6．当电流方向相同时，导体间产生斥力，当电流方向相反时，导体间产生吸引力（× ） 四、简答题
1． 研究导体和电器的发热的意义是什么？长期发热和短时发热各有何特点？
答：（1）研究分析导体长期通过工作电流时的发热过程，目的是计算导体的长期允许电流，以及提高导体载流量应采取的措施。短时发热时，导体的发热量比正常发热量要多得多，导体的温度升得很高。计算短时发热量的目的，就是确定导体可能出现的最高温度，以判定导体是否满足热稳定。为了保证电气设备可靠地工作，无论是在长期发热还是在短时发热情况下，其发热温度都不能超过各自规定的最高温度，即长期最高允许温度和短时最高允许温度。
（2）电气设备由正常工作电流引起的发热称为长期发热，由短路电流引起的发热称为短时发热。 导体在未通过电流时，其温度和周围介质温度相同。当通过电流时，由于发热，使温度升高，并因此与周围介质产生温差，热量将逐渐散失到周围介质中去。在正常工作情况下，导体通过的电流是持续稳定的，因此，经过一段时间后，电流所产生的全部热量将随时完全散失到周围介质中去，即达到发热与散热的平衡，使导体的温度维持在某一稳定值。当工作状况改变时，热平衡被破坏，导体的温度发生变化；再过一段时间，又建立新的热平衡，导体在新的稳定温度下工作。所以，导体温升的过程也是一个能量守恒的过程。
由于短路时的发热过程很短，发出的热量向外界散热很少，几乎全部用来升高导体自身的温度，即认为是一个绝热过程。同时，由于导体温度的变化范围很大，电阻和比热容也随温度而变，故不能作为常数对待。
2． 导体长期允许电流是根据什么确定的？提高导体长期允许电流应采取哪些措施？ 答：（1）是根据热平衡时导体的长期最高允许温度，利用产热与散热相等确定的。 （2）提高导体的载流量常用的措施有：
1）减小导体的电阻。因为导体的载流量与导体的电阻成反比，故减小导体的电阻可以有效的提高导体载流量。减小导体电阻的方法：①采用电阻率ρ较小的材料作导体，如铜、铝、铝合金等；②减小导体的接触电阻（Rj）；③增大导体的截面积(S),但随着截面积的增加，往往集肤系数(Kf)也跟着增加，所以单条导体的截面积不宜做得过大，如矩形截面铝导体，单条导体的最大截面积不超过1250mm2。
2）增大有效散热面积。导体的载流量与有效散热表面积(F)成正比，所以导体宜采用周边最大的截面形式，如矩形截面、槽形截面等，并采用有利于增大散热面积的方式布置，如矩形导体竖放。 3）提高换热系数。提高换热系数的方法主要有：①加强冷却。如改善通风条件或采取强制通风，采用专用的冷却介质，如SF6气体、冷却水等；②室内裸导体表面涂漆。利用漆的辐射系数大的特点，提高换热系数，以加强散热，提高导体载流量。表面涂漆还便于识别相序。 3． 为什么要计算导体短时发热最高温度？如何计算？
答：（1）短时发热时，导体的发热量比正常发热量要多得多，导体的温度升得很高。计算短时发热量的目的，就是确定导体可能出现的最高温度，以判定导体是否满足热稳定。
（2）利用图6-4 所示的θ=f(A)曲线计算导体短路时的最高温度的步骤如下：首先根据运行温度θ从曲线中查处Ak值；然后将Ak与Qd的值代入下式中计算出AZ；最后再根据AZ，从曲线中查处θ之值。可见，θ=f(A)曲线为计算θ或A提供了便利。 Az?kz
1Qd?Ak S2式中Qd 短路电流的热效应
用等值时间法求短路电流的总热效应值为 Qd?QZ?Qfz
2?I?tdz?I(tz?tfz)2?
式中的tdz为总热效应的等值时间。当短路电流持续时间大于1s时， 非周期分量的热效应值所占比例很小，可以忽略不计。这时周期分量持续时间近似等于短路电流持续时间，按继电保护动作时间和相应断路器的全开断时间之和。 4． 电动力对导体和电器运行有何影响？
答：当电气设备通过短路电流时，短路电流所产生的巨大电动力对电气设备具有很大的危害性。如： （1） 载流部分可能因为电动力而振动，或者因电动力所产生的应力大于其材料允许应力而变形，甚至使绝缘部件（如绝缘子）或载流部件损坏。
（2） 电气设备的电磁绕组，受到巨大的电动力作用，可能使绕组变形或损坏。
（3） 巨大的电动力可能使开关电器的触头瞬间解除接触压力，甚至发生斥开现象，导致设备故障。 因此，电气设备必须具备足够的动稳定性以承受短路电流所产生的电动力的作用。 5． 三相平行导体中最大电动力发生在哪一相上，在短路后什么时间出现？ 答：出现在中间相上。在短路后大约0.01″时刻。
第七章 高压电气设备的选择习题答案
一、填空题
1．高压电气设备选择与校验的正常工作条件有 电压 、 电流 、 频率 、 开断电流 等；短路条件有 动稳定 、 热稳定校验 ；环境工作条件有 温度 、 湿度 、 海拔 等。
2．绝缘子按结构用途可分为 支持绝缘子 、 套管绝缘子 。按安装地点可分为 户内式 、 户外式 。
3．户内式绝缘子可分为 外胶装式 、 内胶装式 及 联合胶装式 。 4．常用的硬母线截面有 矩形 、 槽形 和 管形 。
5．电缆的基本结构包括 导电芯 、 绝缘层 、 铅包（或铝包） 和 保护层 。 二、选择题
1．以下高压设备需要校验短路热稳定的有（A ）。
A.负荷开关 B.电压互感器 C.熔断器 D.支柱绝缘子 2．下列高压设备，一般只在屋外使用的是（D ）。
A.高压断路器 B.高压负荷开关 C.高压隔离开关 D.跌落式高压熔断器 3．海拔超过（A ）的地区称高原地区。 A.1000ｍ B.1200ｍ C.1500ｍ D.2000ｍ
4．选用的电器额定电流不得低于所在回路各种可能运行方式下的持续工作电流，则发电机回路电流按（B ）选择。
A.发电机铭牌标注的额定电流 B. 1.05倍发电机铭牌标注的额定电流 C. 1.1倍发电机铭牌标注的额定电流 D. 1.2倍发电机铭牌标注的额定电流
5．额定电压为110KV的系统中，电气设备允许最高工作电压（即设备的额定电压）为（D ）。 A.110KV B.115KV C.121KV D.126KV
6．高压隔离开关选择技术条件，下列所列各项中可以不需要考虑的是（C ）。
A.电流、电压 B.动稳定电流、热稳定电流和持续时间 C.开断电流、操作循环 D.接线端子的机械荷载
7．断路器额定关合电流满足（C ）。
A.不小于短路电流有效值即可 B. 不大于短路电流有效值即可 C. 不小于短路电流冲击值即可 D. 不大于短路电流有效值即可
8．断路器额定峰值耐受电流是说明断路器（C ）。
A.开断短路电流的能力 B. 承受短路电流热效应的能力 C. 承受短路电流电动力的能力 D. 关合短路不至于发生触头熔焊的能力
9．支柱绝缘子的选择和校验项目不包括（B ）。 A.电压 B.电流 C.动稳定 D.正常机械荷载 10．选择户内高压断路器，不需校验的环境条件是（C ）。 A.海拔高度 B.气温 C.污秽等级 D.相对湿度 三、判断题
1．母线在电力系统中起到汇集和分配电流的作用 (√) .
2．母线安装完毕后要进行刷漆着色 , 其目的是为了美观 .（×） 3．电缆三头是指电缆户内终端头、户外终端头和中间接头（√） . 4．电缆三头是电缆线路中极薄弱部分 , 故障率很高 .（√） 5．隔离开关的选择应考虑开断和关合性能。（×）
6．支柱绝缘子是用来支持和固定硬母线 , 并使母线与地绝缘 . （√） 7．限流电抗器的作用是增加电路中的短路阻抗从而限制短路电流 .（√） 8．对于开关类设备必须校验热稳定和动稳定（√ ） 9．用于电度计量的电流互感器准确度不应低于0.5级（√ ）
10．关于高压熔断器熔体的额定电流选择，应在最短时间内切除故障，以防止熔断时间过长而加剧被保护电器的损坏。（× ） 四、简答题
1． 高压电气设备的一般选择条件及校验条件有哪些？
答：高压电气设备选择与校验的一般条件有：按正常工作条件包括电压、电流、频率、开断电流等选择；按短路条件包括动稳定、热稳定校验；按环境工作条件如温度、湿度、海拔等选择。 2．各种高压电气设备具体按哪些条件选择，按那些条件校验？
答：高压电气设备的选择与校验项目见下表
高压电气设备的选择与校验项目 电气设备名称 额定电压 额定电流 开断能力 短路电流校验 环境 其它 动稳定 热稳定 条件 断路器 负荷开关 隔离开关 熔断器 电流互感器 电压互感器 支柱绝缘字 穿墙套管 母线 电缆 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 操作性能 操作性能 操作性能 上、下级间配合 二次负荷、准确等级 二次负荷、准确等级 注：表中“√”为选择项目，“○”为校验项目。 3．怎样选择母线及电缆？
答：母线一般按①母线材料、类型和布置方式;②导体截面;③热稳定; ④动稳定等项进行选择和校验；⑤对于110kV以上母线要进行电晕的校验；⑥对重要回路的母线还要进行共振频率的校验。 电力电缆是根据其结构类型、电压等级和经济电流密度来选择，并须校验以其最大长期工作电流、正常运行情况下的电压损失以及短路时的热稳定进行。短路时的动稳定可以不必校验。 五、计算题
1．某降压变电所的变压器容量为10000kVA，电压变比为35/l0kV，变压器所配置的定时限过电流保护装置的动作时间为1.5s，l0kV母线上最大短路电流为I???I??7kA，环境温度?0?350C，负荷的年最大负荷利用小时数为4500h，试选择变压器l0kV出线的高压断路器。
2．就简答题1的条件，于变压器l0kV出线上装设三只电流互感器成三相完全星形接线供给仪表，其中A相接有一只lT1-A型电流表，一只1D1-W型功率表、DS864型与DX863-2型有功与无功电
