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5：空载线路合闸过电压产生的原因和影响因素是什么？
答：合空载线路是电网中常见的操作。在超高压系统中，合、重合空载长线过电压是选择电网绝缘水平的决定因素。在合、重合空载长线路的操作中，重合闸过电压往往更严重，因为当线路残余电压与电源电压极性相反时会使振荡过程加剧。考虑到空载长线路的电容效应（3分）。合空载长线过电压可能过到额定电压的3.0倍，而我国超高压电网操作过电压下的绝缘裕度通常均取得较低，因此常采取以下措施来限制此类过电压：①采用带合闸电阻的断路器；②降低工频稳态过电压值；③消除或削弱线路残余电荷电压；④采用专门装置判断，当断路器两端电压最低时选相合闸；⑤利用磁吹避雷器或金属氧化物避雷器作为后备保护。（3分）
三. 简答题（每题4分，共12分） 1：叙述气体放电过程。
答：在外施电场作用下，电子崩由阴极向阳极发展，由于气体原子（或分子）的激励、电离、复合等过程产生光电离，在电子崩附近由光电子引起新的子电子崩,电子崩接近阳极时，电离最强,光辐射也强。光电子产生的子电子崩汇集到由阳极生长的放电通道，并帮助它的发展，形成由阳极向阴极前进的流注（正流注），流注的速度比碰撞电离快。同时，光辐射是指向各个方向的，光电子产生的地点也是随机的，这说明放电通道可能是曲折进行的。正流注达到阴极时,正负电极之间形成一导电的通道，可以通过大的电流，使间隙击穿。如果所加电压超过临界击穿电压（过电压），电子崩电离加强，虽然电子崩还没有发展到阳极附近，但在间隙中部就可能产生许多光电子及子电子崩,它们汇集到主电子崩,加速放电的发展，增加放电通道的电导率，形成由阴极发展的流注（负流注）。当电子崩头部的电场比外加电压在间隙中形成的均匀电场更强时，电子崩附近电场严重畸变，电离剧烈，放电可以自行发展成流注，从而导致间隙击穿。
2：试写出单根避雷针的保护范围计算公式。
答：单支避雷针 单支避雷针的保护范围如图8-6所示，在被保护物高度hx水平面上的保护半径rx应按下列公式计算： 当
hx?h2时 rx?(h?hx)p?hap
h?h2时 rx?(1.5h?2hx)p
当
式中： rx ——避雷针在hx水平面上的保护半径，m； hx ——被保护物的高度，m；
h ——避雷针的高度，m；
ha——避雷针的有效高度，m；
P——高度影响系数，h≤30m，P＝1；30m＜h≤120m，p?5.5/h；当
h＞120m时，取其等于120m。
可计算出避雷针在地面上的保护半径：rx?1.5hp。
3：对架空线路绝缘子串，如何确定工作电压其所需绝缘子片数？确定操作过电压下其所需绝缘子片数？
答：在根据杆塔机械载荷选定绝缘子型式之后，需要确定每串绝缘子的片数，以满足下列要求：
a. 在工作电压下不发生污闪；
b. 雨天时在操作过电压作用下不发生闪络(湿闪)。
c. 具有一定的雷电冲击耐压强度，保证一定的线路耐雷水平。 确定绝缘子串的片数的具体做法简介如下：
（1）按工作电压下所要求的泄漏距离（爬电比距）S决定所需绝缘子片数n 绝缘子串应有足够的沿面爬电比距以防止在工作电压下发生污闪。具体的作法是：按工作电压下所需求的泄漏距离决定所需绝缘子片数，然后按操作过电压及耐雷水平的要求进行验算。爬电比距定义如下：
s?n?cm/kVU
式中 n——每串绝缘子的片数
λ——每片绝缘子的爬电距离，cm。 U——线路的额定电压（有效值），kV。
对于不同的污秽地区要求一定的爬电比距S0，必须满足S?S0，否则污闪事故将比较严重，会造成很大损失。《高压电力设备外绝缘污秽等级》中把外绝缘按污染程度划分为0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级，其中0级相应于无明显污秽地区。各级要求的最小爬电比距值如表9-8所示。
由此可得出根据最高工作线电压确定每串绝缘子的片数为
SUn1?0? （2）按内部过电压进行验算 绝缘子串除应在长期工作电压下不发生闪络外，还应耐受操作过电压的作用。即绝缘子串的湿闪电压在考虑大气状态等影响因素并保持一定的裕度后，应大于可能出现的操作过电压。通常取10％的裕度．则绝缘于的工频或操作湿闪电压Ush为
Ush=1.1k0Uxg
式中k0为操作过电压的计算倍数；Uxg为最高运行相电压。
三. 简答题（每题6分，共30分）
1：叙述汤逊理论的基本观点和流注理论的基本观点以及它们的适用范围。
汤逊理论只适用于pd值较小的范围，流注理论只适用于pd值较大的范围，两者的过渡值为
pd≈26.66kPacm。（1分）汤逊理论的基本观点是：电子的碰撞电离是气体放电时电流倍增的主要过程，而阴极表面的电子发射是维持放电的重要条件。（2分）流注理论的基本观点：①以汤逊理论的碰撞电离为基础，强调空间电荷对电场的畸变作用，着重于用气体空间的光电离来解释气体放电通道的发展过程。②放电以起始到击穿并非碰撞电离连续量变的过程，当初始电子崩中离子数达到108以上时，要引起空间光电离这样一个质的变化，此时由光子造成的二次崩向主崩汇合而形成流注。③流注一旦形成，放电就转入自持。（3分）
2：画出交流耐压试验接线图，说明各元件的作用。
2：画出工频交流耐压试验接线图，并简述工频耐压试验方法。
AV一调压器 PV1一低压侧电压表 T一工频高压装置 R1一变压器保护电阻
R2一测量球隙保护电阻 PV2一高压静电电压表 TO一被测试品F一测量球隙 Lf一Cf一谐波滤波器（3分）
试验方法：按规定的升压速度提升作用在被测试品上的电压。直到所需的试验电压U为止，此时开始计时。为了让有缺陷的的试品绝缘来得及发展局部放电或完全击穿，达到电压U后还要保持一段时间，一般为1min。如果在此其间没有发生绝缘击穿或局部损伤的情况，则认为该试品的工频耐压试验合格。（3分）
3：解释如下名词：雷击跳闸率、爬电比距、直击雷过电压。
雷击跳闸率：是指在雷暴日数Td＝40的情况下、100km的线路每年因雷击而引起的跳闸次
数，其单位为“次/(100km·40雷暴日)（2分）
爬电比距：电力设备外绝缘的爬电距离与设备最高工作电压有效值之比；（2分） 直击雷过电压：指雷直接击中地线或绕击到导线上，雷电流在接地电阻上或导线的阻抗上的
电压降叫直击雷过电压（2分）
4：输电线路耐雷水平是如何定义的？工程上如何提高其耐雷水平？
答：输电线路耐雷水平是指雷击线路时线路绝缘子不发生闪络的最大雷电流幅值。（2分）工程上采用以下措施提高耐雷水平：架设避雷线、降低杆塔接地电阻、架设耦合地线、采用不平衡绝缘的方式、自动重合闸、采用消弧线圈接地方式、架设线路避雷器、加强绝缘等。
（4分）
5：简述绝缘配合的原则及方法。
绝缘配合是指综合考虑系统中可能出现的各种作用电压、保护装置特性及设备的绝缘特性，最终确定电气设备的绝缘水平（2分）
原则：根据设备在系统中可能承受的工作电压及过电压，考虑限压装置的特性和设备的绝缘特性来确定必要的耐受强度，以便把作用于设备上的各种电压所引起的绝缘损坏和影响连续运行的概率，降低到在经济上和运行上能接受的水平。（3分）
.绝缘配合的方法有：惯用法（确定性法）、统计法和简化统计法（1分）
1.简述绝缘污闪的发生、发展机理和防治对策。（15分）
污闪的发生也就是由于外绝缘的绝缘性能下降。绝缘子上会产生污秽，是因为其常年处于户外，各种工业污秽、自然界飞尘和漂浮盐碱颗粒之类的很容易附着于其上，从而形成一层污层。一般情况下，干燥的绝缘子表面污层由于其电阻还是很大，对于绝缘子的闪络电压没有什么影响。但是一旦大气湿度提高，使污层受潮变得湿润，则污层电阻会明显下降，电导剧增，从而导致绝缘子漏电电流大大增加。这样绝缘子上的闪络电压就会降到一个很低的水平，其结果是即便在工作电压下，绝缘子都可能发生污闪。
2. 汤逊理论与流注理论对气体放电过程和自持放电条件的观点有何不同？这两种理论各适用于何种场合？（15分）
答：汤逊理论的基本观点：电子碰撞电离是气体电离的主要原因；正离子碰撞阴极表面使阴极表面逸出电子是维持气体放电的必要条件；阴极逸出电子能否接替起始电子的作用是自持放电的判据。它只适用于低气压、短气隙的情况。 气体放电流注理论以实验为基础，它考虑了高气压、长气隙情况下空间电荷对原有电场的影响和空间光电离的作用。
在初始阶段，气体放电以碰撞电离和电子崩的形式出现，但当电子崩发展到一定程度之后，某一初始电子的头部集聚到足够数量的空间电荷，就会引起新的强烈电离和二次电子崩，这种强烈的电离和二次电子崩是由于空间电荷使局部电场大大增强以及发生空间光电离的结果，这时放电即转入新的流注阶段。