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高电压技巧(仔细版)

  

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  1. 气体中带点质点的产生,激发与游离。 2. 游离的方式有:碰撞游离、光游离、热游离和表 面游离。 3. 由碰撞银翼的游离称为碰撞游离。气体在热状态 下引起的游离过程称为热游离。电子从金属电极表 面逸出来的过程称为表面游离。 4. 导致带点质点从游离区域消失或者削弱的过程称 为去游离。去游离的方式:带点质点的扩散,带点 质点的复合以及电子的附着效应。 5. 汤逊放电理论认为放电起始于有效电子通过碰撞 形成电子崩,通过正离子撞击阴极,不断从阴极金 属表面溢出自由电子来弥补引起电子碰撞游离所需 的有效电子。适用于低气压、短间隙均匀电场中的 气体放电过程和现象。 6. 气体间隙的击穿电压 UF 是气体压力 P 和间隙距离 S 乘积的函数,这一规律称为巴申定律 7. 流注理论认为放电起始于有效电子通过碰撞形成 电子崩,形成电子崩后,由于正负空间电荷对电场 的畸变作用导致正负空间电荷的复合,复合过程中 所释放的光能又引起光游离,光游离结果所得到的 自由电子又引起新的碰撞游离,形成新的电子崩且 汇合到最初电子崩中构成流注通道。适用于大气压 下,非短间隙均匀电场中的气体放电过程和现象 8. 电子崩一个电子在电场作用下由阴极向阳极运动 时,将与气体原子(或分子)碰撞,如果电场很强、 电子的能量足够大时,会发生碰撞电离,使原子分解 为正离子和电子,此时空间出现两个电子。这两个电 子又分别与两个原子发生碰撞电离,出现 4 个自由 电子。 如此进行下去,空间中的自由电子将迅速增加, 类似于电子雪崩,故名电子崩。 9. 非自持放电:当外加电压较低时,只有由外界电 离因素所造成的带电粒子在电场中运动而形成气体 放电电流,一旦外界电离作用停止,气体放电现象 即随之中断,这种放电称为非自持放电 10. U50%就是在该冲击电压作用下, 放电的概率为 50%。其可用来反应绝缘耐受冲击电压的能力。 11. 同一波形。不同幅值的冲击电压作用下,间隙 上出现的电压最大值和放电时间的关系曲线称为间 隙的伏秒特性曲线。伏秒特性有什么实用意义 ( 如 何 利用保护设备和被保护设备间的绝缘配合 ) 伏秒特性 对设备的绝缘设计,各类绝缘间的相互配合,以及防 雷保护及过电压保护与设备绝缘间的配合进行研 究的基础. 12. 不均匀电场可分为稍不均匀电场和极不均匀电 场。稍不均匀电场中放电的特点与均匀电场中相似 在间隙击穿前看不到有什么放电的迹象。极不均匀 电场:若电场不均匀程度比较严重,当极间电压达 到足以使气体介质发生自持放电时,气体间隙并不 被击穿,只是电场强度较高处的气体发生电晕放电; 进一步提高电压后,气体间隙才被击穿,这样的电 场称为极不均匀电场。高压电力设备中经常遇到的 是极不均匀电场,例如高压架空输电线路周围的电 场,高压交流电机线棒出槽处的电场,电力变压器 引线附近的电场等。属于稍不均匀电场的电场有高 压静电电压表(见静电系电表两电极间的电场,阀 型避雷器放电间隙中的电场等。 13. 电晕放电:伴随着游离而存在的复合和反激发, 发出大量的光辐射,在黑暗里可以看到在该电极周 围有薄薄的淡紫色发光层,有些像日月的晕光,故 称为电晕放电。 14. 大气条件对气体间隙击穿电压的影响:①相对 密度不同时击穿电压的影响②湿度不同时击穿电压 的影响③海拔高度的影响。 15. 提高气体间隙绝缘强度的方法:一是改善电场 分布,使之尽量均匀。二是利用其他方法来削弱气 体间隙中的游离过程。 16. 改善电场分布的措施:①改变电极形状②利用 空间电荷对电场的畸变作用③极不均匀电场中屏障 的作用。 17. 削弱游离过程的措施:①采用高气压②应用强 电负性气体③采用高线. 当加在绝缘子的极间电压超过一定值时常常在 固体介质和空气的交界面上出现放电现象,这种沿 着固体介质表面气体发生的放电称为沿面放电。当 沿面放电发展成贯穿性放电时称为沿面闪络,简称 闪络。 19. 当大气湿度较高,或在毛毛雨、雾、露、雪等 不利的天气条件下,绝缘子表面的污秽尘埃被润湿, 表面电导剧增,使绝缘子的泄漏电流剧增,其结果 使绝缘子在工频和操作冲击电压下的闪络电压 ( 污闪 电压) 显著降低, 甚至有可能使绝缘子在工作电压下 发生闪络( 通常称为污闪) 20. 极化是电介质在电场作用下发生物理过程的一 种。极化的基本形式:①电子式极化②偶子式计划 ③离子式极化④空间电荷极化 21. 电介质基功能: 将不同电位的导体分隔开。 22. 电导电流对带均压电阻的有串联间隙的避雷 器施加规定的直流电压时,流过避雷器的电流。 泄漏电流对不带均压电阻的有串联间隙的避雷器 施加规定的电压时,流过避雷器的电流。 23. 电介质出现功率损耗的过程称为介质损耗。影 响介质损耗角正切指数的因素主要有温度、频率和 电压。 24. 何谓小桥理论:杂质、气泡在电场作用下在电 极之间逐渐排列成小桥,从而导致击穿 25. 固体电介质的击穿形式有电击穿、热击穿和电 化学击穿。 26. 提高固体电介质击穿电压措施①改进制造工艺 ②改进绝缘设计③改善运行条件。 27. 电介质的老化可分为三类:电老化、热老化和 环境老化。电老化是指在电场作用下的老化,并且 主要是来自于介质中的局部放电,有时也称为局部 放电老化。热老化是指电介质在受热作用下所发生 的劣化。 28. 绝缘的缺陷通常可分为两类:一是局部性或集 中性的缺陷,二是整体性或分布性的缺陷。 29. 电气设备的绝缘预防性试验可分为两大类:一 是非破坏性实验,二是耐压试验(破坏性试验) 。 30. 吸收比就是加压后 60s 时的绝缘电阻 R60’’对加 压后 15s 的绝缘电阻 R15’’的比值。 31. 什么是测量介质损耗角的正接线和反接线,① 正接法。正接时,桥体处于低压,操作安全方便, 不受被试品对地寄生电容的影响,测量准确;但这 种方法要求被试品两极均能对地绝缘②反接法的 高、低压端与正接线相反,故称反接线。适用于被 试品一端接地的情况,反接线时桥体处于高电位, 被试品高压极连同引线的对地寄生电容与被试品并 联引起测量误差 32. 分布参数的过渡过程实质上就是电磁波的传播 过程,简称波过程。 33. 波阻抗:等同于所给定线路参数的一条无限长 线路上的行波的电压与电流比值。 , 波阻抗的主要指 标: 34. 分布参数的波阻抗的主要特点①波阻抗表示具 有同一方向的电压波和电流波大小的比值。电磁波 通过波阻抗为 Z 的导线时,能量以电磁能的形式储 存在周围介质中,而不是被消耗掉②如果导线上既 有前行波,又有反行波时,导线上总的电压和电流 的比值不再等于波阻抗③波阻抗 Z 的数值 x 只和导 线单位长度的电感和电容 L0、C0 有关,与线路长度 无关。④为了区别向不同方向运行的行波,Z 的前面 应有正负号。 35. 彼德逊法则①把线路波阻抗 Z 用数值相等的集 中参数电阻替代②把线路上的入射电压波的两倍 作为等值电压源这就是计算折射波的的等值电路 法则,称之为彼得逊法则 36. 几种特殊条件下的折反射波:①线路末端开路: 当波达到开路末端时,将发生全反射。全反射的结 果是使线路末端电压上升到入射波电压的两倍。同 时,电流波则发生负的全反射,电流波负反射的结 果是线路末端的电流为零,也就是末端开路时,入 射波的全部磁场能量将转变为电场能量②线路末端 短路:当波达到短路路末端时后将发生负的全反射, 负反射的结果是使线路末端电压下降为零。同时, 电流波则发生正的全反射,电流波正的全反射的结 果是线路末端的电流上升为入射波电流的两倍。也 就是末端短路时,入射波的全部电场能量转变为磁 场能量。③线路末端接负载电阻:入射波到线路末 端时不反射,和均匀导线的情况完全相同。入射波 的电磁能量全部消耗在电阻上。 37. 分析变压器绕组在冲击电压作用下产生震荡的 根本原因,引起绕组起始电压分布和稳态分布不一 致的原因震荡的主要原因就是线圈的铁磁电感饱和 引起的。其实说震荡不全面,震荡是针对系统的, 感觉说成谐振比较好。一般都是要一定是激发条件, 就是电流电压的副值从正常工作状态到了谐振状 态,在有就是铁芯电感是非线性的,电感量增大到 一定程度铁芯饱和了。 38. 行波通过串联电感和并联电容时会产生哪些变 化?行波通过串联电感和并联电容时,可以使波前 (波头)拉平,波前陡度降低。通过串联电感或并 联电容后,将由直角波变成陡度较小的指数波,使 波头的陡度减小。电感、电容越大,波头陡度越小。 39. 电晕对导线上波过程的影响:①使导线上耦合 系数增大②使导线上的波阻抗和波速减小③使波在 传播过程中幅值衰减,波形畸变。 40. 冲击电压在变压器绕组间的传递途径有两个: 一是通过静电感应的途径,二是通过电磁感应的途 径。 41. 雷击放 电的等 值电 路 42. 我们把 流经被 击物 体的波阻抗为零时的电 流定义为雷电流。 43. 常用的等值波形有三种:①标准冲击波②斜角 平顶波③等值余弦波 44. 雷暴日是每年种有雷电的日数,雷暴小时每年 中有雷电的小时数。 45. 地面落雷密度是每一雷暴日每平方公里地面遭 受雷击的次数。 46. 避雷器类型:①保护间隙②排气式避雷器③阀 式避雷器④金属氧化物避雷器 47. 阀式避雷器的工作原理:在正常电压下,非线 性电阻阻值很大,而在过电压时,其阻值又很小, 避雷器正是利用非线性电阻这一特性而防雷的:在 雷电波侵入时,由于电压很高(即发生过电压) ,间 隙被击穿,而非线性电阻阻值很小,雷电流便迅速 进入大地,从而防止雷电波的侵入。当过电压消失 之后,非线性电阻阻值很大,间隙又恢复为断路状 态。随时准备阻止雷电波的入侵。对于工频续流, 阀门关闭,迅速切断之。 48. 阀片电阻的作用主要是利用它的阀式来限制雷 电流的残压。阀片电阻具有使雷电流顺利的通过而 又阻止工频续流,如阀门般的特性起自动节流的作 用。阀片电阻一重要参数:通流容量,表示阀片通 过电流的能力 49. 避雷针 (线 ) 的保护作用原理:能使雷云电场发 生突变,使雷电先导的发展沿着避雷针 ( 线) 的方向 发展,直击于其上,雷电流通过避雷针 (线) 及接地 装置泄入大地而防止避雷针 ( 线) 周围的设备遭受雷 击 50. 避雷针与避雷线的适用场所:避雷针一般用于 保护发电厂和变电所,可根据不同情况装设在配电 构架上或独立架设。避雷线主要用于保护线路,也 可用于保护发、变电所。避雷针需有足够截面的接 地引下线和良好的接地装置,以便将雷电流安全的 引入大地。 51. 残压指雷电流通过避雷器时在阀片电阻上产生 的压降。 52. 输电线路防雷性能的优劣,主要有两个指标来 衡量:一耐雷水平,二雷击跳闸率。 53. 雷击跳闸率即每 100km 线路每年由雷击引起的 跳闸次数。 54. 输电线路上出现的大气过电压一般有两种:直 击雷过电压和感应雷过电压。 55. 过电压产生机理,可能出现过电压的情况,雷 击过电压危害雷击引起暂态高电压或过电压常常可 以通过网络线路耦合或转移到网络设备上,造成设 备的损坏。对于中性点不接地的分级绝缘变压器, 当雷电波从线路侵入变压站到达变压器中性点以及 系统单相接地、非全相运行,特别是伴随产生变压 器励磁电感与线路对地电容谐振时,会产生较高的 雷电过电压或工频稳态过电压。 56. 输电线路遭受直击雷一般有三种情况:①雷击 杆塔塔顶②雷击避雷线豁档距中央③雷击导线或绕 过避雷针击于导线. 导线电位和线路(绝缘子串)上的电压 58. 反击,如累计杆塔是雷电流超过线,就会引起线路闪络,这是由于接地的杆塔及 避雷线电位升高所引起的,称此类闪络为反击 59. 感应雷过电压:雷闪击中电气设备附近地面, 在放电过程中由于空间电磁场的急剧变化而使未直 接遭受累积的电气设备上感应出的过电压。直击雷 过电压当雷电放电的先导通道不是击中地面,而是击 中输电线路的导线、杆塔或其他建筑物时,大量雷电 流通过被击物体,在被击物体的阻抗接地电阻上产生 电压降, 使被击点出现很高的电位, 这就是直击雷过 电压 60. 耐雷水平:雷击线路时,其绝缘尚不至于发生 闪络的最大电流幅值或能引起绝缘闪络的最小雷电 流幅值,单位为 kA.。提高耐雷水平:减少接地电阻 Rch,提高耦合系数 k,减小分流系数β ,加强线路 绝缘。对于一般高度的杆塔,降低杆塔接地电阻是 提高线路耐雷水平防止反击的有效措施。 61. 雷击导线的耐雷水平比雷击杆塔小的多 62. 输电线路过雷时,引起线路跳闸必须要满足两 个条件:一雷电流超过线路耐雷水平,引起线路绝 缘发生冲击闪络,二是雷电流消失后,沿着雷电流 通道流过工频短路电流的电弧持续燃烧,线. 建弧率就是冲击闪络转为稳定工频电弧的概率 用η 表示。中性点接地方式不同,建弧率不同。 64. 雷电事故形成的环节:首先数电电路要受到雷 电过电压的作用,并且线路要发生闪络,然后冲击 闪络转变为稳定的工频电压,引起线路跳闸,如果 在跳闸后不能迅速恢复正常运行,就会造成供电终 止。 65. 输电线路防雷措施四道防线:即输电线路不直 击受雷,线路受雷后绝缘不发生闪络,闪络后不建 立稳定的工频电弧,建立工频电弧后不中断电力供 应。 66. 避雷线的作用:①防止雷直击导线②对雷电流 有分雷作用③对导线有屏蔽作用④对导线. 保护角:通过地线的垂直平面与通过地线和被 保护受雷击的导线的平面之间的夹角。一般取 20° -30° 68. 输电线路保护措施:①假设避雷线②降低杆塔 接地电阻③架设耦合地线④采用不平衡绝缘方式⑤ 采用消弧线圈接地方式⑥装设自动重合闸⑦装设排 气式避雷器⑧加强绝缘。 69. 发电厂变电所遭受侵害一半来自两个方面:一 雷直击于发电厂变电所(采用避雷针) ,二雷击输电 线路后产生雷电波侵入发电厂变电所(采用避雷 器) 。 70. 电磁分量磁场磁场变化所致,静电变化电场变 化所致 71. 为了防止雷直击发电厂变电所,可以装设避雷 线来保护。避雷针的安装方式可分为独立避雷针和 构架避雷针。 72. 对于 110kv 级以上的变电所,可以将避雷针架 设在配电装置的构架上。 73. 变电所中限制雷电侵入波过电压的主要措施是 安装避雷器。 74. 阀式避雷器的保护作用:①变压器和避雷器之 间的距离为零的防护结果②变压器和避雷器之间有 一定的电气距离的防护结果 75. 避雷器与各个电气设备之间不可避免的沿连线 分开一定的距离称为电气距离 76. 变电所中变压器距避雷器的最大允许电气距离 lm 与侵入波陡度α 密切相关,α 愈大则 lm 愈小, α 愈小则 lm 愈大。 77. 选择避雷器的安装位置的原则:在任何可能的 运行方式下,变电所的变压器和各设备距避雷器的 电气距离皆应小于最大允许电气距离 lm, 一般来说, 避雷器安装在母线上,若一组避雷器不能满足要求, 则应考虑增设。 78. 设置进线段保护的目的要使避雷器能可靠的保 护电气设备, 必须设法使避雷器电流幅值不超过 5kA (在 330-500kA 级为 10kA) ,而且必须保证来波陡 度α 不超过一定的允许值,进线段保护可以保证这 些。 79. 进线段保护是指在临近变电所 1-2km 的一段线 路上加强防雷保护措施。 80. 进线段保护为什么能达到目的?在这一过程中 由于进线波阻抗的作用减小了通过避雷器的雷电 流,同时由于导线冲击电晕的影响削弱了侵入波的 陡度。 81. 在最不利的情况下,出现在进线段首端的雷电 侵入波的最大幅值为线. 变压器防雷保护的具体问题:①三绕组变压器 的防雷保护,为限制三相电压同时升高这种过电压, 在低压绕组三相出线上加装阀式避雷器②自耦变压 器的防雷保护,在该低压非自耦绕组上,为限制静 电感应电压需在三线出线上装设阀式避雷器⑴高低 压绕组运行中压开路,应在中压侧与断路器之间装 设一组避雷器⑵中低压绕组运行高压开路,在高压 侧与断路器之间装设一组避雷器 83. 中性点绝缘可分为全绝缘和分级绝缘。凡中性 点与相线端的绝缘水平相等就是全绝缘。如果中性 点绝缘低于相线端绝缘水平叫分级绝缘。60kv 及以 下全绝缘。110kv 及以上分级绝缘。 84. 由于电力系统中某些内部的原因引起的过电压 称为内过电压。 85. 出现内过电压的实质:电力系统内部电感磁场 能量与电容电场能量的振荡、互换与重新分布。 86. 旋转电机的防雷保护保护内容:主绝缘、匝间 绝缘和中性点绝缘。 87. 直配电机就是指与架空线路直接相连的 旋转 电机(发电机、调相机、大型电动机等) 88. 避雷器保护主要功能是降低侵入波幅值;电容 器保护只要功能是限制侵入波陡度和降低感应雷过 电压;电缆段保护(进线段保护)主要功能是限制 流经 FCD 型避雷器的雷电流使之小于 3kA;电抗器 保护主要功能是在雷电波侵入时抬高电缆首端冲击 电压,从而使排气式避雷器放电。 89. 引起电力系统中出现内过电压的原因:①系统 中断路器(开关)的操作②系统中的故障③系统中 电感电容在特定情况下的配合不当。 90. 过电压分为大气雷击过电压、内过电压。内过 电压分为暂时过电压、操作过电压。暂时过电压分 为工频过电压、谐振过电压。 91. 在正常或故障时,电力系统中所出现的幅值超 过最大工作相电压、频率为工频(50Hz)的过电压 称为工频过电压 92. 常见工频过电压:空载线路电容效应引起的、 甩负荷引起的工频电压升高、不对称短路时在正常 相上的工频电压升高。 93. 空载线路电容效应引起的工频电压升高的根本 原因在于线路中电容性电流在感抗上的压降使得电 容上的电压高于电源电压。 94. 常采用并联电抗器来限制工频过电压,并联电 抗器视需要可以装设在线路的末端、首端或中部。 95. 产生操作过电压的原因:在电力系统中存在储 能元件的电感与电容,当正常操作或故障时电路状 态发生了改变,由此引了振荡电路的过渡过程,这 样就有可能在系统中出现超过正常工作电压的过电 压,这就是操作过电压。 96. 操作过电压特点①持续时间比较短②幅值与系 统相电压幅值有一定倍数关系③操作过电压的幅值 与系统的各种因素有关,且具有强烈的统计性④各 类操作过电压依据系统电压等级的不同,显示的重 要性也不同⑤操作过电压是决定电力系统绝缘水平 的依据之一。 97. 操作过电压限制措施: 选用灭弧能力强的高压开 关; 提高开关动作的同期性; 开关断口加装并联电阻; 采用性能良好的避雷器, 如氧化锌避雷器; 使电网的 中性点直接接地运行。 98. 间歇电弧接地过电压的根本原因:由于电容电 流的增大,当发生单相接地时不能可靠地熄弧,从而 使故障扩大,使其成为相间短路而导致线路跳闸,同 时由此造成的间歇性电弧接 99. 出现间歇电弧的条件:一电弧性接地,二接地 电流超过某数值。 100. 影响间隙过电压的因素①电弧熄灭与重燃时的 相位②系统的相关参数③中性点接地方式 101. 限制间隙过电压的措施:在中性点不接地系统 中,中性点经消弧线. 影响空载线路分闸过电压因素①断路器的性 能②母线出线数③线路负载及电磁式电压互感器④ 中性点接地方式 103. 限制空载线路分闸过电压的措施:①提高断 路器灭弧性能②采用带并联电阻的断路器③线路上 接有电磁式电压互感器④线路末端接有空载变压器 104. 影响空载线路合闸过电压的因素①合闸相位② 线路残余电压的大小与极性 105. 限制空载线路合闸过电压的措施①采用带并联 电阻的断路器②消除和削弱线路残余电压③同步合 闸④安装避雷器 106. 影响切除空载变压器过电压的因素①空载电流 截断值②变压器的自振频率 f0 107. 限制切除空载变压器过电压的措施①采用阀型 避雷器②高压侧中性点直接接地 108. 消弧线圈是一个铁芯有气隙的电感线圈其伏 安特性相对来说不易饱和。对限制电弧接地过电压 的作用:正常运行时,消弧线圈中无电流通过。而 当电网受到雷击或发生单相电弧性接地时,中性点 电位将上升到相电压,这时流经消弧线圈的电感性 电流与单相接地的电容性故障电流相互抵消,使故 障电流得到补偿,补偿后的残余电流变得很小,不 足以维持电弧,从而自行熄灭。这样,就可使接地 迅速消除而不致引起过电压。 109. 过电压产生物理过程:计划性合闸(正常合闸) 自动重合闸 110. 谐振就是一种周期性或者准周期性的运行状 态,其特征是某一个或者某几个谐波的幅值急剧上 升。 111. 吸收现象是如何产生的 112. 空载线路合闸过电压产生原因 113. 铁磁谐振过电压的基本原理 114. 谐波谐振特点 115. 雷击线 图出现谐振过电压地点一定不是 P 点是 P 后的点 117. 什么是断线?为什么会引起过电压 118. 切除空载变压器过电压用断路器切除空载变压 器时可能出现幅值较高的过电压 119. 谐振频率即谐振过电压的频率可以是工频也可 以是高于工频的高次频率,也可以是低于工频的分 次频率。 120. 谐振按性质可分为①线性谐振②铁磁谐振(非 线性谐振)③参数谐振。 121. 在电力系统运行中,可能出现的线性谐振有① 空载长线路电容效应引起的谐振②中性点非有效接 地系统中不对称接地故障时的谐振③消弧线圈全补 偿时的谐振④某些传递过电压的谐振。 122. 谐振过电压特点①幅值较高②持续时间较长③ 可在各电压等级的电网中产生 123. 铁磁谐振是电力系统自激振荡的一种形式,是 由于变压器、电压互感器等铁磁电感的饱和作用引 起的持续性、高幅值谐振过电压现象。产生铁磁谐 振的必要不充分条件未饱和时电感值 L0 应满足ω L01∕ω C 124. 铁磁谐振的主要特点①发生铁磁谐振的必要条 件是铁磁回路中ω L01∕ω C。 L0 为在正常运行条件 下,即非饱和状态下回路中铁芯电感的电感值②③ ④⑤⑤ 125. 谐振过电压分为线性和非线性.在实际情况中, 可能两种同时出现 126. 常见的几种谐振过电压:传递过电压、断线引 起的谐振过电压、电磁式电压互感器饱和引起的谐 振过电压、 127. 虚幻接地是两台或多台变压器共用一台消弧线 圈时(使用时只能分别投入) ,变压器的电源侧不同 期运行时,接地部分出现的中性点偏移电压 U0 和该 部分的相电压同期,而 U0 与非接地部分的频率不同 期。U0 与未接地补偿网络的相电压以 w 的脉动角速 度旋转, U0 可能与未接地网络的相电压 A 、 B 、 C的相电 压重合, 使未接地补偿网络的相电压按相序发生有 0 到 2倍相电压的周期性变化, 因而形成未接地补偿网 络的“虚幻接地” 的现象 128. 什么是传递过电压? 防止传递过电压的方法:①尽量避免出现中性点位 移电压②适当选择低压侧消弧线. 雷击避雷线豁档距中央等值电路图 130. 例 6-1 P134 131. 雷击导线. 未沿全线kv 线路的变电所 进线. 进线段限制通过避雷器电流的原理接线与等值 电路

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