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1 方法概要
　　测定方法是将放在专门设备里的被测试样经受一个按一定速率连续升压的交变电场的作用直至油击穿。测量值与所用的测量设备和采用的方法有很大关系。
　　2 仪器
　　2.1 变压器
　　2.1.1试验电压是从交流(50赫)的低压电源供电的一个升压变器得到的。通过手调或自动控制装置逐渐增加初级线圈电压，经升压后的次级线圈电压施加于试验油杯的电极上。该电压应是一近似正弦的波形，其峰值因数应在2±5%℃范围。
　　2.1.2变压器和相配的装置应能在电压大于15千伏时产生一个20毫安的最小短路电源。
　　2.2 保护装置
　　2.2.1 装置应良好接地。
　　2.2.2 进行试验时尽可能防止产生高频振荡。
　　2.2.3 为了保护设备和避免试油在击穿瞬间的分解，可与试验油杯串联一个电阻，以限止击穿电流。
　　2.2.4 高压变压器的初级电路上接一个断路器，这个断路器能在试样击穿后不超过0.02秒的时间内因试样的击穿电流作用而动作。断路器接一个无电压释放线圈以保护设备。
　　2.3 电压调节
　　2.3.1 电压调节可用下列设备之一来实现;
2.3.1.1 变比自耦变压器。
2.3.1.2 电阻分压器。
2.3.1.3 发电机磁场调节。
2.3.1.4 感应调节器。
2.3.2 电压调节最好采用自动升压系统，因为手控调节不是得到要求的匀速升压。
2.4 试验电压的测量
　　试验电压值是电压有效值，即电压峰值除以2。电压可以用峰值电压表或其他类型的测量电压表连接到试验变压器的输入端或输出端来测量。使用的测量仪器须用球隙校正到希望用它测量的全电压。从球隙得到的电压与辅助仪器所指示的电压的比与试验油杯或球隙是否接入有关，因此在校正过程中应将试验油杯接在电路里。如果知道球隙的接入对电压比的影响可忽略，那未在测量过程中可不接球隙。
　　2.5 试验油杯
　　2.5.1 试验油杯由杯体与电极两部分组成，两种类型的试验油杯见图1和图2。
　　2.5.2油杯杯体是由玻璃、塑料制成的透明容器或由电工陶瓷制成的容器，有效容积在300～500毫升之间，杯体以密闭为宜。
　　2.5.3 电极由磨光的铜、黄铜、青铜或不锈钢材料制成。呈球形、直径12.5～13毫米，如图1所示。呈球盖形如图2所示。电极面应光滑。一旦电极面上有由于放电引起的凹坑时就应更换电极。
　　2.5.4 电极应安装在水平轴上、彼此相隔2.5毫米。电极之间的间隙用块规校准，要求粗确到
　　0.1毫米。电极轴浸入试油的深度应为40毫米左右。
　　3 准备工作
　　3.1 取样
　　介电强度的测试对试样的轻微污染相当敏感，取样时很容易吸收水分，因此取样要用清洁、干燥的专用取样器严格地按GB4758-84《石渍和液体石油产品取样法(手工法)》取样。对桶装或油听装的试样应从容器的底部抽取。
　　3.2 试样的准备
　　3.2.1 轻轻摇动盛有试样的容器，使油中的杂质均匀分布而又不形成空气泡。
　　3.2.2 将试样慢慢倒入已准备好的油杯，倒试样时要避免空气炮的形成(可借助于清洁、干燥的玻璃棒)。操作应在防尘干燥的场所进行，以免污染试样。
　　3.2.3 试验时的油温应与室温相同。仲裁试验应在15～20℃之间进行。
　　3.3 油杯的准备
　　3.3.1 油杯不使用时，应将它充满干燥的油，并放于干燥防灰尘的清洁地方。
　　3.3.2 油杯有一段时间未使用，重新再使用时，应进行严格清洗。
　　3.3.2.1 拆去并洗净电极，然后用于干燥的新油洗涤。
　　3.3.2.2 细心地重新安装上电极，安装时避免用手指与它直接接触。
　　3.3.3 在按3.2.2规定进行充试样前，用试样冲洗油杯(至少二次)。
　　4 试验步骤
　　4.1 试验在湿度不高于75%的条件下进行。
　　4.2 在测定装置上，对盛有试样的电极二端施加50赫交流电压，电压按2千伏/秒均匀速度从零开始升到试样发生击穿的值。击穿电压就是当电极之间发生第一个火花时达到的电压，不管这个火花是瞬时的或恒定的。
　　如果在电极之间发生瞬时火花(听得见的或可见的)，则人工地断开电路。如果发生恒定的电弧，则高压变压器初级电路上的断路器能自动断开电路。断开电路的自动断路器能在0.02秒内切断电压。
　　试样装入油杯。在保证试样中不再有空气泡后尽快地施加第一次电压(最迟在装油后10分钟进行)。
　　4.3 试样发生击穿后，电极之间用清洁、干燥的玻璃棒轻轻搅拌试样，搅拌时尽可能避免空气炮的产生。
　　4.4 待空气泡消失后1分钟，再按4.1要求施加第二次电压。如不可能观察到空气泡的消失，则必须等5分钟后再一次进行击穿试验。以上试验每个试进行六次，以六次结果的算术平均值作为该试样的介质强度。
　　5 报告
　　5.1 记录试验得到的六次击穿电压值，并计算它们的算术平均值，用千伏表示。
　　5.2 试验报告还应记述使用电极的类型、油温。
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【精品】第九章高压电器绝缘试验【精品】第九
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【精品】第九章高压电器绝缘试验
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3秒自动关闭窗口则确定的？当被试品容量较大时，其试验电压为什么必；工频交流耐压试验原理接线图如书P65图3-12所；3-7、为什么要对试品进行直流耐压试验？试述交、；直流耐压试验主要是处于以下几个方面的需要：1、直；直流高压可用以下几种方法测量：1、用球隙测量；工频交流高压可用以下几种方法测量：1、用球隙测量；3-8、简述局部放电试验的原理和测量方法；局部放电可采用电气或非
则确定的？当被试品容量较大时，其试验电压为什么必须在工频试验变压器的高压侧进行测量？
工频交流耐压试验原理接线图如书P65图3-12所示。试验变压器T2为升压变压器以获得工频高压。调压器T1调节试验变压器初级电压以使试验变压器高压侧电压达到规程规定的试验电压值。保护电阻r起到保护试验变压器在被试品万一被击穿或闪络时不受损坏，这种作用不仅用于r的接入而限制了被试品击穿或闪络后的短路电流，而且限制了在此过程中试验变压器内部的电磁振荡而保护了试验变压器绕组的纵绝缘（匝间或层间绝缘）。保护球隙F用以限制试验过程中可能出现的过电压，其放电电压可整定为试验电压的1.1~1.15倍。R为球隙的保护电阻，R限制球隙放电时的电流从而避免球隙表面烧毛。工频交流耐压试验时所加的试验电压应根据不同电压等级按规程确定。规程中所规定的试验电压值不仅考虑到电器设备绝缘在实际运行中可能受到的工频过电压，而且考虑到可能受到的雷电过电压和内部过电压，尤其是220KV及以下电压等级电气设备，通过工频交流耐压试验间接地考验了绝缘耐受内外过电压的能力。当被试品等值电容量较大时，工频交流耐压试验的试验电压不能在低压侧测量后按试验变压器的变比换算至高压侧，而应该在高压侧的被试品上直接测量。见书P70图3-15，若在低压侧加上按试验电压折算到低压侧的应加电压，即加上电压，K为试验变压器的变比。当被试品等值电容量很小，则高压侧电流（I1≈IC=UωCX）很小可忽略，高压侧接近开路，高压侧被试品上电压接近U试。当被试品等值电容量较大时，高压侧电流I1≈IC不能忽略。此时，在高压侧回路中U1为试验变压器高压绕组中的感应电势，其数值等于高压侧的开路电压。按变比的定义，当低压侧加上??? 的电压时，U1就等于U试。根据高压侧回路的等值电路及相量图（见书P70图3-16），可见此时实际作用在被试品上的电压已大大超过试验电压U试，这就是“容升效应”。由于工频耐压试验电压已大大高过额定工作电压，所以这种实际试验作用电压的“过量”（超过规定的试验电压）将导致电气设备绝缘的不必要的损坏。为避免此种情况，就需在被试品两端间进行高压测量。
3-7、为什么要对试品进行直流耐压试验？试述交、直流高压的各种测量方法。
直流耐压试验主要是处于以下几个方面的需要：1、直流电气设备的耐压试验。为考虑设备绝缘耐受各种电压（包括过电压）的能力，这与交流电气设备的工频交流耐压试验想对应。2、替代工频交流耐压试验。有些交流电气设备的等值电容量较大（如电容器、电缆），若进行工频交流耐压试验则需要很大容量的试验设备而不容易做到，为此用直流耐压试验替代，当然试验电压值须考虑到绝缘在直流电压作用下的击穿强度要比在交流电压下高这一特点。3、旋转电机绕组端部的绝缘试验。对于绕组端部绝缘的缺陷，采用工频交流耐压试验不易发现而采用直流耐压试验易发现。4、结合直流泄漏试验同时进行。直流耐压试验和直流泄漏试验都采用直流电压，只不过电压高低不同，所以在进行直流泄漏试验时，可同时进行直流耐压试验，并可根据泄漏电流随所加电压变化的不同特点来判断绝缘的状况。
直流高压可用以下几种方法测量：1、用球隙测量。直流有脉动时测到的是有效值。2、用静电电压表测量。直流有脉动时测到的是有效值。3、用高阻值电阻串微安表测量。直流有脉动时测到的是平均值。4、用高阻值电阻分压器测量。进行直流有脉动时测到的是平均值。
工频交流高压可用以下几种方法测量：1、用球隙测量。测量工频交流电压的幅值。2、用静电电压表测量。测量工频交流电压的有效值。3、用电容分压器配低压仪表测量。测量何种值取决于低压仪表。4、用电压互感器测量。
3-8、简述局部放电试验的原理和测量方法。
局部放电可采用电气或非电气的方法进行测量。在各种电气检测法中用得最多的方法是脉冲电流法。脉冲电流法通过检测视在放电量q，并以其大小来反映局部放电的强弱。局部放电的等值电路如书P62图3-9所示。气隙F放电（即绝缘中的局部放电）时，使气隙上电压（即C0上电压）从UF降至US，气隙放电的电荷量（真实局部放电量）qs≈（CO+C1）（UF-US）。但qs无法测得，这是因为CO、C1无法测得。由于气隙F的放电会引起被试品上（即C2上）电压变动了△U，△U可以通过测量回路测得，这样被试品上等值放电量（称为视在放电量）q就可以由q=（C1+C2）△U计算得到。根据qs、△U、q三者的表达式可得到q= ，说明实际测得的视在放电量不等于真实放电量qs。由于CO》C1,所以视在放电量要比真实放电量小许多。尽管如此，视在放电量的大小还是间接地反映了真实放电量的大小。局部放电的脉冲电流测量法有三种基本测量回路，见书P63图3-11所示。通过测量回路将被试品CX上由于局部放电而产生的电压变动信号（表现为电压脉冲）从测量阻抗上Zm上取出，然后再经过放大电路放大后进行测量，而工频电压被隔离（实际上脉冲电流通过Zm而工频电流被阻塞。脉冲电流法由此而得名）。图3-11中（a）适用与被试品一端接地的情况，（b）适用于被试品不接地的情况。这两种方法称为直接法，其缺点是抗干扰性能较差。（c）采用电桥平衡回路，称为平衡法，其抗外部干扰性能较好。
3-9、什么是冲击电压发生器的利用系数？简述冲击电压发生器的工作原理。
冲击电压发生器是产生雷电冲击试验电压和操作冲击试验电压的装置。冲击电压发生器的利用系数（也称效率）定义为发生器输出电压Um（即被试品上电压）与发生器充电主电容（多级电压发生器时为各级主电容串联后的等值电容）在形成冲击电压前所充电压U0的比值，即η≈ 。对于低效率（低利用系数）回路的冲击电压发生器，η≈ ；对于高效率回路的冲击电压发生器，η≈ 。冲击电压发生器产生冲击电压的过程（参见书P79图3-27）为：
1、冲击主电容上充至U0电压。多级冲击电压发生器这一过程需经点火球隙触发放电后将各级电容串联起来而实现。
2、放电球隙点火击穿后，经R1向被试品等值电容充电，使被试品上电压升高，由于R1阻值较小，C2比C1小得多，时间常数R1C2较小，这样C2上电压升高很快，从而形成冲击电压的波前部分。故R1称为波头电阻。
3、当C2上电压达到最大值后，反过来经R1并与C1一起经R2放电，被试品C2上电压下降。由于R2比R1大得多，这样C2上电压下降较慢而形成冲击电压的波尾部分，R2也就称为波尾电阻。
4-1、分析分布参数的波阻抗与集中参数电路中的电阻有何不同？
波阻抗与集中参数阻抗虽然都用Z表示但有以下几点不同：
1.波阻抗是表示分布参数线路(或绕组)的参数，阻抗是表示集中参数电路（或元件）的参数。2.波阻抗为分
布参数线路（或绕组）上同一方向（即前行或反行）电压波与电流波的比值，Uq/Iq=Z,Uf/If=-Z,但U/i不
一定等于Z，因而阻抗则等于此阻抗上电压与电流之比，u/i=z。3.波阻抗不消耗能量，而当R≠0时阻抗消
耗能量。4.波阻抗与线路（或绕组）长度无关（Z=，L0、C0为单位长度电感和电容），而阻抗与长度（如线
路长度）有关。另外需指出的是，同样的一条线路在讨论雷电或操作过电压作用下要用分布参数的波阻抗
表征，而讨论工频稳态电压作用则用集中参数电路（如π型）的阻抗来表征。
4-2、某变电所母线上接有三路出线，其波阻抗均为500 。
（1）假设有峰值为1000KV的过电压波沿线路侵入变电所，求母线上的过电压峰值。
（2）假设上述电压同时沿线路1及2侵入，求母线上的过电压峰值。
1）此题求解与书P92例4―2相同，此时n=3，所以
U2（t）=2u/n（t）=2/3×(KV)
（2）由于相同电压同时沿两条线路侵入，所以此两条线路离变电站母线对应点是等电位的，所以两条线路Z
同时进行波就等价于一条波阻抗为Z/2的线路进波,即对应的彼得逊等值电路为
母线上电压为U2（t）=2u（t）/Z/2+Z=4/3u(t)=1333.33(KV)
此小题也可采用迭加原理求解，即每次一条线路进波，两条线路不进波，即第一小题的情况，然后将两种结
果迭加，同样得到U2（t）=2u/3（t）+2u/3（t）=666.67(KV)
此结果从能量角度也不难理解。
5-1、排气式避雷器的构造和工作原理是怎样的？试分析与保护间隙的相同与不同点
排气式避雷器由内外两个放电间隙串联组成，外间隙暴露在大气中，而内间隙置于产气管内，所以排气式避雷器又称管式避雷器。产气管由产气材料制成，这些材料遇高温会分解产生气体。排气式避雷器一端接地，另一端与被保护设备联接。当雷电过电压作用到被保护设备上，也就同时作用在排气式避雷器上，内外间隙同时击穿使雷电流经间隙流入大地从而保护了被保护设备。雷电过电压的作用时间是非常短暂的，当过电压作用结束后，排气式避雷器上的作用电压就是工频工作电压，间隙中的电弧从冲击电弧变为工频电弧，工频电弧电流（称为工频续流）就是系统在该点的短路电流。在工频电弧的高温作用下，产气管产气材料分解产生大量气体使管内压力骤增而从喷口猛烈喷出，这对工频电弧形成强烈的纵吹作用使工频电弧经1~3个周波后，在工频续流过零时熄灭。与放电间隙相比，不同点在于排气式避雷器熄弧能力强，经1~3工频周期后在电弧电流过零时熄弧从而防止了工频短路引起跳闸，防止了供电的中断。排气式避雷器与放电间隙相同之处在于过电压引起动作后都形成截波，这对被保护设备是有绕组的设备非常不利（威胁纵绝缘）。此外由于存在外间隙，放电分散性较大。这也与放电间隙相同，所以排气式避雷器一般只作线路保护和发变电站的进线段保护。
5-2、试全面比较阀式避雷器与氧化锌避雷器的性能。
阀式避雷器与氧化锌避雷器的工作原理相同，且都能避免在被保护设备上产生截波，但由于两者采用的非线性阀片电阻材料不同，使得两种避雷器的性能有以下的不同：
1.保护性能。由于氧化锌避雷器的发片电阻非线性更好以及一般唔放电间隙，氧化锌避雷器抑制过电压的能力要比阀式避雷器好。
2.适用范围。阀式避雷器阀片的通流容量较小。所以一般只适用于限制雷电过电压以及过电压能量较小的内部过电压（如切空载变压器过电压），而氧化锌避雷器不仅可限制雷电过电压，由于阀片通流容量大，所以也可以用以限制内部过电压（如切合空载线路过电压）；阀式避雷器动作后工频电弧的熄灭要依赖于工频续流的过零，但在直流系统中无这种过零，所以阀式避雷器就不能用于直流系统，氧化锌避雷器就不能用于直流系统，氧化锌避雷器工频续流的切断是依靠阀片电阻优良的非线性（在工频电压下电阻异常的大），所以可用于直流系统中。
3.运行环境的影响作用。阀式避雷器有放电间隙，间隙放电电压的分散性使阀式避雷器性能易受温度、湿度、气压、污秽等环境条件的影响，而氧化锌避雷器由于无放电间隙，所以不会受到这些运行环境的影响。
此外，氧化锌避雷器维护简单，省去了放电间隙定期清理。氧化锌避雷器具有各种优点，但运行过程中由于没有放电间隙隔离工频工作电压而应注意发片电阻的老化问题，所以应定期检测氧化锌避雷器的工频泄漏电流，尤其是工频泄漏电流中的阻性电流分量（其大小直接反映出阀片电阻的老化程度）
5-3、在过电压保护中对避雷器有哪些要求？这些要求是怎样反映到阀型避雷器的电气特性参数上来的？从哪些参数上可以比较判别不同避雷器的性能优劣。
避雷器是限制过电压从而使与之相并联电气设备绝缘免受过电压作用的器件。对避雷器的第一个要求是能将过电压限制到电气设备绝缘耐受的数值，这就要求避雷器的最大残压（残压为冲击电压作用下，流过避雷器的冲击电流在避雷器上的压降）应低于设备绝缘的冲击耐压值。对于阀式避雷器还需要保证避雷器的伏秒特性（取决于放电间隙）与被保护设备绝缘的伏秒特性有正确的配合，以免发生电气设备绝缘先于避雷器间隙放电前发生击穿。避雷器仅满足上述要求还是不够的，对避雷器的第二个要求是应在过电压作用结束后，能迅速截断随后发生的工频续流以不致于发生工频短路引起跳闸而影响正常供电。阀式避雷器与氧化锌避雷器利用阀片电阻在工频电压下电阻很大的非线性特性使工频续流能在第一次过零时就切断。第三要求是避雷器（阀式和氧化锌）还应具有一定的通流以免发生热过度而造成瓷套爆裂。表征阀式避雷器与氧化锌避雷器的电气参数有所不同：
1.阀式避雷器
冲击放电电压和残压（一般两者数值相同）是衡量限制过电压能力的参数，其数值越低对被保护设备绝缘越有利。灭弧电压是保证避雷器可靠灭弧（即截断工频续流）的参数，避雷器安装点可能出现的最高工频电压应小于灭弧电压。工频放电电压是保证阀式避雷器不在内过电压下动作的参数。体现阀式避雷器保护性能与灭弧性能的综合参数是保护比（残压与灭弧电压之比）和切断比（工频放电电压与灭弧电压之比）。
2.氧化锌避雷器
残压（雷电冲击残压、操作冲击残压、陡坡冲击残压）是衡量氧化锌避雷器对不同冲击过电压限压能力的参数。持续运行电压和额定电压是保证氧化锌避雷器可靠运行所允许的最大工频持续电压和最高工频电压（非持续性）。1mA下直流和工频参考电压是反应氧化锌避雷器热稳定性及寿命的参数。荷电率（持续运行电压峰值与参考电压之比）是表征氧化锌阀片电阻在运行中承受电压负荷的指标。
5-4 某原油罐直径为10m,高出地面10m，若采用单根避雷针保护，且要求避雷针与罐距离不得少于5m，试计算该避雷针的高度。
设计高h小于30m，者高度影响系数P=1，被保护物高度hx=10m,在hx下的保护范围rx=15m
若h≤2hx,（即h≤20m）
h=rx+hx=15+10=25m
（与h≤20m不符，舍去）
若h≥2hx（即h≥20m）
1.5h-2hx=rx
H=1/1.5(rx+2hx)=1/1.5(15+20)=23.34m
（注意，不能四舍五入法），所以避雷针针高至少应为23.34m。
5-5、设有4根高度均为17m的避雷针，布置在边长40m的正方形面积的4个顶点上，试画出它们对于10m高的物体的保护范围。
此题为等高4针联合保护。第一步将4针分成二个等高3针，第二步在每个等高3针中，计算出在被保护高度hx下在每二等高双针间的最小保护距离bx,若三个bx都大于等于0，则在此三针所构成三角形内的所有范围都能得到保护，若有一个bx&0，则由此等高三针联合保护范围仅为bx≥0双针保护范围的组合。
对于1和2的等高双针
rx=h-hx=17-10=7m
ho=h-D/7=17-40/7=11.286
bx=1.5(ho-hx)=1.5(11.286-10)=1.93m
对于1和3的等高双针
rx=h-hx=17-10=7m
ho=h-D/7=17-40/7=8.92
bx=1.5(ho-hx)=1.5(8.92-10)&0
所以对于1、2、3等高三针，其保护范围仅为1和2、2与3两等高双针保护范围的组合。同理，对于1、3、4等高三针，保护范围也是3和4、1和4两等高双针保护范围的组合。4针对10m高度被保护机体的保护范围如图所示（实线所
围区域，不包括中间的1块）。
5-6、试计算图5-20所示接地装置在流经冲击电流为40KA的冲击接地电阻，垂直接地体为直径1.8cm的圆管，长3m，土壤电阻率 为 ，利用系数 为0.75。
单个垂直接地体的工频接地电阻Rg为
Rg=p/2πl (in) 4l/d=2×102/2π×3(in)4×3/0.018=69Ω
单个垂直接地体的冲击接地电阻Rch′为
Rch=αchRg=0.65×69=45Ω
由3根垂直接地体连接后的整个接地装置的冲击接地电阻Rch为
Rch=Rch′/3×1/ηch=45/3×1/0.75=20Ω
6-1、输电线路防雷的基本措施是什么？
雷电放电也是一种自然现象，至今尚有有效措施阻止雷电发生。输电线路的防雷措施中，最基本或首要措施就是架设避雷线防止雷直接击于线路的输电导线上，更严格的讲，架设避雷线后使雷直接击于导线上的概率（即绕击率）比无避雷线时大大降低。此外架设避雷线后，由于分流作用与耦合作用，也有利于防止雷击塔顶后通过“反击”使导线上形成过电压，也有利于降低导线上的感应雷过电压。架设避雷线后虽然大大降低了雷电直接击于导线上形成过电压的概率，但仍有很大的可能出现雷电击于线路杆塔塔顶，塔顶电位升高后通过绝缘子串闪络（称为反击）在导线上形成过电压，对此可采取降低杆塔接地电阻，架设耦合地线，加强线路绝缘（通过增加绝缘子片数）以及双回路线路采用不平衡绝缘等措施矸乐故芾谆骱缶底哟⑸谅纭 然而，采取以上各种措施后扔不能完全避免绝缘子串不发生闪络。万一出现这种情况时，线路防雷的进一步措施是防止绝缘子串冲击闪络转变工频电压下的闪络（这种闪络，建立稳定的工频电弧而引起的线路跳闸），这可采用消弧线圈接地（在中性点不接地系统中）。最后，尽管采取了上述一道道“防线”，但仍不能保证不会引起工频闪络导致线路跳闸，对此可安装线路值得重合闸装置硖岣吖┑缈煽啃裕沂导っ鳎杂衫椎缫鹣呗诽⒌闹睾铣晒β适呛芨叩摹
6-2、35KV及以下的输电线路为什么一般不采取全线架设避雷线的措施？
35kv及以下电压等级输电系统一般都为中性点不久的系统，当发生由雷电引起的冲击闪络后，随后出现的工频闪络电流很小，不能形成稳定的工频电弧，因此不会引起线路跳闸，所以当一相当于雷击而引起闪络后仍能正常工作。这样虽不装设避雷线，雷击引起的闪络概率增大，但这种闪络并不会导致线路跳闸而影响正常供电，故35kv及以下输电线路一般不架设避雷线。对于无避雷线的线路，一相闪络后再出现第二相闪络，形成相间短路，出现大的短路电流，才可能引起线路跳闸，只有当雷电溜很大时才会出现这种情况。
6-3、某35KV水泥杆铁横担线路结构如图6-6所示。导线弧垂为3m，导线型号为LJ-50型；绝缘子串由3XX-4.5组成，其长度为0.6m，50%放电电压为350KV；水泥杆无人工接地，自然接地电阻为20 。试计算其耐雷水平和雷击跳闸率。
7-1、变电所的直击雷防护需要考虑什么问题？为防止反击应采取什么措施？
变电所防止直击雷的措施是装设避雷针或避雷线，并配合以良好的接地。为了使避雷针或避雷线能对被保护对象进行有效的保护，首先应使被保护对象处于避雷针或避雷线的保护范围之内，其次还应防止避雷针或避雷线受到雷击后发生对被保护对象的闪络（即反击）。因为即使被保护对象处于保护范围之内，但若出现反击，高电位就会加到被保护对象（如电气设备）上，所以防止反击与保护范围同样重要。为防止反击，应使避雷针（线）与被保护对象之间的空间距离以及两者地下接地体之间的距离具有足够的数值。当独立式避雷针的工频接地电阻不大于10?时，上述两种距离不应小于5米和3米。为防止反击，35KV及以下变电所不能采用构架式避雷针；易燃易爆设备（如储油罐）也不能采用构架式避雷针。对于110KV及以上电压等级中的构架式避雷针应使避雷针构架的地下接地体与系统接地体之间的距离保持的15米以上。另外，主变压器的构架也一般不装避雷针。
7-2、阀式避雷器与被保护设备间的电气距离对其保护作用有什么影响？
变电站中有许多电气设备，所以不可能也没有必要在每个电气设备旁都安装一组（三个相上）避雷器加以保护。这样，避雷器与被保护设备之间就有一段长度不等的距离，此距离不是空间的距离，而是沿连接线的距离，故称为电气距离。在这种情况下，当阀式避雷器动作时，由于波在避雷器至被保护电气设备之间电气距离内的折射与反射，会似的作用于被保护电气设备上的电压高于避雷器的端点上的电压，也就是说，是电气设备绝缘上的最大电压高于阀式避雷器的最大残压（220KV及以下电压等级为流过5KA冲击电流时的残压，500KV电压等级为流过10KA冲击电压时的残压）。电器距离越长、侵入波波头陡度越抖，电压高出越多。
7-3、一般采取什么措施来限制流经避雷器的雷电流使之不超过5KV，若超过则可能出现什么后果？
避雷器与被保护电气设备的绝缘配合中，都以阀式避雷器（或氧化锌避雷器）的最大残压来配合，避雷器的最大残压为允许流过避雷器最大冲击波电流下的残压。在220KV及以下系统中，流过避雷器的最大冲击电流为5KV（保护旋
转电机的阀式避雷器为3KA）。若在实际运行过程中出现流过避雷器的冲击电流超过此规定值，则由于避雷器最大残压的升高迩危及被保护电气设备的绝缘。要使路过避雷器的冲击电流不超过规定的5KA（500KV为10KA），具体措施就是采用进线段保护。由于进线段（靠近变电站的12Km的一段线路）的耐雷水平要较其余部分线路的耐雷水平高，所以可以认为雷电侵入波主要来自于12Km进线段之外的线路落差雷造成。这样，雷电侵入波沿进线段再作用到避雷器上，在此过程中由于进线段波阻抗的串入，减小了流过避雷器的冲击电流并将其限制到不超过5KA（10KA）。此外，雷电侵入波在进线段传播时由于出现冲击电晕，从而同时又降低了进入变电站雷电侵入波的波头陡度，有利于对电气设备的保护。 7-4、说明变电所进线保护段的作用及对它的要求。
变电站进线保护段的作用有二个，其一是限制雷电侵入波电压作用下流过避雷器的电流，其二是降低最终进入变电站雷电侵入波的波头陡度。对进线保护段的要求是其应具有比线路更高的耐雷水平，为此这段线路的避雷器应具有更小的对导线的保护角，而全线无避雷线路则当然应在这段线路上架设避雷线。
7-5、试述变电所进线保护段的标准接线中各元件的作用。
变电站进线段保护标准接线中，对1~2公里这段线路采取加强防雷措施（如减小保护角），使其具有较高的耐雷水平。保护进线段的作用是限制避雷器动作时流过的冲击电流不超过允许值以及降低进入变电站的雷电侵入波电压的波头陡度。对于线路在雷雨季节可能处于开路状态而线路另一侧又带电（如双端电源线路）时，应在进线段末端对地装设排气式避雷器（或阀式避雷器），目的在于防止线路上有雷电波侵入时，由于断路器打开而在线路末端发生全反射引起冲击闪络，再导致工频对地短路，造成断路器或隔离开关绝缘部件烧毁。要注意的是，断路器或隔离开关合闸时，该排气式避雷器不应在雷电侵入波作用下动作，以免产生截波危及有绕组电气设备的纵绝缘。
7-6、说明直配电机防雷保护的基本措施及其原理，以及电缆段对防雷保护的作用。
直配电机是指不经变压器直接与架空线相联接的旋转电机（发电机或高压电动机）。直配电机防护雷保护的主要措施（参见书P164图7―18）为：
1.在电机母线上装设FCD型阀式避雷器或氧化锌避雷器以限制雷电侵入波的幅值。2.在电机母线上对地并电容器，每相约0.250.5uF（若有电缆段，电缆对地电容包括在内）。电容器的作用是降低雷电侵入波的陡度以保护电机纵绝缘，同时还起到降低架空线上的感应雷过电压（此过电压也降低到电机上）。3.在直配电机进线处加装电缆段排气式避雷器（或阀式避雷器）、电抗器，联合保护作用以限制避雷器动作电流小于规定值（3KA）。4.发电机中性点有引出线且未直接接地（发电机常这样）时，应在中性点上加装避雷器保护中性点的绝缘，或者加大母线并联电容以进一步限制雷电侵入波陡度。电缆段的作用不在于电缆具有较小波阻抗和较大的对地电容，而在于在等值频率很高的雷电流作用下电缆外皮的分流（由于FE1动作）及耦合作用。当雷电侵入波使电缆首段排气式避雷器（为使此避雷器由于发生副反射不能可靠动作而前移70m，即FE1）动作时，电缆芯线与外皮短接，相当于把电缆芯和外皮连在一起并具有同样的对地电压iR1。在此电压作用下电流沿电缆芯和电缆外皮分两路流向电机。由于流过电缆外皮绝缘所产生的磁通全部与电缆芯交链（由于电缆芯被电缆外皮所包围），在芯线上感应出接近等量的反电势阻止芯线中电流流向电机使绝大部分电流如同高频集肤效应那样从电缆外皮流，从而减小了流过避雷器（与芯线相连）的电流，也即限制了避雷器的动作电流。电缆芯中的反电势是建立在电缆外皮与电缆芯导线的耦合作用基础智商，为了加强这种耦合作用（以加强反电势），常采取降70m段的接地引线平行架设在导线下方，并与电缆首端的金属外皮在装设FE2杆塔处连接在一起后接地，工频接地电阻不应大于5。在电缆首端保留FE2以便在强雷时动作（即一般情况下不动作）以进一步限制避雷器动作电流（在强雷时也不超过3KA）。
8-1、内部过电压的分类。
暂时过电压与操作过电压产生的根本性原因是完全不同的，前者由于参数特定的配合引起，因此只要这种参数配合不发生改变，过电压可能持续。后者为电网中发生振荡型的暂态过程引起，一旦暂态过程结束，过电压也就消失。 8-2、工频电压升高是怎样产生的。
工频过电压也称工频电压升高，因为此类过电压表现为工频电压下的幅值升高。引起工频电压升高的原因有：空载线路的电容效应、不对称短路和突然甩负荷。空载线路可看作有分布的L、C回路构成，在工频电压作用下，线路的总容抗一般远大于导线的感抗，因此由于电容效应使线路各点电压均高于线路首端电压，而且愈往线路末端，电压愈高。系统发生不对称短路时，短路电流的零序分量会使健全相电压升高，而在不对称短路中以单相接地最为常见且引起健全相上电压升高也最为严重。由于某种原因线路突然甩负荷，作为电源的发电机，根据磁链守恒原理，通过激磁绕组的磁通来不及变化，于其相应的电源电势Ed′维持原来数值从而使线路上工频电压升高。
8-3、影响由空载线路电容效应引起工频电压升高的因素。
影响空载线路电容效应引起工频电压升高的因素主要有3个。其一是线路的长度。线路越长，空载线路末端比首端电压升高越大，可采用u2=进行计算。其二是电源容量。电电源容量越大，电源电抗X5越小，电压升高越小。另外，也与线路是否有并联电抗器有关。线路接入并联电抗器后，通过补偿空载线路的电容性电流从而削弱电容效应来达到降低
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