答案:如图E-56所示。
图E-56
接线组别为Y,d11。
18(Jd3E2057).有一台隔离变压器，一只刀闸，一块电流表和一块电压表，画出测量地网接地电阻交流电流电压表法接线图。 答案:如图E-57所示。
图E-57
19(Jd3E3058).画出移圈式调压器的简单原理图。 答案:如图E-58所示。
图E-58
20(Jd3E3059).画出用QS1型西林电桥测量－tgδ的原理接线图(正接线)。 答案:如图E-59所示。
图E-59 测量－tgδ原理接线图
21(Jd3E3060).画出QS1型西林电桥反接线测量tgδ时原理接线图。
答案:如图E-60所示。
图E-60
22(Jd3E3061).图E-61(a)为绝缘并联等值电路，画出其相量图。
图E-61
答案:如图E-62所示。
图E-62
23(Jd3E4062).图E-63为发电机定子绕组的直流耐压试验接线图，请写出虚线内F、C、PA、S1的名称。
图E-63
答案:P-放电管；C-滤波电容；PA-微安表；S1-短接刀闸。
24(Jd3E5063).用试验变压器T，保护电阻R，静电电压表PV，球隙保护电阻RG，球
隙F，画出发电机定子交流耐压接线图。 答案:如图E-64所示。
图E-64
六、论述题(每题10分,共20题)
1(Lb3F3001).高电压技术研究的内容有哪几个方面?
答案:高电压技术研究的内容相当广泛，主要有下列四个方面：
(1)绝缘问题的研究。绝缘的作用就是只让电荷沿导线方向移动，而不让它往其他任何方向移动，这是高电压技术中最关键的问题，涉及绝缘的问题有：各种绝缘的特性；各种绝缘在高电压下的放电原理和耐电强度；各种绝缘的结构、生产和老化规律，以及各种绝缘和大自然的关系，如气候环境；怎样才能延长各种绝缘的寿命等。
(2)过电压问题的研究。电力设备除了承受交流或直流工作电压的作用外，还会遇到雷电过电压和内部过电压的作用，过电压对电力设备的绝缘会带来严重的危害。因此就需要研究过电压的发生和变化规律，以及防止过电压引起事故的技术措施。 (3)高电压试验与测量技术的研究。为了研究绝缘和过电压问题，就必须进行各种高电压试验，因而就必须研究试验的方法、测量技术以及研制各种高电压测试设备。
(4)电瓷防污闪问题的研究。
2(Lb3F3005).为什么对含有少量水分的变压器油进行击穿电压试验时，在不同的温度时分别有不同的耐压数值?
答案:造成这种现象的原因是变压器油中的水分在不同温度下的状态不同，因而形成“小桥”的难易程度不同。在0℃以下水分结成冰，油粘稠，“搭桥”效应减弱，耐压值较高。略高于0℃时，油中水呈悬浮胶状，导电“小桥”最易形成，耐压值最低。温度升高，水分从悬浮胶状变为溶解状，较分散，不易形成导电“小桥”，耐压值增高。在60～80℃时，达到最大值。当温度高于80℃，水分形成气泡，气泡的电气强度较油低，易放电并形成更多气泡搭成气泡桥，耐压值又下降了。 3(Lb3F3006).为什么变压器绝缘受潮后电容值随温度升高而增大?
答案:水分子是一种极强的偶极子，它能改变变压器中吸收电容电流的大小。在一定频率下，温度较低时，水分子呈现出悬浮状或乳脂状，存在于油中或纸中，此时水
分子偶极子不易充分极化，变压器吸收电容电流较小，则变压器电容值较小。 温度升高时，分子热运动使黏度降低，水分扩散并显溶解状态分布在油中，油中的水分子被充分极化，使电容电流增大，故变压器电容值增大。
4(Lb3F3009).为什么绝缘油击穿试验的电极采用平板型电极，而不采用球型电极? 答案:绝缘油击穿试验用平板形成电极，是因极间电场分布均匀，易使油中杂质连成“小桥”，故击穿电压较大程度上决定于杂质的多少。如用球型电极，由于球间电场强度比较集中，杂质有较多的机会碰到球面，接受电荷后又被强电场斥去，故不容易构成“小桥”。绝缘油击穿试验的目的是检查油中水分、纤维等杂质，因此采用平板形电极较好。我国规定使用直径为25mm的平板形标准电极进行绝缘油击穿试验，板间距离规定为2.5mm。
5(Lb3F3010).SF6气体中混有水分有何危害?
答案:SF6气体中混有水分，造成的危害有两个方面：
(1)水分引起化学腐蚀，干燥的SF6气体是非常稳定的，在温度低于500℃时一般不会自行分解，但是在水分较多时，200℃以上就可能产生水解：2SF6＋6H2O→2SO2＋12HF＋O2，生成物中的HF具有很强的腐蚀性，且是对生物肌体有强烈腐蚀的剧毒物，SO2遇水生成硫酸，也有腐蚀性。
水分的危险，更重要的是在电弧作用下，SF6分解过程中的反应。在反应中的最后生成物中有SOF2、SO2F4、SOF4、SF4和HF，都是有毒气体。
(2)水分对绝缘的危害。水分的凝结对沿面绝缘也是有害的，通常气体中混杂的水分是以水蒸气形式存在，在温度降低时可能凝结成露水附着在零件表面，在绝缘件表面可能产生沿面放电(闪络)而引起事故。
6(Lb3F3011).耦合电容器在电网中起什么作用?耦合电容器的工作原理是什么? 答案:耦合电容器是载波通道的主要结合设备，它与结合滤波器共同构成高频信号的通路，并将电力线上的工频高电压和大电流与通信设备隔开，以保证人身设备的安全。
我们知道，电容器的容抗与电流的频率f成反比。高频载波信号通常使用的频率为30～500kHz，对于50Hz工频来说，耦合电容器呈现的阻抗要比对前者呈现的阻抗值大600～10000倍，基本上相当于开路。对高频载波信号来说，则接近于短路，所以耦合电容器可作为载波高频信号的通路，并可隔开工频高压。 7(Lb3F4013).真空开关灭弧原理是什么?
答案:真空开关的灭弧原理是：同任何一种高压开关一样，熄灭电弧都要靠灭弧室。灭弧室是高压开关的心脏。当开关的动触头和静触头分开的时候，在高电场的作用下，触头周围的介质粒子发生电离、热游离、碰撞游离，从而产生电弧。如果动、静触头处于绝对真空之中，当触头开断时由于没有任何物质存在，也就不会产生电弧，电路就很容易分断了。但是绝对真空是不存在的，人们只能制造出相当高的真空度。真空开关的灭弧室的真空度已作到1.3310－2～1.3310－4Pa(10－4～10－6mm汞柱)以上，在这种高真空中，电弧所产生的微量离子和金属蒸汽会极快地扩散，从而受到强烈的冷却作用，一旦电流过零熄弧后，真空间隙介电强度恢复速度也极快，从而使电弧不再重燃。这就是真空开关利用高真空来熄灭电弧并维持极间绝缘的基本原理。
8(Lb3F4014).阻抗电压不等的变压器并联运行时会出现什么情况?
答案:变压器的阻抗电压，是短路阻抗ZR75℃与一次额定电流I1N的乘积。变压器带负载以后，在一次电压U1和二次负载的功率因数cos?2不变情况下，二次电压U2必然随负载电流I2的增大而下降。因变压器Ⅰ的阻抗电压大，其外特性向下倾斜较大；变压器Ⅱ阻抗电压较小，其外特性曲线较平。当两台阻抗电压不等的变压器并联运行时，在共同的二次电压U2之下，两台变压器的二次负载电流IⅠ2及IⅡ2就不相等。阻抗电压小的变压器分担的电流大，阻抗电压大的变压器分担的电流小。若让阻抗电压大的变压器满载，阻抗电压小的变压器就要过载；若让阻抗电压小的变压器满载，阻抗电压大的变压器就欠载，便不能获得充分利用。 9(Je3F3031).对电力设备进行绝缘强度试验有什么重要意义?
答案:电力设备在正常的运行过程中，不仅要承受额定电压的长期作用，还要耐受各种过电压(如工频过电压、雷电过电压、操作过电压)。为了考核设备承受过电压的能力，人为模拟各种过电压，对设备的绝缘进行试验以检验其承受能力。这就是所谓绝缘强度试验，亦称耐压试验。
为了简化，现场常用等效的交、直流耐压来代替试验设备较为复杂的冲击试验，同时也考核了设备在工作电压下的绝缘裕度。
10(Je3F3032).在《规程》中为什么要突出测量发电机泄漏电流的重要性? 答案:《规程》规定，在发电机的预防性试验中要测量其定子绕组的泄漏电流并进行直流耐压试验。这是因为通过测量泄漏电流能有效地检出发电机主绝缘受潮和局部缺陷，特别是能检出绕组端部的绝缘缺陷。对直流试验电压作用下的击穿部位进行
检查，均可发现诸如裂纹、磁性异物钻孔、磨损、受潮等缺陷或制造工艺不良现象。例如，某发电机前次试验A、B、C三相泄漏电流分别为2、2、6μA，后又发展为2、2、15μA，C相与前次比较有明显变化。经解体检查发现：泄漏电流显著变化的C相线棒上有一铁屑扎进绝缘中。
11(Je3F3033).测量小容量试品的介质损耗因数时，为什么要求高压引线与试品的夹角不小于90°?
答案:由于试品容量很小，高压引线与试品的杂散电容对测量的影响不可忽视。图F-4为测量互感器介质损耗因数的接线图。高压引线与试品(端绝缘和支架)间存在杂散电容C0，当瓷套表面存在脏污并受潮时，该杂散电流存在有功分量，使介质损耗因数的测量结果出现正误差。某单位曾对一台电压互感器在高压引线角度α为10°、45°和90°下进行测量，测得的介质损耗因数tgδ
10∶tgδ45∶tgδ90＝4∶2∶1。显
然，为了测量准确，应尽量减小高压引线与试品间的杂散电容，在气候条件较差的情况下尤为重要。由上述实测结果表明，当高压引线与试品夹角为90°时，杂散电容最小，测量结果最接近实际介质损耗因数tgδ。
图 F-4
12(Je3F3034).在电场干扰下测量电力设备绝缘的tgδ，其干扰电流是怎样形成的?
图 F-5
答案:在现场预防性试验中，往往是部分被试设备停电，而其他高压设备和母线则带电。因此停电设备与带电母线(设备)之间存在着耦合电容，如果被试设备通过测量线路接地，那么沿着它们之间的耦合电容电流便通过测量回路。若把被试设备以外的所有测量线路都屏蔽起来，这时从外部通过被试设备在测量线路中流过的所有电流之和称为干扰电流。因此，干扰电流是沿着干扰元件与测量线路相连接的试品间
的部分电容电流的总和。
干扰电流的大小及相位取决于干扰源和被试设备之间的耦合电容，以及取决于干扰源上电压的高低和相位。干扰电流的数值可利用QS1型西林电桥进行测量。 干扰电流实际上在大多数情况下是由一个最靠近被试设备的干扰元件(例如一带电母线或邻近带电设备)所产生的，但也必须计及所有干扰元件的影响。因为总干扰电流是由各个干扰源的各自干扰电流所组成，而次要干扰元件能使通过被试设备的干扰电流有不同的数值和相位。由此可知，干扰电流是一个相量，它有大小和方向，当被试设备确定和运行方式不变的情况下，干扰电流的大小和方向即可视为不变。
13(Je3F3035).为什么用QS1型西林电桥测量小电容试品介质损耗因数时，采用正接线好?
答案:小电容(小于500pF)试品主要有电容型套管、电容型电流互感器等。对这些试品采用QS1型西林电桥的正、反接线进行测量时，其介质损耗因数的测量结果是不同的。其原因分析如下。
按正接线测量一次对二次或一次对二次及外壳(垫绝缘)的介质损耗因数，测量结果是实际被试品一次对二次及外壳绝缘的介质损耗因数。而一次与顶部周围接地部分之间的电容和介质损耗因数均被屏蔽掉(电桥正接线测量时，接地点是电桥的屏蔽点)。为了在现场测试方便， 可直接测量一次对二次的绝缘介质损耗因数，便可以灵敏地发现其进水受潮等绝缘缺陷，而按反接线测量的是一次对二次及地的介质损耗因数值。由于试品本身电容小，而一次与顶部对周围接地部分之间的电容所占的比例相对就比较大，也就对测量结果(反接线测量的综合介质损耗因数)有较大的影响。
由于正接线具有良好的抗电场干扰，测量误差较小的特点，一般应以正接线测量结果作为分析判断绝缘状况的依据。
14(Je3F3036).为什么《规程》规定油纸电容型电流互感器的介质损耗因数一般不进行温度换算?
答案:油纸绝缘的介质损耗因数tgδ与温度的关系取决于油与纸的综合性能。良好的绝缘油是非极性介质，油的tgδ主要是电导损耗，它随温度升高而增大。而纸是极性介质，其tgδ由偶极子的松弛损耗所决定，一般情况下，纸的tgδ在－40～60℃的温度范围内随温度升高而减小。因此，不含导电杂质和水分的良好油纸绝缘，在
此温度范围内其tgδ没有明显变化，所以可不进行温度换算。若要换算，也不宜采用充油设备的温度换算方式，因为其温度换算系数不符合油纸绝缘的tgδ随温度变化的真实情况。
当绝缘中残存有较多水分与杂质时，tgδ与温度的关系就不同于上述情况，tgδ随温度升高明显增加。如两台220kV电流互感器通入50%额定电流，加温9h，测取通入电流前后tgδ的变化，tgδ初始值为0.53%的一台无变化，tgδ初始值为0.8%的一台则上升为1.1%。实际上已属非良好绝缘(《规程》要求值为不大于0.8%)，故tgδ随温度上升而增加。因此，当常温下测得的tgδ较大时，为进一步确认绝缘状况，应考查高温下的tgδ变化，若高温下tgδ明显增加时，则应认为绝缘存在缺陷。15(Je3F3037).为什么《规程》中将耦合电容器偏小的误差由－10%改为－5%? 答案:耦合电容器偏小的电容量误差除了测量误差外，就是其本身存在缺陷， 而常见的缺陷主要是缺油和电容层断开。然而电容层断开后，一般由于分布电压较高，会导致击穿，因而使断开处再次接通，所以电容量偏小主要是渗漏油形成的缺油。 现场实测和计算都表明，即使耦合电容器中的绝缘油全部漏完，其电容量偏小误差也不致达到－10%，某些省的实测结果仅为－3%～－7%。
为有效地检查出这类绝缘缺陷，同时考虑现场在测量电容量时的测量误差，在＋10%《规程》中将耦合电容器电容量相对误差的允许范围由±10%改为
－5%。
16(Je3F4038).为什么预防性试验合格的耦合电容器会在运行中发生爆炸? 答案:从耦合电容器的结构可知，整台耦合电容器是由100个左右的单元件串联后组成的。就电容量而言，其变化＋10%，在100个单元件如有10个以下的元件发生短路损坏，还是在允许范围之内。此时，另外90个左右单元件电容要承担较高的运行电压，这对运行中的耦合电容器的绝缘造成了极大的危害。
造成耦合电容器损坏事故的主要原因，多数是由于在出厂时就带有一定的先天缺陷。有的厂家对电容芯子烘干不好，留有较多的水分，或元件卷制后没有及时转入压装，造成元件在空气中的滞留时间太长，另外，还有在卷制中碰破电容器纸等。个别电容器由于胶圈密封不严，进入水分。此时一部分水分沉积在电容器底部，另一部分水分在交流电场的作用下将悬浮在油层的表面，此时如顶部单元件电容器有气隙，它最容易吸收水分，又由于顶部电容器的场强较高，这部分电容器最易损坏。对损坏的电容器解体后分析得知，电容器表面已形成水膜。由于表面存在杂质，使
水膜迅速电离而导电，引起了电容量的漂移，介电强度、电晕电压和绝缘电阻降低，损耗增大，从而使电容器发热，最后造成了电容器的失效。所以每年的预防性试验测量绝缘电阻、介质损耗因数并计算出电容量是十分必要的。既使绝缘电阻、介质损耗因数和电容量都在合格范围内，当单元件电容器有少量损坏时，还不可能及早发现电容器内部存在的严重缺陷。
电容器的击穿往往是与电场的不均匀相联系的，在很大程度上决定于宏观结构和工艺条件，而电容器的击穿就发生在这些弱点处。电容器内部无论是先天缺陷还是运行中受潮，都首先造成部分电容器损坏，运行电压将被完好电容器重新分配，此时每个单元件上的电压较正常时偏高，从而导致完好的电容器继续损坏，最后导致电容器击穿。
为减少耦合电容器的爆炸事故发生，对运行中的耦合电容器应连续监测或带电测量电容电流，并分析电容量的变化情况。
17(Je3F3039).为什么要对电力设备做交流耐压试验?交流耐压试验有哪些特点? 答案:交流耐压试验是鉴定电力设备绝缘强度最有效和最直接的方法。
电力设备在运行中，绝缘长期受着电场、温度和机械振动的作用会逐渐发生劣化，其中包括整体劣化和部分劣化，形成缺陷。例如由于局部地方电场比较集中或者局部绝缘比较脆弱就存在局部的缺陷。各种预防性试验方法，各有所长，均能分别发现一些缺陷，反映出绝缘的状况，但其他试验方法的试验电压往往都低于电力设备的工作电压，作为安全运行的保证还不够有力。直流耐压试验虽然试验电压比较高，能发现一些绝缘的弱点，但是由于电力设备的绝缘大多数都是组合电介质，在直流电压的作用下，其电压是按电阻分布的，所以使用直流做试验就不一定能够发现交流电力设备在交流电场下的弱点，例如发电机的槽部缺陷在直流下就不易被发现。交流耐压试验符合电力设备在运行中所承受的电气状况，同时交流耐压试验电压一般比运行电压高，因此通过试验后，设备有较大的安全裕度，所以这种试验已成为保证安全运行的一个重要手段。
但是由于交流耐压试验所采用的试验电压比运行电压高得多，过高的电压会使绝缘介质损失增大、发热、放电，会加速绝缘缺陷的发展，因此，从某种意义上讲，交流耐压试验是一种破坏性试验。
在进行交流耐压试验前，必须预先进行各项非破坏性试验，如测量绝缘电阻、吸收比、介质损耗因数tgδ、直流泄漏电流等，对各项试验结果进行综合分析，以
决定该设备是否受潮或含有缺陷。若发现已存在问题，需预先进行处理，待缺陷消除后，方可进行交流耐压试验，以免在交流耐压试验过程中，发生绝缘击穿，扩大绝缘缺陷，延长检修时间，增加检修工作量。
18(Je3F3048).为什么测量110kV及以上少油断路器的泄漏电流时，有时出现负值?如何消除?
答案:所谓“负值”在这里是指在测量110kV及以上少油断路器直流泄漏电流时，接好试验线路后，加40kV直流试验电压时，空载泄漏电流比在同样电压下测得的少油断路器的泄漏电流还要大。产生这种现象的主要原因是高压试验引线的影响。 现场测试也证明了这一点：当线端头呈刷状时，测量均为负值；当线端头换为小铜球时，均为正值。
其次，升压速度的快慢及稳压电容充放电时间的长短，也是可能导致出现负值的一个原因。少油断路器对地电容仅为几十皮法，而与之并联的稳压电容器一般高达0.1～0.01μF。若升压速度快，当升到试验电压后又较快读数，会因电容器充电电流残存的不同，引起负值或各相有差值。 可采用下列措施来消除负值现象：
(1)引线端头采用均压措施。如用小铜球或光滑的无棱角的小金属体来改善线端头的电场强度，可减小电晕损失。
(2)尽量减小空载电流，把基数减小。如在高压侧采用屏蔽、清洁设备、接线头不外露等。增加引线线径，比增加对地距离还好。
(3)保持升压速度一定，认真监视电压表的变化，对稳压电容器要充分放电或每次放电时间大致相同。
(4)尽可能使试验设备、引线远离电磁场源。 (5)采用正极性的试验电压。
19(Je3F3054).为什么测量110kV及以上高压电容型套管的介质损耗因数时，套管的放置位置不同，往往测量结果有较大的差别?
答案:测量高压电容型套管的介质损耗因数时，由于其电容小，当放置不同时，因高压电极和测量电极对周围未完全接地的构架、物体、墙壁和地面的杂散阻抗的影响，会对套管的实测结果有很大影响。不同的放置位置，这些影响又各不相同，所以往往出现分散性很大的测量结果。因此，测量高压电容型套管的介质损耗因数时，要求垂直放置在妥善接地的套管架上进行，而不应该把套管水平放置或用绝缘索吊起
来在任意角度进行测量。
20(Je3F3057).SW4-110断路器在雷雨季节检修时常发生下瓷套和三角箱内的绝缘油不合格，经用合格油冲洗及长时间使用压力滤油机过滤后，油样耐压仍达不到标准，何故?应如何处理?
答案:少油断路器中的油量较少，油中稍有污染(水分、杂质等)对油的品质影响极为敏感，对于SW4-110断路器在雷雨季节注油不易合格的现象，要根据具体情况采取措施。
对于断路器内部轻度受潮，一般可在常温下通过循环滤油处理，循环次数一般按耐压标准确定。有条件时，最好测定油中微量水分。大修后水分含量不大于30310－6。如果效果不好，可将油加热，以提高效率，但不论加热与否，所用的滤纸必须采用事先经过良好焙烘的干燥纸。
对于断路器内部严重受潮，只采用上述方法往往难以奏效。在这种情况下，通常要先将内部绝缘部件，如灭弧室、绝缘提升杆等，进行彻底焙烘干燥后，再进行循环滤油处理才能奏效。
进行绝缘油处理与现场天气情况大有关系。由于干燥的油和滤油纸特别容易吸收潮气，潮湿天气使处理后的油和滤纸以及所取的油样又吸收潮气，以致往往耐压不合格。因此，原则上讲，要避开在雷雨季节或高湿度天气下对油进行处理。