高电压考试习题_含答案.doc

二二年上半年高等教育自学考试全国统一命题考试
高电压技术试题
（课程代码　2653）
本试题分两部分，第一部分为选择题，1页至2页，第二部分为非选择题，2页至8页，共8页；选择题10分，非选择题90分，满分100分，考试时间150分钟。
第一部分　选择题
一、 单项选择题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）
在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。
1． 流注理论未考虑_____________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_____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．极化时间最短的是（　　）
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_______________（　　）
A．无色无味性　　　B．不燃性　　　　　C．无腐蚀性　　　D．电负性
5．介质损耗角正切值测量时，采用移相法可以消除________________的干扰。（　　）
A．高于试验电源频率　　　　　　　　　　B．与试验电源同频率
C．低于试验电源频率　　　　　　　　　　D．任何频率

6．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1　　　　B．远小于1　　　　　C．约等于1　　　D．不易确定
7．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（　　）
A．C1＞＞C2、R1＞＞R2　　　　　　　　　B．C1＞＞C2、R1＜＜R2
C．C1＜＜C2、R1＞＞R2　　　　　　 　　　D．C1＜＜C2、R1＜＜R2
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．对于电源来说波阻抗与电阻是等效的

C．线路越长，以阻抗越大
D．波阻抗的大小与线路的几何尺寸有关
9．根据我国有关标准，220kV线路的绕击耐雷水平是（　　）
A．12kA B．16kA C．80kA D.120kA
10．避雷器到变压器的最大允许距离（　　）
A．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
B．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
C．随来波陡度增大而增大
D．随来波幅值增大而增大
第二部分　非选择题
二、填空题　（本大题15小题，每小题1分，共15分）
11．测量试品的绝缘电阻时，规定以加电压后_________________测得的数值为该试品的绝缘电阻值。
12．根据巴申定律，在某一PS值下，击穿电压存在__________值。
13．极不均匀电场中，屏障的作用是由于其对________________的阻挡作用，造成电场分布的改变。
14．变压器内部固体绝缘的老化形式有：电老化和_________________。
15．运行经验表明，凡能随持续时间_________________工频耐压试验的电气设备，一般都能保证安全运行。
16．Z1、Z2两不同波阻抗的长线相连于A点，行波在A点将发生折射与反射，反射系数的β取值范围为___________________。
17．当导线受到雷击出现冲击电晕以后，它与其它导线间的耦合系数将_______________。
18．避雷针（线）的保护范围是指具有_________________左右雷击概率的空间范围。
19．我国35~220kV电网的电气设备绝缘水平是以避雷器________________kA下的残压作为绝缘配合的设计依据。
20.降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平防止___________________的有效措施。
21．避雷针加设在配电装置构架上时，避雷针与主接地网的地下连接点到变压器接地线与主接地网的地下连接点之间的距离不得小于___________________m。
22．电源容量越小，空载长线的电容效应________________。
23．消弧线圈的脱谐度γ愈大，性点位移电压______________。
24．线路侧装有电磁式电压互感器时，由于其_____________________________故有助于降低空载线路合闸过电压。
25．发生铁磁谐振的瞬间，电路的相位将发生__________________。
三、名词解释　（本大题共4小题，每小题3分，共12分）
26．自恢复绝缘　
27．输电线路耐雷水平
28．击杆率
29．谐振过电压
四、简答题　（本大题共7小题，每小题5分，共35分）
30．保护设备与被保护设备的伏秒特性应如何配合？为什么？
31．提高液体介质击穿电压的措施有哪些？
32．测量绝缘电阻试验中，为什么在绝缘表面受潮时要求装上屏蔽环？
33．分布参数回路的波阻与集中参数回路中的电阻有何不同？
34．限制雷电破坏作用的基本措施是什么？它们各起什么保护作用？
35．旋转电机的防雷保护具有什么特点？
36．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？
五、计算题（本大题共2小题，每小题5分，共10分）
37．某台电力变压器需进行72kV的工频耐压试验，tgδ试验时测得其等值电容Cx=4200pF。现有数台容量不同的100/0.4(kV)工频试验变压器，应选择一台额定容量为多少的试验变压器才能满足试验的要求？
38．为了检测数公里长线路中故障点的位置，在其一端经集中参数电阻R（R等于线路的波阻抗z），投入一方波（见图la），在此处测到的波形如图lb，请分析此故障是何种故障？故障点距观测点的距离是多少？

六、综合应用题（本大题共2小题，共18分）
39．如图2，某变电所母线上接有三回架空线路，波阻抗均为Z，母线上接有一无间隙的阀型避雷器。求其中一回架空线受雷击后，雷电波u(t)沿1－2km进线段侵入变电所，流过避雷器的最大冲击电流Im？（设避雷器伏安特性已知，忽略各线路间的电磁耦合）。（10分）

40．对某大型电力变压器朝廷分解试验时，测量其高压侧A相套管的电容和介质损耗分别为C1＝1000pF，tgδ1=5%；测得高压绕组对中、低压和地间的电容量及介质损耗分别为C2=20000pF，tgδ2=0.2%。试问若测量此变压器的整体测量值应为多少？根据该值能否发现A相套管的绝缘缺陷呢？（若tgδ≯±1%，则可认为绝缘正常）。（8分）

二二年上半年高等教育自学考试全国统一命题考试
高电压技术试题参考答案及评分标准
（课程代码　2653）
一、单项选择题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）
1．B　　　2．C　　　3．A　　　4．D　　　5．B　　　
6．C　　　7．B　　　8．C　　　9．A　　　10．A
二、填空题（本大题共15小题，每小题1分，共15分）
11．60s　　12．极小（最低）　　13．空间电荷　　 14．热老化　　15．1分钟
16．－1≤β≤1　　17．增大　　 18．0.1% 19．5 20．反击
21．15 22．越大 23．愈小
24．泄放线路电荷（降低线路残余电压）的作用 　　25．反倾
三、名词解释题（本大题共4小题，每小题3分，共12分）
【参考答案】
26．发生击穿后，一旦去掉外加电压，能恢复其绝缘性能的绝缘。
27．雷击时线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值。
28．雷击杆塔次数与雷击线路总次数之比。
29．当系统操作或发生故障时（1分），某一回路自振频率与电源频率相等时，将发生谐振现象（2分），导致系统中某些部分（或设备）上出现的过电压。
四、简答题　（本大题共7小题，每小题5分，共35分）
【参考答案】
30．保护设备的伏秒特性应始终低于被保护设备的伏秒特性（2.5分）。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（2.5分）
31．1）减少杂质，包括过滤、防潮、脱气、（2分）
2）改进绝缘设计，包括采用覆盖层、改进电极形状、使用绝缘层、加屏障。（3分）
32．因为在绝缘表面受潮时，沿绝缘表面的泄漏电流将增大（1分），若此泄漏电流流入电流线圈中，将使绝缘电阻读数显著降低，引起错误的判断（1分）。
装上屏蔽环后，表面泄漏电流不再流入电流线圈（1分），而流过电流线圈的只是绝缘体的泄漏电流（1分），因此加上屏蔽环后测得的值能较真实地反映绝缘电阻的大小（1分）。
33．（1）波阻抗表示同一方向的电压波和电流波大小的比值（1分），前行波电压与前行波电流之比取正号，反行波电压与反行　电流之比取负号（1分），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。（1分）
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A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（1分）
（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。（1分）
34．基本措施是设置避雷针、避雷线、避雷器和接地装置（2分）。避雷针（线）可以防止雷电直接击中被保护物体，称为直击雷保护（1分）；避雷器可以防止沿输电线侵入变电所的雷电冲击波，称为侵入波保护（1分）；接地装置的作用是减少避雷针（线）或避雷器与大地之间的电阻值，达到降低雷电冲击电压幅值的目的（1分）。
35．（1）由于结构和工艺上的特点，在相同电压等级的电气设备中旋转电机的绝缘水平最低；
　（2）电机在运行中受到发热、机械振动、臭氧、潮湿等因素的作用使绝缘容易老化；
　（3）保护旋转电机用的磁吹避雷器的保护性能与电机绝缘水平的配合裕度很小；
　（4）电机匝间所受电压正比于侵入波陡度，故必须把来波陡度限制得很低；
　（5）电机绕组中性点一般是不接地的，三相进波时在直角波头情况下，中性点电压可达来波电压的两倍，故必须对中性点采取保护措施。
【评分标准】答对3种以上得5分
36．

如图所示，切除空载长线时，主触头S1首先断开，而电阻R和辅助触头S2并未开断，因此线路上的残余电荷通过电阻R释放，电阻R能掏振荡，这时主触头两端的电压仅为R上的压降。然后辅助触头S2开断，线路上的残压已较低，辅助触头S2上的恢复电压也较低，所以断路器两端不容易发生电弧重燃，也就不至于形成很高的过电压。
【评分标准】图1分，顺序对2分，R抑制振荡1分，残压低1分。
37．被试品的电容电流
Ic=ωcU=0.095(A)≈0.1(A)(2分)
则变压器的额定电流应不小于0.1（A）（1分）
因此变压器的容量应不小于S＝100×0.1＝10（kVA）(1分)
（若变压器的容量仅根据试验电压和试品电容来选择，即

38．是断线（开路）故障（2分）
故障点距观测点距离为
(3分)
39．根据彼得逊法则有
　　（2分）
再根据集中参数等效发电机原理

即（1分）
用图解法求出Im

40．高压绕组对中、低压绕组和地之间的绝缘应是无缺陷部分，A相高压套管绝缘是有缺陷部分（1分）。其整体的介质损耗为两部分的介质损耗之和（1分），即
P＝P1＋P2
或
得到
A相套管只占整体绝缘中体积的一小部分

于是（2）式可写成

根据此值无法发现套管的缺陷。（1分）