高压绝缘类问答题.docx

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高压绝缘类问答题

高压绝缘类问答题

1）绝缘材料为什么会有介质损耗？

答：

介质损耗来自于两个方面：

（1）电介质在电场作用下，通过很小的泄漏电流，它具有有功电流的性质，引起能量的损耗，称为介质电导损耗。

（2）介质中各种极化的建立需要一定的时间，当极化建立的时间滞后于外加电场变化频率，因而产生损耗，这种损耗叫做松弛损耗。

2）发电机转子接地有何危害？

答：

（1）转子绕组的一部分被短路，另一部分的电流增加，这就破坏了发电机气隙磁场的对称性，引起发电机的剧烈振动，同时降低无功出力。

（2）转子电流通过转子本体，如果转子电流比较大就可能烧损转子，有时甚至造成转子和汽轮机叶片等部件被磁化。

（3）由于转子本体局部通过转子电流，引起局部发热，使转子缓慢变形而形成偏心，进一步加剧振动。

3）高压断路器的作用是什么？

答：

（1）控制作用：

根据电网运行的需要，将部分或全部电气设备，以及部分或全部线路投入或退出运行。

（2）保护作用：

当电网某一部分发生故障时，它和保护装置、自动装置相配合，将该故障部分从系统中切除，减小停电范围，防止事故扩大。

以减少故障设备的损坏，保护系统无故障部分安全运行。

4）为什么变压器铁芯及其它所有金属构件必须可靠接地？

答：

变压器在试验或运行中，铁芯和不接地金属构件会产生悬浮电位。

由于在电场中所处的位置不同，产生的电位也不同，当金属构件之间或金属构件对其它部件的电位差超过其绝缘强度时就会放电，因此铁芯及其它所有金属构件必须可靠接地。

5）过电压防护的原理？

答：

过电压防护的基本原理是设法将形成过电压的电磁能量泄放掉或消耗掉，以达到削弱过电压幅值的目的。

对于谐振过电压，则是设法避免产生谐振的条件，如增大谐振回路的阻尼、选择适当的系统运行方式等。

6）过电压防护的措施？

答：

（1）安装避雷针、避雷线，用于变电所和输电线路，避免雷电直击设备。

（2）装设避雷器，用于发电厂、变电所防护雷电侵入波过电压和操作过电压。

（3）安装接地装置，连接于避雷针、避雷线及避雷器下部，将雷电流或操作冲击电流引入大地。

（4）断路器并联电阻，以限制与断路器操作有关的过电压。

（5）设置消弧线圈，用于中性点绝缘的电力系统，减少高幅值弧光接地过电压。

上述措施常常综合使用，其中尤以安装合适的避雷器最为重要。

7）SF6气体绝缘强度高的原因？

答：

主要原因是卤族元素中氟的电负性最强，SF6分子具有很强的电负性，容易吸附电子形成负离子，阻碍放电的形成和发展。

其次，SF6分子的直径比氧、氮分子的要大，使得电子在SF6气体中的平均自由行程缩短，不易积累能量，而SF6的电离电位又比氧、氮分子的大，因此减小了电子碰撞电离的可能性；电子与SF6气体分子相遇时，还会因极化等过程增加能量损失，减弱其碰撞电离能力。

8）电气设备的绝缘水平如何表征和考核？

答：

电气设备的绝缘水平是用设备绝缘可以耐受的试验电压值来表征。

为考核设备绝缘可能承受的各种作用电压应进行绝缘耐压试验，通常有：

（1）直流耐压试验；

（2）交流耐压试验；（3）操作冲击耐压试验；（4）雷电冲击耐压试验。

9）简述电力系统过电压的种类？

答：

根据其形成机理，过电压可分为外部（雷电）过电压和内部过电压。

（1）外部（雷电）过电压：

大气中的雷云放电时，在导线或电气设备上引起的过电压称为雷电过电压。

雷电过电压可分为直击雷过电压和雷电感应过电压。

（2）内部过电压：

是指电力系统中由于断路器的操作、各种故障或其他原因，使系统参数发生变化，引起电网内部电磁能量的转化和积累所导致的电压升高。

内部过电压可分为操作过电压和暂时过电压。

10）电力电容器的主要用途有哪些？

答：

（1）并联电容器它并联在电力线路上用以补偿感性负荷，提供系统的功率因数。

（2）串联电容器它与线路串联，用以补偿长距离线路的感抗，从而减小线路压降，改进电压调整率，提高传输容量。

（3）耦合电容器及电容式电压互感器耦合电容器用以实现载波通讯及测量、保护的功能。

耦合电容器与中间变压器等所组成的电容式电压互感器用于高电压系统电压测量，其准确度高于铁磁式互感器。

（4）脉冲电容器常用于高压试验装置中，构成冲击电压或电流发生器等。

11）什么是变压器的主绝缘和纵绝缘？

答：

（1）变压器的主绝缘是指：

a．高压与低压绕组之间、相间及对地绝缘；b．引线或分接开关对地绝缘或对其它绕组的绝缘。

（2）变压器的纵绝缘是指：

a．同一绕组中不同匝间、层间、段间绝缘；b．同一绕组各引线间、分接开关各部分之间的绝缘。

12）现场判断变压器绝缘状态有哪些试验项目？

答：

（1）油中溶解气体色谱分析；

（2）绕组绝缘电阻、吸收比或（和）极化指数；

（3）绕组的tanδ；

（4）交流耐压试验；

（5）绕组泄漏电流；

（6）局部放电测量。

13）说明电介质的耐热等级和相应的工作温度，并各举一例？

答：

电介质的耐热等级分7级：

Y级工作温度90℃，如聚乙烯；A级工作温度105℃，如矿物油；E级工作温度120℃，如胶布板；

B级工作温度130℃，如环氧树脂；

F级工作温度155℃，如改性环氧树脂云母带；H级工作温度180℃，如硅橡胶；

C级工作温度高于180℃，如云母。

14）对变压器过电压保护的措施有哪些？

答：

（1）外部过电压保护：

在变压器入口安装避雷器以限制高峰值的雷电过电压侵入，但变压器仍要受到峰值低于避雷器放电电压的冲击波的作用。

（2）内部过电压保护：

主要是增大纵向电容，以改善绕组在冲击电压下的电位分布，设置：

a．采用静电板；b．绕组采用纠结式绕法；c．内屏蔽（插入电容）。

15）简述六氟化硫气体的特性？

答：

（1）六氟化硫气体的物理性质：

六氟化硫在常温常压下呈气态，在20℃和101.3kPa时的密度约为空气的5倍。

纯净的六氟化硫气体是无色、无味、无嗅、无毒和不可燃。

（2）六氟化硫气体的电气性质：

a.六氟化硫气体是负电性气体（有吸附自由电子的能力），具有良好的灭弧和绝缘性能。

在101.3kPa压力下的均匀电场中，六氟化硫气体的耐电压强度约为氮气的2.5倍。

b.纯净的六氟化硫是一种惰性气体，在电弧的高温作用下将会分解为硫和氟的单原子。

电弧熄灭后，绝大部分的分解产物又重新结合成稳定的六氟化硫分子，其中极少量的分解物在重新结合的过程中与游离的金属原子、水和氧发生化学反应，产生金属氟化物及氧、硫的氟化物及氢氟酸（HF）、SO2。

16）六氟化硫气体的安全使用有哪些措施？

答：

（1）由于六氟化硫比空气重，会积聚在地面附近，要注意防止因缺氧而窒息。

设备的安装室内应具有良好的通风系统，通风量应保证在15min内换气一次。

抽风口应设在室内下部。

（2）设备解体时，应注意六氟化硫气体中存在的有毒气体和设备内产生的粉尘，对人体呼吸系统有一定的危害，一般中毒后会出现不同程度的不适症状。

发生上述中毒现象时，应迅速将中毒者移至空气新鲜处，并及时进行治疗。

（3）将清出的吸附剂、金属粉末等废物放入酸或碱溶液中处理至中性后进行深埋处理，深度应大于0.8m，地点选在野外边远地区、下水处。

17）受潮对发电机、变压器及GIS性能的有什么影响？

答：

（1）对于发电机，受潮不仅降低发电机定子、转子绕组的绝缘强度，而且会

使转子护环产生应力腐蚀裂纹。

（2）对于变压器，油纸绝缘受潮不仅降低绝缘的电气和机械强度，而且及易引起绝缘放电，甚至导致击穿事故。

同时，水分对纤维绝缘的老化有极大的加速作用。

（3）对于GIS，当六氟化硫气体含有水分时，水分一方面和SF6发生水解作用，生成腐蚀性很强的氢氟酸（HF），使绝缘劣化，另一方面，水分可能会凝结在固体介质表面而大大降低闪络电压。

18）氢气作为发电机的冷却介质，其性能有哪些特点？

答：

（1）氢气的优点：

a.氢气导热系数为空气的7倍，在同一温度的流速下，相对传热系数为空气的1.4～

1.1倍；

b.纯氢的密度为空气的1/14，若氢气纯度为95%～96%时，则密度为空气的1/10，通风、风摩损耗均仅为空气的1/10；

c.氢的体积比热与空气几乎相等，当加压后与绝对压力（Pa）成正比增大；而与氢的温升成反比减小；

d.虽然氢气中起电晕电压比空气中低40%，因在氢气中，不会产生对绝缘有害的臭氧O3和氮的氧化物；

e.氢不助燃，有利于防火。

（2）氢气的缺点：

a．需增加供氢装置和控制设备，结构复杂，投资维修费用大；b．在一定条件下，可能发生爆炸。

19）水作为发电机的冷却介质，其性能有哪些特点？

答：

（1）用水作为冷却介质的优点：

a.水无毒、不助燃、价廉；

b.水的比热、导热系数比气体大，其散热能力较空气、氢气冷却大为提高，相对传热系数为空气的50倍，为氢气（0.31MPa表压时）的12.5倍；

c.所需的水流量小；

d.水与发热体之间的温差很小。

（2）用水作为冷却介质的缺点：

a.对水的电导率、pH值、含氧量、硬度等都有严格的要求，应设置水处理系统，或采用凝结水；

b.要求内冷水系统严格的密封。

20）影响污秽绝缘子闪络电压的主要因素是什么？

答：

脏污表面沿面放电过程中，表面泄漏电流是起主导作用的因素。

泄漏电流与污秽层的电导、大气湿度、电源和加电压的方式，以及介质表面形状和极间距离有关。

影响污闪电压的主要因素有：

（1）污秽性质与污染程度。

一般来说，绝缘子的污闪电压随着污染程度的增加而降低，污染严重时其污闪电压常常会低于工作电压；

（2）大气湿度。

干燥污秽的电阻很大，通常它不降低绝缘子的闪络电压，但当空气相对湿度超过50%～70%时，随湿度增加，闪络电压迅速下降；

（3）爬电距离。

爬电距离增加时污闪电压也增加，两者近似呈正比关系；

（4）绝缘子直径。

同样的污染、受潮情况下，直径大的绝缘子的表面电阻小，尽管爬电距离相同，但污闪电压也会低一些。

21）简述谐振过电压的危害？

答：

电力系统中含有许多电感和电容（包括分布电容）元件，当系统进行断路器操作或发生故障时，某些电感、电容元件构成的回路可能发生串联谐振，从而在有关元件上出现严重的谐振过电压。

谐振过电压不仅会在操作或事故的过渡过程中产生，而且还可能在过渡过程结束以后较长时间内稳定存在，直到进行新的操作或谐振条件受到破坏为止，所以谐振过电压的持续时间比操作过电压长得多。

出现串联谐振时，过电压可能危及电气设备的绝缘，也可能因持续的过电流而烧坏小容量的电感元件（如电压互感器等），还可能影

响保护装置的工作条件，如影响避雷器的灭弧等。

22）工频耐压的试验电压为什么要从零升起，试验完毕又应将电压降到接近零后再切断电源？

答：

工频耐压试验时，电压若不是由零逐渐升起，而是在试验变压器突然加压，这时将由于励磁涌流在试品上出现过电压。

若在试验过程中突然切断电源，由于自感电势而引起过电压。

因此，对试品做工频耐压试验时，必须逐渐升压或降压

（2）内部过电压保护：

主要是增大纵向电容，以改善绕组在冲击电压下的电位分布，设置：

a．采用静电板；b．绕组采用纠结式绕法；c．内屏蔽（插入电容）。

23）简述六氟化硫气体的特性？

答：

（1）六氟化硫气体的物理性质：

六氟化硫在常温常压下呈气态，在20℃和101.3kPa时的密度约为空气的5倍。

纯净的六氟化硫气体是无色、无味、无嗅、无毒和不可燃。

（2）六氟化硫气体的电气性质：

c.六氟化硫气体是负电性气体（有吸附自由电子的能力），具有良好的灭弧和绝缘性能。

在101.3kPa压力下的均匀电场中，六氟化硫气体的耐电压强度约为氮气的2.5倍。

d.纯净的六氟化硫是一种惰性气体，在电弧的高温作用下将会分解为硫和氟的单原子。

电弧熄灭后，绝大部分的分解产物又重新结合成稳定的六氟化硫分子，其中极少量的分解物在重新结合的过程中与游离的金属原子、水和氧发生化学反应，产生金属氟化物及氧、硫的氟化物及氢氟酸（HF）、SO2。

24）六氟化硫气体的安全使用有哪些措施？

答：

（1）由于六氟化硫比空气重，会积聚在地面附近，要注意防止因缺氧而窒息。

设备的安装室内应具有良好的通风系统，通风量应保证在15min内换气一次。

抽风口应设在室内下部。

（4）设备解体时，应注意六氟化硫气体中存在的有毒气体和设备内产生的粉尘，对人体呼吸系统有一定的危害，一般中毒后会出现不同程度的不适症状。

发生上述中毒现象时，应迅速将中毒者移至空气新鲜处，并及时进行治疗。

（5）将清出的吸附剂、金属粉末等废物放入酸或碱溶液中处理至中性后进行深埋处理，深度应大于0.8m，地点选在野外边远地区、下水处。

25）受潮对发电机、变压器及GIS性能的有什么影响？

答：

（1）对于发电机，受潮不仅降低发电机定子、转子绕组的绝缘强度，而且会

使转子护环产生应力腐蚀裂纹。

（4）对于变压器，油纸绝缘受潮不仅降低绝缘的电气和机械强度，而且及易引起绝缘放电，甚至导致击穿事故。

同时，水分对纤维绝缘的老化有极大的加速作用。

（5）对于GIS，当六氟化硫气体含有水分时，水分一方面和SF6发生水解作用，生成腐蚀性很强的氢氟酸（HF），使绝缘劣化，另一方面，水分可能会凝结在固体介质表面而大大降低闪络电压。

26）氢气作为发电机的冷却介质，其性能有哪些特点？

答：

（1）氢气的优点：

f.氢气导热系数为空气的7倍，在同一温度的流速下，相对传热系数为空气的1.4～

1.2倍；

g.纯氢的密度为空气的1/14，若氢气纯度为95%～96%时，则密度为空气的1/10，通风、风摩损耗均仅为空气的1/10；

h.氢的体积比热与空气几乎相等，当加压后与绝对压力（Pa）成正比增大；而与氢的温升成反比减小；

i.虽然氢气中起电晕电压比空气中低40%，因在氢气中，不会产生对绝缘有害的臭氧O3和氮的氧化物；

j.氢不助燃，有利于防火。

（2）氢气的缺点：

a．需增加供氢装置和控制设备，结构复杂，投资维修费用大；b．在一定条件下，可能发生爆炸。

27）水作为发电机的冷却介质，其性能有哪些特点？

答：

（1）用水作为冷却介质的优点：

e.水无毒、不助燃、价廉；

f.水的比热、导热系数比气体大，其散热能力较空气、氢气冷却大为提高，相对传热系数为空气的50倍，为氢气（0.31MPa表压时）的12.5倍；

g.所需的水流量小；

h.水与发热体之间的温差很小。

（2）用水作为冷却介质的缺点：

c.对水的电导率、pH值、含氧量、硬度等都有严格的要求，应设置水处理系统，或采用凝结水；

d.要求内冷水系统严格的密封。

28）影响污秽绝缘子闪络电压的主要因素是什么？

答：

脏污表面沿面放电过程中，表面泄漏电流是起主导作用的因素。

泄漏电流与污秽层的电导、大气湿度、电源和加电压的方式，以及介质表面形状和极间距离有关。

影响污闪电压的主要因素有：

（5）污秽性质与污染程度。

一般来说，绝缘子的污闪电压随着污染程度的增加而降低，污染严重时其污闪电压常常会低于工作电压；

（6）大气湿度。

干燥污秽的电阻很大，通常它不降低绝缘子的闪络电压，但当空气相对湿度超过50%～70%时，随湿度增加，闪络电压迅速下降；

（7）爬电距离。

爬电距离增加时污闪电压也增加，两者近似呈正比关系；

（8）绝缘子直径。

同样的污染、受潮情况下，直径大的绝缘子的表面电阻小，尽管爬电距离相同，但污闪电压也会低一些。

29）简述谐振过电压的危害？

答：

电力系统中含有许多电感和电容（包括分布电容）元件，当系统进行断路器操作或发生故障时，某些电感、电容元件构成的回路可能发生串联谐振，从而在有关元件上出现严重的谐振过电压。

谐振过电压不仅会在操作或事故的过渡过程中产生，而且还可能在过渡过程结束以后较长时间内稳定存在，直到进行新的操作或谐振条件受到破坏为止，所以谐振过电压的持续时间比操作过电压长得多。

出现串联谐振时，过电压可能危及电气设备的绝缘，也可能因持续的过电流而烧坏小容量的电感元件（如电压互感器等），还可能影

响保护装置的工作条件，如影响避雷器的灭弧等。

30）工频耐压的试验电压为什么要从零升起，试验完毕又应将电压降到接近零后再切断电源？

答：

工频耐压试验时，电压若不是由零逐渐升起，而是在试验变压器突然加压，这时将由于励磁涌流在试品上出现过电压。

若在试验过程中突然切断电源，由于自感电势而引起过电压。

因此，对试品做工频耐压试验时，必须逐渐升压或降压

。