高電壓技術(shù)(第三版)課后習(xí)題答案-2.docx

第一章作業(yè)n 1-1解釋下列術(shù)語(yǔ)（1）氣體中的自持放電；（2）電負(fù)性氣體；（3）放電時(shí)延；（4）50%沖擊放電電壓；（5）爬電比距。答：（1）氣體中的自持放電：當(dāng)外加電場(chǎng)足夠強(qiáng)時(shí)，即使除去外界電離因子，氣體中的放電仍然能夠維持的現(xiàn)象；（2）電負(fù)性氣體：電子與某些氣體分子碰撞時(shí)易于產(chǎn)生負(fù)離子，這樣的氣體分子組成的氣體稱為電負(fù)性氣體；（3）放電時(shí)延：能引起電子崩并最終導(dǎo)致間隙擊穿的電子稱為有效電子，從電壓上升到靜態(tài)擊穿電壓開(kāi)始到出現(xiàn)第一個(gè)有效電子所需的時(shí)間稱為統(tǒng)計(jì)時(shí)延，出現(xiàn)有效電子到間隙擊穿所需的時(shí)間稱為放電形成時(shí)延，二者之和稱為放電時(shí)延；（4）50%沖擊放電電壓：使間隙擊穿概率為50%的沖擊電壓，也稱為50%沖擊擊穿電壓；（5）爬電比距：爬電距離指兩電極間的沿面最短距離，其與所加電壓的比值稱為爬電比距，表示外絕緣的絕緣水平，單位cm/kV。1-2湯遜理論與流注理論對(duì)氣體放電過(guò)程和自持放電條件的觀點(diǎn)有何不同？這兩種理論各適用于何種場(chǎng)合？答：湯遜理論認(rèn)為電子碰撞電離是氣體放電的主要原因，二次電子來(lái)源于正離子撞擊陰極使陰極表面逸出電子，逸出電子是維持氣體放電的必要條件。所逸出的電子能否接替起始電子的作用是自持放電的判據(jù)。流注理論認(rèn)為形成流注的必要條件是電子崩發(fā)展到足夠的程度后，電子崩中的空間電荷足以使原電場(chǎng)明顯畸，流注理論認(rèn)為二次電子的主要來(lái)源是空間的光電離。湯遜理論的適用范圍是短間隙、低氣壓氣隙的放電；流注理論適用于高氣壓、長(zhǎng)間隙電場(chǎng)氣隙放電。1-3在一極間距離為1cm的均勻電場(chǎng)電場(chǎng)氣隙中，電子碰撞電離系數(shù)=11cm-1。今有一初始電子從陰極表面出發(fā)，求到達(dá)陽(yáng)極的電子崩中的電子數(shù)目。解：到達(dá)陽(yáng)極的電子崩中的電子數(shù)目為na = ead = e111 = 59874答：到達(dá)陽(yáng)極的電子崩中的電子數(shù)目為59874個(gè)。1-5近似估算標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下半徑分別為1cm和1mm的光滑導(dǎo)線的電暈起始場(chǎng)強(qiáng)。解：對(duì)半徑為1cm的導(dǎo)線對(duì)半徑為1mm的導(dǎo)線答：半徑1cm導(dǎo)線起暈場(chǎng)強(qiáng)為39kV/cm，半徑1mm導(dǎo)線起暈場(chǎng)強(qiáng)為58.5kV/cm1-10 簡(jiǎn)述絕緣污閃的發(fā)展機(jī)理和防止對(duì)策。答：戶外絕緣子在污穢狀態(tài)下發(fā)生的沿面閃絡(luò)稱為絕緣子的污閃。絕緣子的污閃是一個(gè)受到電、熱、化學(xué)、氣候等多方面因素影響的復(fù)雜過(guò)程，通?？煞譃榉e污、受潮、干區(qū)形成、局部電弧的出現(xiàn)和發(fā)展等四個(gè)階段。防止絕緣子發(fā)生污閃的措施主要有：（1）調(diào)整爬距（增大泄露距離）（2）定期或不定期清掃；（3）涂料；（4）半導(dǎo)體釉絕緣子；（5）新型合成絕緣子。1-11 試運(yùn)用所學(xué)的氣體放電理論，解釋下列物理現(xiàn)象：（1）大氣的濕度增大時(shí)，空氣間隙的擊穿電壓增高，而絕緣子表面的閃絡(luò)電壓下降；（2）壓縮氣體的電氣強(qiáng)度遠(yuǎn)較常壓下的氣體高；（3）沿面閃絡(luò)電壓顯著地低于純氣隙的擊穿電壓。答：（1）大氣濕度增大時(shí)，大氣中的水分子增多，自由電子易于被水分子俘獲形成負(fù)離子，從而使放電過(guò)程受到抑制，所以擊穿電壓增高；而大氣濕度增大時(shí)，絕緣子表面容易形成水膜，使絕緣子表面積污層受潮，泄漏電流增大，容易造成濕閃或污閃，絕緣子表面閃絡(luò)電壓下降；（2）氣壓很大時(shí)電子的自由行程變小，兩次碰撞之間從電場(chǎng)獲得的動(dòng)能減小，電子的碰撞電離過(guò)程減弱，所以擊穿電壓升高，氣體的電氣強(qiáng)度也高；（3）沿面閃絡(luò)電壓顯著地低于純氣隙的擊穿電壓是因?yàn)檠毓腆w介質(zhì)表面的電場(chǎng)與純氣隙間的電場(chǎng)相比發(fā)生了畸變，造成電場(chǎng)畸變的原因有：1.固體介質(zhì)與電極表面接觸不良，存在小縫隙；2.固體介質(zhì)表面由于潮氣形成水膜，水膜中的正負(fù)離子在電場(chǎng)作用下積聚在沿面靠近電極的兩端；3.固體介質(zhì)表面電阻不均勻和表面的粗糙不平。第二章作業(yè)2-1試用經(jīng)驗(yàn)公式估算極間距離d=2cm的均勻電場(chǎng)氣隙在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下的平均擊穿場(chǎng)強(qiáng)Eb。P32解：d=2cm的均勻電場(chǎng)氣隙平均擊穿場(chǎng)強(qiáng)為E= 24.55d + 6.66d / d = 24.551+ 6.66 1/ 2 = 29.26(kV/cm )b答：標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下的平均擊穿場(chǎng)強(qiáng)為29.26kV/cm 2-3在線路設(shè)計(jì)時(shí)已確定某線路的相鄰導(dǎo)線間氣隙應(yīng)能耐受峰值為1800kV的雷電沖擊電壓，試?yán)媒?jīng)驗(yàn)公式近似估計(jì)線間距離至少應(yīng)為若干？P36解：導(dǎo)線間的氣隙可以用棒-棒氣隙近似表示對(duì)正極性雷電沖擊：U50%= 75 +5.6d d = (1800- 75) / 5.6 = 308(cm)對(duì)負(fù)極性雷電沖擊：U50%=110+ 6d d = (1800-110) / 6 = 282(cm)取兩者中較大者308cm答：線間距離至少應(yīng)為308cm。2-4 在p=755mmHg，t=33的條件下測(cè)得一氣隙的擊穿電壓峰值為108kV，試近似求取該氣隙在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下的擊穿電壓值。P38解：在p=755mmHg，t=33條件下的空氣相對(duì)密度為：d = 2.9p= 2.9 101.37551= 0.954t760273+ 33由于處于0.951.05之間U dUU=U=108=113.2(kV)00d0.954答：該氣隙在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下的擊穿電壓值為113.2kV。2-5 某110kV電氣設(shè)備的外絕緣應(yīng)有的工頻耐壓水平（有效值）為260kV，如該設(shè)備將安裝到海拔3000m的地方運(yùn)行，問(wèn)出廠時(shí)（工廠位于平原地區(qū)）的試驗(yàn)電壓影增大到多少？P39解：出廠時(shí)的試驗(yàn)電壓值：1U = KaU p=1 260 = 260- H10-41.1- 3000 10-41.1= 325(kV)答：出廠試驗(yàn)電壓值應(yīng)增大到325kV。2-6 為避免額定電壓有效值為1000kV的試驗(yàn)變壓器的高壓引出端發(fā)生電暈放電，在套管上部安裝一球形屏蔽極。設(shè)空氣的電氣強(qiáng)度E0=30kV/cm，試決定該球形電極應(yīng)有的直徑。P40解：球形電極應(yīng)有的直徑為：D = 2R = 2Ugmax= 2 2 1000E30c答：該球形電極應(yīng)有的直徑為94.2cm。= 94.2(cm)第三章作業(yè)3-1 某雙層介質(zhì)絕緣結(jié)構(gòu)，第一、二層的電容和電阻分別為：C1=4200pF，R1=1400M；C2=3000pF、R2=2100M。當(dāng)加上40kV直流電壓時(shí)，試求：（1）當(dāng)t=0合閘初瞬，C1、C2上各有多少電荷？（2）到達(dá)穩(wěn)態(tài)后，C1、C2上各有多少電荷？絕緣的電導(dǎo)電流為多大？解：（1）絕緣結(jié)構(gòu)的等值電路如圖所示：t=0合閘初瞬時(shí)，電壓按電容反比分配即U1=C2，可得UC21 U=C2U =3000 40 1031C + C4200 + 300021= 50 / 3 =16.67(kV ) C1上的電荷Q1 = C1U1 = =420010-12 50 / 3103= 70(mC)C2上的電荷Q2 = C2U2 = C2 (U -U1 ) = 3000 10-12 (40 - 50 / 3) 103= 70(mC)（2）穩(wěn)態(tài)時(shí)，因?yàn)樽饔秒妷篣為直流，所以C1和C2可視為開(kāi)路，流過(guò)絕緣的電導(dǎo)電流由總電阻決定，即I =U=40 103=8010-6=11.43(mA)6R + R(1400 + 2100) 10712此時(shí)C1上的電壓與R1上的電壓相等，即U = R I =1400106(80 / 7)10-6=16(kV)11C1上的電荷Q = C U = 420010-1216103= 67.2(mC)111C2上的電荷Q2 = C2U2 = 300010-12 (40 -16) 103 = 72(mC)3-3 某設(shè)備對(duì)地電容C=3200pF，工頻下的tg=0.01，如果所施加的工頻電壓等于32kV，求：（1）該設(shè)備絕緣所吸收的無(wú)功功率和所消耗的有功功率各為多少？（2）如果該設(shè)備的絕緣用并聯(lián)等值電路來(lái)表示，則其中電阻值R為若干？（3）如果用串聯(lián)等值電路表示，則其中的電容值Cs和電阻值r各位若干？解：（1）該設(shè)備所吸收的有功功率為P = U 2wCtgd = (32 103 )2 314 3200 10-12 0.01= 10.3(W)所吸收的無(wú)功功率為Q =P=10.3=1030Var=1.03kVartgd0.01（2）在絕緣的并聯(lián)等值電路中，有tgd =IIRC=U / R=1 R =1=1= 99.5(MW)-12UwCRwCwCtgd314 3200100.01（3）在絕緣的串聯(lián)等值電路和并聯(lián)等值電路中，等值電容近似相等，即Cs=Cp=C=3200pF。因此，對(duì)串聯(lián)等值電路，由可得串聯(lián)等值電阻tgd = wCs rr =tgd=0.01= 9.95(kW)wC314 3200 10-12s3-6 一充油的均勻電場(chǎng)間隙距離為30mm，極間施加工頻電壓300kV。若在極間放置一個(gè)屏障，其厚度分別為3mm和10mm，求油中的電場(chǎng)強(qiáng)度各比沒(méi)有屏障時(shí)提高多少倍？（設(shè)油的r1=2，屏障的r2=4）解：沒(méi)有屏障時(shí)油中的電場(chǎng)強(qiáng)度為E=U=300=100(kV/cm )-10d30 10放置厚度為d1的屏障時(shí)（令d為未放屏障時(shí)的間隙距離，E1為油中的電場(chǎng)強(qiáng)度，E2為屏障中的電場(chǎng)強(qiáng)度）eE= er 2Er112U = E (d - d ) + E d1121U聯(lián)立解得油中的電場(chǎng)強(qiáng)度為E =1dd - de+11r1ee300r 2r1d1=3mm時(shí)，E =2(0.3 / 4=105.26(kV/cm )+ (3 - 0.3) / 2)1此時(shí)油中電場(chǎng)強(qiáng)度提高的倍數(shù)為E1- E0=5.26= 0.0526E1000d1=10mm時(shí)，E =300=120(kV/cm )2(1/ 4+ (3 -1) / 2)1此時(shí)油中電場(chǎng)強(qiáng)度提高的倍數(shù)為E - E=120 -100= 0.210E1000第四章作業(yè)4-1 測(cè)量絕緣電阻能發(fā)現(xiàn)那些絕緣缺陷？試比較它與測(cè)量泄漏電流實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的異同。答：測(cè)量絕緣電阻能有效地發(fā)現(xiàn)下列缺陷：絕緣總體狀態(tài)不佳；絕緣整體受潮或局部嚴(yán)重受潮；兩極間有貫穿性的缺陷等。測(cè)量絕緣電阻和測(cè)量泄露電流試驗(yàn)項(xiàng)目的相同點(diǎn)：兩者的原理和適用范圍是一樣的，不同的是測(cè)量泄漏電流可使用較高的電壓(10kV及以上)，并且可一觀察泄漏電流隨時(shí)間的變化情況，因此能比測(cè)量絕緣電阻更有效地發(fā)現(xiàn)一些尚未完全貫通的集中性缺陷。答：P89.第五章作業(yè)解：進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)時(shí)流過(guò)試品的電流為I = 2pfCU 10-3 = 2p 50410-3 40010-3 = 0.5(A)該試驗(yàn)變壓器的輸出功率為P = 2pfCU210-3= 2p 50410-3400210-3= 200(kVA)5-2 當(dāng)習(xí)圖-4中的球隙F擊穿時(shí)，試驗(yàn)變壓器T的初級(jí)繞組所接的電壓表PV的讀數(shù)為若干？答：查附錄球隙放電電壓表可知圖中球隙F放電電壓峰值為79.5kV,此電壓為變壓器高壓側(cè)交流電壓峰值，所以變壓器初級(jí)繞組電壓表讀數(shù)U =79.5 / 2 400 = 224.9(V)1005-6 為什么選用球隙而不是其他形狀的間隙（特別是消除了邊緣效應(yīng)的平板電極）？答：P108第六章作業(yè)解：架空線路的波阻抗Z1為=L=0.93310-3 346(W)Z1-61C0.00778101電纜線路的波阻抗Z2為Z=L=0.1551022C0.187 102-3 -6 29(W)節(jié)點(diǎn)上的電壓峰值為u = au1=2Z1u1=2 34650= 92.27(kV)Z1+ Z2346+ 29解：根據(jù)彼得遜法則可得等值電路如圖所示，回路總電流I =2U0=2 600Z + (Z / 4) /( Z/ 2)400 +100 / 16 2.9(kA)Z母線上的電壓幅值2U0ZZZ Z ZZU = 2U0- IZ = 2 600 - 400 2.9= 40(kV)解：根據(jù)彼得遜法則可得等值電路如圖所示，回路總電流Z2 1000 500I =2I=11Z + R / Z2500 +100 / 501= 1.875(kA)Z12I1Z1RZ2（1）進(jìn)入電纜的電流波幅值I2 =2I =1.25(kA)3= I進(jìn)入電纜的電壓波幅值 U22Z2= 1.2550 = 62.5(kV)（2）架空線上的電壓反射波幅值U=U- I Z= 62.5 -500 = -437.5(kV)1211架空線上的電流反射波幅值U- 437.5I= -1= 0.875(kA)1Z5001（3）流過(guò)避雷器的電流幅值I=1I = 0.625(kA)R3解：根據(jù)彼得遜法則，畫出其等值電路如圖所示。電阻吸收功率最大時(shí)，其值為R = Z1 + Z2 = 500 + 50 = 550(W)略解：波從Z1進(jìn)入Z2時(shí)的折射系數(shù)a=2Z2=2 80AZ + Z400 + 8021波從Z2進(jìn)入Z1時(shí)的反射系數(shù)b = Z1 - Z2 = 400 -80+ 80 400Z+AZ12B點(diǎn)的折、反射系數(shù)= 13= 23aB =2R=2 10000=1.98bB=R - Z2=10000 -80= 0.98R + Z210000 + 80Z2 + R80 +10000B點(diǎn)電壓出現(xiàn)第二次電壓升高時(shí)的電壓U B = aAaB (1+ bAbB )U0 = 13 1.98(1+ 23 0.98) 90 = 98.21kV距離原始波到達(dá)A點(diǎn)的時(shí)間為 t = 3lvAB = 31001000 = 30us6-8 一條架空線與一根末端開(kāi)路、長(zhǎng)1km的電纜相連，架空線電容為11.4pF/m、電感為0.978uH/M；電纜具有電容136pF/m、電感0.75uH/m。一幅值為10kV的無(wú)限長(zhǎng)直角波沿架空線傳入電纜，試計(jì)算在原始波抵達(dá)電纜與架空線連接點(diǎn)A以后38us時(shí)，電纜中點(diǎn)M處的電壓值。解：架空線的波阻抗=L=0.97810-6 292.9(W)Z11-12C11.4 101電纜線的波阻抗=L=0.7510-6 74.3(W)Z22C136 10-122電纜線的波速v =1=1100m/usL C0.7510-613610-1222波從Z1進(jìn)入Z2時(shí)在A點(diǎn)的折射系數(shù)aA =2Z2=2 74.3= 0.39292.9 + 74.3Z1 + Z2波從Z2進(jìn)入Z1時(shí)在A點(diǎn)的反射系數(shù)b=Z- Z=292.9- 74.3 0.612AZ+ Z292.9 + 74.321電纜在B點(diǎn)開(kāi)路所以折、反射系數(shù) aB = 2bB =1波從A點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)所需要的時(shí)間t =lAB=1000=10usv10038us時(shí)B點(diǎn)經(jīng)過(guò)兩次電壓升高且B點(diǎn)電壓已到達(dá)M點(diǎn)，故M點(diǎn)電壓uM = aAaB (1+ bAbB )U0 = 0.392(1+ 0.61) 10 =12.48kV7-1 為了保護(hù)煙囪及附近的構(gòu)筑物，在一高73m的煙囪上裝一根長(zhǎng)2m的避雷針，煙囪附近構(gòu)筑物的高度及相對(duì)位置如圖，試計(jì)算各構(gòu)筑物是否處于該避雷針的保護(hù)范圍之內(nèi)。解：避雷針高度h=73+2=75m所以高度修正系數(shù)P =5.5=5.5= 0.635h75對(duì)左側(cè)構(gòu)筑物，其高度所對(duì)應(yīng)水平面上的保護(hù)半徑rxL = (1.5h - 2hx )P = (1.575 - 210) 0.635 = 58.7375m 50m所以左側(cè)構(gòu)筑物在該避雷針保護(hù)范圍之內(nèi)對(duì)右側(cè)構(gòu)筑物，其高度所對(duì)應(yīng)水平面上的保護(hù)半徑rxR = (h - hx )P = (75 -38) 0.635 = 23.495m 40m所以右側(cè)構(gòu)筑物不在該避雷針保護(hù)范圍之內(nèi)7-2 校驗(yàn)習(xí)題圖-14所示鐵塔結(jié)構(gòu)是否能保證各相導(dǎo)線都受到避雷線的有效保護(hù)。解：因?yàn)楸芾拙€高度h1.8mx所以邊相導(dǎo)線可以受到保護(hù)兩根避雷線內(nèi)側(cè)保護(hù)范圍（圓弧的低點(diǎn)）高點(diǎn)h0 = h - D = 28.4 - 7.5 + 7.5 = 24.65m4P4大于中相導(dǎo)線高度（23.07m）,所以也能受到有效保護(hù)綜上可知，各相導(dǎo)線均能受到有效保護(hù)8-1 某平原地區(qū)220kV架空線路所采用的桿塔形勢(shì)及尺寸如圖所示。各有關(guān)數(shù)據(jù)如下：避雷線半徑rg=5.5mm，其懸點(diǎn)高度hg=32.7m；上相導(dǎo)線懸點(diǎn)高度hw(U)=25.7m;下相導(dǎo)線懸點(diǎn)高度hw(L)=20.2m;避雷線在15時(shí)的弧垂fg=6.0m;導(dǎo)線在15時(shí)的弧垂fw=10.0m;線路長(zhǎng)度L=120km;絕緣子串：13X-4.5型盤型絕緣子，其沖擊放電電壓U50%=1245kV；每片絕緣子的高度H=0.146m;桿塔的沖擊接地電阻Ri=10;線路所在地區(qū)的雷暴日數(shù)Td=50。求這條線路的耐雷水平、雷擊跳閘率及實(shí)際年累計(jì)跳閘次數(shù)。解：（1）年總落雷次數(shù)該線路只有一條避雷線，故等效受雷寬度B = 4h = 4(ht - 23 f ) = 4(32.7 - 0.667 6) =114.8m 該線路的年總落雷次數(shù)N =Bl g T =114.81200.07 50 = 48.2161000d1000（2）繞擊導(dǎo)線時(shí)的耐雷水平及跳閘次數(shù)避雷線對(duì)邊相導(dǎo)線的保護(hù)角繞擊率a = arctg3.64= 27.4732.7- 25.7ah27.47 32.7lg P=g- 3.9=- 3.9= -2.07a8686P =10-2.07= 0.00851a繞擊時(shí)線路的耐雷水平I=U50%=1245=12.45kA2100100雷電流大于I2的概率P =10-12.45/ 88= 72.19%2Un建弧率h = (0.45E0.75-14) 10-2= 0.45()0.75-1410-23l1= 0.45(220)0.75 -1410-2= 0.9131.732 0.146 13繞擊跳閘次數(shù)n = N P P h = 48.2160.008510.72190.913 = 0.272a2（3）反擊導(dǎo)線時(shí)的耐雷水平及跳閘次數(shù)避雷線自波阻Z = 60 ln 2hg = 60 ln 2 (32.7 - 2 / 36) = 513.6Wgrg5.510-3離避雷線最遠(yuǎn)的一相導(dǎo)線的和避雷線間的互波阻Z= 60 lndgwgwdgw兩者之間的幾何耦合系數(shù)= 60 ln 45.129 = 73.3W13.3k=Zgw=73.3= 0.1430Z513.6g考慮電暈影響后的耦合系數(shù)k = k1k0 =1.30.143 = 0.186塔身電感Lt = L0(t ) hg = 0.532.7 =16.35uH該導(dǎo)線橫擔(dān)處的高度ha = 20.2 + 0.14613 = 22.098m分流系數(shù)b = 0.92反擊時(shí)的耐雷水平該導(dǎo)線平均對(duì)地高度h= 20.2 -210=13.5mc3I1=U50%hL-hkh(1- k )bR + a - k bt+ 1gc0 ih2.6h2.6tc1245(1- 0.186) 0.92 10 +22.098- 0.18616.35-32.7 - 413.532.70.92 2.6+ 113.50.1432.6= 89.24kAP =10-89.24/ 88 = 9.68%1反擊跳閘次數(shù) n = N g P h = 48.2160.250.09680.913 =1.06511年累計(jì)跳閘次數(shù)n = n+ n= 0.27 +1.065 =1.335128-3 某變電所的一支獨(dú)立避雷針與鄰近構(gòu)架的相對(duì)位置及其接地裝置的結(jié)構(gòu)如圖所示。（1）試估算此獨(dú)立避雷針的沖擊接地電阻（設(shè)該處土壤電阻率=500m）;（2）從避雷針不向構(gòu)架發(fā)生反擊的條件來(lái)看，此接地裝置能否滿足要求？解：（1）查表7-5，得ai= 0.3hi= 0.75此避雷針的沖擊接地電阻Ra Rair 8lRi=i=i e=ln-1nhinhinhid2pl =0.3500ln83-1 = 21.8W30.752p 30.05（2）地上部分不發(fā)生反擊的條件s1 0.2Ri + 0.1h = 0.221.8 + 0.113 = 5.66 7m所以此接地裝置滿足要求解：進(jìn)波的空間陡度a=a=450= 1.5(kV / m)v300避雷器到變壓器的最大電氣距離l=Uw(i)-Uismax2a=945 - 6302 1.5= 105(m)9-3 一根波阻抗為Z，長(zhǎng)度為l的末端開(kāi)路導(dǎo)線預(yù)先充電到某一電壓“+U”,現(xiàn)將該導(dǎo)線突然合閘到某一電壓等于“-U”的直流電源上去，如圖所示。（1）試?yán)L出不同瞬間的電壓波與電流波沿線分布圖（時(shí)間繪到末端第二次反射波抵達(dá)線路中點(diǎn)M瞬間為止）；（2）試?yán)L出該線的開(kāi)路末端B和中點(diǎn)M的電壓和電流隨時(shí)間而變化的波形圖取開(kāi)關(guān)合閘瞬間為時(shí)間起點(diǎn)（t=0），以(=l/v)作為時(shí)間的單位，其中v為波速。解：(1)令=l/va)合閘后，線路電壓變?yōu)?U，相當(dāng)于一個(gè)幅值為-2U的電壓波和幅值為-2U/Z的電流波從首端向末端傳播0ti=-2U/Z M+U-UBMt2B-U末端發(fā)生全反射，-4U+U=-3U-3Ui=0M2t3B-Ui=2U/Z-3U3t4i=0M+UB-U+U(2)B點(diǎn)電壓波形0234 t-U-3U9-4 一臺(tái)220kV、120MVA的三相電力變壓器，其空載激磁電流等于額定電流的2%，高壓繞組每相對(duì)地電容C=5000pF。求切除這樣一臺(tái)空載變壓器時(shí)可能引起的最大過(guò)電壓倍數(shù)。（提示：最大可能截流值為空載激磁電流的幅值）解：空載激磁電流I= I2% =Sn0nUn 0.02 =120220106103 0.02 =10.9A變壓器的激磁電感=U=220 103= 64.27HLnTwI314 10.9L切除該空載變壓器時(shí)產(chǎn)生的最大電壓極限值=L I 2 =64.2710.91.414 =1747.5kVUMAXT-12CL500010相應(yīng)的過(guò)電壓倍數(shù)K =UMAX=UMAX=1747.5= 8.46Ujk2Un /3 1.152 220 /310-1 一座500kV變電所，所用避雷器在雷電沖擊波下的保護(hù)特性為：（1）10kA下的殘壓為1100kV；（2）標(biāo)準(zhǔn)沖擊全波下的放電電壓峰值為840kV；（3）陡波放電電壓峰值為1150kV。試求：（1）該避雷器雷電沖擊保護(hù)水平