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第一章 高电压技术基本概念1

第一节 高电压1

1．为什么需要高电压技术，它研究的内容是什么?1

2．几伏的电压才算高电压?2

3．几伏的电压才算超高压和特高压?2

4．什么叫做电力设备的额定电压?额定电压与设备有什么关系?2

5．什么叫做电力设备的最高工作电压?4

7．什么叫做电力系统?什么叫做电网?5

第二节 电力系统5

6．什么叫做高压电力没备?5

8．什么叫做中性点不接地系统?它有些什么特点?6

9．什么叫做中性点直接接地系统?它有些什么特点?7

10．什么叫做中性点经消弧线圈接地系统?它有些什么特点?8

11．什么叫做中性点有效接地和非有效接地系统?它们有些什么特点?9

第三节 交流输电10

12．什么叫做交流电?为什么要用三相交流电?10

13．高电压输电发展的过程是怎样的?11

14．提高输电线路的电压有些什么优点?12

15．为什么镐电线路电压升高之后，沿途的电能损失和电压损失均可以减小?13

16．输电线路的电压越高，输送电能的容量就越大，距离可以越远，试说明它们之间的相互关系。14

17．什么叫做输电线路，什么叫做配电线路?15

18．为什么低压配电线路的杆塔上挂的是4根导线?而高压输电线路杆塔上挂的却是4根或5根导线?16

第四节 直流输电16

19．为什么要采用超高压直流输电?16

20．现代的直流输电是怎样进行的?17

21．直流输电有什么优缺点?17

22．自流输电用在哪些场合最有利?19

23．什么叫做放电、破坏性放电、局部放电，火花放电、击穿、闪络、电晕放电、刷状放电、先导放电和滑闪放电?这些放电有些什么区别?20

第二节 放电20

24．在气体放电过程中，游离和电子崩是怎样形成的，电晕放电和火花放电又是怎样形成的?22

25．气体放电现象与电场是否均匀和所加电压的波形、极性有些什么关系?23

26．什么叫做电击穿?25

27．什么叫做热击穿?25

28．什么叫做电化学击穿?26

第六节 冲击波26

29．什么叫做冲击电流波和冲击电压波?26

30．什么叫做脉冲电压波和脉冲电流波?27

32．什么叫做雷电流波?28

31．什么叫做振荡波?什么叫做衰减振荡波?28

34．什么叫做雷电冲击电压波和标准雷电冲击电压波?29

33．什么叫做雷电压波?29

35．什么叫做操作冲击电压波和标准操作冲击波?31

36．什么叫做冲击电流波和标准冲击电流波?32

37．什么叫做截波和标准雷电截波?35

第二章 高电压绝缘37

第一节 绝缘37

38．什么叫做绝缘?什么叫做电介质?37

39．为什么绝缘体不易导电?37

41．什么叫做泄漏电流?38

40．什么叫做介电系数ε?38

42．什么叫做介质极化?介质的充电电流和吸收电流有什么区别?39

43．什么叫做介质的吸收特性?为什么会有这种现象?40

44．什么叫做内绝缘?40

45．什么叫做外绝缘?41

46．什么叫做自恢复绝缘?41

47．什么叫做非自恢复绝缘?41

50．影响介质绝缘强度的因素有哪些?42

49．什么叫做绝缘强度?42

第二节 绝缘强度42

48．绝缘材料在电气性能方面有哪些主要参数?42

51．什么叫做绝缘老化?绝缘老化的原因是什么?43

52．变压器油、硅油和四氯化碳三种常用的液体绝缘，哪种绝缘最好、放电电压最高?44

50．空气、氢、氧、氮、二氧化碳和六氟化硫六种常用的绝缘气体，哪种绝缘最好，放电电压最高?44

54．六氟化硫(SF_6)气体被广泛用作电介质，它有些什么特点?45

55．什么是电介质的冲击电压累积效应?46

56．什么叫做绝缘电阻?47

57．表面绝缘电阻和体积绝缘电阻有什么区别?用哪一个来确定绝缘材料的真实情况?47

第三节 绝缘电阻47

58．什么叫电阻率?什么叫电导率?导体、固体电介质和液体电介质的电阻率的单位是否相同?48

59．温度对绝缘材料的绝缘电阻有些什么影响?为什么?50

60．水分对绝缘材料的绝缘电阻有些什么影响?为什么?50

第四节 绝缘的介质损耗51

61．什么叫做介质损耗?什么是产生介质损耗的原因?51

62．什么是介质损失角正切值(teδ)?51

63．电力设备绝缘的介质损失和温度有什么关系?52

64．局部放电在电力系统中经常出现在什么地方?它有哪些危害?54

第五节 绝缘的局部放电54

66．怎样可以减少高压架空输电线路上出现电晕放电?55

65．怎样可以减少电力设备绝缘内部的局部放电?55

67．为什么绝缘油内有一点杂质，它的放电电压会下降得很多?56

第六节 外绝缘与污闪56

68．瓷横担绝缘子有什么优点?56

69．什么是合成绝缘子，它有些什么特点?57

70．研究和生产合成绝缘子有什么意义?58

71．什么叫做污闪?什么叫做雾闪?59

72．绝缘子是怎样发生污闪的?59

73．绝缘子的污闪事故对电力系统有些什么危害?60

74．为什么电力系统会发生污闪事故?61

75．防止电瓷绝缘子污闪的方法有哪几种?63

76．为什么要选用有机硅脂(硅油)作防污闪的涂料?65

77．用作防污闪涂料的硅油和硅脂有什么区别?66

78．涂在绝缘子表面的硅脂(硅油)使用了一个时期之后，怎样才能知道它是否仍然具有防污闪的作用?67

79．什么叫做绝缘配合?68

80．什么叫做绝缘水平?68

第七节 绝缘配合68

81．电力系统电力设备的绝缘水平是怎样确定的?71

82．我国电力系统在绝缘配合方面有哪些特殊性?72

第三章 过电压及其保护74

第一节 内过电压74

83．什么叫做过电压?74

84．什么叫做内部过电压?74

85．什么叫做操作过电压?并叙述它产生的原因。74

86．什么叫做暂时过电压?并叙述它产生的原因。75

87．什么叫做谐振过电压?并叙述它产生的原因。76

88．什么叫做过电压倍数?电力系统通常出现的内过电压倍数是多少?78

89．限制内部过电压有哪些措施?79

90．切断空载线路时，为什么会在线路上产生过电压?80

94．什么叫做雷电过电压?什么叫做直击雷过电压和感应过电压?80

91．变电所的母线电容对切断空载线路过电压的峰值有什么影响?83

92．为什么切空载变压器或电抗器产生的过电压可以用阀型避雷器来限制?而切空载线路产生的过电压却不能用阀型避雷器来限制?84

93．为什么带并联电阻的断路器能限制切空载线路过电压?85

第二节 雷电过电压86

95．为什么会发生打雷、闪电?88

96．雷云放电有哪些主要电气参数?89

97．雷云是怎样向大地放电的?它经过怎样的过程?90

98．什么叫做雷击的选择性?哪些地方最容易遭受雷击?91

99．雷电过电压对电力系统有什么危害?92

100．埋在地下的电缆为什么还会遭受雷击?92

101．为什么35kV及以下的线路三相导线采用三角形排列，而110kV及以上的线路三相导线则采用水平排列?93

102．高压输电线路的避雷线为什么要对地绝缘起来?采用绝缘避雷线时应注意哪些问题?94

第三节 波过程95

103．为什么说输电线路上的电压是以一定速度沿线路传播的流动波?95

104．在输电线路上流动的电压波为什么伴随着流动的电流波?97

105．怎样计算电压波和电流波传送的功率?98

106．线路波阻抗和波的传播速度是怎样计算的?99

107．波阻抗与电阻在物理意义上有什么不同?100

108．直流电压波E从Z_1线路进入Z_2线路时，在两条线路连结的节点上必将产生一个反射电压波，为什么?100

109．电压波的反射系数β和折射系数α与线路波阻抗有什么关系?102

110．什么是计算波过程的彼得逊法则?103

111．在彼得逊等值电路中，若接在节点A上的不是阻抗Z_x，而是一根波阻抗为Z_2的无限长导线，如图3-12所示，则这根导线可以用大小与其波阻抗相等的电阻来代替。为什么?104

112．电压波通过串联电感时将发生什么变化?105

113．电压波通过并联电容时将发生什么变化?107

114．什么叫线路的自波阻抗和互波阻抗?110

115．什么叫做导线之间的几何耦合系数?111

116．冲击电晕对导线间的耦合系数有什么影响?112

117．耦合系数对输电线路绝缘的设汁有什么影响?112

118．试述当直流电源合闸于电感一电容的串联电路，而电容器有残余电压时，电容电压的变化过程。113

119．试述当图3-19电路的一个电容突然短接时，在另一个电容上发生的电压变化过程。115

120．试求直流电源合闸于空载长线，而长线上有残余电压时，长线末端电压的变化过程。117

第四节 变压器波过程120

121．什么叫做变压器绕组的起始电压分布曲线、最终电压分布曲线和最大电压包络线?120

122．怎样改善变压器绕组的起始电压分布?121

123．小性点绝缘变压器的绕组起始电压分布有什么特点?122

124．变压器中性点的接地方式对绕组的起始电压分布有什么影响?123

125．变压器中性点接地方式对最终电压分布有什么影响?124

126．配电变压器的防雷接线方式有什么优缺点?124

127．什么叫做配电变压器的正变换过电压?125

128．什么叫做配电变压器的反变换过电压?126

129．对于3～10kVY/Y，配电变压器，为什么还要在低压侧出线上加避雷器保护?127

130．为什么Y/Z_0-11配电变压器的正、反变换过电压都很小?128

131．输电线路采用哪几种防雷措施?130

第五节 保护装置130

132．发电厂、变电站采用哪几种防雷措施?131

133．直配旋转电机采用哪几种防雷措施?133

134．避雷针和避雷线是怎样防止直击雷的?试叙述它们的工作原理?135

135．怎样计算单支避雷针的保护范围?136

136．怎样计算两支等高避雷针的保护范围?137

137．怎样计算单根避雷线的保护范围?138

138．怎样计算两根等高平行避雷线的保护范围?140

139．什么是保护间隙?怎样选择保护间隙的距离?141

140．角型放电间隙比棒型间隙有哪些优点?142

141．什么叫做管型避雷器?它的构造和工作原理是怎样的?143

142．什么叫做阀型避雷器?它的结构和工作原理是怎样的?145

144．磁吹避雷器和普通阀型避雷器有什么区别?147

143．带有并联电阻和不带并联电阻的阀型避雷器有什么区别?148

145．金属氧化物避雷器和普通阔型避雷器在结构上有什么区别?149

146．金属氧化物避雷器有什么优缺点?150

147．什么叫做避雷器间隙的初始恢复强度?151

148．阀型避雷器的灭弧电压是怎样确定的?152

149．阀型避雷器的工频放电电压是怎样确定的?154

150．阀型避雷器的残压是怎样确定的?156

151．阀型避雷器的冲击放电电压是怎样确定的?157

152．同一电压等级的阀型避雷器为什么会有不相同的最大允许电压?158

153．在什么情况下中性点需装消弧线圈?159

154．为什么消弧线圈一般应尽量采用过补偿方式，而不是采用欠补偿方式?160

第六节 接地161

155．电力系统的接地有几种?各起什么作用?161

157．什么叫做保护接地?什么叫做保护接零?163

156．接地装置由哪几部分组成?163

158．什么叫做重复接地?重复接地有哪些作用?166

159．什么叫做工频接地电阻和冲击接地电阻?168

160．怎样选择接地极的材料?168

161．怎样降低接地电阻和降低土壤电阻率?169

162．输电线路杆塔的接地装置采用放射形接地体或连续伸长接地体时，为什么单根接地体的长度有一定限制?170

163．为什么用增大接地网面积来减小工频接地电阻效果显著，而对于减小冲击接地电阻效果却不大?171

164．什么叫做高电位引外?什么叫做低电位引内?172

165．高层建筑物的接地有哪些特点和要求?173

166．是否可以将钢筋混凝土建筑物(如发电厂厂房、微波塔、电视塔等)的钢筋接地作为“等电位防雷”?174

167．如何防止发电厂和变电站的电子设备受到反击放电的危害?175

168．配电变压器的接地有什么特殊的要求?为什么?176

第四章 高压电力设备的试验技术177

第一节 绝缘试验177

169．什么叫做绝缘试验?177

170．为什么要对电力设备进行绝缘强度试验?177

171．为什么要对电力设备进行绝缘特性试验?178

第二节 绝缘预防性试验178

172．为什么要对电力设备进行绝缘预防性试验?178

173．试述绝缘预防性试验各种方法的效果和特点。179

174．怎样根据绝缘预防性试验的结果判断电力设备是否良好?180

175．电力设备某一项绝缘预防性试验不合格，是否允许该设备投入运行?182

第三节 绝缘电阻182

176．为什么要对电力设备测量绝缘电阻?182

177．什么叫做绝缘电阻的吸收比，为什么要测量电力设备的吸收比?183

178．用摇表测量绝缘电阻和吸收比时，有哪些注意事项?184

179．怎样从测量绝缘电阻来判断电机是否已经烘干?185

180．同一台B级绝缘的电机，分别用三种不同的电压(500V，1kV、2.5kV)的摇表测量绝缘电阻，结果相差几百兆欧，为什么?185

182．用摇表测量的绝缘电阻值与按测量直流泄漏电流计算所得的绝缘电阻值是否相等?186

181．为什么《绝缘预防性试验规程》中，对发电机定子绕组、变压器和互感器绕组的绝缘电阻不作规定?186

第四节 直流试验187

183．为什么要对电力设备进行直流耐压试验和测量直流泄漏电流?187

184．试绘出直流耐压试验和测量泄漏电流的原理接线图。188

185．在直流耐压试验的试验回路中，限流电阻R_1和R_2，各起什么作用?189

186．直流耐压试验回路的整流元件，为什么现在很少用高压真空管，而用硅堆?使用硅堆要注意什么?190

187．对电力设备进行直流耐压试验或测量直流泄漏电流时，测量直流高电压的方法有几种?190

188．做直流耐压试验或测量泄漏电流时，在什么情况下要使用滤波电容器，它对试验结果有什么影响?为什么?192

189．测量直流泄漏电流时，对试验回路中的微安表有些什么要求?196

190．直流耐压试验和交流耐压试验相比较，各有哪些优缺点?197

191．为什么直流耐压试验比交流耐压试验更容易发现旋转电机槽口端部绝缘的缺陷?198

第五节 交流试验199

192．电力设备为什么要做交流耐压试验?交流耐压试验有些什么特点?199

193．进行电力设备的交流耐压试验有哪些注意事项?200

194．试绘出一般交流耐压试验的接线原理图。202

195．做交流耐压试验时，试验变压器高压回路的出线端常串有限流电阻R_1，它起什么作用?203

196．交流耐压试验回路中，试验变压器的低压侧装有一对电容器G_?，它有什么作用?205

197．测量工频交流高电压有几种方法?206

198．对电力设备进行交流耐压试验时，在什么情况下会发生试验电压异常升高，并有可能使试品承受高的电压而被击穿?怎样预防?209

199．做交流耐压试验时，如果试品是电容性负载，能否估算出变压器高压侧电压比按变压器变比计算的电压升高多少?211

201．大型发电机为什么要做超低频0.1Hz交流耐压试验?213

200．对电力设备进行工频交流耐压试验的电压波形要求是正弦波，如果波形发生畸变，可采取什么方法获得改善?213

202．变压器为什么要进行三倍频感应耐压试验?请说明其试验方法的基本原理。214

第六节 测量tgδ216

203．怎样避免外界磁场对测量介质损失角正切值(tgδ)的干扰?216

204．怎样避免外界电场对测量介质损失角正切值(tgδ)的干扰?217

205．测量电力设备的介质损失角正切值(tgδ)时，在什么情况下会出现负值?怎样消除?218

206．怎样从tgδ值随试验电压变化的关系来判断电力设备是否存在着故障?219

207．进行绝缘油试验时，应该怎样取油样?221

第七节 绝缘油试验221

208．为什么电力变压器进行绝缘试验时，规定要在注油后静止一定的时间后方可进行?223

209．不同牌号的变压器油在什么情况下能混合使用?在什么情况下不能混合使用?224

第八节 气相色谱试验224

210．为什么检查绝缘油中气体的组织成分和含量可以发现电力设备内部是否存在故障?224

211．什么是气相色谱试验方法?225

212．气相色谱仪由哪些部件组成?并简述它们的功能。226

213．怎样根据油中溶解气体的成分与含量判别电力设备是否存在着故障?227

214．采用气相色谱法分析电力设备绝缘的情况有哪些优缺点?231

215．根据气相色谱法的试验结果，发现电力设备有异常时，下一步工作应如何进行?232

第九节 局部放电试验234

216．为什么要对电力设备进行局部放电试验?234

217．局部放电测量的目的是什么?235

218．测量电力设备的局部放电有哪几种方法?235

219．什么叫做局部放电的起始电压和熄灭电压?237

220．什么叫做视在放电量和真实放电量?237

221．脉冲电流法(ERA法)是怎样测量局部放电的视在放电量q的?239

222．能不能根据局部放电某种特征参数的变化预测绝缘的寿命?241

第十节 高电压试验室及其主要设备242

223．高电压试验室的工作任务是什么?它具有哪些主要设备?242

224．高电压试验设备的参数是根据什么选择的?242

225．高电压试验室具有哪些特定的条件?243

226．工频高压试验变压器和电力变压器相比较有哪些特点?246

227．几百万伏的直流高电压是怎样产生的?247

228．雷电冲击电压波是怎样产生的?250

229．冲击电压发生器是怎样产生几百万伏冲击电压波的?251

230．几百万伏的操作冲击电压波是怎样产生的?255

231．高压冲击电流波是怎样产生的?257

232．在高电压试验室负责进行高电压试验的人，应知什么?应会什么?258

第五章 高电压工作的安全技术260

第一节 高电压与人身安全260

233．进行高电压试验为什么要注意安全，应采取哪些安全措施防止人身和设备事故?260

234．为什么在做高压试验前后应对大容量的被试品进行短路接地放电?262

235．高电压试验回路离开接地物体和工作人员的最小安全距离是多少?263

236．在发电厂和变电站内，工作人员与带电设备应保持多远距离?265

237．交、直流500kV输电线路高电压导线对地的最小距离是多少?265

238．电是怎样伤害人体的?266

第二节 电压和电流与人体安全266

239．触电对人体的伤害和哪些因素有关?267

240．人体电阻究竟有多大?268

241．人体触摸者高电压是否意味着一定发生触电危险?269

242．多高的电压对人体才不发生危险呢?271

243．人体通过多大的工频交流电流就会发生危险?272

244．人体通过多大的直流电流就会发生危险?274

第三节 交流电场与人身安全274

245．高电压工频交流电场对人体健康有些什么影响?274

246．多高的工频场强才对人的健康有影响?275

247．一般的高电压输电线下的场强究竟有多大?277

248．在工频交流电场下，因静电感应产生的电流大小和人身安全有些什么关系?在什么条件下可以不影响人身安全?279

249．在工频交流电场下，静电感应产生的电击电流和哪些因素有关?280

250．电磁场对人体健康有些什么影响?280

第四节 静电与人身安全281

251．静电和人们日常生活的安全有什么关系?281

252．怎样能够防止静电的危害呢?282

253．在电力系统从事高电压工作，为什么一定要履行《电业安全工作规程》?283

第五节 安全制度与人身安全283

254．在电力系统从事电气工作，保证安全工作的组织措施有哪些内容?284

255．在电力系统从事电气工作，保证安全工作的技术措施有哪些内容?287

第六节 电气安全用具288

256．什么是电气安全用具?在高压电气设备上工作，使用的安全用具有哪些?288

257．绝缘安全用具的用途是什么?哪些是基本安全用具?哪些是辅助安全用具?288

258．电气安全用具在使用前应注意哪些事项?289

附录 一球接地时球隙放电电压表290

附表1 适用于工频交流、负极性冲击、正负两种极性直流放电电压290

附表2 适用于正极性的冲击放电电压294