1、高电压试验技术习题一、名词解释兆欧表：俗称摇表，大多采用手摇发电机供电。它的刻度是以兆欧(M)为单位的。主要用来检查电气设备、家用电器或电气线路对地及相间的绝缘电阻，以保证这些设备、电器和线路工作在正常状态，避免发生触电伤亡及设备损坏等事故。分压比：分压器有高压臂（Z1）和低压臂（Z2）组成，在低压臂上得到的就是分给测量仪器的低电压，总电压 u1与 u2 之比为分压比（K） 。K=u1/u2。二、填空题（1 分/每小题，共 30 分）1） 常用的调压设备有（自耦变压器 ） 、 （ 移圈式调压器 ） 、 （ 电动发电机组 ） 。2） 静电电压表可分为（ 绝对式 ）和（ 非绝对式 ） 。3） 5
2、级自耦式串级变压器装置的利用效率为（ = 2/(n+1)*100% ） 。4） 静电电压表测量的是电压的（ 有效 ）值。5） 冲击电压发生器的技术特性指标有（ 波前时间 ） 、 （ 视在半波峰值时间 ） 、 （ 效率 ） 。6） 标准雷电波的波前/半峰值时间是（ 1.2/10s ） ，标准操作冲击波的波前/半峰值时间是（ 250/1000s ） 。7） 冲击电压发生器的基本回路中，充电电阻在充电时起电路的（ 连接 ）作用，在放电时又起（ 隔离 ）作用。二、 简答题1. 兆欧表的结构及工作原理；结构：电源部分：兆欧表内装有直流电源，一般为手摇发电机。要求手摇速度为 60 转/分,内部再把交变电压
3、整流为直流电压输出;测量机构：由两个互相垂直、绕向相反的线圈电压线圈和电流线圈和指针组成。它们处于同一永久磁场 N-S中。三个接线端子：线路端子、接地端子、和保护端子。原理：在测量时，通过线圈的电流 ，其中 R1、R2 为线圈电阻，线圈收到磁场的作用，产生两个方向相反的转矩， 。 分别为两个线圈所在处的磁感应强度与偏转角 a 直接按的函数关系。仪表的可动部分在转矩的作用下发生偏转，直到两个线圈产生的转矩平衡。当两个线圈产生的转矩平衡时，有 T1=T2，即 。上式表明，偏转角 a 与与两线圈中电流之比有关，根据偏转角 a 与被测 Rx 的函数关系，则 a 角可以反映出被测电阻的大小。2. 吸收比
4、测量方法，如何通过吸收比判断绝缘故障；一般用灵敏度较高的兆欧表测量绝缘电阻来获得吸收比；通常以 K 大于 1.3 作为设备绝缘状态良好的标准，但是还要结合电阻值的大小进行综合判断。3. 介质损耗角能反映的绝缘故障类型；1）tg 能反映绝缘的整体性缺陷(全面老化)和小容量试品中的严重局部性缺陷；2）tg 随电压变化的曲线可以判断绝缘是否受潮，含有气泡及老化的程度；3）大容量的设备绝缘存在局部缺陷时，应尽可能将设备解体后分解测量进行分析。4. QS1 型电桥的正接线、反接线的差异及适用范围差异：电桥回路的接地点不同。 适用范围：（正接法）高电压下测量材料和电气设备的 tan 和电容值 但现场试验中
5、：有许多一端接地的试品，如敷设在地下的电缆及摆在地面的重大电气设备，要改成对地绝缘是不可能的，只能改变电桥回路的接地点。这样就产生了一种反接法的西林电桥（反接法）地下电缆及地面重大电气设备。5. 介质损耗角正切测量中干扰的因素和消除方法。6. 干扰因素：a) 杂散电容电流；b) 杂散电导电流；c) 试品表面泄漏；d) 周围其它试品的影响；e) 外界电源对电桥的干扰；消除方法：b) 加设屏蔽；c) 采用移相电源；d) 采用倒相法；e) 消除磁场干扰方法：f) 将电桥移到磁场干扰范围以外；g) 将检流计极性开关置于不同位置时调节电桥平衡测得试品介损和电容值再求平均值。7. 局部放电的等效模型、参量
6、及测量原理；Cg:气隙的电容Cb:与气隙串联部分介质的电容Ca:其余部分介质的电容g:气隙厚度d:整个介质的厚度CaCgCb（课本 P121）8. 局部放电的测量回路及局部放电量标定方法。局部放电量的标定： 其中 H0 为局部放电检测仪的显示器上可测得的脉冲高度图中用幅值为 U0 的方波电压源串联小电容 C0 组成人工模拟支路9. 电气设备的绝缘缺陷分类，电气设备的绝缘试验方法分类；10. 大型高电压试验设备有哪些？工频高压装置、高压试验变压器11. 工频高压试验接线，各元件的作用；1-电源开关；2-调压器；3-电压表；4-试验变压器；5-变压器的保护电阻；6-试品；7-测量铜球保护电阻；8-
7、测量铜球 00/HqK0CUq（课本 P136）12. 串级试验变压器的工作原理、各变压器的容量计算；原理：（课本 P139）每级变压器的容量：T3 容量： U2I2T2 容量：2 U2I2=U2I2(负荷)+ U2I2(T3 励磁)T1 容量：3 U2I2=U2I2(负荷)+2 U2I2(T2 励磁)输出电压：3 U2，电流 I2，功率：3 U2I2串级试验变压器容量：W 试 = 3 U2I2 = 3W各级试验变压器总容量：W 装 = U2I2+2U2I2+3U2I2 = 6W 13. 工频试验变压器特点；电压高；变比大；漏抗较大（短路电流较小） ；绝缘裕度小；体积小。14. 工频高压的测量
8、方法；通常采用高压试验变压器或其串级装置来测量。15. 工频试验中为什么会出现过电压？如何限制？试品或球隙放电引起的恢复过电压：试品突然击穿或放电，由于绕组内部电磁振荡过程在试验变压器匝间绝缘（纵绝缘）上引起的过电压。限制：在试验变压器的高压测出线端串接一保护电阻 R1 限制过电流和过电压，其值不能太大也不能太小，一般取0.1 /V，并具有足够的热容量。通常用水阻作为保护电阻。16. 直流高电压试验的种类；电力设备绝缘试验、开关设备断流试验、电力系统过电压测试、放电现象试验。17. 直流高电压试验的产生方式，串级直流各元件电位分布，硅堆反向电压计算方法；产生方式：1） 将工频高电压经高压整流器
9、而变换成直流高电压。2） 利用倍压整流原理制成的直流高压串级装置(或称串级直流高压发生器)能产生出更高的直流试验电压。硅堆反向电压计算方法：电位分布：18. 直流高电压的测量方法有哪些。球隙放点法、高压静电电压测量法、峰值电压表、高压直流分压器等。19. 冲击高压发生器基本回路的工作原理及各元器件作用；Rb：充电电阻 D：高压硅堆 Rf：波头电阻C0：主电容 G：放电球隙 Rt：波尾电阻20. 多级冲击高压发生器的工作原理与分析；第三章 PPT127 页T试验变压器 D高压硅堆 Rb保护电阻 R充电电阻 C1-C3-主电容 21. 冲击电压的测量方法。 （PPT133 页）a） 多次测量法（=
10、10）b） 多级法（=5）c） 升降法四、论述题1. 画出试验变压器相对地试验的工作接线图，并说明保护电阻 R 的作用。保护电阻 R 的作用：1. 防止试品放电时所产生的电压截波对试验变压器绕组绝缘的损伤；2. 限制试品放电的过电流；3. 阻尼 CT 和 C0 间的振荡；4. 抑制试品闪络时的恢复过电压。2. 简述减小直流高压串级发生器输出电压纹波因数的方法。由 S= U/UdId/(2fCUd),加大滤波电容 C 或采用高频充电，可减小纹波因数。 （课本 P150）3. 简述试验变压器与电力变压器的不同点。a） 试验变压器在大多数情况下，工作在电容性负荷下；而电力变压器一般工作在电感性负荷下
11、。b） 试验变压器所需试验功率不大，所以变压器的容量不很大；而高压电力变压器的容量都很大。c） 试验变压器在工作是，经常要放电；电力变压器在正常运行时，发生短路事故的机会是不多的，而且即使发生，继电保护装置也会立即将电源跳开。d） 电力变压器在运行中可能受到大气过电压及操作过电压的侵袭；而试验变压器并不受到大气过电压的作用。但由于试品放电的缘故，它在工作时，也可能在绕组梯度上产生梯度过电压。e） 试验变压器工作时间短，在额定电压下满载运行的时间更短。而电力变压器则几乎终年或多年在额定电压下满载运行。f） 由于上述原因，试验变压器工作温度低，而电力变压器温升较高。4. 简述调压主要方式种类及其特
12、点。a） 自耦调压器：这种调压器实际上是分级调压，而不是均匀调压，只不过每一级分得很细。这种小容量的调压器漏抗小、波形较好，但容量有限。b） 移圈式调压器：这种调压器容量可以作得较大。但调压器的体积较大，波形稍有畸变。c） 电动发电机组：优点：可得到很好的正弦波、调压均匀，不受电网电压的影响，调压质量最好；容量可以很大。缺点：投资及运行费用较大，运行和管理的技术水平要求较高5. 直流高电压的三个主要基本参数并解释。1）额定整流电流 If 通过整流器的正向电流在一个周期内的平均值。2）额定反峰电压 Ur 当整流器阻断时，其两端容许出现的最高反向电压峰值。最大反向电压：Ud=2Um五、计算题1、 一台 500kV/500kVA 的试验变压器，求 额定电压下能接多大电容量试品？2、 如图示，变压器输出 50kV（峰值）工频电压，Rx 无穷大。求节点 1、2 的输出电压；求硅堆 D3、D4 的最大反向工作电压；画出节点 1、2、3、4 波形。D 1C 1R xC 2C 1D 2D 4D 3C 2 C 1 021345T-
