2006秋季学期《高电压工程》期末试题

2006秋季学期《高电压工程》试题

钟海旺整理

2007年1月16日星期二

【编者语】整张卷子共20题必答题和一道附加题，题量比较大，考试时间延长了20分钟，建议师弟师妹们考前复习一定要熟悉课本，自己整理出一些常用的表格和结论，便于查找。也要注意老师平时留的附加作业题，可能会有相关的内容。本次考试还考察了《静电》部分的附加内容，虽然只有3分，但是能够多得三分还是相当重要的。：）祝师弟师妹们考试顺利！

1、 与气体、液体电介质相比，固体电介质最大的缺点是什么？在液体电介质中存在杂质的

时候会发生所谓的“小桥”击穿，请问，“小桥”效应对均匀电场的影响大还是对不均匀电场的影响大？

2、 在固体介质中，以下极化形式是否消耗能量：电子位移极化，离子位移极化，空间电荷极化，转向极化，夹层电介质界面极化。 3、 什么是“极性效应”？（1分）

4、 雷电通道中的电流幅值与我国国家标准规定的雷电流幅值有什么区别？

5、 高压测量用的分压器有电阻分压器和电容分压器，在测量的时候会产生幅值误差和相位

误差，两者在测量时产生的误差有什么区别？

6、 静电放电的时候会引发爆炸或者火灾事故，其两个基本条件是什么？静电防护的基本原

则是什么？（补充课件中有：条件一是要有可燃物与空气的混合物，并且可燃物的浓度在爆炸极限的范围内，条件二是静电放电要有足够的能量，达到最小点火能量。原则有三：尽量减少静电的产生；加快静电泄放的速度；避免电击，放电造成爆炸火灾） 7、 国家标准规定在高电压测量的时候，测量直流试验电压算术平均值、交流额定频率下的

试验电压有效值、冲击全波电压峰值和分压器分压比的准确度要求分别是什么？

8、 作图题（必须做在试题纸上，为了回收试卷）请依据课本P48页图2－18（a）的曲线，绘制间隙距离分别为3m和4m的棒－板空气间隙的伏秒特性。

9、 请画出具有强垂直分量的极不均匀场的示意图。采取什么措施可以提高闪络电压？ 10、 在冲击高电压的测量中，是用什么指标来判断分压器的优劣？一般要求该指标为多

少时，满足测量标准雷电波的测量要求。 11、 课本图6－2串级变压器中，最高级变压器高压绕组的电流为1A，输出端对地电压

为750kV，问该串级变压器输出的总的负载容量为多少？每一台变压器的输出容量分别

为多少？（原理一定要弄清楚）

12、 感应雷电过电压的极性一般为什么极性？为什么？耐雷水平和雷击跳闸率的单位

分别是什么？ 13、 绝缘配合的基本原则是什么？绝缘水平的单位是什么？我国国家标准规定，500kV

的变压器的耐雷水平（BIL）是多少？（查课本后的附表） 14、

我国户外绝缘的最突出问题是什么？采取什么措施可以改善该现象？（此题我认为

是污闪，但是不确定，师弟师妹们可以在答疑的时候问问梁Core呵呵）

15、 局部放电的测量中，图5－20中施加5s的U1的作用是什么？（激发局部缺陷）一般情况下，局部放电的起始电压和局部放电的熄灭电压哪个大？ 16、 在10个大气压下，2cm的空气间隙在均匀电场下的击穿场强约为多少？（查看图

2－32）在常温常压下，1m的棒－板空气间隙在直流正负极性电压下和在工频交流电压

下的击穿场强大约为多少？常温常压下，空气的电气强度大约为多少？此时的电离系数阿尔法大约为多少？（11/cm）

17、 请画出冲击电压发生器的原理图，产生1600kV，52kJ，4级的单边充电的电路，

分析冲击电压发生的原理。忽略Rd和Rf的影响，在冲击发生器的输出端接一个5000pF的试验电容，求电容两端能够得到的最高电压幅值为多少？为什么通常要考虑电感对波头的影响，而不考虑它对波尾的影响？ 18、 （大气条件的校正）两个铜球的间隙为50cm，在保持稍不均匀场的条件下，能够

承受的最大电压是多少？（我认为是要满足间隙不超过0.4D课本P157页，然后通过P36

的球球间隙的公式，计算击穿电压。）如果用该球间隙来保护一个在工频电压下的棒板空气间隙，那么，该空气间隙的距离最小不少于多少？在冬季时，测得干球温度为12摄氏度，湿球温度为5摄氏度，气压为103kPa，问此时还能够保护棒－板空气间隙吗？除了计算以外，还应该给出解题的思路。 19、

平行平板电容器电极间有两层电介质，电介质分界面和电极平行。两层电介质的电气性能如表所示。电介质厚度分别为4mm和2mm，电阻率 ρ（Ω·cm）分别为2×10e－16，4×10e－16，介电常数分别为3和6。设电极间施加50 Hz 电压（有效值）9 kV，试计算：1) 各层中的电场强度；2) 该电容器对于每平方厘米电极面积的电容量（ε0 =0.8854×10-13F/cm）；3）若电极间施加直流电压9 kV，达到稳定状态后计算： 各层中的电场强度4）画出测试单层介质表面电阻率的试验原理图，画出测试双层介质体积电阻率的试验原理图，然后写出计算体积电阻率和表面电阻率的计算式子。 20、 波阻抗的一个计算题：如图所示，一个幅值为500kV的无穷长直角波沿着导线向

右传播，当t＝0的时候，波头刚好传到A点，导线的波阻抗为400Ω，A点的接地电阻

的大小为100Ω，AB段是电缆线，波阻抗为50Ω，B点末端开路，电缆长度为45米，电缆中的波速为150m/s，求在t<1.5微秒的时间里，B点的电压波形。

500kV B 50Ω R 100Ω A 400Ω

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