高电压技术第二版张尘题答案
第章
1—1 气体中带电质点通游离程产生游离中性原子获足够量(称游离)成正负带电粒子程根游离形式气体中带电质点产生四种方式：
1碰撞游离方式 种方式游离中性原子(分子)碰撞瞬时带电粒子具动然正负带电粒子中性原子(分子)发生碰撞引起气体发生碰撞游离产生正负带电质点电子正负离子
2光游离方式 种方式游离光游离需达定数值引起光游离光种高射线非见光
3热游离方式 种方式游离气体分子绝温度成正温度足够高时引起热游离
4金属表面游离方式 严格讲应称金属电极表面逸出电子种游离结果气体中带负电电子电子金属电极表面逸出量种形式
气体中带电质点消失方式三种：
1扩散 带电质点浓度区域浓度区域运动造成原区域中带电质点消失扩散种然规律
2复合 复合正负带电质点相互结合成中性原子(分子)程复合游离逆程复合程中释放量般光
3电子吸附 某气体(SF6水蒸汽)分子易吸附气体中电子成负离子气体中电子(负带电质点)消失
1—2 持放电指仅身电场作需外界游离素维持放电外界游离素指电场作气体中产生少量带电质点种游离素宇宙射线讨气体放电电压击穿电压时指放电已达持放电阶段
汤生放电理持放电条件公式表达时
γ(eαs1)1
公式表明：气体中正离子电场作阴极运动撞击阴极时已起码撞出电子(金属电极表面逸出)样便掉外界游离素引起碰撞游离需起始效电子放电达持阶段
1—3 汤生放电理流注放电理认放电始起始效电子通碰撞游离形成电子崩放电发展持放电阶段程解释汤生放电理认通正离子撞击阴极断阴极金属表面逸出电子弥补引起电子碰撞游离需效电子流注放电理认形成电子崩正负空间电荷电场畸变作导致正负空间电荷复合复合程释放光引起光游离光游离结果电子引起新碰撞游离形成新电子崩汇合初电子崩中构成流注通道旦形成流注放电维持汤生放电理流注放电理根区放电达持阶段程解释持放电条件
汤生放电理适合解释低气压短间隙均匀电场中气体放电程现象流注理适合气压非短间隙均匀电场中气体放电程现象
1—4 极均匀电场中气体放电程两均匀电场稍均匀电场中气体放电特性：
1持续电晕放电 电晕放电均匀电场中电场强度局部区域中发生放电时整气体间隙未击穿局部区域中气体已击穿稍均匀电场中电晕放电起始电压接(略低)间隙击穿电压观察明显电晕放电现象极均匀电场中观察明显电晕放电现象电晕放电起始电压低(低取决电场均匀程度)间隙击穿电压
2长间隙气体放电程中先导放电 气体间隙距离较长(＞1m)时流注通道通具热游离质先导放电断前方(电极)推进间隙距离较长流注通道发展定距离前方电场强度够强(电场均匀)流注停顿时通先导放电流注通道前方电场加强促流注通道进步前发展样断停顿流注通道通先导放电断推进终导致整间隙击穿
3称极均匀电场中极性效应 称极均匀电场气体间隙(典型电极棒—板间隙)电晕起始电压间隙击穿电压电极正负极性正棒—负板气体间隙击穿电压低相间隙距离负棒—正板气体间隙击穿电压电晕起始电压相反解释种结果点间隙中正空间电荷产生电场原电场增强削弱判断间隙击穿电压高低放电发展前方电场加强削弱判断电晕起始电压高低出现电晕放电电极附电场增强削弱出现正空间电荷原气体游离产生正负带电粒子定运动速度差异带负电电子快正极性电极移动正空间电荷(正离子)移动缓慢时停留原形成正空间电荷正棒负板气体间隙正空间电荷电场加强放电发展前方电场利流注前方发展利放电发展空间电荷电场棒电极附电场起削弱作抑制电晕放电负棒正板气体间隙情况相反导致面述击穿电压电晕起始电压
1—5 电晕放电气体间隙击穿持放电区仅放电局部区域整区域出现电晕放电带许危害首先电晕放电引起功率损耗量损耗电晕放电时光声热化学等效应消耗量次电晕放电造成周围线电通讯电气测量干扰示波器观察电晕电流断续高频脉外电晕放电时产生气体具氧化腐蚀作某环境求较高场合电晕放电时发出噪声超环保标准高压超高压电气设备输电线路应采取措施力求避免限制电晕放电产生反某场合电晕放电利利击电晕放电波程影响作达降低侵入变电站雷电波波头陡度幅值电晕放电工业某方面利达某种途
1—6 气体间隙击穿电压UF气体压力P间隙距离S积函数规律称巴申定律种函数关系常曲线表示气体种类电极材料种函数关系曲线巴申定律实验通解析方法气体放电规律巴申定律曲线表示均匀电场气体间隙击穿电压PS积间关系适均匀电场外巴申定律气体温度变情况出气温非恒定情况应UFF(δd)δ气体相密度
1—7 持续电压(直流工频交流)作气体间隙某确定电压发生击穿雷电击电压作气体间隙击穿没种某确定击穿电压间隙击穿仅电压值关击穿程时间(放电时间)关说气体间隙击击穿特性两参数(击穿电压值放电时间)表征气体间隙持续电压作击穿特性击穿电压值参数表征表示气体间隙击特性伏秒特性击电压作气体间隙电压达U0(持续电压间隙击穿电压)值时气体间隙立击穿定时间击穿段时间称放电时延放电时延包括两部分时延：
1统计时延 电压达U0值起出现第效电子止段时间统计时延分散性较
2放电形成时延 出现第效电子间隙击穿止段时延
1—8 波形幅值击电压作气体间隙(固体绝缘)出现电压值放电时间(击穿时间)关系称气体间隙(固体绝缘)伏秒特性伏秒特性常曲线(实验)表示称伏秒特性曲线表征气体间隙(固体绝缘)击电压击穿特性电压保护中保证保护电气设备保护(限制作电气设备绝缘电压数值)保证保护电气设备绝缘伏秒特性保护装置(避雷器)伏秒特性间配合正确两者正确配合应：保护电气设备绝缘伏秒特性包线始终(电压)高保护装置伏秒特性包线
1—9 影响气体间隙击穿电压素二：
1间隙中电场均匀程度 间隙距离相时电场越均匀击穿电压越高
2气条件 气压温度湿度时气体间隙击穿电压气压温度变化引起气体相密度变化气体相密度变化间隙击穿电压变化气压增温度降低气体相密度变电子容易中性原子(分子)发生碰撞容易引起碰撞游离(碰撞前行程短动积聚够)击穿电压提高湿度改变改变水蒸汽分子吸附气体中电子程度电子数目改变电子碰撞游离程度改变间隙击穿电压改变湿度增水蒸汽分子吸附力增强气体中电子数减少电子碰撞游离程度削弱间隙击穿电压提高种吸附电子程需定时间均匀电场放电程快湿度均匀电场气体间隙击穿电压影响海拔高度气体间隙击穿电压影响实际通气体相密度影响
提高气体间隙击穿电压两方面考虑：
1改善电场分布 具体措施改变电极形状采极间屏障注意：负棒正板气体间隙极间加屏障定提高击穿电压屏障位置
2削弱游离程 气体击穿根原发生游离采取措施削弱种游离程然击穿电压提高具体措施采三高：高气压高真空高绝缘强度气体(SF6气体)
1—10 面闪络指面放电已贯通两电极电极间放入固体介质面闪络电压相电极空气间隙击穿电压低固体介质表面电场空气间隙间电场相已发生畸变种畸变固体介质表面电场更均匀造成面电场畸变原：
1固体介质电极间气隙中放电产生正负电荷聚集面电极两端
2固体介质表面潮气形成薄水膜水膜中正负离子积聚面电极两端
3固体介质表面电压分布均匀表面电场强度区域中出现电晕放电
4固体介质表面整造成面电场畸变
1—11 套表面电场强度表面斜交表面电场强度分解成表面垂直分量表面行分量垂直分量行分量许正表面电场垂直分量较行分量强放电程具形式面放电特点：
1电压升高首先套法兰边缘处发生电晕放电电压升高变成线状火花放电
2着电压进步提高某数值出现明亮树枝状火花放电种火花放电位置固定起彼伏种放电称滑闪放电滑闪放电强垂直分量电场型面放电特具热游离性质出现滑闪放电时放电未达面闪络
3电压升高面闪络电压滑闪放电发展成面闪络
提高套面闪络电压两方面考虑：
1增面闪络距离注意：闪络电压提高闪络距离增成正前者提高慢
2提高套电晕起始电压滑闪电压通采介电系数介质加套绝缘厚度减体积电容提高通法兰处套表面涂半导体漆减绝缘表面电阻提高
1—12 绝缘子串片绝缘子相串联(见书P30)片绝缘子具等值电容C(然等值电导电导电流电容电流许忽略)片绝缘子金属部分铁塔间分布电容CE导线间分布电容CL(分布电容极间绝缘空气)CECL存片绝缘子等值电容C流电流相等片绝缘子电压分布均匀(C压降相等)实际情况存CECLCECL电流分流作片绝缘子电压分布均匀(流电流相等压降相等)中间绝缘子分电压两头绝缘子分电压CE＞CLCE分流作CL分流作导线绝缘子分电压绝缘子串电压分布均匀导线绝缘子外面套金属屏蔽环(称均压环)均压环导线等电位增CL绝缘子串电压分布均匀性改善
1—13 户外绝缘子污秽状态发生面闪络称绝缘子污闪污秽绝缘子闪络发生气湿度高等利气候条件时闪络电压(污闪电压)降低工作电压发生闪络加剧事严重性防止绝缘子发生污闪措施：
1清污秽层 通监测手段时确定清扫时间
2提高绝缘子表面耐潮性憎水性 污秽绝缘子受潮情况闪络电压降低具体采憎水性材料绝缘子表面涂种憎水性材料
3采半导体釉绝缘子
第二章
2—1
极化形式
形成原
程快慢
损耗
受温度影响
电子式
电子轨道相位移
快
极
离子式
正负离子空间位移
快
偶极子
极性电介质分子(偶极子)转
慢
空间电荷
空间电荷积聚
缓慢
2—2 泄漏电流电介质中少量带电粒子电场(电压)作形成电导电流种电导电流(冠泄漏名称)高电压达检测出数值电介质电导电流阻力称绝缘电阻作电压(直流电压)泄漏电流绝缘电阻三者关系符合欧姆定律电介质电导程表明电介质非绝导电绝缘电阻等穷固体电介质受电压作时泄漏电流流电介质部(称体积泄漏电流)外电流电介质表面流部分电流称表面泄漏电流绝缘试验中泄漏电流测量测量体积泄漏电流判断绝缘状况坏采取措施消表面泄漏电流实际测电流应体积泄漏电流表面泄漏电流
2—3 电导程带电粒子电场(电压)作定移动形成电导电流程电介质电导金属导体电导两质区形成电导电流带电粒子电介质中离子金属导体中电子电介质电导离子性电导金属导体电导电子性电导二带电粒子数量区电介质中少量带电质点金属导体中量带电粒子正两者带电粒子数差悬殊两者电导受温度影响结果绝然
2—4 电介质加直流电压流电介质电流开始较时间衰减变稳定某数值现象称吸收现象表面起似部分电流电介质吸收掉出现吸收现象实质电介质直流电压(电场)作电介质发生极化电导程综合结果直流电压作电介质发生极化程电导程极化程损极化应电流ia电导程泄漏电流ig外纯电容性电流ic表示电介质时等值电容充电电流损极化电流ic存时间极短快衰减零ia定时间(时间长短时间常数raca关)衰减零ig时间变化流介质总电流iic+ia+ig三电流分量时间相加总电流时间变化曲线(见书P40图)说明出现吸收现象必然性吸收现象电介质直流电压作发生外电介质等值电容吸收现象明显
2—5 tgδ表征电介质交流电压作部损耗特性参数(物理量)tgδ反映电介质交流电压作电导损耗极化损耗电压(电场强度)较高时游离损耗综合结果tgδ外加电压频率关(指定范围)电介质尺寸结构关仅取决损耗特性研究测量tgδ目：介质损耗掉少功率(原引起功率损耗)：介质损耗加速老化终导致绝缘性失造成绝缘障电压定范围(高)tgδ电压变化电压高时介质部游离损耗tgδ增工频电压频率变动(50Hz左右变动)会改变tgδ值频率变动(数倍数十倍)tgδ会受频率变化影响频率高时tgδ频率升高增(单位时间极化次数增造成极化损耗增)频率高时偶极子转造成极化作减弱tgδ频率升高减温度变化tgδ影响电介质种类中性弱极性电介质tgδ温度升高增极性电介质tgδ温度变化考虑电导损耗极化损耗温度变化综合结果见书P44t＜t1时两种损耗温度升高增tgδ温度升高增t1＜t＜t2时极化损耗温度升高减超电导损耗温度升高增tgδ温度升高减t＞t2时电导损耗增快超极化损耗减tgδ温度升高增
2—6 实际变压器油非纯液体电介质击穿程纯液体电介质根变压器油中电极间旦形成气泡通道气体击穿场强变压器油低发生电极间击穿气泡通道两种途径形成种途径油中原先存气泡中发生气体游离游离正负电荷两电极方运动气泡拉长种气泡增头尾相接贯通两电极时形成气泡通道种途径油中水分纤维分子受电场极化电场方排列极化水分纤维分子排列成贯通电极桥流桥泄漏电流流油中泄漏电流发热增加水分汽化周围油汽化桥周围形成气泡通道
影响变压器油击穿电压素：
1油品质油品质油中含水份纤维气泡等杂质少含杂质越油品质越差击穿电压越低
2温度温度击穿电压影响通油中悬浮状态水分少（10℃80℃时`)油中含气量少(80℃时)间接影响约80℃时温度升高油中溶解状态水分增加悬浮状态水减少易形成导致击穿桥击穿电压升高约80℃时油中水分油汽化温度升高形成气泡增易形成气泡通道击穿电压降低
3压力压力增油中溶解状态气体增形成气泡通道态气体减少击穿电压提高
4电压作时间形成气泡通道需定时间电压作时间越短(雷电击电压)击穿电压越高
5电场均匀程度电场越均匀击穿电压越高
2—7 般固体电介质击穿强度(KVcm)液体高液体电介质击穿场强气体高
2—8 固体电介质击穿三种形式击穿程特点较：
击穿形式
击穿程(机理)
击穿强度
击穿前温度
击穿程快慢
电击穿
碰撞游离导致
高
高
极快
热击穿
温度高造成热破坏
高
高
慢
电化学击穿
电介质劣化导致
低
高(电击穿)
高(热击穿)
缓慢
2—9 提高固体电介质击穿电压措施：
1改进绝缘设计绝缘材料(选绝缘强度高材料)绝缘结构(绝缘量处均匀电场中)组合绝缘三方面考虑
2改进制造工艺绝缘材料保持良先天绝缘性减少杂质气泡水分等中尤含气泡采取措施补救(含水分通烘干减少)埋引起电老化隐患
3改善运行条件防潮加强散热冷运行部门应注意
2—10 固体电介质老化电老化热老化两种形式电老化原介质部气泡中局部放电种局部放电造成长期机械作(带电粒子撞击固体介质)热作(放电引起温度升高)化学作(放电产生某腐蚀性气体)介质逐渐老化热老化原介质长期受热作发生裂解氧化等变化机械绝缘性降低热老化进程电介质工作温度关介质保证定热老化进程(运行寿命10年)允许高工作温度种允许高工作温度固体绝缘材料划分成七耐热等级注意：种耐热等级高允许温度绝超(果寿命缩短)运行寿命10年指种耐热等级固体绝缘材料持续保持高允许工作温度时运行寿命10年般电气设备持续保持高允许工作温度运行般运行寿命达20～25年
第三章
3—1 已投入运行电气设备绝缘规定试验条件试验项目试验周期进行定期检查试验称预防性试验通试验早时发现设备绝缘种缺陷(制造程中潜伏运输程中形成运行程中发展)通检修绝缘缺陷排起预防发生事预防设备损坏目谓预防性含义电气设备绝缘预防性试验分两类：
1绝缘特性试验称非破坏性试验指较低电压(低接额定电压)通测量绝缘种特性(绝缘电阻介质损失角正切tgδ等)种试验试验电压低试验程中会损伤电气设备绝缘
2耐压试验耐压试验时设备绝缘施加种耐压试验电压考验绝缘电压耐受力耐压试验电压模拟电气设备绝缘运行程遇种电压(包括电压)波形耐压试验电压高额定工作电压试验程中(定)绝缘造成定损伤(破坏)原缺陷修复绝缘发生击穿耐压试验较绝缘特性试验更直接严格须绝缘特性试验合格进行
3—2 兆欧表测绝缘电阻实质测流绝缘电流电流值转化电阻值兆欧表直接读出绝缘等值电容量较时吸收现象(电流变趋稳定值)较明显兆欧表读数逐渐增趋稳定值出现种现象根原绝缘介质直流电压作发生极化电导程综合结果具体解释见2—4题解答兆欧表屏蔽端子作消测量程中表面泄漏电流引起测量误差(测绝缘电阻偏)采屏蔽端子表面泄漏电流屏蔽端子直接流回直流发电机(见书P53图)电流线圈样消表面泄漏电流
33 吸收规定测绝缘电阻时60秒时读数15秒时读数值
等值电容量较电气设备绝缘根吸收K判断绝缘干燥受潮：
绝缘干燥时 绝缘受潮时
绝缘干燥时泄漏电流分量ig15秒时电流iic+ia+ig60
秒时电流i ig许样较(般
13)绝缘受潮泄漏电流分量ig干燥时15秒时电流60
秒时电流相少样较(K＜13)
3—4 试品端接(试象电气设备绝缘)时测量直流泄漏电流接线图书P75图3—22示试验变压器T升压变压器获交流高压调压器T1调节加试验变压器低压绕组电压高压绕组获试验规定求电压试验需高压直流电压高压交流整流般高压硅堆半波整流需试验电压较高时采倍压整流串级直流整流线路获图3—22中C滤波电容器试品等值电容CX较时CX兼作滤波电容需加C保护电阻R0作限制试验中万试品击穿时短路电流保护试验变压器整流硅堆防止避免试品绝缘损坏扩微安表测量泄漏电流时试品端已接微安表串接试品高电位侧微安表微安表试品高压引线须采屏蔽接法微安表试品间高压引线漏电流试品表面泄漏电流通微安表注意屏蔽层处高电位外注意：直流试验(直流泄漏直流耐压)试验电压负极性电压硅堆整流方接错
3—5 采正接线测tgδ时电桥体处低电位书P57图3—4示采反接线测tgδ时电桥体处高电位书P58图3—5示正接线适试品CX端接端外壳试品采绝缘支撑起(试验室中)场合反接线适试品端接场合现场电气设备绝缘端(铁芯外壳)接现场试验时采反接线现场测量tgδ时会受交变电场磁场干扰般电场干扰影响较消外电场干扰采取两种具体措施移相法二倒相法两种方法消外电场测量结果影响(倒相法时根正相反相两次测量结果
计算求)采倒相法较简便(需移相设备)实
际采算术均法计算 交变磁场tgδ测量影
响通检流计影响消种磁场影响措施通检流计极性转换开关(检流计正接反接)测量两次然取两次测量结果算术均值
3—6 工频交流耐压试验原理接线图书P65图3—12示试验变压器T2升压变压器获工频高压调压器T1调节试验变压器初级电压试验变压器高压侧电压达规程规定试验电压值保护电阻r起保护试验变压器试品万击穿闪络时受损坏种作仅r接入限制试品击穿闪络短路电流限制程中试验变压器部电磁振荡保护试验变压器绕组绝缘(匝间层间绝缘)保护球隙F限制试验程中出现电压放电电压整定试验电压11～115倍R球隙保护电阻限制球隙放电时电流避免球隙表面烧毛
工频交流耐压试验时加试验电压应根电压等级规程求规程中规定试验电压值仅考虑电气设备绝缘实际运行中受工频电压考虑受雷电电压部电压尤220KV电压等级电气设备通工频交流耐压试验间接考验绝缘耐受外电压力
试品等值电容量较时工频交流耐压试验试验电压低压侧测量试验变压器变换算高压侧应该高压侧试品直接测量见书P70图3—15低压侧加试验电压折算低压侧应加电压加
电压K试验变压器变试品等值电容量高压侧电
流(I1≈ICUωCX)忽略高压侧接开路高压侧试品电压接U试试品等值电容量较时高压侧电流I1≈IC忽略时高压侧回路中试验变压器高压绕组中感应电势数值等高压侧开路电
压变定义低压侧加电压时U1等U试根高压侧
回路等值电路相量图(见书P70图3—16)见时实际作试品电压已超试验电压U试容升效应工频耐压试验电压已高额定工作电压种实际试验作电压量(超规定试验电压)导致电气设备绝缘必损坏避免种情况需试品两端间直接进行高压测量
3—7 进行直流耐压试验出方面需：
1直流电气设备耐压试验考验设备绝缘耐受种电压(包括电压)力交流电气设备工频交流耐压试验相应
2代工频交流耐压试验交流电气设备等值电容量较(电容器电缆)进行工频交流耐压试验需容量试验设备容易做直流耐压试验代然试验电压值须考虑绝缘直流电压作击穿强度交流电压高特点
3旋转电机绕组端部绝缘试验绕组端部绝缘缺陷采工频交流耐压试验易发现采直流耐压试验易发现
4结合直流泄漏试验时进行直流耐压试验直流泄漏试验采直流电压电压高低进行直流泄漏试验时时进行直流耐压试验根泄漏电流加电压变化特点判断绝缘状况
直流高压种方法测量：
1球隙测量直流脉动时测值
2静电电压表测量直流脉动时测效值
3高阻值电阻串微安表测量直流脉动时测均值
4高阻值电阻分压器测量直流脉动时测均值
工频交流高压种方法测量：
1球隙测量测量工频交流电压幅值
2静电电压表测量测量工频交流电压效值
3电容分压器配低压仪表测量测量种值取决低压仪表
4电压互感器测量
3—8 局部放电采电气非电气方法进行测量种电气检测法中方法脉电流法脉电流法通检测视放电量q反映局部放电强弱局部放电等值电路书P62图3—9示气隙F放电(表示绝缘中局部放电)时气隙电压(C0电压)UF降US气隙放电电荷量(真实局部放电量)qs≈(C0+C1)(UFUS)qs法测C0C1法测气隙F放电会引起气隙两端电压变动(UF降US)气隙电压(C0电压)变动会引起试品(C2)电压变动ΔUΔU通测量回路测样试品等值放电量(称视放电量)q
q(C1+C2)ΔU计算根qsΔUq三者表达式
说明实际测视放电量等真实放电量qsC0>>C1视放电量真实放电量许视放电量间接反映真实放电量
局部放电脉电流测量法三种基测量回路见书P63图3—11示通测量回路试品CX局部放电产生电压变动信号(表现电压脉)测量阻抗Zm取出然放电路放进行测量工频电压隔离(实际脉电流流Zm工频电流阻塞脉电流法名)图3—11中(a)适试品端接情况(b)适试品接情况两种方法称直接法缺点抗干扰性较差(c)采电桥衡回路称衡法抗外部干扰性较
3—9 击电压发生器产生雷电击试验电压操作击试验电压装置击电压发生器利系数(称效率)定义发生器输出电压Um(试品电压)发生器充电电容(级电压发生器时级电容串联等值电容)形
成击电压前充电压U0值低效率(低利系数) 回路
击电压发生器高效率回路击电压发生器击电压发生器产生击电压程(参见书P79图3—27)
：
1击电容充U0电压级击电压发生器程需点火球隙触发放电级电容串联起实现
2放电球隙点火击穿R1试品等值电容充电试品电压升高R1阻值较C2C1时间常数R1C2较样C2电压升高快形成击电压波前部分R1称波头电阻
3C2电压达值反R1C1起R2放电试品C2电压降R2R1样C2电压降较慢形成击电压波尾部分R2称波尾电阻
第四章
4—1 波阻抗集中参数阻抗Z表示点：
1波阻抗表示分布参数线路(绕组)参数阻抗表示集中参数电路(元件)参数
2波阻抗分布参数线路(绕组)方(前行反行)电压波电流
波值定等Z
阻抗等阻抗电压电流
3波阻抗消耗量R≠0时阻抗消耗量
4波阻抗线路(绕组)长度关L0C0单位长度电感
电容)阻抗长度(线路长度)关
外需指出样条线路讨雷电操作电压作时分布参数波阻抗表征讨工频稳态电压作时集中参数电路(π型)阻抗表征
4—2 (1)题求解书P92例4—2相时n3
(2)相电压时两条线路侵入两条线路离变电站母线等距离应点等电位样等价条波阻抗线路进波
应彼德逊等值电路
母线电压
题采迭加原理求解次条线路进波余两条线路进波第
题情况然两种结果迭加样
结果量角度难理解
4—3 根题意波阻抗280Ω线路Z1波阻抗400Ω电机绕组Z2相联接保护电机绕组匝间绝缘联接点需接联电容C
已知
4—4 设开关St0时合闸开关合闸线路幅值U0100 KV穷长直角电压波AB传播t1μs时电压波传C点应电流
波传C点电流波幅值U0电压波t2μs时
传B点发生负全反射负反射波电压(U0)t3μs时传C点C点电压变零(U0+(U0))负反射波电压U0t4μs时达A点应A点电压变零实际电源恒压作A点保持U0电压相空载线路次合闸电源重复前述程C点电流
t＜1μs i0
1μs＜t＜3μs
3μs＜t＜5μs
t＞5μs重复述程C点电压电流波形图示
4—5
题集中参数等值电路书P96图4—12(b)示根等值电路列出微分方程
解微分方程折射波电流电压
根 u1q+u1fu2q求出反射波电压电流
(1)稳定时(t→∞)入射波电压电流
折射波电压电流
(2)电压电流波形图示
(3)联电容C作降低作Z2电压波头陡度见述波形侵入波波头陡度穷(u1q阶跃波电压)联电容C作Z2电压波头陡度已指数规律升C电容量越波头陡度越利Z2绕组时绝缘(作电压陡度越匝间层间电压越高)然串联电感降低侵入波波头陡度反射电压Z1出现电压值采串联电感时Z1出现电压
采联电容时Z1出现电压
题具体数采联电容时Z1电压值400KV采串联电感时Z1出现电压达600 KV
4—6 线1均高度
导线2均高度
(1)线1波阻抗
导线2波阻抗
线1导线2间互波阻抗
(2)线1导线2双导线系统电压方程
导线2绝缘i20电压方程变
根耦合系数定义线1导线2耦合系数
4—7 击电压作变压器绕组具电感电容电阻分布参数电路等值书P108图4—23示(图中电阻未表示)种分布参数电路初始(t0+时)电压分布(绕组点电位)稳态(t→∞时)电压分布击电压作等值电路必起始电压分布变稳态电压分布暂态程等值电路中存电感存电容电阻种暂态程表现振荡型
击电压波前部分电压时间变化率种电压等值频率
高绕组分布电容阻抗分布电感阻抗(ωL)
样起始电压基电容分布电压分布均匀绕组击电压作端分电压绕组端分电压暂态程结束达稳态时电感短路电容开路电压绕组电阻均匀分布引起绕组起始电压分布稳态电压分布均匀原
第五章
5—1 排气式避雷器外两放电间隙串联组成外间隙暴露气中间隙置产气排气式避雷器称式避雷器产气产气材料制成材料遇高温会分解产生气体排气式避雷器端接端保护设备联接雷电电压作保护设备时作排气式避雷器外间隙时击穿雷电流间隙流入保护保护设备雷电电压作时间非常短暂电压作结束排气式避雷器作电压工频工作电压间隙中电弧击电弧变工频电弧工频电弧电流(称工频续流)系统该点短路电流工频电弧高温作产气产气材料分解产生量气体压力骤增喷口猛烈喷出工频电弧形成强烈吹作工频电弧1～3周波工频续流零时熄灭放电间隙相点排气式避雷器熄弧力强1～3工频周期电弧电流零时熄弧防止工频短路引起跳闸避免供电中断排气式避雷器放电间隙相处电压引起动作形成截波保护设备绕组设备非常利(威胁绝缘)外存外间隙放电分散性较放电间隙相排气式避雷器般作线路保护发变电站进线段保护
5—2 阀式避雷器氧化锌避雷器工作原理相避免保护设备产生截波两者采非线性阀片电阻材料两种避雷器性：
1保护性氧化锌避雷器阀片电阻非线性更般放电间隙氧化锌避雷器抑制电压力阀式避雷器
2适范围阀式避雷器阀片通流容量较般适限制雷电电压电压量较部电压(切空载变压器电压)氧化锌避雷器仅限制雷电电压阀片通流容量限制部电压(切合空载线路电压)阀式避雷器动作工频电弧熄灭赖工频续流零直流系统中种零阀式避雷器直流系统氧化锌避雷器工频续流切断阀片电阻优良非线性(工频电压电阻异常)直流系统
3运行环境影响作阀式避雷器放电间隙间隙放电电压分散性阀式避雷器性易受温度湿度气压污秽等环境条件影响氧化锌避雷器放电间隙会受运行环境影响
外氧化锌避雷器维护简单省放电间隙定期清理氧化锌避雷器具述种优点运行程中没放电间隙隔离工频工作电压应注意阀片电阻老化问题应定期检测氧化锌避雷器工频泄漏电流尤工频泄漏电流中阻性电流分量(直接反映出阀片电阻老化程度)
5—3 避雷器限制电压相联电气设备绝缘免受电压作器件避雷器第求电压限制电气设备绝缘耐受数值求避雷器残压(残压击电压作流避雷器击电流避雷器压降)应低设备绝缘击耐压值阀式避雷器需保证避雷器伏秒特性(取决放电间隙)保护设备绝缘伏秒特性正确配合免发生电气设备绝缘先避雷器间隙放电前发生击穿避雷器仅满足述求够避雷器第二求应电压作结束迅速截断发生工频续流致发生工频短路引起跳闸影响正常供电阀式避雷器氧化锌避雷器利阀片电阻工频电压电阻非线性特性工频续流第次零时截断第三求避雷器(阀式氧化锌)应具定通流容量免发生热度造成瓷套爆裂
表征阀式避雷器氧化锌避雷器电气参数：
1阀式避雷器
击放电电压残压(般两者数值相)衡量限制电压力参数数值越低保护设备绝缘越利灭弧电压保证避雷器灭弧(截断工频续流)参数避雷器安装点出现高工频电压应灭弧电压工频放电电压保证阀式避雷电压动作参数体现阀式避雷器保护性灭弧性综合参数保护(残压灭弧电压)切断(工频放电电压灭弧电压)
2氧化锌避雷器
残压(分雷电击残压操作击残压陡波击残压)衡量氧化锌避雷器击电压限压力参数持续运行电压额定电压保证氧化锌避雷器运行允许工频持续电压高工频电压(非持续性)1mA直流工频参考电压反映氧化锌避雷器热稳定性寿命参数荷电率(持续运行电压峰值参考电压)表征氧化锌阀片电阻运行中承受电压负荷指标
5—4 设针高h30m高度影响系数P1已知保护物高度hx10mhx保护范围 rx15m
h≤2hx(h≤20m)
hhxrx
hrx+hx15+1025m
(h≤20m假设符舍)
h≥2hx(h≥20m)
15h2hxrx
(注意四舍五入法)
避雷针针高少应2334 m
5—5 题等高4针联合保护第步4针分成二等高3针第二步等高3针中计算出保护高度hx二等高双针间保护距离bx三bx等0三针构成三角形范围保护bx＜0等高三针联合保护范围仅bx≥0双针保护范围组合
12等高双针
rxhhx17107 m
bx15(h0hx)15(1128610)193 m
13等高双针
rxhhx17107 m
bx15(h0hx)15(89210)＜0
123等高三针保护范围仅1
223两等高双针保护范围组合理
134等高三针保护范围34
14两等高双针保护范围组合4针10m
高度保护物体保护范围图示(实线围
区域包括中间块)
5—6 单垂直接体工频接电阻Rg
单垂直接体击接电阻Rch′
Rch′αchRg065×6945 Ω
3根垂直接体连接整接装置击接电阻Rch
第六章
6—1 雷电放电种然现象没效措施阻止雷电发生输电线路种防雷措施中基首措施架设避雷线防止雷直接击线路输电导线更严格讲架设避雷线雷直接击导线概率(绕击率)避雷线时降低外架设避雷线分流作耦合作利防止雷击塔顶通反击导线形成电压利降低导线感应雷电压
架设避雷线然降低雷电直接击导线导线形成电压概率出现雷电击线路杆塔塔顶塔顶电位升高通绝缘子串闪络(称反击)导线形成电压采取降低杆塔接电阻架设耦合线加强线路绝缘(通增加绝缘子片数)双回路线路采衡绝缘等措施防止雷击塔顶绝缘子串发生闪络
然采取种措施完全避免绝缘子串发生闪络万出现种情况时线路防雷进步措施防止绝缘子串击闪络转变工频电压闪络(种闪络建立稳定工频电弧引起线路跳闸)采消弧线圈接(中性点接系统中)措施
采取述道道防线绝保证会引起工频闪络导致线路跳闸装设线路动重合闸装置提高供电性实践证明雷电引起线路跳闸重合成功率高
6—2 35KV电压等级输电系统般中性点接系统发生雷电引起击闪络出现工频闪络电流形成稳定工频电弧会引起线路跳闸相雷击引起闪络正常工作样装设避雷线雷击引起闪络概率增种闪络会导致线路跳闸影响正常供电35KV输电线路般架设避雷线避雷线线路相闪络出现第二相闪络形成相间短路出现短路电流引起线路跳闸雷电流时会出现种情况
6—3 (1)避雷线均高度hb导线均高度hd
(2)避雷线外侧导线耦合系数K0
考虑电晕影响查表4—1电晕修正系数K1125
KK1K0125×02290286
(3)查表6—1电感05μHm
Lgt05×2911455μH
查表6—2分流系数β088
(4)雷击杆塔时耐雷水I1
(5)雷绕击导线时耐雷水I2
(6)雷电流幅值超I1I2概率P1P2
P11423 P2731
(7)查表6—4击杆率
计算
建弧率
绕击率
(8)线路雷击跳闸率
6—4 题中性点接35KV系统避雷线雷击线路两种情况直击导线雷击杆塔两者造成相(高相)绝缘子串闪络(设计已保证导线间会发生空间闪络)相闪络(闪络相接)线路会跳闸等相闪络第二相闪络（前闪络相闪络相反击)出现相间短路形成稳定工频电弧会发生跳闸耐雷水雷击跳闸率根种情况计算避雷线线路计算公式进行适修正直接计算相先闪络该相已接避雷线线路情况相类似
耐雷水计算公式
书P141(6—11)式相相β1(避雷线分流)式中hb取先闪络相导线均高度hd闪络相导线均高度K0先闪络两相导线间耦合系数K考虑电晕影响耦合系数题先闪络相高相闪络相右侧相高相间距离较耦合系数较该相绝缘子电压较高易闪络题hbh1≈hghdh2
高相导线均高度
右侧相导线均高度
耐雷水
雷电流幅值超I概率 P63
建弧率 η(45×291707514)425
线路雷击跳闸率
第七章
7—1 变电防止直击雷措施装设避雷针避雷线配合良接避雷针避雷线保护象进行效保护首先应保护象处避雷针避雷线保护范围次应防止避雷针避雷线受雷击发生保护象闪络(反击)保护象处保护范围出现反击高电位会加保护象(电气设备)防止反击保护范围样重防止反击应避雷针(线)保护象间空间距离两者接体间距离具足够数值独立式避雷针工频接电阻10Ω时述两种距离应5米3米防止反击35KV变电采构架式避雷针易燃易爆设备(储油罐)采构架式避雷针110KV电压等级中构架式避雷针应避雷针构架接体系统接体间距离保持15米外变压器构架般装避雷针
7—2 变电站中许电气设备没必电气设备旁安装组(三相)避雷器加保护样避雷器保护设备间段长度等距离距离空间距离连接线距离称电气距离种情况阀式避雷器动作时波避雷器保护电气设备间电气距离折射反射会作保护电气设备电压高避雷器端点电压说电气设备绝缘电压高阀式避雷器残压(220KV电压等级流5KA击电流时残压500KV电压等级流10KA击电流时残压)电气距离越长侵入波波头陡度越陡电压高出越
7—3 避雷器保护电气设备绝缘配合中阀式避雷器(氧化锌避雷器)残压配合避雷器残压允许流避雷器击电流残压220KV系统中流避雷器击电流5KA(保护旋转电机阀式避雷器3KA)实际运行程中出现流避雷器击电流超规定值避雷器残压升高危保护电气设备绝缘流避雷器击电流超规定5KA(500KV10KA)具体措施采进线段保护进线段(变电站12Km段线路)耐雷水较余部分线路耐雷水高认雷电侵入波12Km进线段外线路落雷造成样雷电侵入波通进线段作避雷器程中进线段波阻抗串入减流避雷器击电流限制超5KA(10KA)外雷电侵入波进线段传播时出现击电晕时降低进入变电站雷电侵入波波头陡度利电气设备保护
7—4 变电站进线保护段作二限制雷电侵入波电压作流避雷器电流二降低终进入变电站雷电侵入波波头陡度进线保护段求应具线路更高耐雷水段线路避雷线应具更导线保护角全线避雷线线路然应段线路架设避雷线
7—5 变电站进线段保护标准接线中1～2公里段线路采取加强防雷措施(减保护角)具较高耐雷水保护进线段作限制避雷器动作时流击电流超允许值降低进入变电站雷电侵入波电压波头陡度线路雷雨季节处开路状态线路侧带电(双端电源线路)时应进线段末端装设排气式避雷器(阀式避雷器)目防止线路雷电波侵入时断路器开线路末端发生全反射引起击闪络导致工频短路造成断路器隔离开关绝缘部件烧毁注意断路器隔离开关合闸时该排气式避雷器应雷电侵入波作动作免产生截波危绕组电气设备绝缘
7—6 直配电机指变压器直接架空线相连接旋转电机(发电机高压电动机)直配电机防雷保护措施(参见书P164图7—18)：
1电机母线装设FCD型阀式避雷器氧化锌避雷器限制雷电侵入波幅值
2电机母线电容器相约02505μF(接电缆段电缆电容包括)电容器作降低雷电侵入波陡度保护电机绝缘时起降低架空线感应雷电压(电压作电机)
3直配电机进线处加装电缆段排气式避雷器(阀式避雷器线)电抗器联合保护限制避雷器动作电流规定值(3KA)
4发电机中性点引出线未直接接(发电机常样)时应中性点加装避雷器保护中性点绝缘者加母线联电容进步限制雷电侵入波陡度
电缆段作电缆具较波阻抗较电容等值频率高雷电流作电缆外皮分流(FE1动作)耦合作雷电侵入波电缆首端排气式避雷器(避雷器发生负反射动作前移70mFE1)动作时电缆芯线外皮短接相电缆芯外皮连起具样电压iR1电压作电流电缆芯电缆外皮分两路流电机流电缆外皮绝缘产生磁通全部电缆芯交链(电缆芯电缆外皮包围)芯线感应出接等量反电势阻止芯线中电流流电机绝部分电流高频集肤效应样电缆外皮流样减流避雷器(芯线相连)电流限制避雷器动作电流电缆芯中反电势建立电缆外皮电缆芯导线耦合作基础加强种耦合作(加强反电势)常采取70m段接引线行架设导线方电缆首端金属外皮装设FE2杆塔处连接起接工频接电阻应5Ω电缆首端保留FE2便强雷时动作(般情况动作)进步限制避雷器动作电流(强雷时超3KA)
7—7 变电站防雷保护分直击雷保护雷电侵入波保护两方面题涉雷电侵入波保护具体措施装设避雷器确定避雷器装设什位置选择种参数避雷器防雷保护方案：
1母线装设避雷器220KV110KV双母线条母线10KV母线分装设组(三相)避雷器选阀式避雷器FZ—220FZ—110FZ—10根避雷器变压器电气设备允许电气距离校验避雷器安装位置否妥避雷器电气参数时允许电气距离选阀式避雷器例计算允许电气距离
220KV
保护进线段长度2Km根表7—5 α′12KVm查表7—3Uc5664KVUj949KV根Uc5+2α＇L≤Uj算出避雷器变压器允许电气距离L118m
110KV
保护进线段长度1Km2Km根表7—5α′15KVmα′075KVm查表7—3Uc5332KVUj478KV根Uc5+2α＇L≤Uj算出避雷器变压器允许电气距离分48m97m距离路出线情况题少二路出线允许电气距离增查图7—11允许电气距离70m135m
2变T1中性点装设避雷器T2Y0Δ联接T1YΔ联接T1中性点应装设避雷器选阀式避雷器选FZ—35
3耦式变T2装设避雷器运行方式出现中压侧开路高压侧开路运行方式相应母线避雷器绕组出口处断路器分闸开路中压高压绕组起保护作应中压绕组(110KV)高压绕组(220KV)出口处(绕组出口断路器绕组侧)分装设组避雷器选阀式避雷器分FZ—110FZ—220
4110220线路进线段保护
进线段长度：220KV2Km110KV根允许电气距离校核结果定
进线段耐雷水：110KV75KA220KV120KA
进线段避雷线保护角：＜20°
进线段末端否装排气式(阀式代)避雷器视线路端否电源定运行方式(四路两路三路路)已表明雷季出现线路末端处开路状态
第八章
8—1
暂时电压操作电压产生根性原完全前者参数特定配合引起种参数配合发生改变电压持续者电网中发生振荡型暂态程引起旦暂态程结束电压消失
8—2 工频电压称工频电压升高类电压表现工频电压幅值升高引起工频电压升高原：空载线路电容效应称短路突然甩负荷
空载线路作分布LC回路构成工频电压作线路总容抗般远导线感抗电容效应线路点电压均高线路首端电压愈线路末端电压愈高系统发生称短路时短路电流零序分量会健全相电压升高称短路中单相接常见引起健全相电压升高严重某种原线路突然甩负荷作电源发电机根磁链守恒原理通激磁绕组磁通变化相应电源电势Ed′维持原数值线路工频电压升高
8—3 影响空载线路电容效应引起工频电压升高素3线路
长度线路越长空载线路末端首端电压升高越采
进行计算二电源容量电源容量越电源电抗XS越电压升高越外线路否接联电抗器关线路接入联电抗器通补偿空载线路电容性电流削弱电容效应达降低工频电压升高目
第九章
9—1
操作电压
产 生 原
影 响 素
电弧接电压
中性点接系统中出现间歇性电弧接引起振荡型暂态程
1 接电容电流(中性点接消弧线圈减)
2 系统相关参数(相间电容损耗)
3 电弧熄灭重燃时相位(素具机性控)
空载线路分闸电压
分闸断路器触头间出现电弧重燃引起振荡型暂态程
1 断路器灭弧性直接影响分闸重燃程度
2 接线方式(出线数否接电磁式电压互感器)影响相重燃情况电压
3 中性点接方式中性点非效接系统中中性点电位位移相情况电压数值增
空载线路合闸电压
合闸前电路状态改变引起振荡型暂态程
1 合闸前电路状态差异合闸时相位计划性合闸重合闸关
2 线路残余电压影响重合闸电压
3 系统参数结构断路器合闸三相期性
切空载变压器电压
切程中空载电流突然截断引起磁场量电场量转变
1 断路器灭弧性
2 变压器参数
9—2 消弧线圈铁芯电感线圈接系统中性点间消弧线圈基作补偿流障点容性接电流接电弧容易熄灭时消弧线圈降低障相恢复电压升速度减电弧重燃性样接电弧出现会快熄灭重燃限制间歇电弧接电压消弧线圈电感电流补偿系统电容电流百分数称消弧线圈补偿度根补偿度选择消弧线圈参数系统处欠补偿全补偿补偿状态运行充分发挥消弧线圈消弧作(欠补偿电网发展补偿度更低)避免出现接全补偿(欠补偿运行时部分线路退出成全补偿)三相电容称导致中性点出现较位移电压危绝缘常采补偿运行方式选择消弧线圈参数
9—3 空载线路分闸电压断路器分闸触头间发生电弧重燃引起断路器灭弧性重燃次数少基重燃分闸电压较低切空载变压器电压断路器分闸时发生空载电流突然截断(某数值突然降零)断路器灭弧性空载电流截断值截断电流应磁场量截流转变成电场量切空载变压器电压高
9—4 带联电阻断路器具辅两触头触头电阻称联电阻(书P185图9—7示)空载线路分闸时触头S1先分时线路未电源切S1分闸会引起振荡暂态程S1断口间恢复电压仅联电阻电压降电源电压S1分闸易发生电弧重燃S1分闸15～2工频周期辅助触头S2分闸线路真正电源切S2分闸触头间恢复电压电源电压容易发生电弧重燃样空载线路分闸程中易发生电弧重燃然分闸电压降低空载线路合闸时辅助触头S2先合闸线路变成串联电阻合闸电阻阻尼作S2合闸程中电压降低15～2工频周期触头S1闭合线路真正合闸电源S1闭合仅R短接掉程中状态改变直接合闸电源时状态改变S1闭合程中电压降低
9—5 切空载变压器电压限制措施采避雷器切空变电压幅值较高持续时间短量采阀式避雷器(然氧化锌避雷器)加限制种电压阀式避雷器限制唯操作电压切合空载线路电压避雷器限制措施(措施断路器电阻)种操作非常频繁采避雷器限制电压会避雷器动作频繁外作辅助限制措施应选通流力较氧化锌避雷器电弧接电压般采避雷器限制采接消弧线圈措施然保护中性点绝缘消弧线圈中性点接避雷器
第十章
10—1 铁磁谐振电压铁磁谐振程中出现发生铁磁谐振须满足两条件：谐振回路中须存非线性电感(具铁芯电感)线性电容正常运行时感抗应容抗二须外界素(电源电势扰动)强烈激发谐振回路稳定谐振工作点铁磁谐振线性谐振相较具谐振条件特点：
1 线性谐振条件需激发铁磁谐振条件
(L0正常非饱时电感)外界定程度激发二条件缺
2 线性谐振时谐振回路电流呈阻性uLuC铁磁谐振时谐振回路
电流呈容性uL＜uC发生铁磁谐振时非稳定工作点)
3线性谐振时回路固定振频率铁磁谐振时回路固
定振频率发生基波种频率谐波谐振
10—2 中性点接系统中常出现电磁式电压互感器饱引起铁磁谐振电压电磁式电压互感器常接成Y0书P198图10—7示正常运行时电磁式电压互感器相感抗线路容抗导致联呈容性系统中出现某扰动电压互感器相饱程度饱程度相呈容性饱程度相呈现感性参数配合恰总导纳接零发生串联谐振谐振中性点位移电压(正常时零)急剧升中性点电位升高三相导线电位等相电源电势中性点位移电压相量发生基波谐振相电压降低二相电压升高限制种铁磁谐振电压选励磁特性较电磁式电压互感器加电容增三相电容避免出现某相容性变感性消呈容性相构成谐振性电压互感器开口三角形绕组中短时接入阻尼电阻电压互感器次绕组中性点接入电阻阻尼振荡降低电压
10—3 断线电压断线引起铁磁谐振电压里说断线包括导线障折断包括断路器非全相操作熔断器相二相熔断等断线电压般发生线路末端接中性点接空载轻载变压器断线系统处非全相运行述情况会形成书P196图10—6示简化等值串联谐振电路相断线二相断线电路中L空载轻载变压器单相励磁电感15倍电路中EC根断线位置相断线二相断线电源中性点接否详见书P197表10—1
产生断线电压需满足条件须外界素激发
发生铁磁谐振产生断线电压限制消种电压措施避免出现非全相运行加强巡视检修预防线路发生断线保证断路器三相期动作避免发生相二相拒动采熔断器等措施二中性点接系统中操作中性点接变压器时变压器中性点时接
第十章
11—1 绝缘配合协调配合电力系统中电压限压措施电气设备绝缘水三者间关系济技术运行接受电气设备绝缘水设备绝缘应耐受(发生闪络击穿损坏)电压耐压试验时试验电压电气设备工频交流雷电击操作击电压绝缘水耐压试验电压
11—2 线路绝缘子串中绝缘子片数首先工作电压满足求泄漏距离(泄漏距计算)确定然外电压求进行校验(满足需增加片数)
11—3 电气设备绝缘BIL称电气设备基击绝缘水表征电气设备绝缘耐受雷电电压力电气设备绝缘SIL称电气设备操作击绝缘水表征电气设备绝缘耐受操作击电压力
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第章
1—1 气体中带电质点通游离程产生游离中性原子获足够量(称游离)成正负带电粒子程根游离形式气体中带电质点产生四种方式：
1碰撞游离方式 种方式游离中性原子(分子)碰撞瞬时带电粒子具动然正负带电粒子中性原子(分子)发生碰撞引起气体发生碰撞游离产生正负带电质点电子正负离子
2光游离方式 种方式游离光游离需达定数值引起光游离光种高射线非见光
3热游离方式 种方式游离气体分子绝温度成正温度足够高时引起热游离
4金属表面游离方式 严格讲应称金属电极表面逸出电子种游离结果气体中带负电电子电子金属电极表面逸出量种形式
气体中带电质点消失方式三种：
1扩散 带电质点浓度区域浓度区域运动造成原区域中带电质点消失扩散种然规律
2复合 复合正负带电质点相互结合成中性原子(分子)程复合游离逆程复合程中释放量般光
3电子吸附 某气体(SF6水蒸汽)分子易吸附气体中电子成负离子气体中电子(负带电质点)消失
1—2 持放电指仅身电场作需外界游离素维持放电外界游离素指电场作气体中产生少量带电质点种游离素宇宙射线讨气体放电电压击穿电压时指放电已达持放电阶段
汤生放电理持放电条件公式表达时
γ(eαs1)1
公式表明：气体中正离子电场作阴极运动撞击阴极时已起码撞出电子(金属电极表面逸出)样便掉外界游离素引起碰撞游离需起始效电子放电达持阶段
1—3 汤生放电理流注放电理认放电始起始效电子通碰撞游离形成电子崩放电发展持放电阶段程解释汤生放电理认通正离子撞击阴极断阴极金属表面逸出电子弥补引起电子碰撞游离需效电子流注放电理认形成电子崩正负空间电荷电场畸变作导致正负空间电荷复合复合程释放光引起光游离光游离结果电子引起新碰撞游离形成新电子崩汇合初电子崩中构成流注通道旦形成流注放电维持汤生放电理流注放电理根区放电达持阶段程解释持放电条件
汤生放电理适合解释低气压短间隙均匀电场中气体放电程现象流注理适合气压非短间隙均匀电场中气体放电程现象
1—4 极均匀电场中气体放电程两均匀电场稍均匀电场中气体放电特性：
1持续电晕放电 电晕放电均匀电场中电场强度局部区域中发生放电时整气体间隙未击穿局部区域中气体已击穿稍均匀电场中电晕放电起始电压接(略低)间隙击穿电压观察明显电晕放电现象极均匀电场中观察明显电晕放电现象电晕放电起始电压低(低取决电场均匀程度)间隙击穿电压
2长间隙气体放电程中先导放电 气体间隙距离较长(＞1m)时流注通道通具热游离质先导放电断前方(电极)推进间隙距离较长流注通道发展定距离前方电场强度够强(电场均匀)流注停顿时通先导放电流注通道前方电场加强促流注通道进步前发展样断停顿流注通道通先导放电断推进终导致整间隙击穿
3称极均匀电场中极性效应 称极均匀电场气体间隙(典型电极棒—板间隙)电晕起始电压间隙击穿电压电极正负极性正棒—负板气体间隙击穿电压低相间隙距离负棒—正板气体间隙击穿电压电晕起始电压相反解释种结果点间隙中正空间电荷产生电场原电场增强削弱判断间隙击穿电压高低放电发展前方电场加强削弱判断电晕起始电压高低出现电晕放电电极附电场增强削弱出现正空间电荷原气体游离产生正负带电粒子定运动速度差异带负电电子快正极性电极移动正空间电荷(正离子)移动缓慢时停留原形成正空间电荷正棒负板气体间隙正空间电荷电场加强放电发展前方电场利流注前方发展利放电发展空间电荷电场棒电极附电场起削弱作抑制电晕放电负棒正板气体间隙情况相反导致面述击穿电压电晕起始电压
1—5 电晕放电气体间隙击穿持放电区仅放电局部区域整区域出现电晕放电带许危害首先电晕放电引起功率损耗量损耗电晕放电时光声热化学等效应消耗量次电晕放电造成周围线电通讯电气测量干扰示波器观察电晕电流断续高频脉外电晕放电时产生气体具氧化腐蚀作某环境求较高场合电晕放电时发出噪声超环保标准高压超高压电气设备输电线路应采取措施力求避免限制电晕放电产生反某场合电晕放电利利击电晕放电波程影响作达降低侵入变电站雷电波波头陡度幅值电晕放电工业某方面利达某种途
1—6 气体间隙击穿电压UF气体压力P间隙距离S积函数规律称巴申定律种函数关系常曲线表示气体种类电极材料种函数关系曲线巴申定律实验通解析方法气体放电规律巴申定律曲线表示均匀电场气体间隙击穿电压PS积间关系适均匀电场外巴申定律气体温度变情况出气温非恒定情况应UFF(δd)δ气体相密度
1—7 持续电压(直流工频交流)作气体间隙某确定电压发生击穿雷电击电压作气体间隙击穿没种某确定击穿电压间隙击穿仅电压值关击穿程时间(放电时间)关说气体间隙击击穿特性两参数(击穿电压值放电时间)表征气体间隙持续电压作击穿特性击穿电压值参数表征表示气体间隙击特性伏秒特性击电压作气体间隙电压达U0(持续电压间隙击穿电压)值时气体间隙立击穿定时间击穿段时间称放电时延放电时延包括两部分时延：
1统计时延 电压达U0值起出现第效电子止段时间统计时延分散性较
2放电形成时延 出现第效电子间隙击穿止段时延
1—8 波形幅值击电压作气体间隙(固体绝缘)出现电压值放电时间(击穿时间)关系称气体间隙(固体绝缘)伏秒特性伏秒特性常曲线(实验)表示称伏秒特性曲线表征气体间隙(固体绝缘)击电压击穿特性电压保护中保证保护电气设备保护(限制作电气设备绝缘电压数值)保证保护电气设备绝缘伏秒特性保护装置(避雷器)伏秒特性间配合正确两者正确配合应：保护电气设备绝缘伏秒特性包线始终(电压)高保护装置伏秒特性包线
1—9 影响气体间隙击穿电压素二：
1间隙中电场均匀程度 间隙距离相时电场越均匀击穿电压越高
2气条件 气压温度湿度时气体间隙击穿电压气压温度变化引起气体相密度变化气体相密度变化间隙击穿电压变化气压增温度降低气体相密度变电子容易中性原子(分子)发生碰撞容易引起碰撞游离(碰撞前行程短动积聚够)击穿电压提高湿度改变改变水蒸汽分子吸附气体中电子程度电子数目改变电子碰撞游离程度改变间隙击穿电压改变湿度增水蒸汽分子吸附力增强气体中电子数减少电子碰撞游离程度削弱间隙击穿电压提高种吸附电子程需定时间均匀电场放电程快湿度均匀电场气体间隙击穿电压影响海拔高度气体间隙击穿电压影响实际通气体相密度影响
提高气体间隙击穿电压两方面考虑：
1改善电场分布 具体措施改变电极形状采极间屏障注意：负棒正板气体间隙极间加屏障定提高击穿电压屏障位置
2削弱游离程 气体击穿根原发生游离采取措施削弱种游离程然击穿电压提高具体措施采三高：高气压高真空高绝缘强度气体(SF6气体)
1—10 面闪络指面放电已贯通两电极电极间放入固体介质面闪络电压相电极空气间隙击穿电压低固体介质表面电场空气间隙间电场相已发生畸变种畸变固体介质表面电场更均匀造成面电场畸变原：
1固体介质电极间气隙中放电产生正负电荷聚集面电极两端
2固体介质表面潮气形成薄水膜水膜中正负离子积聚面电极两端
3固体介质表面电压分布均匀表面电场强度区域中出现电晕放电
4固体介质表面整造成面电场畸变
1—11 套表面电场强度表面斜交表面电场强度分解成表面垂直分量表面行分量垂直分量行分量许正表面电场垂直分量较行分量强放电程具形式面放电特点：
1电压升高首先套法兰边缘处发生电晕放电电压升高变成线状火花放电
2着电压进步提高某数值出现明亮树枝状火花放电种火花放电位置固定起彼伏种放电称滑闪放电滑闪放电强垂直分量电场型面放电特具热游离性质出现滑闪放电时放电未达面闪络
3电压升高面闪络电压滑闪放电发展成面闪络
提高套面闪络电压两方面考虑：
1增面闪络距离注意：闪络电压提高闪络距离增成正前者提高慢
2提高套电晕起始电压滑闪电压通采介电系数介质加套绝缘厚度减体积电容提高通法兰处套表面涂半导体漆减绝缘表面电阻提高
1—12 绝缘子串片绝缘子相串联(见书P30)片绝缘子具等值电容C(然等值电导电导电流电容电流许忽略)片绝缘子金属部分铁塔间分布电容CE导线间分布电容CL(分布电容极间绝缘空气)CECL存片绝缘子等值电容C流电流相等片绝缘子电压分布均匀(C压降相等)实际情况存CECLCECL电流分流作片绝缘子电压分布均匀(流电流相等压降相等)中间绝缘子分电压两头绝缘子分电压CE＞CLCE分流作CL分流作导线绝缘子分电压绝缘子串电压分布均匀导线绝缘子外面套金属屏蔽环(称均压环)均压环导线等电位增CL绝缘子串电压分布均匀性改善
1—13 户外绝缘子污秽状态发生面闪络称绝缘子污闪污秽绝缘子闪络发生气湿度高等利气候条件时闪络电压(污闪电压)降低工作电压发生闪络加剧事严重性防止绝缘子发生污闪措施：
1清污秽层 通监测手段时确定清扫时间
2提高绝缘子表面耐潮性憎水性 污秽绝缘子受潮情况闪络电压降低具体采憎水性材料绝缘子表面涂种憎水性材料
3采半导体釉绝缘子
第二章
2—1
极化形式
形成原
程快慢
损耗
受温度影响
电子式
电子轨道相位移
快
极
离子式
正负离子空间位移
快
偶极子
极性电介质分子(偶极子)转
慢
空间电荷
空间电荷积聚
缓慢
2—2 泄漏电流电介质中少量带电粒子电场(电压)作形成电导电流种电导电流(冠泄漏名称)高电压达检测出数值电介质电导电流阻力称绝缘电阻作电压(直流电压)泄漏电流绝缘电阻三者关系符合欧姆定律电介质电导程表明电介质非绝导电绝缘电阻等穷固体电介质受电压作时泄漏电流流电介质部(称体积泄漏电流)外电流电介质表面流部分电流称表面泄漏电流绝缘试验中泄漏电流测量测量体积泄漏电流判断绝缘状况坏采取措施消表面泄漏电流实际测电流应体积泄漏电流表面泄漏电流
2—3 电导程带电粒子电场(电压)作定移动形成电导电流程电介质电导金属导体电导两质区形成电导电流带电粒子电介质中离子金属导体中电子电介质电导离子性电导金属导体电导电子性电导二带电粒子数量区电介质中少量带电质点金属导体中量带电粒子正两者带电粒子数差悬殊两者电导受温度影响结果绝然
2—4 电介质加直流电压流电介质电流开始较时间衰减变稳定某数值现象称吸收现象表面起似部分电流电介质吸收掉出现吸收现象实质电介质直流电压(电场)作电介质发生极化电导程综合结果直流电压作电介质发生极化程电导程极化程损极化应电流ia电导程泄漏电流ig外纯电容性电流ic表示电介质时等值电容充电电流损极化电流ic存时间极短快衰减零ia定时间(时间长短时间常数raca关)衰减零ig时间变化流介质总电流iic+ia+ig三电流分量时间相加总电流时间变化曲线(见书P40图)说明出现吸收现象必然性吸收现象电介质直流电压作发生外电介质等值电容吸收现象明显
2—5 tgδ表征电介质交流电压作部损耗特性参数(物理量)tgδ反映电介质交流电压作电导损耗极化损耗电压(电场强度)较高时游离损耗综合结果tgδ外加电压频率关(指定范围)电介质尺寸结构关仅取决损耗特性研究测量tgδ目：介质损耗掉少功率(原引起功率损耗)：介质损耗加速老化终导致绝缘性失造成绝缘障电压定范围(高)tgδ电压变化电压高时介质部游离损耗tgδ增工频电压频率变动(50Hz左右变动)会改变tgδ值频率变动(数倍数十倍)tgδ会受频率变化影响频率高时tgδ频率升高增(单位时间极化次数增造成极化损耗增)频率高时偶极子转造成极化作减弱tgδ频率升高减温度变化tgδ影响电介质种类中性弱极性电介质tgδ温度升高增极性电介质tgδ温度变化考虑电导损耗极化损耗温度变化综合结果见书P44t＜t1时两种损耗温度升高增tgδ温度升高增t1＜t＜t2时极化损耗温度升高减超电导损耗温度升高增tgδ温度升高减t＞t2时电导损耗增快超极化损耗减tgδ温度升高增
2—6 实际变压器油非纯液体电介质击穿程纯液体电介质根变压器油中电极间旦形成气泡通道气体击穿场强变压器油低发生电极间击穿气泡通道两种途径形成种途径油中原先存气泡中发生气体游离游离正负电荷两电极方运动气泡拉长种气泡增头尾相接贯通两电极时形成气泡通道种途径油中水分纤维分子受电场极化电场方排列极化水分纤维分子排列成贯通电极桥流桥泄漏电流流油中泄漏电流发热增加水分汽化周围油汽化桥周围形成气泡通道
影响变压器油击穿电压素：
1油品质油品质油中含水份纤维气泡等杂质少含杂质越油品质越差击穿电压越低
2温度温度击穿电压影响通油中悬浮状态水分少（10℃80℃时`)油中含气量少(80℃时)间接影响约80℃时温度升高油中溶解状态水分增加悬浮状态水减少易形成导致击穿桥击穿电压升高约80℃时油中水分油汽化温度升高形成气泡增易形成气泡通道击穿电压降低
3压力压力增油中溶解状态气体增形成气泡通道态气体减少击穿电压提高
4电压作时间形成气泡通道需定时间电压作时间越短(雷电击电压)击穿电压越高
5电场均匀程度电场越均匀击穿电压越高
2—7 般固体电介质击穿强度(KVcm)液体高液体电介质击穿场强气体高
2—8 固体电介质击穿三种形式击穿程特点较：
击穿形式
击穿程(机理)
击穿强度
击穿前温度
击穿程快慢
电击穿
碰撞游离导致
高
高
极快
热击穿
温度高造成热破坏
高
高
慢
电化学击穿
电介质劣化导致
低
高(电击穿)
高(热击穿)
缓慢
2—9 提高固体电介质击穿电压措施：
1改进绝缘设计绝缘材料(选绝缘强度高材料)绝缘结构(绝缘量处均匀电场中)组合绝缘三方面考虑
2改进制造工艺绝缘材料保持良先天绝缘性减少杂质气泡水分等中尤含气泡采取措施补救(含水分通烘干减少)埋引起电老化隐患
3改善运行条件防潮加强散热冷运行部门应注意
2—10 固体电介质老化电老化热老化两种形式电老化原介质部气泡中局部放电种局部放电造成长期机械作(带电粒子撞击固体介质)热作(放电引起温度升高)化学作(放电产生某腐蚀性气体)介质逐渐老化热老化原介质长期受热作发生裂解氧化等变化机械绝缘性降低热老化进程电介质工作温度关介质保证定热老化进程(运行寿命10年)允许高工作温度种允许高工作温度固体绝缘材料划分成七耐热等级注意：种耐热等级高允许温度绝超(果寿命缩短)运行寿命10年指种耐热等级固体绝缘材料持续保持高允许工作温度时运行寿命10年般电气设备持续保持高允许工作温度运行般运行寿命达20～25年
第三章
3—1 已投入运行电气设备绝缘规定试验条件试验项目试验周期进行定期检查试验称预防性试验通试验早时发现设备绝缘种缺陷(制造程中潜伏运输程中形成运行程中发展)通检修绝缘缺陷排起预防发生事预防设备损坏目谓预防性含义电气设备绝缘预防性试验分两类：
1绝缘特性试验称非破坏性试验指较低电压(低接额定电压)通测量绝缘种特性(绝缘电阻介质损失角正切tgδ等)种试验试验电压低试验程中会损伤电气设备绝缘
2耐压试验耐压试验时设备绝缘施加种耐压试验电压考验绝缘电压耐受力耐压试验电压模拟电气设备绝缘运行程遇种电压(包括电压)波形耐压试验电压高额定工作电压试验程中(定)绝缘造成定损伤(破坏)原缺陷修复绝缘发生击穿耐压试验较绝缘特性试验更直接严格须绝缘特性试验合格进行
3—2 兆欧表测绝缘电阻实质测流绝缘电流电流值转化电阻值兆欧表直接读出绝缘等值电容量较时吸收现象(电流变趋稳定值)较明显兆欧表读数逐渐增趋稳定值出现种现象根原绝缘介质直流电压作发生极化电导程综合结果具体解释见2—4题解答兆欧表屏蔽端子作消测量程中表面泄漏电流引起测量误差(测绝缘电阻偏)采屏蔽端子表面泄漏电流屏蔽端子直接流回直流发电机(见书P53图)电流线圈样消表面泄漏电流
33 吸收规定测绝缘电阻时60秒时读数15秒时读数值
等值电容量较电气设备绝缘根吸收K判断绝缘干燥受潮：
绝缘干燥时 绝缘受潮时
绝缘干燥时泄漏电流分量ig15秒时电流iic+ia+ig60
秒时电流i ig许样较(般
13)绝缘受潮泄漏电流分量ig干燥时15秒时电流60
秒时电流相少样较(K＜13)
3—4 试品端接(试象电气设备绝缘)时测量直流泄漏电流接线图书P75图3—22示试验变压器T升压变压器获交流高压调压器T1调节加试验变压器低压绕组电压高压绕组获试验规定求电压试验需高压直流电压高压交流整流般高压硅堆半波整流需试验电压较高时采倍压整流串级直流整流线路获图3—22中C滤波电容器试品等值电容CX较时CX兼作滤波电容需加C保护电阻R0作限制试验中万试品击穿时短路电流保护试验变压器整流硅堆防止避免试品绝缘损坏扩微安表测量泄漏电流时试品端已接微安表串接试品高电位侧微安表微安表试品高压引线须采屏蔽接法微安表试品间高压引线漏电流试品表面泄漏电流通微安表注意屏蔽层处高电位外注意：直流试验(直流泄漏直流耐压)试验电压负极性电压硅堆整流方接错
3—5 采正接线测tgδ时电桥体处低电位书P57图3—4示采反接线测tgδ时电桥体处高电位书P58图3—5示正接线适试品CX端接端外壳试品采绝缘支撑起(试验室中)场合反接线适试品端接场合现场电气设备绝缘端(铁芯外壳)接现场试验时采反接线现场测量tgδ时会受交变电场磁场干扰般电场干扰影响较消外电场干扰采取两种具体措施移相法二倒相法两种方法消外电场测量结果影响(倒相法时根正相反相两次测量结果
计算求)采倒相法较简便(需移相设备)实
际采算术均法计算 交变磁场tgδ测量影
响通检流计影响消种磁场影响措施通检流计极性转换开关(检流计正接反接)测量两次然取两次测量结果算术均值
3—6 工频交流耐压试验原理接线图书P65图3—12示试验变压器T2升压变压器获工频高压调压器T1调节试验变压器初级电压试验变压器高压侧电压达规程规定试验电压值保护电阻r起保护试验变压器试品万击穿闪络时受损坏种作仅r接入限制试品击穿闪络短路电流限制程中试验变压器部电磁振荡保护试验变压器绕组绝缘(匝间层间绝缘)保护球隙F限制试验程中出现电压放电电压整定试验电压11～115倍R球隙保护电阻限制球隙放电时电流避免球隙表面烧毛
工频交流耐压试验时加试验电压应根电压等级规程求规程中规定试验电压值仅考虑电气设备绝缘实际运行中受工频电压考虑受雷电电压部电压尤220KV电压等级电气设备通工频交流耐压试验间接考验绝缘耐受外电压力
试品等值电容量较时工频交流耐压试验试验电压低压侧测量试验变压器变换算高压侧应该高压侧试品直接测量见书P70图3—15低压侧加试验电压折算低压侧应加电压加
电压K试验变压器变试品等值电容量高压侧电
流(I1≈ICUωCX)忽略高压侧接开路高压侧试品电压接U试试品等值电容量较时高压侧电流I1≈IC忽略时高压侧回路中试验变压器高压绕组中感应电势数值等高压侧开路电
压变定义低压侧加电压时U1等U试根高压侧
回路等值电路相量图(见书P70图3—16)见时实际作试品电压已超试验电压U试容升效应工频耐压试验电压已高额定工作电压种实际试验作电压量(超规定试验电压)导致电气设备绝缘必损坏避免种情况需试品两端间直接进行高压测量
3—7 进行直流耐压试验出方面需：
1直流电气设备耐压试验考验设备绝缘耐受种电压(包括电压)力交流电气设备工频交流耐压试验相应
2代工频交流耐压试验交流电气设备等值电容量较(电容器电缆)进行工频交流耐压试验需容量试验设备容易做直流耐压试验代然试验电压值须考虑绝缘直流电压作击穿强度交流电压高特点
3旋转电机绕组端部绝缘试验绕组端部绝缘缺陷采工频交流耐压试验易发现采直流耐压试验易发现
4结合直流泄漏试验时进行直流耐压试验直流泄漏试验采直流电压电压高低进行直流泄漏试验时时进行直流耐压试验根泄漏电流加电压变化特点判断绝缘状况
直流高压种方法测量：
1球隙测量直流脉动时测值
2静电电压表测量直流脉动时测效值
3高阻值电阻串微安表测量直流脉动时测均值
4高阻值电阻分压器测量直流脉动时测均值
工频交流高压种方法测量：
1球隙测量测量工频交流电压幅值
2静电电压表测量测量工频交流电压效值
3电容分压器配低压仪表测量测量种值取决低压仪表
4电压互感器测量
3—8 局部放电采电气非电气方法进行测量种电气检测法中方法脉电流法脉电流法通检测视放电量q反映局部放电强弱局部放电等值电路书P62图3—9示气隙F放电(表示绝缘中局部放电)时气隙电压(C0电压)UF降US气隙放电电荷量(真实局部放电量)qs≈(C0+C1)(UFUS)qs法测C0C1法测气隙F放电会引起气隙两端电压变动(UF降US)气隙电压(C0电压)变动会引起试品(C2)电压变动ΔUΔU通测量回路测样试品等值放电量(称视放电量)q
q(C1+C2)ΔU计算根qsΔUq三者表达式
说明实际测视放电量等真实放电量qsC0>>C1视放电量真实放电量许视放电量间接反映真实放电量
局部放电脉电流测量法三种基测量回路见书P63图3—11示通测量回路试品CX局部放电产生电压变动信号(表现电压脉)测量阻抗Zm取出然放电路放进行测量工频电压隔离(实际脉电流流Zm工频电流阻塞脉电流法名)图3—11中(a)适试品端接情况(b)适试品接情况两种方法称直接法缺点抗干扰性较差(c)采电桥衡回路称衡法抗外部干扰性较
3—9 击电压发生器产生雷电击试验电压操作击试验电压装置击电压发生器利系数(称效率)定义发生器输出电压Um(试品电压)发生器充电电容(级电压发生器时级电容串联等值电容)形
成击电压前充电压U0值低效率(低利系数) 回路
击电压发生器高效率回路击电压发生器击电压发生器产生击电压程(参见书P79图3—27)
：
1击电容充U0电压级击电压发生器程需点火球隙触发放电级电容串联起实现
2放电球隙点火击穿R1试品等值电容充电试品电压升高R1阻值较C2C1时间常数R1C2较样C2电压升高快形成击电压波前部分R1称波头电阻
3C2电压达值反R1C1起R2放电试品C2电压降R2R1样C2电压降较慢形成击电压波尾部分R2称波尾电阻
第四章
4—1 波阻抗集中参数阻抗Z表示点：
1波阻抗表示分布参数线路(绕组)参数阻抗表示集中参数电路(元件)参数
2波阻抗分布参数线路(绕组)方(前行反行)电压波电流
波值定等Z
阻抗等阻抗电压电流
3波阻抗消耗量R≠0时阻抗消耗量
4波阻抗线路(绕组)长度关L0C0单位长度电感
电容)阻抗长度(线路长度)关
外需指出样条线路讨雷电操作电压作时分布参数波阻抗表征讨工频稳态电压作时集中参数电路(π型)阻抗表征
4—2 (1)题求解书P92例4—2相时n3
(2)相电压时两条线路侵入两条线路离变电站母线等距离应点等电位样等价条波阻抗线路进波
应彼德逊等值电路
母线电压
题采迭加原理求解次条线路进波余两条线路进波第
题情况然两种结果迭加样
结果量角度难理解
4—3 根题意波阻抗280Ω线路Z1波阻抗400Ω电机绕组Z2相联接保护电机绕组匝间绝缘联接点需接联电容C
已知
4—4 设开关St0时合闸开关合闸线路幅值U0100 KV穷长直角电压波AB传播t1μs时电压波传C点应电流
波传C点电流波幅值U0电压波t2μs时
传B点发生负全反射负反射波电压(U0)t3μs时传C点C点电压变零(U0+(U0))负反射波电压U0t4μs时达A点应A点电压变零实际电源恒压作A点保持U0电压相空载线路次合闸电源重复前述程C点电流
t＜1μs i0
1μs＜t＜3μs
3μs＜t＜5μs
t＞5μs重复述程C点电压电流波形图示
4—5
题集中参数等值电路书P96图4—12(b)示根等值电路列出微分方程
解微分方程折射波电流电压
根 u1q+u1fu2q求出反射波电压电流
(1)稳定时(t→∞)入射波电压电流
折射波电压电流
(2)电压电流波形图示
(3)联电容C作降低作Z2电压波头陡度见述波形侵入波波头陡度穷(u1q阶跃波电压)联电容C作Z2电压波头陡度已指数规律升C电容量越波头陡度越利Z2绕组时绝缘(作电压陡度越匝间层间电压越高)然串联电感降低侵入波波头陡度反射电压Z1出现电压值采串联电感时Z1出现电压
采联电容时Z1出现电压
题具体数采联电容时Z1电压值400KV采串联电感时Z1出现电压达600 KV
4—6 线1均高度
导线2均高度
(1)线1波阻抗
导线2波阻抗
线1导线2间互波阻抗
(2)线1导线2双导线系统电压方程
导线2绝缘i20电压方程变
根耦合系数定义线1导线2耦合系数
4—7 击电压作变压器绕组具电感电容电阻分布参数电路等值书P108图4—23示(图中电阻未表示)种分布参数电路初始(t0+时)电压分布(绕组点电位)稳态(t→∞时)电压分布击电压作等值电路必起始电压分布变稳态电压分布暂态程等值电路中存电感存电容电阻种暂态程表现振荡型
击电压波前部分电压时间变化率种电压等值频率
高绕组分布电容阻抗分布电感阻抗(ωL)
样起始电压基电容分布电压分布均匀绕组击电压作端分电压绕组端分电压暂态程结束达稳态时电感短路电容开路电压绕组电阻均匀分布引起绕组起始电压分布稳态电压分布均匀原
第五章
5—1 排气式避雷器外两放电间隙串联组成外间隙暴露气中间隙置产气排气式避雷器称式避雷器产气产气材料制成材料遇高温会分解产生气体排气式避雷器端接端保护设备联接雷电电压作保护设备时作排气式避雷器外间隙时击穿雷电流间隙流入保护保护设备雷电电压作时间非常短暂电压作结束排气式避雷器作电压工频工作电压间隙中电弧击电弧变工频电弧工频电弧电流(称工频续流)系统该点短路电流工频电弧高温作产气产气材料分解产生量气体压力骤增喷口猛烈喷出工频电弧形成强烈吹作工频电弧1～3周波工频续流零时熄灭放电间隙相点排气式避雷器熄弧力强1～3工频周期电弧电流零时熄弧防止工频短路引起跳闸避免供电中断排气式避雷器放电间隙相处电压引起动作形成截波保护设备绕组设备非常利(威胁绝缘)外存外间隙放电分散性较放电间隙相排气式避雷器般作线路保护发变电站进线段保护
5—2 阀式避雷器氧化锌避雷器工作原理相避免保护设备产生截波两者采非线性阀片电阻材料两种避雷器性：
1保护性氧化锌避雷器阀片电阻非线性更般放电间隙氧化锌避雷器抑制电压力阀式避雷器
2适范围阀式避雷器阀片通流容量较般适限制雷电电压电压量较部电压(切空载变压器电压)氧化锌避雷器仅限制雷电电压阀片通流容量限制部电压(切合空载线路电压)阀式避雷器动作工频电弧熄灭赖工频续流零直流系统中种零阀式避雷器直流系统氧化锌避雷器工频续流切断阀片电阻优良非线性(工频电压电阻异常)直流系统
3运行环境影响作阀式避雷器放电间隙间隙放电电压分散性阀式避雷器性易受温度湿度气压污秽等环境条件影响氧化锌避雷器放电间隙会受运行环境影响
外氧化锌避雷器维护简单省放电间隙定期清理氧化锌避雷器具述种优点运行程中没放电间隙隔离工频工作电压应注意阀片电阻老化问题应定期检测氧化锌避雷器工频泄漏电流尤工频泄漏电流中阻性电流分量(直接反映出阀片电阻老化程度)
5—3 避雷器限制电压相联电气设备绝缘免受电压作器件避雷器第求电压限制电气设备绝缘耐受数值求避雷器残压(残压击电压作流避雷器击电流避雷器压降)应低设备绝缘击耐压值阀式避雷器需保证避雷器伏秒特性(取决放电间隙)保护设备绝缘伏秒特性正确配合免发生电气设备绝缘先避雷器间隙放电前发生击穿避雷器仅满足述求够避雷器第二求应电压作结束迅速截断发生工频续流致发生工频短路引起跳闸影响正常供电阀式避雷器氧化锌避雷器利阀片电阻工频电压电阻非线性特性工频续流第次零时截断第三求避雷器(阀式氧化锌)应具定通流容量免发生热度造成瓷套爆裂
表征阀式避雷器氧化锌避雷器电气参数：
1阀式避雷器
击放电电压残压(般两者数值相)衡量限制电压力参数数值越低保护设备绝缘越利灭弧电压保证避雷器灭弧(截断工频续流)参数避雷器安装点出现高工频电压应灭弧电压工频放电电压保证阀式避雷电压动作参数体现阀式避雷器保护性灭弧性综合参数保护(残压灭弧电压)切断(工频放电电压灭弧电压)
2氧化锌避雷器
残压(分雷电击残压操作击残压陡波击残压)衡量氧化锌避雷器击电压限压力参数持续运行电压额定电压保证氧化锌避雷器运行允许工频持续电压高工频电压(非持续性)1mA直流工频参考电压反映氧化锌避雷器热稳定性寿命参数荷电率(持续运行电压峰值参考电压)表征氧化锌阀片电阻运行中承受电压负荷指标
5—4 设针高h30m高度影响系数P1已知保护物高度hx10mhx保护范围 rx15m
h≤2hx(h≤20m)
hhxrx
hrx+hx15+1025m
(h≤20m假设符舍)
h≥2hx(h≥20m)
15h2hxrx
(注意四舍五入法)
避雷针针高少应2334 m
5—5 题等高4针联合保护第步4针分成二等高3针第二步等高3针中计算出保护高度hx二等高双针间保护距离bx三bx等0三针构成三角形范围保护bx＜0等高三针联合保护范围仅bx≥0双针保护范围组合
12等高双针
rxhhx17107 m
bx15(h0hx)15(1128610)193 m
13等高双针
rxhhx17107 m
bx15(h0hx)15(89210)＜0
123等高三针保护范围仅1
223两等高双针保护范围组合理
134等高三针保护范围34
14两等高双针保护范围组合4针10m
高度保护物体保护范围图示(实线围
区域包括中间块)
5—6 单垂直接体工频接电阻Rg
单垂直接体击接电阻Rch′
Rch′αchRg065×6945 Ω
3根垂直接体连接整接装置击接电阻Rch
第六章
6—1 雷电放电种然现象没效措施阻止雷电发生输电线路种防雷措施中基首措施架设避雷线防止雷直接击线路输电导线更严格讲架设避雷线雷直接击导线概率(绕击率)避雷线时降低外架设避雷线分流作耦合作利防止雷击塔顶通反击导线形成电压利降低导线感应雷电压
架设避雷线然降低雷电直接击导线导线形成电压概率出现雷电击线路杆塔塔顶塔顶电位升高通绝缘子串闪络(称反击)导线形成电压采取降低杆塔接电阻架设耦合线加强线路绝缘(通增加绝缘子片数)双回路线路采衡绝缘等措施防止雷击塔顶绝缘子串发生闪络
然采取种措施完全避免绝缘子串发生闪络万出现种情况时线路防雷进步措施防止绝缘子串击闪络转变工频电压闪络(种闪络建立稳定工频电弧引起线路跳闸)采消弧线圈接(中性点接系统中)措施
采取述道道防线绝保证会引起工频闪络导致线路跳闸装设线路动重合闸装置提高供电性实践证明雷电引起线路跳闸重合成功率高
6—2 35KV电压等级输电系统般中性点接系统发生雷电引起击闪络出现工频闪络电流形成稳定工频电弧会引起线路跳闸相雷击引起闪络正常工作样装设避雷线雷击引起闪络概率增种闪络会导致线路跳闸影响正常供电35KV输电线路般架设避雷线避雷线线路相闪络出现第二相闪络形成相间短路出现短路电流引起线路跳闸雷电流时会出现种情况
6—3 (1)避雷线均高度hb导线均高度hd
(2)避雷线外侧导线耦合系数K0
考虑电晕影响查表4—1电晕修正系数K1125
KK1K0125×02290286
(3)查表6—1电感05μHm
Lgt05×2911455μH
查表6—2分流系数β088
(4)雷击杆塔时耐雷水I1
(5)雷绕击导线时耐雷水I2
(6)雷电流幅值超I1I2概率P1P2
P11423 P2731
(7)查表6—4击杆率
计算
建弧率
绕击率
(8)线路雷击跳闸率
6—4 题中性点接35KV系统避雷线雷击线路两种情况直击导线雷击杆塔两者造成相(高相)绝缘子串闪络(设计已保证导线间会发生空间闪络)相闪络(闪络相接)线路会跳闸等相闪络第二相闪络（前闪络相闪络相反击)出现相间短路形成稳定工频电弧会发生跳闸耐雷水雷击跳闸率根种情况计算避雷线线路计算公式进行适修正直接计算相先闪络该相已接避雷线线路情况相类似
耐雷水计算公式
书P141(6—11)式相相β1(避雷线分流)式中hb取先闪络相导线均高度hd闪络相导线均高度K0先闪络两相导线间耦合系数K考虑电晕影响耦合系数题先闪络相高相闪络相右侧相高相间距离较耦合系数较该相绝缘子电压较高易闪络题hbh1≈hghdh2
高相导线均高度
右侧相导线均高度
耐雷水
雷电流幅值超I概率 P63
建弧率 η(45×291707514)425
线路雷击跳闸率
第七章
7—1 变电防止直击雷措施装设避雷针避雷线配合良接避雷针避雷线保护象进行效保护首先应保护象处避雷针避雷线保护范围次应防止避雷针避雷线受雷击发生保护象闪络(反击)保护象处保护范围出现反击高电位会加保护象(电气设备)防止反击保护范围样重防止反击应避雷针(线)保护象间空间距离两者接体间距离具足够数值独立式避雷针工频接电阻10Ω时述两种距离应5米3米防止反击35KV变电采构架式避雷针易燃易爆设备(储油罐)采构架式避雷针110KV电压等级中构架式避雷针应避雷针构架接体系统接体间距离保持15米外变压器构架般装避雷针
7—2 变电站中许电气设备没必电气设备旁安装组(三相)避雷器加保护样避雷器保护设备间段长度等距离距离空间距离连接线距离称电气距离种情况阀式避雷器动作时波避雷器保护电气设备间电气距离折射反射会作保护电气设备电压高避雷器端点电压说电气设备绝缘电压高阀式避雷器残压(220KV电压等级流5KA击电流时残压500KV电压等级流10KA击电流时残压)电气距离越长侵入波波头陡度越陡电压高出越
7—3 避雷器保护电气设备绝缘配合中阀式避雷器(氧化锌避雷器)残压配合避雷器残压允许流避雷器击电流残压220KV系统中流避雷器击电流5KA(保护旋转电机阀式避雷器3KA)实际运行程中出现流避雷器击电流超规定值避雷器残压升高危保护电气设备绝缘流避雷器击电流超规定5KA(500KV10KA)具体措施采进线段保护进线段(变电站12Km段线路)耐雷水较余部分线路耐雷水高认雷电侵入波12Km进线段外线路落雷造成样雷电侵入波通进线段作避雷器程中进线段波阻抗串入减流避雷器击电流限制超5KA(10KA)外雷电侵入波进线段传播时出现击电晕时降低进入变电站雷电侵入波波头陡度利电气设备保护
7—4 变电站进线保护段作二限制雷电侵入波电压作流避雷器电流二降低终进入变电站雷电侵入波波头陡度进线保护段求应具线路更高耐雷水段线路避雷线应具更导线保护角全线避雷线线路然应段线路架设避雷线
7—5 变电站进线段保护标准接线中1～2公里段线路采取加强防雷措施(减保护角)具较高耐雷水保护进线段作限制避雷器动作时流击电流超允许值降低进入变电站雷电侵入波电压波头陡度线路雷雨季节处开路状态线路侧带电(双端电源线路)时应进线段末端装设排气式避雷器(阀式避雷器)目防止线路雷电波侵入时断路器开线路末端发生全反射引起击闪络导致工频短路造成断路器隔离开关绝缘部件烧毁注意断路器隔离开关合闸时该排气式避雷器应雷电侵入波作动作免产生截波危绕组电气设备绝缘
7—6 直配电机指变压器直接架空线相连接旋转电机(发电机高压电动机)直配电机防雷保护措施(参见书P164图7—18)：
1电机母线装设FCD型阀式避雷器氧化锌避雷器限制雷电侵入波幅值
2电机母线电容器相约02505μF(接电缆段电缆电容包括)电容器作降低雷电侵入波陡度保护电机绝缘时起降低架空线感应雷电压(电压作电机)
3直配电机进线处加装电缆段排气式避雷器(阀式避雷器线)电抗器联合保护限制避雷器动作电流规定值(3KA)
4发电机中性点引出线未直接接(发电机常样)时应中性点加装避雷器保护中性点绝缘者加母线联电容进步限制雷电侵入波陡度
电缆段作电缆具较波阻抗较电容等值频率高雷电流作电缆外皮分流(FE1动作)耦合作雷电侵入波电缆首端排气式避雷器(避雷器发生负反射动作前移70mFE1)动作时电缆芯线外皮短接相电缆芯外皮连起具样电压iR1电压作电流电缆芯电缆外皮分两路流电机流电缆外皮绝缘产生磁通全部电缆芯交链(电缆芯电缆外皮包围)芯线感应出接等量反电势阻止芯线中电流流电机绝部分电流高频集肤效应样电缆外皮流样减流避雷器(芯线相连)电流限制避雷器动作电流电缆芯中反电势建立电缆外皮电缆芯导线耦合作基础加强种耦合作(加强反电势)常采取70m段接引线行架设导线方电缆首端金属外皮装设FE2杆塔处连接起接工频接电阻应5Ω电缆首端保留FE2便强雷时动作(般情况动作)进步限制避雷器动作电流(强雷时超3KA)
7—7 变电站防雷保护分直击雷保护雷电侵入波保护两方面题涉雷电侵入波保护具体措施装设避雷器确定避雷器装设什位置选择种参数避雷器防雷保护方案：
1母线装设避雷器220KV110KV双母线条母线10KV母线分装设组(三相)避雷器选阀式避雷器FZ—220FZ—110FZ—10根避雷器变压器电气设备允许电气距离校验避雷器安装位置否妥避雷器电气参数时允许电气距离选阀式避雷器例计算允许电气距离
220KV
保护进线段长度2Km根表7—5 α′12KVm查表7—3Uc5664KVUj949KV根Uc5+2α＇L≤Uj算出避雷器变压器允许电气距离L118m
110KV
保护进线段长度1Km2Km根表7—5α′15KVmα′075KVm查表7—3Uc5332KVUj478KV根Uc5+2α＇L≤Uj算出避雷器变压器允许电气距离分48m97m距离路出线情况题少二路出线允许电气距离增查图7—11允许电气距离70m135m
2变T1中性点装设避雷器T2Y0Δ联接T1YΔ联接T1中性点应装设避雷器选阀式避雷器选FZ—35
3耦式变T2装设避雷器运行方式出现中压侧开路高压侧开路运行方式相应母线避雷器绕组出口处断路器分闸开路中压高压绕组起保护作应中压绕组(110KV)高压绕组(220KV)出口处(绕组出口断路器绕组侧)分装设组避雷器选阀式避雷器分FZ—110FZ—220
4110220线路进线段保护
进线段长度：220KV2Km110KV根允许电气距离校核结果定
进线段耐雷水：110KV75KA220KV120KA
进线段避雷线保护角：＜20°
进线段末端否装排气式(阀式代)避雷器视线路端否电源定运行方式(四路两路三路路)已表明雷季出现线路末端处开路状态
第八章
8—1
暂时电压操作电压产生根性原完全前者参数特定配合引起种参数配合发生改变电压持续者电网中发生振荡型暂态程引起旦暂态程结束电压消失
8—2 工频电压称工频电压升高类电压表现工频电压幅值升高引起工频电压升高原：空载线路电容效应称短路突然甩负荷
空载线路作分布LC回路构成工频电压作线路总容抗般远导线感抗电容效应线路点电压均高线路首端电压愈线路末端电压愈高系统发生称短路时短路电流零序分量会健全相电压升高称短路中单相接常见引起健全相电压升高严重某种原线路突然甩负荷作电源发电机根磁链守恒原理通激磁绕组磁通变化相应电源电势Ed′维持原数值线路工频电压升高
8—3 影响空载线路电容效应引起工频电压升高素3线路
长度线路越长空载线路末端首端电压升高越采
进行计算二电源容量电源容量越电源电抗XS越电压升高越外线路否接联电抗器关线路接入联电抗器通补偿空载线路电容性电流削弱电容效应达降低工频电压升高目
第九章
9—1
操作电压
产 生 原
影 响 素
电弧接电压
中性点接系统中出现间歇性电弧接引起振荡型暂态程
1 接电容电流(中性点接消弧线圈减)
2 系统相关参数(相间电容损耗)
3 电弧熄灭重燃时相位(素具机性控)
空载线路分闸电压
分闸断路器触头间出现电弧重燃引起振荡型暂态程
1 断路器灭弧性直接影响分闸重燃程度
2 接线方式(出线数否接电磁式电压互感器)影响相重燃情况电压
3 中性点接方式中性点非效接系统中中性点电位位移相情况电压数值增
空载线路合闸电压
合闸前电路状态改变引起振荡型暂态程
1 合闸前电路状态差异合闸时相位计划性合闸重合闸关
2 线路残余电压影响重合闸电压
3 系统参数结构断路器合闸三相期性
切空载变压器电压
切程中空载电流突然截断引起磁场量电场量转变
1 断路器灭弧性
2 变压器参数
9—2 消弧线圈铁芯电感线圈接系统中性点间消弧线圈基作补偿流障点容性接电流接电弧容易熄灭时消弧线圈降低障相恢复电压升速度减电弧重燃性样接电弧出现会快熄灭重燃限制间歇电弧接电压消弧线圈电感电流补偿系统电容电流百分数称消弧线圈补偿度根补偿度选择消弧线圈参数系统处欠补偿全补偿补偿状态运行充分发挥消弧线圈消弧作(欠补偿电网发展补偿度更低)避免出现接全补偿(欠补偿运行时部分线路退出成全补偿)三相电容称导致中性点出现较位移电压危绝缘常采补偿运行方式选择消弧线圈参数
9—3 空载线路分闸电压断路器分闸触头间发生电弧重燃引起断路器灭弧性重燃次数少基重燃分闸电压较低切空载变压器电压断路器分闸时发生空载电流突然截断(某数值突然降零)断路器灭弧性空载电流截断值截断电流应磁场量截流转变成电场量切空载变压器电压高
9—4 带联电阻断路器具辅两触头触头电阻称联电阻(书P185图9—7示)空载线路分闸时触头S1先分时线路未电源切S1分闸会引起振荡暂态程S1断口间恢复电压仅联电阻电压降电源电压S1分闸易发生电弧重燃S1分闸15～2工频周期辅助触头S2分闸线路真正电源切S2分闸触头间恢复电压电源电压容易发生电弧重燃样空载线路分闸程中易发生电弧重燃然分闸电压降低空载线路合闸时辅助触头S2先合闸线路变成串联电阻合闸电阻阻尼作S2合闸程中电压降低15～2工频周期触头S1闭合线路真正合闸电源S1闭合仅R短接掉程中状态改变直接合闸电源时状态改变S1闭合程中电压降低
9—5 切空载变压器电压限制措施采避雷器切空变电压幅值较高持续时间短量采阀式避雷器(然氧化锌避雷器)加限制种电压阀式避雷器限制唯操作电压切合空载线路电压避雷器限制措施(措施断路器电阻)种操作非常频繁采避雷器限制电压会避雷器动作频繁外作辅助限制措施应选通流力较氧化锌避雷器电弧接电压般采避雷器限制采接消弧线圈措施然保护中性点绝缘消弧线圈中性点接避雷器
第十章
10—1 铁磁谐振电压铁磁谐振程中出现发生铁磁谐振须满足两条件：谐振回路中须存非线性电感(具铁芯电感)线性电容正常运行时感抗应容抗二须外界素(电源电势扰动)强烈激发谐振回路稳定谐振工作点铁磁谐振线性谐振相较具谐振条件特点：
1 线性谐振条件需激发铁磁谐振条件
(L0正常非饱时电感)外界定程度激发二条件缺
2 线性谐振时谐振回路电流呈阻性uLuC铁磁谐振时谐振回路
电流呈容性uL＜uC发生铁磁谐振时非稳定工作点)
3线性谐振时回路固定振频率铁磁谐振时回路固
定振频率发生基波种频率谐波谐振
10—2 中性点接系统中常出现电磁式电压互感器饱引起铁磁谐振电压电磁式电压互感器常接成Y0书P198图10—7示正常运行时电磁式电压互感器相感抗线路容抗导致联呈容性系统中出现某扰动电压互感器相饱程度饱程度相呈容性饱程度相呈现感性参数配合恰总导纳接零发生串联谐振谐振中性点位移电压(正常时零)急剧升中性点电位升高三相导线电位等相电源电势中性点位移电压相量发生基波谐振相电压降低二相电压升高限制种铁磁谐振电压选励磁特性较电磁式电压互感器加电容增三相电容避免出现某相容性变感性消呈容性相构成谐振性电压互感器开口三角形绕组中短时接入阻尼电阻电压互感器次绕组中性点接入电阻阻尼振荡降低电压
10—3 断线电压断线引起铁磁谐振电压里说断线包括导线障折断包括断路器非全相操作熔断器相二相熔断等断线电压般发生线路末端接中性点接空载轻载变压器断线系统处非全相运行述情况会形成书P196图10—6示简化等值串联谐振电路相断线二相断线电路中L空载轻载变压器单相励磁电感15倍电路中EC根断线位置相断线二相断线电源中性点接否详见书P197表10—1
产生断线电压需满足条件须外界素激发
发生铁磁谐振产生断线电压限制消种电压措施避免出现非全相运行加强巡视检修预防线路发生断线保证断路器三相期动作避免发生相二相拒动采熔断器等措施二中性点接系统中操作中性点接变压器时变压器中性点时接
第十章
11—1 绝缘配合协调配合电力系统中电压限压措施电气设备绝缘水三者间关系济技术运行接受电气设备绝缘水设备绝缘应耐受(发生闪络击穿损坏)电压耐压试验时试验电压电气设备工频交流雷电击操作击电压绝缘水耐压试验电压
11—2 线路绝缘子串中绝缘子片数首先工作电压满足求泄漏距离(泄漏距计算)确定然外电压求进行校验(满足需增加片数)
11—3 电气设备绝缘BIL称电气设备基击绝缘水表征电气设备绝缘耐受雷电电压力电气设备绝缘SIL称电气设备操作击绝缘水表征电气设备绝缘耐受操作击电压力
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