2023年安全知識(shí)安全生產(chǎn)知識(shí)競(jìng)賽-過電壓安全知識(shí)競(jìng)賽考試參考題庫(kù)（含答案）

2023年安全知識(shí)安全生產(chǎn)知識(shí)競(jìng)賽-過電壓安全知識(shí)競(jìng)賽考試參考題庫(kù)（含答案）（圖片大小可任意調(diào)節(jié)）第I卷一.全考點(diǎn)試題庫(kù)(共20題)1.簡(jiǎn)述接地故障清除過電壓產(chǎn)生原因及影響因素。

正確答案:

對(duì)于故障線路來說：1部分由于故障的存在電壓較低，不會(huì)產(chǎn)生過電壓，2部分由于故障的清除而導(dǎo)致相間電壓關(guān)系的突變，從而產(chǎn)生過電壓，但暫態(tài)過程并不十分劇烈，幅值一般也不高。

對(duì)于相鄰線路來說：3部分由于仍與2部分相連，其過電壓與2部分相似；4部分過電壓最為嚴(yán)重，當(dāng)斷路器BRK2的C相開斷故障電流后，接地后的暫時(shí)穩(wěn)態(tài)被破壞，等效于在C相斷路器附近加上一個(gè)與故障電流反向的電流源，其電流波形在相鄰線路上流動(dòng)并且折反射，從而形成較大的過電壓。?影響因素：1.線路長(zhǎng)度；2.系統(tǒng)阻抗；3.輸送功率；4.接地位置。2.簡(jiǎn)述重合閘過電壓產(chǎn)生原因及影響因素。

正確答案:

影響因素：1.線路長(zhǎng)度；2.系統(tǒng)阻抗；3.斷口電壓差；4.線路損耗；5.?輸送功率

產(chǎn)生原因：如線路實(shí)際等效電路圖所示為特高壓線路進(jìn)行重合閘前的實(shí)際電路等效圖，其中LN，LR分別為高抗和小電抗阻值；Cm，C0分別為線路相間電容和相對(duì)地電容。

然后，將高抗和小電抗進(jìn)一步等值，其中0L，mL分別為高抗和小電抗等效后的相間補(bǔ)償電感和相對(duì)地補(bǔ)償電感，如等效電路圖（一）所示。

3.簡(jiǎn)述直擊雷與感應(yīng)雷的產(chǎn)生原因及區(qū)別。

正確答案:

1）直擊雷是帶電云層（雷云）與建筑物、其它物體、大地或防雷裝置之間發(fā)生的迅猛放電現(xiàn)象，并由此伴隨而產(chǎn)生的電效應(yīng)、熱效應(yīng)或機(jī)械力等一系列的破壞作用。

直擊雷的電壓峰值通?？蛇_(dá)幾萬伏甚至幾百萬伏，電流峰值可達(dá)幾十KA乃至幾百KA，其之所以破壞性很強(qiáng)，主要原因是雷云所蘊(yùn)藏的能量在極短的時(shí)間（其持續(xù)時(shí)間通常只有幾u(yù)s到幾百us）就釋放出來，從瞬間功率來講，是巨大的。

2）感應(yīng)雷也稱為雷電感應(yīng)或感應(yīng)過電壓。它分為靜電感應(yīng)雷和電磁感應(yīng)雷。

（1）靜電感應(yīng)雷：是由于帶電積云接近地面，在架空線路導(dǎo)線或其他導(dǎo)電凸出物頂部感應(yīng)出大量電荷引起的。它將產(chǎn)生很高的電位。

（2）電磁感應(yīng)雷：是由于雷電放電時(shí)，巨大的沖擊雷電流在周圍空間產(chǎn)生迅速變化的強(qiáng)磁場(chǎng)引起的。這種迅速變化的磁場(chǎng)能在鄰近的導(dǎo)體上感應(yīng)出很高的電動(dòng)勢(shì)。雷電感應(yīng)引起的電磁能量若不及時(shí)泄入地下，可能產(chǎn)生放電火花，引起火災(zāi)、爆炸或造成觸電事故。感應(yīng)雷擊過電壓對(duì)于110kV及以上的線路絕緣不會(huì)構(gòu)成威脅，波前平緩，但波長(zhǎng)較長(zhǎng)。4.簡(jiǎn)述直流系統(tǒng)斷線故障引起中性母線上過電壓原理。

正確答案:

分單極金屬回線方式與單極大地運(yùn)行方式。

當(dāng)直流系統(tǒng)以單極大地回路或者單極金屬回線運(yùn)行時(shí)，如果一側(cè)接地引線或者金屬回線發(fā)生斷線故障，直流電流就會(huì)通過發(fā)生斷線一側(cè)的中性線接地引線避雷器或者金屬回線避雷器形成回路，即將避雷器接入了整流側(cè)—逆變側(cè)這個(gè)電流循環(huán)回路中去，造成發(fā)生斷線的換流站中性母線上過電壓。5.簡(jiǎn)述特高壓直流換流站空氣間隙與哪些因素有關(guān)，并簡(jiǎn)單定性介紹所需氣隙隨環(huán)境因素變化趨勢(shì)。

正確答案:

放電電壓水平和換流站大氣氣象條件。特高壓直流系統(tǒng)電壓等級(jí)更高，直流運(yùn)行電壓最高可達(dá)816kV，由于空氣間隙的飽和特性，在更高的操作過電壓下會(huì)要求更大的空氣間隙距離；換流站閥廳內(nèi)一般都安裝有用于冷卻的空調(diào)系統(tǒng)，其調(diào)節(jié)作用使得閥廳內(nèi)的大氣壓力、溫度、濕度均不同于標(biāo)準(zhǔn)氣象條件，對(duì)空氣間隙的放電特性產(chǎn)生較大影響。

空氣密度對(duì)間隙的擊穿電壓有較大的影響，主要原因是空氣密度變化時(shí)，分子間的平均距離發(fā)生變化，直接影響到電子的平均自由行程，從而間接影響間隙氣體的電離過程，改變間隙的擊穿電壓。當(dāng)海拔高度增加時(shí)，空氣壓力下降，密度減小，所以電子的碰撞電離過程中的平均自由程變大，在運(yùn)動(dòng)過程中可以積累更大的能量，在間隙距離較大的情況下，氣體的電離過程變得更加劇烈，所以間隙的擊穿電壓下降。當(dāng)溫度增加時(shí)，電子的自由程增加，積累的動(dòng)能也增加，更容易造成氣體電離；另外，溫度增加，氣體分子本身的熱動(dòng)能也增加，所以導(dǎo)致氣體的熱電離增加，這也會(huì)導(dǎo)致?lián)舸╇妷旱南陆?。所以，在其它條件一定時(shí)，溫度越高，氣隙的擊穿電壓越低。

濕度對(duì)擊穿電壓的影響比較復(fù)雜。實(shí)驗(yàn)表明均勻電場(chǎng)中的空氣，其放電電壓隨濕度的增加而增加，但程度極微。在極不均勻電場(chǎng)中，空氣濕度對(duì)提高間隙擊穿電壓的效應(yīng)就很明顯。原因是水分子容易吸收電子而形成負(fù)離子，電子形成負(fù)離子后自由行程大減，在電場(chǎng)中發(fā)生碰撞電離的能力也大大減弱。隨著濕度的增加，電子被水分子吸引而成為負(fù)離子的比例增加，負(fù)離子的質(zhì)量較大，直徑也較大，所以大大削弱了電子碰撞電離能力，從而削弱了間隙的電離過程，提高了間隙的擊穿電壓。另外，在極不均勻電場(chǎng)中，平均場(chǎng)強(qiáng)較低，電子運(yùn)動(dòng)速度較慢，很容易被水分子俘獲成為負(fù)離子?；谝陨显?，濕度的增加會(huì)導(dǎo)致?lián)舸╇妷旱脑黾印?.何謂二次系統(tǒng)的雷電反擊。

正確答案:雷電的反擊現(xiàn)象通常指遭受直擊雷的金屬體（包括接閃器、接地引下線和接地體），在引導(dǎo)強(qiáng)大的雷電流流入大地時(shí)，在它的引下線、接地體以及與它們相連接的金屬導(dǎo)體上會(huì)產(chǎn)生非常高的電壓，對(duì)周圍與它們連接的金屬物體、設(shè)備、線路、人體之間產(chǎn)生巨大的電位差，這個(gè)電位差會(huì)引起閃絡(luò)。在接閃瞬間與大地間存在著很高的電壓，這電壓對(duì)與大地連接的其他金屬物品發(fā)生放電（又叫閃絡(luò)）的現(xiàn)象叫反擊。7.簡(jiǎn)述配電網(wǎng)鐵磁諧振過電壓產(chǎn)生原理。

正確答案:

配電網(wǎng)中PT鐵磁諧振的產(chǎn)生機(jī)理可以用這個(gè)簡(jiǎn)化電路圖來說明：左側(cè)為系統(tǒng)三相電源，右側(cè)電感為PT等效電感，電容為系統(tǒng)線路對(duì)地等效電容。

一般情況下，PT電感與系統(tǒng)電容的諧振頻率很低，系統(tǒng)中不存在如此低頻率的諧波電源，不會(huì)產(chǎn)生諧振。

PT的鐵芯在電流大時(shí)會(huì)發(fā)生磁飽和現(xiàn)象，此時(shí)PT等效電感大幅下降，與系統(tǒng)電容的諧振頻率大大提高，與工頻頻率同數(shù)量級(jí)，此時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)本就存在的分頻諧波，基頻諧波，高次諧波就會(huì)引發(fā)鐵磁諧振現(xiàn)象。8.簡(jiǎn)述線路雷電繞擊與反擊的異同。

正確答案:

1）避雷線對(duì)線路的防雷作用并不是絕對(duì)的，我們把雷繞過避雷線而直接擊到導(dǎo)線上的現(xiàn)象叫繞擊。

2）反擊又叫逆閃絡(luò)。當(dāng)雷電擊中接地物體（桿塔），使雷擊點(diǎn)對(duì)地電位（絕對(duì)值）大大增加，引起對(duì)導(dǎo)線的逆向閃絡(luò)的情況，通常稱為反擊。9.簡(jiǎn)述甩負(fù)荷過電壓產(chǎn)生原因及影響因素。

正確答案:

如曲線一，由于線路正常運(yùn)行時(shí)輸送功率在電源阻抗上產(chǎn)生了一定的壓降，故經(jīng)過電源阻抗后的電壓通常比電源電壓有所下降，然后由于線路的容升效應(yīng)以及兩端電源與限壓措施的鉗制作用其電壓一般呈現(xiàn)弓形分布。

當(dāng)末端斷路器分閘發(fā)生甩負(fù)荷后，沿線電壓均有改變，如曲線二，由于線路充電電流的作用經(jīng)電源阻抗后的電壓稍高，其后容升效應(yīng)使得線路電壓越來越高。

影響因素：1.線路長(zhǎng)度；2.系統(tǒng)阻抗；3.輸送功率；4.接地位置10.簡(jiǎn)述五種VFTO限制措施。

正確答案:

1）隔離開關(guān)加裝并聯(lián)電阻

2）主變加裝入口電容

3）主變前加裝阻波器

4）采用架空線連接主變與GIS套管

5）加裝氧化鋅避雷器

6）改進(jìn)操作順序

7）加裝鐵氧體材料限制VFTO11.簡(jiǎn)述直流系統(tǒng)運(yùn)行的方式。

正確答案:

雙極運(yùn)行，單極大地運(yùn)行，單極金屬回線運(yùn)行。

雙極運(yùn)行：雙極兩端中性點(diǎn)接地的方式是正負(fù)兩極對(duì)地，整流站和逆變站中性點(diǎn)接地，大地中僅流過兩極不平衡電流；

單極大地運(yùn)行：利用1根導(dǎo)線與大地構(gòu)成直流側(cè)的單極回路，整流站和逆變站中性點(diǎn)均需接地；

單極金屬回線運(yùn)行：利用2根導(dǎo)線構(gòu)成直流側(cè)的單極回路，利用停運(yùn)極的線路作為運(yùn)行極的回流線路，逆變站中性點(diǎn)接地限制電位。

12.簡(jiǎn)述整流側(cè)低壓端換流變壓器閥側(cè)出線接地造成中性母線上過電壓原理。

正確答案:

如上圖所示，以故障發(fā)生在A相為例，故障發(fā)生后。換流變A、C兩相形成的交流電源Uca通過VT2和故障接地點(diǎn)并聯(lián)在整流側(cè)中性母線E避雷器上，也并聯(lián)在金屬回線與逆變側(cè)接地極兩端，故障簡(jiǎn)化如右圖所示。圖可知，本階段由于E避雷器流過從接地點(diǎn)到中性母線方向的電流，中性母線呈負(fù)電位，通過避雷器的能量占該故障下該避雷器所消耗能量的主要部分。由于中性母線呈負(fù)電位，整流側(cè)下6脈動(dòng)橋中與中性母線相連的閥均承受反向電壓，故障后全部關(guān)斷，導(dǎo)致中性母線電流無法通過閥流入故障接地點(diǎn)，但由于直流線路存在對(duì)地分布電容，自身又有分布電感，通過金屬回線的電流不能立即減小為0，此時(shí)，金屬回線相當(dāng)于一個(gè)電源，通過中性母線E避雷器和逆變站的接地點(diǎn)形成回路，在E避雷器中流過一部分能量，中性母線呈現(xiàn)正電位。13.簡(jiǎn)述線路空氣間隙的確定須考慮哪些方面？

正確答案:

線路空氣間隙確定輸電線路的空氣間隙主要有：

1）導(dǎo)線對(duì)大地（懸垂最低點(diǎn)到地面距離）

2）導(dǎo)線對(duì)導(dǎo)線（風(fēng)偏下兩導(dǎo)線間距離）

3）導(dǎo)線對(duì)架空地線

4）導(dǎo)線對(duì)桿塔及橫桿14.簡(jiǎn)述工頻過電壓產(chǎn)生因素及產(chǎn)生原理

正確答案:

1）空載長(zhǎng)線電容效應(yīng)；?容性電流流過電感，電壓升高。

當(dāng)首端的輸入阻抗為容性，計(jì)及電源內(nèi)阻抗的影響（感性）時(shí)，不僅使線路末端電壓高于首端，而且使線路首、末端電壓高于電源電動(dòng)勢(shì)。

2）三相甩負(fù)荷；

X0/X1增加將使不對(duì)稱短路故障時(shí)健全相的電壓有增大的趨勢(shì)。15.限制潛洪電流的措施及原理，可配簡(jiǎn)圖說明。

正確答案:

措施：1）并聯(lián)電抗器中性點(diǎn)接小電抗

通過補(bǔ)償相間電容，來限制潛供電流的容性分量

2）快速接地開關(guān)（HSGS）

HSGS通過分流潛供電流容性分量和抑制故障點(diǎn)恢復(fù)電壓來減小潛供電弧持續(xù)時(shí)間。16.簡(jiǎn)述二次系統(tǒng)防雷中的等電位連接的作用。

正確答案:

等電位連接的主要功能是：消除在LPZ（雷電防護(hù)區(qū)）的所有設(shè)備中的危險(xiǎn)而潛在的電位差和減小磁場(chǎng)。為了消除過壓對(duì)導(dǎo)線的干擾，對(duì)所有金屬部件和進(jìn)入LPZ防雷區(qū)的電纜線進(jìn)行等電位連接是最重要的保護(hù)措施。為了這個(gè)目的，所有的進(jìn)線必須盡可能近地在建筑物入口處進(jìn)行等電位連接。電源和數(shù)據(jù)線路的需經(jīng)SPD連接于等電位上，對(duì)于連接導(dǎo)線截面積應(yīng)能保證承載泄流能力。

1）采用鋼筋連接成金屬框架的措施，以減小電磁場(chǎng)對(duì)內(nèi)部設(shè)備的干擾

17.簡(jiǎn)述線路絕緣子串片數(shù)選擇的原則與方法。

正確答案:

線路絕緣子串片數(shù)選擇原則：

1）工作電壓下不發(fā)生霧閃；

2）操作過電壓下不發(fā)生濕閃；

3）具有一定沖擊耐壓能力，保證一定的線路耐雷水平。

方法：

1）污耐壓法

首先需要對(duì)每種絕緣子在盡可能模擬實(shí)際污穢的各種污穢度、污穢分布下做大量的人工污穢試驗(yàn)，從閃絡(luò)電壓的試驗(yàn)結(jié)果中計(jì)算出絕緣子在不同污穢度下的閃絡(luò)電壓或耐受電壓。然后按照系統(tǒng)必須保證的耐受電壓Us，計(jì)算出需要的絕緣子片數(shù)。

2）泄露比距法

爬電比距（即泄漏比距λ）是指每千伏電壓所要求的表面爬電距離。對(duì)于污穢不同等級(jí)的地區(qū)需要求不同的爬電比距λ0，一般清潔地區(qū)可取λ0為1.6cm/kV。當(dāng)絕緣子所在地區(qū)的海拔高度在1000m以上時(shí)，還需進(jìn)行氣壓修正。然后，按操作過電壓的要求進(jìn)行絕緣子串的校驗(yàn)，操作沖擊電壓波的50%沖擊放電電壓應(yīng)滿足U50%（s）≥KsUs如果操作沖擊電壓波的50%沖擊放電電壓不能滿足上式的要求，則需要在原先確定的絕緣子串片數(shù)n的基礎(chǔ)上再進(jìn)一步增加絕緣子片數(shù)，直至滿足公式的要求。18.簡(jiǎn)述VFTO的產(chǎn)生原理。

正確答案:

由于其分合閘速度慢、滅弧性能差，在分合閘過程中動(dòng)靜觸頭之間會(huì)發(fā)生多次燃、熄弧現(xiàn)象。以隔離開關(guān)拉開一段不帶電的GIS支路為例，該段不帶電GIS支路作為一個(gè)電氣“孤島”亦稱為負(fù)荷側(cè)，可近似看作一對(duì)地集中電容。在該段GIS支路被隔離開關(guān)切斷后，殘余電荷會(huì)在對(duì)地集中電容上保持較長(zhǎng)時(shí)間，系統(tǒng)側(cè)觸頭的電位則繼續(xù)跟隨系統(tǒng)電壓變化。當(dāng)兩個(gè)觸頭間電壓差達(dá)到觸頭間擊穿電壓時(shí)，就會(huì)發(fā)生間隙擊穿并形成電弧。這個(gè)過程與電網(wǎng)中斷路器切合空載線路或電容器時(shí)的重燃現(xiàn)象相似，會(huì)產(chǎn)生幅值較大的過電壓，稱之為特快速暫態(tài)過