2021年版高电压关键技术到章课后习题答案

1气体绝缘特征和介质电气强度1-1气体放电过程中产生带电质点最关键方法是什么，为何？1-2简明叙述汤逊放电理论。1-3为何棒－板间隙中棒为正极性时电晕起始电压比负极性时略高？1-4雷电冲击电压标准波形波前和波长时间是怎样确定？1-5操作冲击放电电压特点是什么？1-6影响套管沿面闪络电压关键原因有哪些？1-7含有强垂直分量时沿面放电和含有弱垂直分量时沿面放电，哪个对于绝缘危害比较大，为何？1-8某距离4m棒-极间隙。在夏季某日干球温度=30℃，湿球温度=25℃，气压=99.8kPa大气条件下，问其正极性50%操作冲击击穿电压为多少kV?（空气相对密度=0.95）1-9某母线支柱绝缘子拟用于海拔4500m高原地域35kV变电站，问平原地域制造厂在标准参考大气条件下进行1min工频耐受电压试验时，其试验电压应为多少kV？1-1气体放电过程中产生带电质点最关键方法是什么，为何？答:碰撞电离是气体放电过程中产生带电质点最关键方法。这是因为电子体积小，其自由行程(两次碰撞间质点经过距离)比离子大得多，所以在电场中取得动能比离子大得多。其次．因为电子质量远小于原子或分子，所以当电子动能不足以使中性质点电离时，电子会遭到弹射而几乎不损失其动能；而离子因其质量和被碰撞中性质点相近，每次碰撞全部会使其速度减小，影响其动能积累。1-2简明叙述汤逊放电理论。答:设外界光电离原因在阴极表面产生了一个自由电子，此电子抵达阳极表面时因为过程，电子总数增至个。假设每次电离撞出一个正离子，故电极空间共有（－1）个正离子。这些正离子在电场作用下向阴极运动，并撞击阴极．根据系数定义，此（－1）个正离子在抵达阴极表面时可撞出（－1）个新电子，则(-1)个正离子撞击阴极表面时，最少能从阴极表面释放出一个有效电子，以填补原来那个产生电子崩并进入阳极电子，则放电达成自持放电。即汤逊理论自持放电条件可表示为r(-1)=1或＝1。1-3为何棒－板间隙中棒为正极性时电晕起始电压比负极性时略高？答:（1）当棒含有正极性时，间隙中出现电子向棒运动，进入强电场区，开始引发电离现象而形成电子崩。伴随电压逐步上升，到放电达成自持、爆发电晕之前，在间隙中形成相当多电子崩。当电子崩达成棒极后，其中电子就进入棒极，而正离子仍留在空间，相对来说缓慢地向板极移动。于是在棒极周围，积聚起正空间电荷，从而降低了紧贴棒极周围电场，而略为加强了外部空间电场。这么，棒极周围电场被减弱，难以造成流柱，这就使得自持放电也即电晕放电难以形成。（2）当棒含有负极性时，阴极表面形成电子立即进入强电场区，造成电子崩。当电子崩中电子离开强电场区后，电子就不再能引发电离，而以越来越慢速度向阳极运动。一部份电子直接消失于阳极，其它可为氧原子所吸附形成负离子。电子崩中正离子逐步向棒极运动而消失于棒极，但因为其运动速度较慢，所以在棒极周围总是存在着正空间电荷。结果在棒极周围出现了比较集中正空间电荷，而在其后则是很分散负空间电荷。负空间电荷因为浓度小，对外电场影响不大，而正空间电荷将使电场畸变。棒极周围电场得到增强，所以自持放电条件易于得到满足、易于转入流柱而形成电晕放电。1-4雷电冲击电压标准波形波前和波长时间是怎样确定？答：图1-13表示雷电冲击电压标准波形和确定其波前和波长时间方法(波长指冲击波衰减至半峰值时间)。图中O为原点，P点为波峰。国际上全部用图示方法求得名义零点。图中虚线所表示，连接P点和0.3倍峰值点作虚线交横轴于点，这么波前时间、和波长全部从算起。现在国际上大多数国家对于标准雷电波波形要求是：，图1-13标准雷电冲击电压波形－波前时间－半峰值时间冲击电压峰值1-5操作冲击放电电压特点是什么？答：操作冲击放电电压特点：（1）U形曲线，其击穿电压和波前时间相关而和波尾时间无关；（2）极性效应，正极性操作冲击50％击穿电压全部比负极性低；（3）饱和现象；（4）分散性大；（5）邻近效应，接地物体靠近放电间隙会显著降低正极性击穿电压。1-6影响套管沿面闪络电压关键原因有哪些？答：影响套管沿面闪络电压关键原因有（1）电场分布情况和作用电压波形影响（2）电介质材料影响（3）气体条件影响（4）雨水影响1-7含有强垂直分量时沿面放电和含有弱垂直分量时沿面放电，哪个对绝缘危害比较大，为何？答：含有强垂直分量时沿面放电对绝缘危害比较大。电场含有弱垂直分量情况下，电极形状和部署已使电场很不均匀，所以介质表面积聚电荷使电压重新分布所造成电场畸变，不会显著降低沿面放电电压。另外这种情况下电场垂直分量较小．沿表面也没有较大电容电流流过，放电过程中不会出现热电离现象，故没有显著滑闪放电，所以垂直于放电发展方向介质厚度对放电电压实际上没有影响。其沿面闪络电压和空气击穿电压差异相比强垂直分量时要小得多。1-8某距离4m棒-极间隙。在夏季某日干球温度=30℃，湿球温度=25℃，气压=99.8kPa大气条件下，问其正极性50%操作冲击击穿电压为多少kV?（空气相对密度=0.95）答：距离为4m棒-极间隙，其标准参考大气条件下正极性50%操作冲击击穿电压=1300kV。查《高电压技术》可得空气绝对湿度。从而再由图3-1求得参数。求得参数=1300/（500×4×0.95×1.1）=0.62，于是由图3-3得指数。空气密度校正因数湿度校正因数所以在这种大气条件下，距离为4m棒-极间隙正极性50%操作冲击击穿电压为。1-9某母线支柱绝缘子拟用于海拔4500m高原地域35kV变电站，问平原地域制造厂在标准参考大气条件下进行1min工频耐受电压试验时，其试验电压应为多少kV？解：查GB311.1-1997要求可知，35kV母线支柱绝缘子1min干工频耐受电压应为100kV，则可算出制造厂在平原地域进行出厂1min干工频耐受电压试验时，其耐受电压U应为第二章液体绝缘特征和介质电气强度2-1电介质极化基础形式有哪多个，各有什么特点？2-2怎样用电介质极化微观参数去表征宏观现象？2-3非极性和极性液体电介质中关键极化形式有什么区分？2-4极性液体介电常数和温度、电压、频率有什么样关系？2-5液体电介质电导是怎样形成？电场强度对其有何影响？2-6现在液体电介质击穿理论关键有哪些？2-7液体电介质中气体对其电击穿有何影响？2-8水分、固体杂质对液体电介质绝缘性能有何影响？2-9怎样提升液体电介质击穿电压？2-1电介质极化基础形式有哪多个，各有什么特点？答：电介质极化基础形式有（１）电子位移极化图（1）电子式极化（２）偶极子极化图（2）偶极子极化（a）无外电场时（b）有外电场时1—电极2—电介质（极性分子）2-2怎样用电介质极化微观参数去表征宏观现象？答：克劳休斯方程表明，要由电介质微观参数（N、）求得宏观参数—介电常数，必需先求得电介质有效电场。（１）对于非极性和弱极性液体介质，有效电场强度式中，为极化强度（）。上式称为莫索缔（Mosotti）有效电场强度，将其代入克劳休斯方程[式(2-11)]，得到非极性和弱极性液体介质极化方程为（２）对于极性液体介质，因为极性液体分子含有固有偶极矩，它们之间距离近，相互作用强，造成强附加电场，洛伦兹球内分子作用电场≠0，莫索缔有效电场不适用。2-3非极性和极性液体电介质中关键极化形式有什么区分？答：非极性液体和弱极性液体电介质极化中起关键作用是电子位移极化，偶极子极化对极化贡献甚微；极性液体介质包含中极性和强极性液体介质，这类介质在电场作用下，除了电子位移极化外，还有偶极子极化，对于强极性液体介质，偶极子转向极化往往起关键作用。2-4极性液体介电常数和温度、电压、频率有什么样关系？答：（１）温度对极性液体电介质值影响图2-2所表示，当温度很低时，因为分子间联络紧密，液体电介质黏度很大，偶极子转动困难，所以很小；伴随温度升高，液体电介质黏度减小，偶极子转动幅度变大，随之变大；温度继续升高，分子热运动加剧，阻碍极性分子沿电场取向，使极化减弱，又开始减小。（２）频率对极性液体电介质值影响图2-1所表示，频率太高时偶极子来不及转动，所以值变小。其中相当于直流电场下介电常数，f>f1以后偶极子越来越跟不上电场交变，值不停下降；当频率f=f2时，偶极子已经完全跟不上电场转动了，这时只存在电子式极化，减小到，常温下，极性液体电介质≈3～6。2-5液体电介质电导是怎样形成？电场强度对其有何影响？答：液体电介质电导形成：（１）离子电导——分为本征离子电导和杂质离子电导。设离子为正离子，它们处于图２－５中A、B、C等势能最低位置上作振动，其振动频率为υ，当离子热振动能超出邻近分子对它束缚势垒时，离子即能离开其稳定位置而迁移。（２）电泳电导——在工程中，为了改善液体介质一些理化性能，往往在液体介质中加入一定量树脂，这些树脂在液体介质中部分呈溶解状态，部分可能呈胶粒状悬浮在液体介质中，形成胶体溶液，另外，水分进入一些液体介质也可能造成乳化状态胶体溶液。这些胶粒均带有一定电荷，当胶粒介电常数大于液体介电常数时，胶粒带正电；反之，胶粒带负电。胶粒相对于液体电位通常是恒定，在电场作用下定向迁移组成“电泳电导”。电场强度影响（１）弱电场区：在通常条件下，当外加电场强度远小于击穿场强时，液体介质离子电导率是和电场强度无关常数，其导电规律遵从欧姆定律。（２）强电场区：在E≥107V/m强电场区，电流随电场强度呈指数关系增加，除极纯净液体介质外，通常不存在显著饱和电流区。液体电介质在强电场下电导含有电子碰撞电离特点。2-6现在液体电介质击穿理论关键有哪些？答：液体介质击穿理论关键有三类：（１）高度纯净去气液体电介质电击穿理论（２）含气纯净液体电介质气泡击穿理论（３）工程纯液体电介质杂质击穿理论2-7液体电介质中气体对其电击穿有何影响？答：气泡击穿见解认为，不管因为何种原因使液体中存在气泡时，因为交变电压下两串联介质中电场强度和介质介电常数成反比，气泡中电场强度比液体介质高，而气体击穿场强又比液体介质低得多，所以总是气泡先发生电离，这又使气泡温度升高，体积膨胀，电离将深入发展；而气泡电离产生高能电子又碰撞液体分子，使液体分子电离生成更多气体，扩大气体通道，当气泡在两极间形成“气桥”时，液体介质就能在此通道中发生击穿。热化气击穿见解认为，当液体中平均场强达成107～108V/m时，阴极表面微尖端处场强就可能达成108V/m以上。因为场致发射，大量电子由阴极表面微尖端注入到液体中，估量电流密度可达105A/m2以上。按这么电流密度来估算发烧，单位体积、单位时间中发烧量约为1013J/（s·），这些热量用来加热周围液体，足以使液体气化。当液体得到能量等于电极周围液体气化所需热量时，便产生气泡，液体击穿。电离化气击穿见解认为，当液体介质中电场很强时，高能电子出现，使液体分子C—H键（C—C键）断裂，液体放气。2-8水分、固体杂质对液体电介质绝缘性能有何影响？答：（１）水分影响当水分在液体中呈悬浮状态存在时，因为表面张力作用，水分呈圆球状（即胶粒），均匀悬浮在液体中，通常水球直径约为10-2～10-4cm。在外电场作用下，因为水介电常数很大，水球轻易极化而沿电场方向伸长成为椭圆球，假如定向排列椭圆水球贯穿于电极间形成连续水桥，则液体介质在较低电压下发生击穿。（２）固体杂质影响通常固体悬浮粒子介电常数比液体大，在电场力作用下，这些粒子向电场强度最大区域运动，在电极表面电场集中处逐步积聚起来，使液体介质击穿场强降低。2-9怎样提升液体电介质击穿电压？答：工程应用上常常对液体介质进行过滤、吸附等处理，除去粗大杂质粒子，以提升液体介质击穿电压。第三章固体绝缘特征和介质电气强度3-1什么叫电介质极化？极化强度是怎么定义？3-2固体无机电介质中，无机晶体、无机玻璃和陶瓷介质损耗关键由那些损耗组成？3-3固体介质表面电导率除了介质性质之外，还和那些原因相关？它们各有什么影响？3-4固体介质击穿关键有那多个形式？它们各有什么特征？3-5局部放电引发电介质劣化、损伤关键原因有那些？3-6聚合物电介质树枝化形式关键有那多个？它们各是什么原因形成？3-7均匀固体介质热击穿电压是怎样确定？3-8试比较气体、液体和固体介质击穿过程异同。3-1什么叫电介质极化？极化强度是怎么定义？答：电介质极化是电介质在电场作用下，其束缚电荷对应于电场方向产生弹性位移现象和偶极子取向现象。电介质极化强度可用介电常数大小来表示，它和该介质分子极性强弱相关，还受到温度、外加电场频率等原因影响。3-2固体无机电介质中，无机晶体、无机玻璃和陶瓷介质损耗关键由哪些损耗组成？答：（１）无机晶体介质只有位移极化，其介质损耗关键起源于电导；（２）无机玻璃介质损耗能够认为关键由三部分组成：电导损耗、松弛损耗和结构损耗；（３）陶瓷介质可分为含有玻璃相和几乎不含玻璃相两类，第一类陶瓷是含有大量玻璃相和少许微晶结构，其介质损耗关键由三部分组成：玻璃相中离子电导损耗、结构较松多晶点阵结构引发松弛损耗和气隙中含水引发界面附加损耗，tan相当大。第二类是由大量微晶晶粒所组成，仅含有极少许或不含玻璃相，通常结晶相结构紧密，tan比第一类陶瓷小得多。3-3固体介质表面电导率除了介质性质之外，还和哪些原因相关？它们各有什么影响？答：介质表面电导率不仅和介质性质相关，而且强烈地受到周围环境湿度、温度、表面结构和形状和表面粘污情况影响。（１）电介质表面吸附水膜对表面电导率影响因为湿空气中水分子被吸附于介质表面，形成一层很薄水膜。因为水本身为半导体（m），所以介质表面水膜将引发较大表面电流，使增加。（２）电介质分子结构对表面电导率影响电介质按水在介质表面分布状态不一样，可分为亲水电介质和疏水电介质两大类。a)亲水电介质：这种介质表面所吸附水易于形成连续水膜，故表面电导率大，尤其是部分含有碱金属离子介质，介质中碱金属离子还会进入水膜，降低水电阻率，使表面电导率深入上升，甚至丧失其绝缘性能。b)疏水电介质：这些介质分子为非极性分子所组成，它们对水吸引力小于水分子内聚力，所以吸附在这类介质表面水往往成为孤立水滴，其接触角，不能形成连续水膜，故很小，且大气湿度影响较小。（３）电介质表面清洁度对表面电导率影响表面沾污尤其是含有电解质沾污，将会引发介质表面导电水膜电阻率下降，从而使升高。3-4固体介质击穿关键有哪多个形式？它们各有什么特征？答：固体电介质击穿中，常见有热击穿、电击穿和不均匀介质局部放电引发击穿等形式。（１）热击穿热击穿关键特征是：不仅和材料性能相关，还在很大程度上和绝缘结构（电极配置和散热条件）及电压种类、环境温度等相关，所以热击穿强度不能看作是电介质材料本征特征参数。（２）电击穿电击穿关键特征是：击穿场强高，实用绝缘系统不可能达成；在一定温度范围内，击穿场强随温度升高而增大，或改变不大。均匀电场中电击穿场强反应了固体介质耐受电场作用能力最大程度，它仅和材料化学组成及性质相关，是材料特征参数之一。（３）不均匀电介质击穿击穿从耐电强度低气体开始，表现为局部放电，然后或快或慢地随时间发展至固体介质劣化损伤逐步扩大，致使介质击穿。3-5局部放电引发电介质劣化、损伤关键原因有哪些？答：局部放电引发电介质劣化损伤机理是多方面，但关键有以下三个方面：（１）电作用：带电粒子对电介质表面直接轰击作用，使有机电介质分子主链断裂；（２）热作用：带电粒子轰击作用引发电介质局部温度上升，发生热熔解或热降解；（３）化学作用：局部放电产生受激分子或二次生成物作用，使电介质受到侵蚀可能比电、热作用危害更大。3-6聚合物电介质树枝化形式关键有哪多个？它们各是什么原因形成？答：引发聚合物电介质树枝化原因是多方面，所产生树枝亦不一样。（1）电树枝树枝因介质中间歇性局部放电而缓慢地扩展，或在脉冲电压作用下快速发展，或在无任何局部放电情况下，因为介质中局部电场集中而发生。（２）水树枝树枝因存在水分而缓慢发生，如在水下运行200～700V低压电缆中也发觉有树枝，通常称为水树枝，即直流电压下也能促进树枝化。（３）电化学树枝因环境污染或绝缘中存在杂质而引发，如电缆中因为腐蚀性气体在线芯处扩散，和铜发生反应就形成电化学树枝。3-7均匀固体介质热击穿电压是怎样确定？答：通常情况下，能够近似化为以下两种极端情况来讨论（1）脉冲热击穿认为电场作用时间很短，以致导热过程能够忽略不计，则热平衡方程为（2）稳态热击穿电压长时间作用，介质内温度改变极慢，热击穿临界电压为3-8试比较气体、液体和固体介质击穿过程异同。答：（１）气体介质击穿过程气体放电全部有从电子碰撞电离开始发展到电子崩阶段。因为外电离原因作用，在阴极周围出现一个初始电子，这一电子在向阳极运动时，如电场强度足够大，则会发生碰撞电离，产生1个新电子。新电子和初始电子在向阳极行进过程中还会发生碰撞电离，产生两个新电子，电子总数增加到4个。第三次电离后电子数将增至8个，即按几何级数不停增加。电子数如雪崩式增加，即出现电子崩。（2）液体介质击穿过程a)电击穿理论以碰撞电离开始为击穿条件。　　液体介质中因为阴极场致发射或热发射电子在电场中被加速而取得动能，在它碰撞液体分子时又把能量传输给液体分子，电子损失能量全部用于激发液体分子热振动。当电子在相邻两次碰撞间从电场中得到能量大于hυ时，电子就能在运动过程中逐步积累能量，至电子能量大到一定值时，电子和液体相互作用时便造成碰撞电离。b)气泡击穿理论液体中存在气泡时，因为交变电压下两串联介质中电场强度和介质介电常数成反比，气泡中电场强度比液体介质高，而气体击穿场强又比液体介质低得多，所以气泡先发生电离，使气泡温度升高，体积膨胀，电离深入发展；而气泡电离产生高能电子又碰撞液体分子，使液体分子电离生成更多气体，扩大气体通道，当气泡在两极间形成“气桥”时，液体介质就能在此通道中发生击穿。（３）固体介质击穿过程固体电介质击穿中，常见有热击穿、电击穿和不均匀介质局部放电引发击穿等形式。a)热击穿当固体电介质加上电场时，电介质中发生损耗将引发发烧，使介质温度升高，最终造成热击穿。b)电击穿在较低温度下，采取了消除边缘效应电极装置等严格控制条件下，进行击穿试验时出现一个击穿现象。c)不均匀介质局部放电引发击穿从耐电强度低气体开始，表现为局部放电，然后或快或慢地随时间发展至固体介质劣化损伤逐步扩大，致使介质击穿。第四章绝缘预防性试验4-1测量绝缘电阻能发觉哪些绝缘缺点?试比较它和测量泄漏电流试验项目标异同。4-2绝缘干燥时和受潮后吸收特征有什么不一样？为何测量吸收比能很好判定绝缘是否受潮？4-3简述西林电桥工作原理。为何桥臂中一个要采取标准电容器?这—试验项目标测量正确度受到哪些原因影响?4-4在现场测量tanδ而电桥无法达成平衡时，应考虑到什么情况并采取何种方法使电桥调到平衡?4-5什么是测量tanδ正接线和反接线?它们各适适用于什么场所?4-6综合比较本章中介绍多种预防性试验项目标效能和优缺点(能够发觉和不易发觉绝缘缺点种类、 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灵敏度、抗干扰能力、不足等)。4-7总结进行多种预防性试验时应注意事项。4-8对绝缘检验性试验方法，除本章所述者外，还有哪些可能方向值得进行探索研究?请开拓性地、探索性地考虑一下，也请大致估量一下这些方法各适适用于何种电气设备，对探测何种绝缘缺点可能有效。4-9综累计论：现行对绝缘离线检验性试验存在哪些不足之处?探索一下：对一些电气设备绝缘进行在线检测可能性和原理性方法。4-1测量绝缘电阻能发觉哪些绝缘缺点?试比较它和测量泄漏电流试验项目标异同。答：测量绝缘电阻能有效地发觉下列缺点：总体绝缘质量欠佳；绝缘受潮；两极间有贯穿性导电通道；绝缘表面情况不良。测量绝缘电阻和测量泄露电流试验项目标相同点：二者原理和适用范围是一样，不一样是测量泄漏电流可使用较高电压(10kV及以上)，所以能比测量绝缘电阻更有效地发觉部分还未完全贯通集中性缺点。4-2绝缘干燥时和受潮后吸收特征有什么不一样？为何测量吸收比能很好判定绝缘是否受潮？答：绝缘干燥时吸收特征，而受潮后吸收特征。假如测试品受潮，那么在测试时，吸收电流不仅在起始时就降低，同时衰减也很快，吸收比比值会有显著不一样，所以经过测量吸收比能够判定绝缘是否受潮。4-3简述西林电桥工作原理。为何桥臂中一个要采取标准电容器?这—试验项目标测量正确度受到哪些原因影响?答：西林电桥是利用电桥平衡原理，当流过电桥电流相等时，电流检流计指向零点，即没有电流经过电流检流计，此时电桥相对桥臂上阻抗乘积值相等，经过改变R3和C4来确定电桥平衡以最终计算出Cx和tanδ。采取标准电容器是因为计算被试品电容需要多个值来确定，假如定下桥臂电容值，在计算出tanδ情况下仅仅调整电阻值就能够最终确定被试品电容值大小。这一试验项目标测量正确度受到下列原因影响：处于电磁场作用范围电磁干扰、温度、试验电压、试品电容量和试品表面泄露影响。4-4在现场测量tanδ而电桥无法达成平衡时，应考虑到什么情况并采取何种方法使电桥调到平衡?答：此时可能是处于外加电场干扰下，应采取下列方法使电桥调到平衡：（1）加设屏蔽，用金属屏蔽罩或网把试品和干扰源隔开；（2）采取移相电源；（3）倒相法。4-5什么是测量tanδ正接线和反接线?它们各适适用于什么场所?答：正接线是被试品CX两端均对地绝缘，连接电源高压端，而反接线是被试品接于电源低压端。反接线适适用于被试品一极固定接地时，而正接线适适用于其它情况。4-6综合比较本章中介绍多种预防性试验项目标效能和优缺点(能够发觉和不易发觉绝缘缺点种类、检测灵敏度、抗干扰能力、不足等)。答：测量绝缘电阻能有效地发觉下列缺点：总体绝缘质量欠佳；绝缘受潮；两极间有贯穿性导电通道；绝缘表面情况不良。测量绝缘电阻不能发觉下列缺点：绝缘中局部缺点：如非贯穿性局部损伤、含有气泡、分层脱开等；绝缘老化：因为已经老化绝缘，其绝缘电阻还可能是相当高。4-7总结进行多种预防性试验时应注意事项。答：测量绝缘电阻时应注意下列几点：(1)试验前应将试品接地放电一定时间。对容量较大试品，通常要求5-10min．这是为了避免被试品上可能存留残余电荷而造成测量误差。试验后也应这么做，以求安全。(2)高压测试连接线应尽可能保持架空，确需使用支撑时，要确定支撑物绝缘对被试品绝缘测量结果影响极小。(3)测量吸收比时，应待电源电压达稳定后再接入试品，并开始计时。(4)对带有绕组被试品，加先将被测绕组首尾短接，再接到L端子：其它非被测绕组也应先首尾短接后再接到应接端子。(5)绝缘电阻和温度有十分显著关系。绝缘温度升高时，绝缘电阻大致按指数率降低．吸收比值也会有所改变。所以，测量绝缘电阻时，应正确统计当初绝缘温度，而在比较时，也应按对应温度时值来比较。(6)每次测试结束时，应在保持兆欧表电源电压条件下，先断开L端子和被试品连线，以免试品对兆欧表反向放电，损坏仪表。4-8对绝缘检验性试验方法，除本章所述者外，还有哪些可能方向值得进行探索研究?请开拓性地、探索性地考虑一下，也请大致估量一下这些方法各适适用于何种电气设备，对探测何种绝缘缺点可能有效。答：略4-9综累计论：现行对绝缘离线检验性试验存在哪些不足之处?探索一下：对一些电气设备绝缘进行在线检测可能性和原理性方法。答：不足之处：需要停电进行，而不少关键电力设备不能轻易地停止运行；监测间隔周期较长，不能立即发觉绝缘故障；停电后设备状态和运行时设备状态不相符，影响诊疗正确性。第五章电气绝缘高电压试验5-1简述直流耐压试验和交流相比有哪些关键特点。5-2直流耐压试验电压值选择方法是什么？5-3高压试验室中被用来测量交流高电压方法常见有多个？5-4简述高压试验变压器调压时基础要求。5-535kV电力变压器，在大气条件为时做工频耐压试验，应选择球隙球极直径为多大？球隙距离为多少？5-6工频高压试验需要注意问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ？5-7简述冲击电流发生器基础原理。5-8冲击电压发生器起动方法有哪多个？5-9最常见测量冲击电压方法有哪多个？5-1简述直流耐压试验和交流相比有哪些关键特点。答：（1）直流下没有电容电流，要求电源容量很小，加上可么用串级方法产生高压直流，所以试验设备能够做得比较轻巧，适合于现场预防性试验要求。尤其对容量较大试品，假如做交流耐压试验，需要较大容量试验设备，在通常情况下不轻易办到。而做直流耐压试验时，只需供给绝缘泄漏电流（最高只达毫安级），试验设备能够做得体积小而且比较轻便，适合现场预防性试验要求。（2）在试验时能够同时测量泄漏电流，由所得“电压一电流”曲线能有效地显示绝缘内部集中性缺点或受潮，提供相关绝缘状态补充信息。（3）直流耐压试验比之交流耐压试验更能发觉电机端部绝缘缺点。其原因是直流下没有电容电流流经线棒绝缘，所以没有电容电流在半导体防晕层上造成电压降，故端部绝缘上分到电压较高，有利于发觉该处绝缘缺点。（4）在直流高压下，局部放电较弱，不会加紧有机绝缘材料分解或老化变质，在某种程度上带有非破坏性试验性质。5-2直流耐压试验电压值选择方法是什么？答：因为直流下绝缘介质损耗很小，局部放电发展也远比交流下微弱，所以直流下绝缘电气强度通常要比交流下高。在选择试验电压值时必需考虑到这一点，直流耐压试验所用电压往往更高些，并关键依据运行经验来确定，通常为额定电压2倍以上，且是逐层升压，一旦发觉异常现象，可立即停止试验，进行处理。直流耐压试验时间能够比交流耐压试验长部分，所以发电机试验时是以每级0.5倍额定电压分阶段升高，每阶段停留1min，读取泄漏电流值。电缆试验时，在试验电压下连续5min，以观察并读取泄漏电流值。5-3高压试验室中被用来测量交流高电压方法常见有多个？答：用测量球隙或峰值电压表测量交流电压峰值，用静电电压表测量交流电压有效值（峰值电压表和静电电压表还常和分压器配合使用以扩大仪表量程），为了观察被测电压波形，也可从分压器低压侧将输出被测信号送至示波器显示波形。5-4简述高压试验变压器调压时基础要求。答：试验变压器电压必需从零调整到指定值，同时还应注意：(1)电压应该平滑地调整，在有滑动触头调压器中，不应该发生火花；(2)调压器应在试验变压器输入端提供从零到额定值电压，电压含有正弦波形且没有畸变；(3)调压器容量应大于试验变压器容量。5-535kV电力变压器，在大气条件为℃时做工频耐压试验，应选择球隙球极直径为多大？球隙距离为多少？解：依据《规程》，35kV电力变压器试验电压为因为电力变压器绝缘性能基础上不受周围大气条件影响，所以保护球隙实际放电电压应为若取，也就是说，球隙实际放电电压等于106.9kV(最大值）。因为球隙放电电压和球极直径和球隙距离之间关系是在标准大气状态下得到，所以应该把实际放电电压换算到标准大气状态下放电电压U0，即，查球隙工频放电电压表，若选择球极直径为10cm，则球隙距离为4cm时，在标准大气状态下放电电压为105kV(最大值）。而在试验大气状态下放电电压5-6工频高压试验需要注意问题？答：在电气设备工频高压试验中，除了根据相关标准要求认真制订试验 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 外，还须注意下列问题：(1)预防工频高压试验中可能出现过电压；(2)试验电压波形畸变和改善方法。5-7简述冲击电流发生器基础原理。答：由一组高压大电容量电容器，先经过直流高压并联充电，充电时间为几十秒到几分；然后经过触发球隙击穿，并联地对试品放电，从而在试品上流过冲击大电流。图5-22冲击电压发生器原理图5-8冲击电压发生器起动方法有哪多个？答：冲击电压发生器起动方法有以下两种：①是自起动方法。这时只要将点火球隙F1极间距离调整到使其击穿电压等于所需充电电压Uc，当F1上电压上升到等于Uc时，Fl即自行击穿，起动整套装置。可见这时输出冲击电压高低关键取决于F1极间距离，提升充电电源电压，只能加紧充电速度和增大冲击波输出频度，而不能提升输出电压。②是使各级电容器充电到一个略低于F1击穿电压电压水平上，处于准备动作状态，然后利用点火装置产生一点火脉冲，达成点火球隙F1中一个辅助间隙上使之击穿并引发F1主间隙击穿，以起动整套装置。5-9最常见测量冲击电压方法有哪多个？答：现在最常见测量冲击电压方法有：①分压器-示波器；②测量球隙；③分压器-峰值电压表。球隙和峰值电压表只能测量电压峰值，示波器则能统计波序，即不仅指示峰值而且能显示电压随时间改变过程。第七章输电线路和绕组中波过程7-1为何需要用波动过程研究电力系统中过电压？7-2试分析波阻抗物理意义及其和电阻之不一样点？7-3试分析直流电势E合闸于有限长导线(长度为，波阻为Z)情况，末端对地接有电阻R(习题7-3图)。假设直流电源内阻为零。(1)当R=Z时，分析末端和线路中间电压波形；(2)时，分析末端和线路中间电压波形；(3)当R=0时，分析末端电流波形和线路中间电压波形。习题7-3图7-4母线上接有波阻抗分别为、、三条出线，从Z1线路上传来幅值为E无穷长直角电压波。求出在线路Z3出现折射波和在线路Z1上反射波。7-5有一直角电压波E沿被阻抗为Z＝500线路传输，线路末端接有对地电容C＝O.0l。(1)画出计算末端电压彼德逊等值电路，并计算线路末端电压波形；(2)选择合适参数，把电容C等值为线段，用网格独计算线路末端电压波形；(3)画出以上求得电压波形，并进行比较。7-6波在传输中衰减和畸变关键原因？说明冲击电晕对雷电波波形影响原因？7-7当冲击电压作用于变压器绕组时，在变压器绕组内将出现振荡过程，试分析出现振荡根本原因，并由此分析冲击电压波形对振荡影响。7-8说明为何需要限制旋转电机侵入波陡度。7-1为何需要用波动过程研究电力系统中过电压？答：实际电力系统采取三相交流或双极直流输电，属于多导线线路，而且沿线路电场、磁场和损耗情况也不尽相同，所以所谓均匀无损单导线线路实际上是不存在。但为了揭示线路波过程物理本质和基础规律，可临时忽略线路电阻和电导损耗，假定沿线线路参数四处相同，故首先研究均匀无损单导线中波过程。7-2试分析波阻抗物理意义及其和电阻之不一样点？答：分布参数线路波阻抗和集中参数电路电阻即使有相同量纲，但物理意义上有着本质不一样：（1）波阻抗表示向同一方向传输电压波和电流波之间比值大小；电磁被经过波阻抗为Z无损线路时，其能量以电磁能形式储存于周围介质中．而不像经过电阻那样被消耗掉。（2）为了区分不一样方向行波，Z前面应有正负号。（3）假如导线上有前行波，又有反行波，两波相遇时，总电压和总电流比值不再等于波阻抗，即（4）波阻抗数值Z只和导线单位长度电感L0和电容C0相关，和线路长度无关。7-3试分析直流电势E合闸于有限长导线(长度为l，波阻为Z)情况，末端对地接有电阻R(图7-24所表示)。假设直流电源内阻为零。(1)当R=Z时，分析末端和线路中间电压波形；(2)时，分析末端和线路中间电压波形；(3)当R=0时，分析末端电流波形和线路中间电压波形。解：（1）当R=Z时，没有反射电压波和反射电流波，即。则末端和线路中间电压相同，，波形以下。图(1)末端接集中负载R=Z时电压波形（2）当初，依据折射和反射系数计算公式（7-17），，即末端电压U2=u2f=2E，反射电压u1b=E，线路中间电压，波形以下。图(2)末端开路时电压波形（3）当R=0时，依据折射和反射系数计算公式（7-17），，即线路末端电压U2=u2f=0，反射电压u1b=-E，线路中间电压。反射电流i1b=。在反射波抵达范围内，导线上各点电流为，末端电流。图(3－1)末端接地时末端电流波形图(3－2)末端接地时线路中间电压波形7-4母线上接有波阻抗分别为Z1、Z2、Z3三条出线，从Z1线路上传来幅值为E无穷长直角电压波。求出在线路Z3出现折射波和在线路Z1上反射波。解：当无穷长直角波沿线路Z1达成母线后，在线路Z1上除、外又会产生新行波、，所以线路上总电压和电流为设线路Z2为无限长，或在线路Z2上未产生反射波前，线路Z2上只有前行波没有反行波，则线路Z2上电压和电流为同理，线路Z3上电压和电流为然而母线上只能有一个电压电流，所以其左右两边电压电流相等，即，，所以有将，，，，代入上式得，线路Z3出现折射波线路Z1出现反射波7-5有一直角电压波E沿波阻抗为Z＝500线路传输，线路末端接有对地电容C＝O.0l。(1)画出计算末端电压彼德逊等值电路，并计算线路末端电压波形；(2)选择合适参数，把电容C等值为线段，用网格图计算线路末端电压波形；(3)画出以上求得电压波形，并进行比较。解：（１）计算末端电压彼德逊等值电路图（4），线路末端电压为图（4）　彼德逊等值电路（２）略（３）略7-6波在传输中衰减和畸变关键原因？说明冲击电晕对雷电波波形影响原因？答：波衰减和变形受到以下原因影响：（1）线路电阻和绝缘电导影响实际输电线路并不满足无变形条件（式7-28），所以波在传输过程中不仅会衰减，同时还会变形。另外因为集肤效应，导线电阻伴随频率增加而增加。任意波形电磁波能够分解成为不一样频率分量，因为多种频率下电阻不一样，波衰减程度不一样，所以也会引发波传输过程中变形。（2）冲击电晕影响因为电晕要消耗能量，消耗能量大小又和电压瞬时值相关，故将使行波发生衰减同时伴随有波形畸变。冲击电晕对雷电波波形影响原因：雷电冲击波幅值很高，在导线上将产生强烈冲击电晕。研究表明，形成冲击电晕所需时间很短，大约在正冲击时只需0.05，在负冲击时只需0.01；而且和电压陡度关系很小。由此能够认为，在不是很陡峭波头范围内，冲击电晕发展关键只和电压瞬时值相关。不过不一样极性对冲击电晕发展有显著影响。当产生正极性冲击电晕时，电子在电场作用下快速移向导线，正空间电荷加强距离导线较远处电场强度，有利于电晕深入发展；电晕外观是从导线向外引出数量较多较长细丝。当产生负极性电晕时，正空间电荷移动不大，它存在减弱了距导线较远处电场强度．使电晕不易发展；电晕外观上是较为完整光圈。因为负极性电晕发展较弱，而雷电大部分是负极性，所以在过电压计算中常以负极性电晕作为计算依据。7-7当冲击电压作用于变压器绕组时，在变压器绕组内将出现振荡过程，试分析出现振荡根本原因，并由此分析冲击电压波形对振荡影响。答：出现振荡根本原因：因为变压器稳态电位分布和起始电位分布不一样，所以从起始分布到稳态分布，其间必有一个过渡过程。而且因为绕组电感和电容之间能量转换，使过渡过程含有振荡性质。冲击电压波形对振荡影响:变压器绕组振荡过程，和作用在绕组上冲击电压波形相关。波头陡度愈大，振荡愈猛烈；陡度愈小，因为电感分流影响，起始分布和稳态分布愈靠近，振荡就会愈缓解，所以绕组各点对地电位和电位梯度最大值也将降低。另外波尾也有影响，在短波作用下，振荡过程还未充足激提议来时，外加电压已经大大衰减，故使绕组各点对地电位和电位梯度也较低。7-8说明为何需要限制旋转电机侵入波陡度。答：在直接和电网架空线连接方法下，雷电产生冲击电压直接从线路传到电机，对电机危害性很大，需采取限制侵入波陡度保护方法，使得侵入电机冲击电压波头较平缓，匝间电容作用也就对应减弱。第八章雷电过电压及防护8-1试述雷电放电基础过程及各阶段特点。8-2试述雷电流幅值定义，分别计算下列雷电流幅值出现概率：30kA、50kA、88kA、100kA、150kA、200kA。8-3雷电过电压是怎样形成？8-4某变电所配电构架高11m，宽10.5m，拟在构架侧旁装设独立避雷针进行保护，避雷针距构架最少5m。试计算避雷针最低高度。8-5设某变电所四支等高避雷针，高度为25m，部署在边长为42m正方形四个顶点上，试绘出高度为11m被保护设备，试求被保护物高度最小保护宽度。8-6什么是避雷线保护角？保护角对线路绕击有何影响？8-7试分析排气式避雷器和保护间隙相同点和不一样点。8-8试比较一般阀式避雷器和金属氧化物避雷器性能，说说金属氧化物避雷器有哪些优点？8-9试述金属氧化物避雷器特征和各项参数意义。8-10限制雷电过电压破坏作用基础方法是什么？这些防雷设备各起什么保护作用？8-11平原地域110kV单避雷线线路水泥杆塔图所表示，绝缘子串由6×X－7组成，长为1.2m，其正极性U50%为700kV，杆塔冲击接地电阻为7Ω，导线和避雷线直径分别为21.5mm和7.8mm，15℃时避雷线弧垂2.8m，下导线弧垂5.3m，其它数据标注在图中，单位为m，试求该线路耐雷水平和雷击跳闸率。习题8-11图8-12某平原地域550kV输电线路档距为400m，导线水平部署，导线悬挂高度为28.15m，相间距离为12.5m，15℃时弧垂12.5m。导线四分裂，半径为11.75mm，分裂距离0.45m(等值半径为19.8cm)。两根避雷线半径5.3mm，相距21.4m，其悬挂高度为37m，15℃时弧垂9.5m。杆塔电杆15.6μH，冲击接地电阻为10Ω。线路采取28片XP-16绝缘子，串长4.48m，其正极性U50%为2.35MV，负极性U50%为2.74MV，试求该线路耐雷水平和雷击跳闸率。8-13为何110kV及以上线路通常采取全线架设避雷线保护方法，而35kV及以下线路不采取？8-14输电线路防雷有哪些基础方法。8-15变电所进线段保护作用和要求是什么？8-16试述变电所进线段保护标准接线中各元件作用。8-17某110kV变电所内装有FZ-110J型阀式避雷器，其安装点到变压器电气距离为50m，运行中常常有两路出线，其导线平均对地高度为10m，试确定应有进线保护段长度。8-18试述旋转电机绝缘特点及直配电机防雷保护方法。8-19说明直配电机防雷保护中电缆段作用。8-20试述气体绝缘变电所防雷保护特点和方法。8-21什么是接地？接地有哪些类型？各有何用途？8-22什么是接地电阻，接触电压和跨步电压？8-23试计算图8-44所表示接地装置冲击接地电阻。已知垂直接地极是由6根直径为1.8cm、长3m圆管组成，土壤电阻率为200Ω·m，雷电流为40A时冲击系数为0.5，冲击利用系数为0.7。8-24某220kV变电所，采取型部署，变电所面积为194.5m×201.5m，土壤电阻率为300Ω·m，试估算其接地网工频接地电阻。8-1试述雷电放电基础过程及各阶段特点。答：雷电放电基础过程包含先导放电、主放电和余辉放电三个阶段。（1）先导放电阶段——开始产生先导放电是跳跃式向前发展。先导放电常常表现为分枝状，这些分枝状先导放电通常只有一条放电分支达成大地。整个先导放电时间约0.005~0.01s，对应于先导放电阶段雷电流很小。（2）主放电阶段——主放电过程是逆着负先导通道由下向上发展。在主放电中，雷云和大地之间所聚集大量电荷，经过先导放电所开辟狭小电离通道发生猛烈电荷中和，放出巨大光和热。在主放电阶段，雷击点有巨大电流流过，主放电时间极短。（3）余辉放电阶段——当主放电阶段结束后，雷云中剩下电荷将继续沿主放电通道下移，使通道连续维持着一定余辉。余辉放电电流仅数百安，但连续时间可达0.03~0.05s。8-2试述雷电流幅值定义，分别计算下列雷电流幅值出现概率：30kA、50kA、88kA、100kA、150kA、200kA。答：依据式（8-4），。其中，P为雷电流幅值超出I概率，I为雷电流幅值。则雷电流幅值为30kA、50kA、88kA、100kA、150kA、200kA时，对应概率分别为45.61%、27.03%、10.00%、7.31%、1.97%、0.53%。8-3雷电过电压是怎样形成？答：雷电过电压形成包含以下多个情况。（1）直击雷过电压a.雷直击于地面上接地良好物体（图8-3）时，流过雷击点A电流即为雷电流i。采取电流源彼德逊等值电路，则雷电流沿雷道波阻抗下来雷电入射波幅值I0=I/2，A点电压幅值。b.雷直击于输电线路导线（图8-4）时，电流波向线路两侧流动，假如电流电压均以幅值表示，则导线被击点A过电压幅值为（2）感应雷过电压雷云对地放电过程中，放电通道周围空间电磁场急剧改变，会在周围线路导线上产生过电压（图8-5）。在雷云放电先导阶段，先导通道中充满了电荷，图8-5（a）所表示，这些电荷对导线产生静电感应，在负先导周围导线上积累了异号正束缚电荷，而导线上负电荷则被排斥到导线远端。因为先导放电速度很慢，所以导线上电荷运动也很慢，由此引发导线中电流很小，同时因为导线对地泄漏电导存在，导线电位将和远离雷云处导线电位相同。当先导抵达周围地面时，主放电开始，先导通道中电荷被中和，和之对应导线上束缚电荷得到解放，以波形式向导线两侧运动，图8-5（b）所表示。电荷流动形成电流乘以导线波阻抗即为两侧流动静电感应过电压波。8-4某变电所配电构架高11m，宽10.5m，拟在构架侧旁装设独立避雷针进行保护，避雷针距构架最少5m。试计算避雷针最低高度。解：由题意可知，=10.5+5=15.5m，m分别令p=1，p=5.5/，列出以下式子代入数值解得所以避雷针最低高度为26.5米。8-5设某变电所四支等高避雷针，高度为25m，部署在边长为42m正方形四个顶点上，试绘出高度为11m被保护设备，试求被保护物高度最小保护宽度。解：略8-6什么是避雷线保护角？保护角对线路绕击有何影响？答：避雷线保护角指避雷线和外侧导线连线和避雷线垂线之间夹角，用来表示避雷线对导线保护程度。保护角愈小，避雷线就愈可靠地保护导线免遭雷击。8-7试分析排气式避雷器和保护间隙相同点和不一样点。答：避雷器类型比较异同保护间隙排气式避雷器相同点当雷电波侵入时，间隙先击穿，雷电流经间隙泄入大地，从而保护了电气设备；过电压消失后，保护间隙中仍有工频续流流过，且切断电流有限；伏秒特征曲线较陡，放电分散性大，和被保护设备绝缘配合不理想，而且动作后会形成截波，对变压器纵绝缘不利。不一样点结构简单复杂熄弧能力低高辅助设备当间隙不能自行熄弧时，将引发断路器跳闸。为降低线路停电事故，应加装自动重合闸装置。排气式避雷器动作数次后，管壁将变薄，故应装设简单可靠动作指示器。应用范围除有效接地系统和低电阻接地系统外低压配电系统；排气式避雷器灭弧能力不能符合要求场所线路保护和发、变电所进线段保护8-8试比较一般阀式避雷器和金属氧化锌避雷器性能，说说金属氧化锌避雷器有哪些优点？答：因为氧化锌阀片优异非线性伏安特征，使金属氧化锌避雷器（MOA）和一般阀式避雷器相比含有以下优点：（1）保护性能好；（2）无续流；（3）通流容量大；（4）运行安全可靠。8-9试述金属氧化锌避雷器特征和各项参数意义。答：金属氧化物避雷器电气特征基础技术指标：（1)额定电压——避雷器两端许可施加最大工频电压有效值，和热负载相关，是决定避雷器多种特征基准参数。（2)最大连续运行电压——许可连续加在避雷器两端最大工频电压有效值，决定了避雷器长久工作老化性能。（3)参考电压——避雷器经过lmA工频电流阻性分量峰值或lmA直流电流时，其两端之间工频电压峰值或直流电压，通常见U1mA表示。从该电压开始，电流将随电压升高而快速增大，并起限制过电压作用。所以又称起始动作电压，也称转折电压或拐点电压（4)残压——放电电流经过避雷器时两端出现电压峰值。包含三种放电电流波形下残压，避雷器保护水平是三者残压组合。（5）通流容量——表示阀片耐受经过电流能力。（6）压比——MOA经过波形为8／20标称冲击放电电流时残压和其参考电压之比。压比越小，表示非线性越好，经过冲击放电电流时残压越低，避雷器保护性能越好。（7）荷电率——MOA最大连续运行电压峰值和直流参考电压比值。荷电率愈高，说明避雷器稳定性能愈好，耐老化，能在靠近“转折点”长久工作。（8）保护比——标称放电电流下残压和最大连续运行电压峰值比值或压比和荷电率之比。保护比越小，MOA保护性能越好。8-10限制雷电过电压破坏作用基础方法是什么？这些防雷设备各起什么保护作用？答：限制雷电破坏性，基础方法就是加装避雷针、避雷线、避雷器、防雷接地、电抗线圈、电容器组、消弧线圈、自动重合闸等防雷保护装置。避雷针、避雷线用于预防直击雷过电压，避雷器用于预防沿输电线路侵入变电所感应雷过电压。下面关键介绍避雷针、避雷线和避雷器保护原理及其保护范围。8-11平原地域110kV单避雷线线路水泥杆塔图所表示，绝缘子串由6×X－7组成，长为1.2m，其正极性U50%为700kV，杆塔冲击接地电阻Ri为7Ω，导线和避雷线直径分别为21.5mm和7.8mm，15℃时避雷线弧垂2.8m，下导线弧垂5.3m，其它数据标注在图中，单位为m，试求该线路耐雷水平和雷击跳闸率。解：略8-12某平原地域550kV输电线路档距为400m，导线水平部署，导线悬挂高度为28.15m，相间距离为12.5m，15℃时弧垂12.5m。导线四分裂，半径为11.75mm，分裂距离0.45m(等值半径为19.8cm)。两根避雷线半径5.3mm，相距21.4m，其悬挂高度为37m，15℃时弧垂9.5m。杆塔电杆15.6μH，冲击接地电阻为10Ω。线路采取28片XP-16绝缘子，串长4.48m，其正极性U50%为2.35MV，负极性U50%为2.74MV，试求该线路耐雷水平和雷击跳闸率。解：略8-13为何110kV及以上线路通常采取全线架设避雷线保护方法，而35kV及以下线路不采取？答：输电线路防雷，应依据线路电压等级、负荷性质和系统运行方法，并结合当地地域雷电活动强弱、地形地貌特点及土壤电阻率高低等情况，经过技术经济比较，采取合理防雷(​"\t"_blank​)方法。所以，35kV线路不宜全线架设避雷线，110kV及以上线路应全线架设避雷线。8-14输电线路防雷有哪些基础方法。答：（1）架设避雷线；（2）降低杆塔接地电阻；（3）架设耦合地线；（4）采取不平衡绝缘方法；（5）采取中性点非有效接地方法；（6）装设避雷器；（7）加强绝缘；（8）装设自动重合闸。8-15变电所进线段保护作用和要求是什么？答：变电所进线段保护作用在于限制流经避雷器雷电流幅值和侵入波陡度。针对不一样电压等级输电线路，具体要求以下：a)未沿全线架设避雷线35kV～110kV架空送电线路，应在变电所1km～2km进线段架设避雷线作为进线段保护，要求保护段上避雷线保护角宜不超出20°，最大不应超出30°；b)110kV及以上有避雷线架空送电线路，把2km范围内进线作为进线保护段，要求加强防护，如减小避雷线保护角α及降低杆塔接地电阻Ri。要求进线保护段范围内杆塔耐雷水平，达成表8-7最大值，以使避雷器电流幅值不超出5kA(在330～500kV级为10kA)，而且必需确保来波陡度a不超出一定许可值。8-16试述变电所进线段保护标准接线中各元件作用。答：在图8-32所表示标准进线段保护方法中，安装了排气式避雷器FE。在雷季，线路断路器、隔离开关可能常常开断而线路侧又带有工频电压(热备用状态)，沿线袭来雷电波(其幅值为U50%)在此处碰到了开路末端，于是电压可上升到2U50%，这时可能使开路断路器和隔离开关对地放电，引发工频短路，将断路器或隔离开关绝缘支座烧毁，为此在靠近隔离开关或断路器处装设一组排气式避雷器FE。图8-3235kV～110kV变电所进线保护接线8-17某110kV变电所内装有FZ-110J型阀式避雷器，其安装点到变压器电气距离为50m，运行中常常有两路出线，其导线平均对地高度为10m，试确定应有进线保护段长度。解：略8-18试述旋转电机绝缘特点及直配电机防雷保护方法。答：旋转电机绝缘特点：（1）在相同电压等级电气设备中，旋转电机绝缘水平最低；（2）电机在运行中受到发烧、机械振动、臭氧、潮湿等原因作用使绝缘轻易老化。尤其在槽口部分，电场极不均匀，在过电压作用下轻易受伤；（3）保护旋转电机用磁吹避雷器(FCD型)保护性能和电机绝缘水平配合裕度很小；（4）因为电机绕组匝间电容K很小，所以当冲击波作用时，匝间所受电压为，要使该电压低于电机绕组匝间耐压，必需把来波陡度a限制得很低，试验结果表明，为了保护匝间绝缘必需将侵入波陡度限制在5kV/μs以下；（5）电机绕组中性点通常是不接地，三相进波时在直角波头情况下，中性点电压可达进波电压两倍，所以必需对中性点采取保护方法。试验证实，侵入波陡度降低时，中性点过电压也随之减小，当侵入波陡度降至2kV/μs以下时，中性点过电压不超出进波过电压。直配电机防雷保护方法：（1)发电机出线母线上装一组MOA或FCD型避雷器，以限制侵入波幅值，取其3kA下残压和电机绝缘水平相配合，保护电机主绝缘。（2)采取进线段保护，通常采取电缆段和排气式避雷器配合经典进线段保护，它们联合作用以限制流经避雷器中雷电流幅值使之小于3kA。（3)在发