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本科生 考试试卷(样卷)答案 请分析棒－板间隙中，棒为何种极性时电晕起始电压高？为什么？ 答：棒－板间隙中，棒为正极性时电晕起始电压高。棒－板间隙是典型的极不均匀电场。 当棒具有正极性时，间隙中出现的电子向棒运动，进入强电场区，开始引起电离现象而形成电子崩。随着电压的逐渐上升，到放电达到自持、爆发电晕之前，在间隙中形成相当多的电子崩。当电子崩达到棒极后，其中的电子就进入棒极，而正离子仍留在空间，相对来说缓慢地向板极移动。于是在棒极附近，积聚起正空间电荷，而减少了紧贴棒极附近的电场，而略为加强了外部空间的电场。这样，棒极附近的电场被削弱，难以造成流注，这就使得自持放电也即电晕放电难以形成。 当棒具有负极性时，阴极表面形成的电子立即进入强电场区，造成电子崩。当电子崩中的电子离开强电场区后，电子就不再能引起电离，而以越来越慢的速度向阳极运动。一部分电子直接消失于阳极，其余的可为氧原子所吸附形成负离子。电子崩中的正离子逐渐向棒极运动而消失于棒极，但由于其运动速度较慢，所以在棒极附近总是存在着正空间电荷。结果在棒极附近出现了比较集中的正空间电荷，而在其后则是非常分散的负空间电荷。负空间电荷由于浓度小，对外电场的影响不大，而正空间电荷将使电场畸变。棒极附近的电场得到增强，因而自持放电条件易于得到满足、易于转入流注而形成电晕放电。 所以，棒为正极性时电晕起始电压比负极性时略高。 评分标准：此题共15分。回答正极性时电晕起始电压高，得3分；说明并分析，共12分，每个方面得6分。 测量介损（值）能发现哪些缺陷？为什么有时会测到负的介质损耗值，如果用QS1电桥测试得到负值，应该如何来计算？ 答：介质损耗角是绝缘预防性试验的主要项目之一。它在发现绝缘整体受潮、劣化等缺陷方面比较灵敏有效，尤其是对小型电气设备。因此介损值的测量在绝缘试验中占有重要地位。 测量中，电桥上显示负的值可能有以下原因： 标准电容器受潮 CN线的接头接触不好，尤其是三叉口插头的焊接头脱落 电场干扰 磁场干扰 用QS1电桥测介质损耗值。当出现负值时，从电桥结构上看C1由原来与R4并联变为与R3并联。由电桥平衡方程可得出计算公式 式中 ——试品实际出现的负介损值； -C4——从电桥上所读得的“-”测量值 评分标准：此题共20分。第一问，得4分；第二问，得8分；第三问，说明得2分，列出公式得6分。 如图所示为进行绝缘局部放电试验的原理接线图。HV为交流高压试验源，Z为低通滤波器，Cx为被试品电容，其值为2000pF。Ck为耦合电容，其值为200pF。由Cm和Rm组成检测阻抗。当HV达到一定的试验电压时，若Ck上产生了5pC的局部放电量，请问由此因素可误解为Cx上发生了多少pC的视在局部放电量？请推导说明（15分） 1）当Cx发生放电时，试品Cx两端产生的瞬变电压 在检测阻抗上建立的电压是 2）而当Ck发生放电时，耦合电容Ck两端产生的瞬变电压 在检测阻抗上建立的电压是 从而，根据检测阻抗上测得的电压值，可发现下面的关系 所以，当Ck上产生了5pC的局部放电量，可能误解成Cx上产生了50pC的放电量。 评分标准：此题共15分。计算公式及其推导，得10分；计算结果正确，得5分。 根据变压器油的色谱分析数据诊断变压器内部故障的原理是什么？ 答：电力变压器绝缘多系油纸组合绝缘，内部潜伏性故障产生的烃类气体来源于油纸绝缘的热裂解，热裂解的产气量、产气速度以及生成烃类气体的不饱和度，取决于故障点的能量密度。故障性质不同，能量密度亦不同，裂解产生的烃类气体也不同，电晕放电主要产生氢，电弧放电主要产生乙炔，高温过热主要产生乙烯。故障点的参量不同，上述各种气体产生的速率也不同。这是由于在油纸等碳氢化合物的化学结构中因原子间的化学键不同，各种键的键能也不同。含有不同化学键结构的碳氢化合物有程度不同的热稳定性，因而得出绝缘油随着故障点的温度升高而裂解生成烃类的顺序是烷烃、烯烃和炔烃。同时，又由于油裂解生成的每一烃类气体都有一个相应最大产气率的特定温度范围，从而导出了绝缘油在变压器的各不相同的故障性质下产生不组份、不同含量的烃类气体的简单判据。 评分标准：此题共10分。答到“故障性质不同，能量密度不同，裂解产生的烃类气体不同”，则可得4分，有相关说明，得6分。 电、热击穿的机理分别是什么？影响油纸组合绝缘击穿电压的因素有哪些？ 答：电击穿机理：在电场作用下，当电场强度足够大时，介质内部的电子带着从电场获得的能量，急剧地碰撞它附近的原子和离子，使之游离。因游离而产生的自由电子在电场的作用下又继续对其他原子或离子发生碰撞，这个过程不断地发展下去，使自由电子越来越多，在电场作用下定向流动的自由电子多了，如此，不断循环下去，终于在绝缘结构中形成了导