有关 C．表示集中参数元件的参数 D．同一方向电压波与电流波的比值 二、填空题 16．提高气体间隙击穿电压主要从两个方面考虑，这两个方面为 改善电场分布 和削弱游离过程 。 17．变电站的防雷保护可分为 直击雷的保护 和 雷电侵入波的保护 。 18．气体中带电质点消失的方式有电子被吸附、 扩散 和 复合 。 19．局部放电测量方法可采用 电气测量方法 或 非电气测量方法 。 20．绝缘配合就是要协调配合好电力系统中以下三者之间的关系，使之在经济上、技术上、运行上都能接受，这三者为过电压、 限压措施 与 电气设备绝缘水平 。 21．发电厂、变电所防止雷直击的主要保护措施为装设 避雷针 或 避雷线 。 22．除采用固体电介质外，提高液体电介质击穿电压的措施还有过滤、 防潮 和 脱气 。 三、名词解释题 23．波阻抗：是表示分布参数线路(或绕组)的参数。波阻抗为分布参数线路(或绕组)上同一方向(即前行或反行)电压波与电流波的比值。 24．污闪：户外绝缘子在污秽状态下发生的沿面闪络称为绝缘子的污闪。 25．冲击电压发生器：是产生雷电冲击试验电压和操作冲击试验电压的装置。 26．谐振过电压：当系统进行操作或发生故障时，某一回路自振频率与电源频率相等时，将发生谐振现象，导致系统中某些部分(或设备)上出现的过电压。 27．建弧率：所谓建弧率就是冲击闪络转为稳定工频电弧的概率。 四、问答题 28．35kV及以下的输电线路为什么一般不采取全线架设避雷线的措施? 答：35KV及以下电压等级输电系统一般都为中性点不接地系统，当发生由雷电引起的冲击闪络后，随后出现的工频闪络电流很小，不能形成稳定的工频电弧，因此不会引起线路跳闸，所以当一相由于雷击而引起闪络后仍能正常工作。这样虽不装设避雷线，雷击引起的闪络概率增大，但这种闪络并不会导致线路跳闸而影响正常供电，故35KV及以下输电线路一般不架设避雷线。对于无避雷线的线路，一相闪络后再出现第二相闪络，形成相间短路，出现大的短路电流，才可能引起线路跳闸，只有当雷电流很大时才会出现这种情况。 29．电力系统中常见的操作过电压有哪些? 答：1)中性点绝缘系统的间歇电弧接地过电压; 2)空载线路分闸过电压; 3)空载线路合闸过电压; 4)切除空载变压器过电压。 30．在过电压保护中对避雷器有哪些要求? 答：第一个要求是能将过电压限制到电气设备绝缘能耐受的数值，这就要求避雷器的最大残压(残压为冲击电压作用下，流过避雷器的冲击电流在避雷器上的压降)应低于设备绝缘的冲击耐压值。对于阀式避雷器还需要保证避雷器的伏秒特性(取决于放电间隙)与被保护设备绝缘的伏秒特性有正确的配合，以免发生电气设备绝缘先于避雷器间隙放电前发生击穿。 第二个要求是应在过电压作用结束之后，能迅速截断随后发生的工频续流以不致于发生工频短路引起跳闸而影响正常供电。阀式避雷器与氧化锌避雷器利用阀片电阻在工频电压下电阻很大的非线性特性使工频续流能在第一次过零时就截断。 第三个要求是避雷器(阀式和氧化锌)还应具有一定的通流容量以免发生热过度而造成瓷套爆裂。 31．铁磁谐振的主要特点有哪些? 答：1)发生铁磁谐振的必要条件是谐振回路中为在正常运行条件下，即非饱和状态下回路中铁芯电感的电感值。 (2)对于满足必要条件的铁磁谐振回路，在相同的电源电势作用下，回路可能有不只一种稳定工作状态。 (3)铁磁谐振是由电路中铁磁元件铁芯饱和引起的。 32．雷电流出现的概率如何计算?雷电流幅值超过30kA、88kA、100kA、200kA的概率分别为多少? 答：。其中，P为雷电流幅值超过I的概率，I为雷电流幅值。则雷电流幅值为30kA、88kA、100kA、200kA时，对应的概率分别为45.61%、10.00%、7.31%、0.53%。 五、计算题 33．某发电厂配电装置面积为20×20m2，高出地面15m，附近有一座25m高的水塔，距离配电装置10m。水塔上装有一支9m的避雷针，问经计算塔上的避雷针能否全部保护该配电装置? 解：=15m =25+9=34m， h>2hx(即h>30m) 则===0.94 ==19.74（m） 因为配电装置离水塔10m，全部保护配电装置所需的保护半径大于30 m （10+20=30m）， 10<<30m 塔上的避雷针只能部分保护这一配电装置，不能全部保护这一配电装置。 34．如题34图所示，图中接地装置的垂直接地体为直径1.8cm的圆管，长3m，土壤电阻率P为200Ωm，接地装置的冲击系数为0.65，冲击利用系数为0.75。试计算在流经冲击电流为40kA时的冲击接地电阻。 解：单个垂直接地体的工频接地电阻Rg为 单个垂直接地体的冲击接地电阻Rch′为 Rch′=αchRg=0.65×69=45 Ω 由3根垂直接地体连接后的整个接地装置的冲击接地电阻Rch为 六、综合应用题 35．如题35图所示，线路AB长1200m，波阻抗为400Ω，线路B端为短路状态时，设开关S在t=0时合闸。开关S合闸后线路上就有一幅值为U0=100kV的无穷长直角电压波自A向B传播，请计算线路中点C分别在t=1.5s、5.5s时的电压和电流。 解：设开关S在t=0时合闸。开关合闸后线路上就有一幅值为U0=100 KV的无穷长直角电压波自A向B传播。 在t=2μs时，此电压波传至C点，对应的电流波也传至C点。（2分） 在t=4μs时电压波传至B点并发生负的全反射，而此负的反射波电压(-U0) （2分） 在t=6μs时传至C点从而使C点的电压变为零(U0+(-U0))。（2分） 因此，C点的电压、电流为 t＜2μs u=0,i=0（2分） 2μs＜t＜6μsu=U0=100 KV, 2018年10月高等教育自学考试《高电压技术》试题 课程代码：02653 一、单项选择题 1．当加在气体间隙上的电场强度达到某一临界值后，间隙中的电流会突然剧增，气体介质会失去绝缘性能而导致 A．老化 B．电阻增加 C．发热 D．击穿 2．汤生放电理论与流注放电理论都认为放电始于起始有效电子通过碰撞游离形成 A．电子崩 B．离子崩 C．光电子崩 D．正电荷崩 3．固体电介质击穿过程最快的击穿形式是 A．电击穿 B．老化击穿 C．热击穿 D．电化学击穿 4．不能用于测量直流高压的方法是 A．球隙 B．静电电压表 C．高阻值电阻分压器 D．电压互感器 5．变电站进线保护段的作用是 A．提高最终进入变电站雷电侵入波的波头陡度 B．提高进线段的耐雷水平 C．提高变电站内设备的耐雷水平数 D．限制雷电侵入波电压作用下流过避雷器的电流 6．切除空载变压器过电压的限制措施主要是采用 A．电阻器 B．电抗器 C．避雷器 D．电容器 7．断线过电压一般发生于线路末端接有中性点不接地的空载或轻载 A．变压器 B．断路器 C．电抗器 D．阻波器 8．下列表述中，对波阻抗描述不正确的是 A．波阻抗是前行波电压与前行波电流之比 B．线路越长，则波阻抗越大 C．对于电源来说波阻抗与电阻是等效的 D．波阻抗的大小与线路的几何尺寸有关 9．我国的规程中规定线路防雷设计用雷电流波头时间为 A．1.2s B．1.5s C．2.6s D．10s 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．小 B．大 C．相等 D．不确定 11．雷电流具有冲击波形的特点为 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 12．与输电线路的雷击跳闸率有密切关系的是 A．线路可能受雷击的次数 B．接地电阻 C．杆塔高度 D．线路跨度 13．线性谐振条件是 A．，无需激发 B．（为正常非饱和时的电感），无需激发 C．，有激发 D．（为正常非饱和时的电感），有激发 14．铁磁谐振发生于 A．含有铁芯电感的电路中 B．不含铁芯电感的电路中 C．含有空心电感的电路中 D．任意电路中 15．电老化的主要原因是介质内部气泡中的 A．局部放电 B．全局放电 C．裂解 D．氧化 二、填空题 16．根据游离能形式的不同，气体中带电质点的产生有四种不同方式：碰撞游离、光游离、 和 。 17．固体电介质的老化形式主要有 和 。 18．影响由空载线路电容效应引起工频电压升高的主要因素，除与线路是否接有并联电抗器有关外，还有 和 。 19．冲击电压发生器可以用于产生 和 。 20．电力系统的内过电压包括 与 。 21．变电所防止直击雷的措施是装设 或 。 22．固体电介质的老化形式主要有 和 。 三、名词解释题 23．泄漏电流 24．自持放电 25．预防性试验 26．避雷器 27．电气设备的绝缘水平 四、问答题 28．电晕放电有何危害及用途? 29．提高固体电介质击穿电压措施有哪些? 30．影响套管沿面闪络电压的主要因素有哪些? 31．简述雷电放电的基本过程及各阶段的特点。 32．输电线路防雷的基本措施有哪些? 五、计算题 33．某单位一座20m高的水塔附近，距离水塔15m处有一变电所，变电所高度不高于水塔。水塔上装有一支9m的避雷针，经计算回答塔上的避雷针能否保护这一变电所。 34．如题34图所示，图中接地装置的垂直接地体为直径2.0cm的圆管，长4m，土壤电阻率为240·m，接地装置的冲击系数为0.65，利用系数11为0.75。试计算在流经冲击电流为50kA时的冲击接地电阻。 六、综合应用题 35．如题35图所示，线路AB长600m，波阻抗为400，线路B端为短路状态时，设开关S在t=0时合闸。开关S合闸后线路上就有一幅值为U0=100KV的无穷长直角电压波自A向B传播，请计算线路中点C在t=0.5s、2.5s时的电压和电流。 2019年10月高等教育自学考试《高电压技术》试题 课程代码：02653 一、单项选择题 1．气体原子核外的电子将从离原子核较近的轨道跳到离原子核较远的轨道上去，此过程称为原子的 A．逃逸 B．游离 C．跳跃 D．激发 2．电子为原子或分子俘获而形成质最大、运动速度慢的负离子后，游离能力 A．小减 B．减 C．小增 D．大增 3．通常将开始出现电晕时的电压称为 A．电晕起始电压 B．击穿临界电压 C．电晕最大电压 D．击穿最大电压 4．不能用于测量直流高压的方法是 A．球隙 B．静电电压表 C．高阻值电阻分压器 D．电压互感器 5．电介质中的带电质点在电场作用下沿电场方向作有限位移的现象称为 A．滑动 B．变化 C．游离 D．极化 6．切除空载变压器过电压的限制措施主要是采用 A．电阻器 B．电抗器 C．避雷器 D．电容器 7．当系统进行操作或发生故障时，某些振荡回路就有可能与外加电源发生谐振现象，导致系统某些部分(或设备)上出现电压，这就是 A．谐振过电压 B．操作过电压 C．故障过电压 D．内部过电压 8．下列表述中，对波阻抗描述不正确的是 A．波阻抗是前行波电压与前行波电流之比 B．线路越长，则波阻抗越大 C．对于电源来说波阻抗与电阻是等效的 D．波阻抗的大小与线路的几何尺寸有关 9．我国的规程中规定线路防雷设计用雷电流波头时间为 A．1.2s B．1.5Ps C．2.6s D．10s 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．相等 B．大 C．小 D．不确定 11．雷电流具有冲击波形的特点为 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 12．由光辐射引起气体原子(或分子)的游离称为 A．光游离 B．化学游离 C．热游离 D．射游离 13．电介质上加上直流电压后，流过电介质的电流开始较大，而后随时间衰减变小，最后稳定于其一数值，这一现象称为 A．“吸收”现象 B．“直流”效应 C．“衰减”现象 D．“指数”效应 14．铁磁谐振发生于 A．任意电路中 B．不含铁芯电感的电路中 C．含有空心电感的电路中 D．含有铁芯电感的电路中 15．避雷针需有足够截面的接地引下线和良好的接地装置，以便将雷电流安全地引入 A．大地 B．土壤 C．地下 D．地表 二、填空题 16．改善电场分布的措施有：改变电极形状、 、 。 17．固体电介质的老化形式主要有 、 。 18．电子式极化的特点有：极化所需的时间极短、 、 。 19．冲击电压发生器可以用于产生 、 。 20．介质损耗的基本形式有：电导损耗、 、 。 21．变电所防止直击雷的措施是装设 、 。 22．输电线路遭受直击雷一般有：雷击杆塔塔顶、 、 。 三、名词解释题 23．离子式极化 24．操作过电压 25．预防性试验 26．热击穿 27．绝缘水平 四、问答题 28．汤逊理论与流注理论的主要区别是什么? 29．提高固体电介质击穿电压措施有哪些? 30．防止绝缘子的污闪可以采取的主要措施有哪些? 31．说明影响变压器油击穿电压的因素有哪些? 32．输电线路防雷有哪些基本措施? 五、计算题 33．某变电站有一座10m高的构架，有一配电装置最远距离其10m，配电装置高度不高于构架。构架上装有一支12m的避雷针，问经计算，构架上的避雷针能否完全保护这一变电站的配电装置。 34．如题34图所示，图中接地装置的垂直接地体为直径3.0cm的圆管，长3m，土壤电阻率p为200Ωm，接地装置的冲击系数为0.6，利用系数11为0.8。试计算在流经冲击电流为60kA时的冲击接地电阻。 六、应用题 35．如题35图所示，线路AB长900m，波阻抗为400Ω，线路B端为短路状态时，设开关S在t=0时合闸。开关S合闸后线路上就有一幅值为U0=200kV的无穷长直角电压波自A向B传播，请计算线路中点C在t=1.0s、4.5s时的电压和电流。 |
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