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精品文档第一章作业1-1 解释下列术语(1)气体中的自持放电;( 2)电负性气体;(3)放电时延;( 4) 50% 冲击放电电压;( 5)爬电比距。
答:(1)气体中的自持放电:当外加电场足够强时,即使除去外界电离因子,气体中的放电仍然能够维持的现象;(2)电负性气体:电子与某些气体分子碰撞时易于产生负离子,这样的气体分子组成的气体称为电负性气体;(3)放电时延:能引起电子崩并最终导致间隙击穿的电子称为有效电子,从电压上升到静态击穿电压开始到出现第一个有效电子所需的时间称为统计时延,出现有效电子到间隙击穿所需的时间称为放电形成时延,二者之和称为放电时延;(4)50% 冲击放电电压:使间隙击穿概率为 50% 的冲击电压,也称为50% 冲击击穿电压;(5)爬电比距:爬电距离指两电极间的沿面最短距离,其与所加电压的比值称为爬电比距,表示外绝缘的绝缘水平,单位cm/kV 。
.精品文档1-2 汤逊理论与流注理论对气体放电过程和自持放电条件的观点有何不同?这两种理论各适用于何种场合?答:汤逊理论认为电子碰撞电离是气体放电的主要原因,二次电子来源于正离子撞击阴极使阴极表面逸出电子,逸出电子是维持气体放电的必要条件。
所逸出的电子能否接替起始电子的作用是自持放电的判据。
流注理论认为形成流注的必要条件是电子崩发展到足够的程度后,电子崩中的空间电荷足以使原电场明显畸,流注理论认为二次电子的主要来源是空间的光电离。
汤逊理论的适用范围是短间隙、低气压气隙的放电;流注理论适用于高气压、长间隙电场气隙放电。
1-3 在一极间距离为1cm 的均匀电场电场气隙中,电子碰撞电离系数α=11cm-1 。
今有一初始电子从阴极表面出发,求到达阳极的电子崩中的电子数目。
解:到达阳极的电子崩中的电子数目为n a e d e11 159874答:到达阳极的电子崩中的电子数目为59874 个。
.精品文档1-5 近似估算标准大气条件下半径分别为1cm 和 1mm 的光滑导线的电晕起始场强。
(完整版)《高电压技术》习题解答
1《高电压技术》习题解答第一章1—1 气体中带电质点是通过游离过程产生的。
游离是中性原子获得足够的能量气体中带电质点是通过游离过程产生的。
游离是中性原子获得足够的能量气体中带电质点是通过游离过程产生的。
游离是中性原子获得足够的能量((称游离能称游离能))后成为正、负带电粒子的过程。
根据游离能形式的不同,气体中带电质点的产生有四种不同方式:1.1.碰撞游离方式碰撞游离方式碰撞游离方式 在这种方式下,游离能为与中性原子在这种方式下,游离能为与中性原子在这种方式下,游离能为与中性原子((分子分子))碰撞瞬时带电粒子所具有的动能。
虽然正、负带电粒子都有可能与中性原子正、负带电粒子都有可能与中性原子((分子分子))发生碰撞,但引起气体发生碰撞游离而产生正、负带电质点的主要是自由电子而不是正、负离子。
2.光游离方式光游离方式 在这种方式下,游离能为光能。
由于游离能需达到一定的数值,因此引起光游离的光在这种方式下,游离能为光能。
由于游离能需达到一定的数值,因此引起光游离的光主要是各种高能射线而非可见光。
3.热游离方式热游离方式 在这种方式下,游离能为气体分子的内能。
由于内能与绝对温度成正比,因此只有温在这种方式下,游离能为气体分子的内能。
由于内能与绝对温度成正比,因此只有温度足够高时才能引起热游离。
4.金属表面游离方式金属表面游离方式 严格地讲,应称为金属电极表面逸出电子,因这种游离的结果在气体中只得到严格地讲,应称为金属电极表面逸出电子,因这种游离的结果在气体中只得到带负电的自由电子。
使电子从金属电极表面逸出的能量可以是各种形式的能。
气体中带电质点消失的方式有三种:1.扩散 带电质点从浓度大的区域向浓度小的区域运动而造成原区域中带电质点的消失,扩散是一种自然规律。
2.复合 复合是正、负带电质点相互结合后成为中性原子复合是正、负带电质点相互结合后成为中性原子((分子分子))的过程。
复合是游离的逆过程,因此在复合过程中要释放能量,一般为光能。
高电压技术课后答案
第一章 电力系统绝缘配合1、解释电气设备的绝缘配合和绝缘水平的定义答:电气设备的绝缘配合是指综合考虑系统中可能出现的各种作用过电压、保护装置特性及设备的绝缘特性,最终确定电气设备的绝缘水平。
电气设备的绝缘水平是指电气设备能承受的各种试验电压值,如短时工频试验电压,长时工频试验电压,雷电冲击试验电压及各种操作冲击电压2、电力系统绝缘配合的原则是什么?答:电力系统绝缘配合的原则是根据电气设备在系统应该承受的各种电压,并考虑过电压的限压措施和设备的绝缘性能后,确定电气设备的绝缘水平。
3、输电线路绝缘子串中绝缘子片数是如何确定的?答:根据机械负荷确定绝缘子的型式后绝缘子片数的确定应满足:在工作电压下不发生雾闪;在操作电压下不发生湿闪;具有一定的雷电冲击耐受强度,保证一定的耐雷水平。
具体做法:按工作电压下所需的泄露距离初步确定绝缘子串的片数,然后按照操作过电压和耐雷水平进行验算和调整。
4、变电站内电气设备的绝缘水平是否应该与输电线路的绝缘水平相配合?为什么?答:输电线路绝缘与变电站中电气设备之间不存在绝缘水平相配合问题。
通常,线路绝缘水平远高于变电站内电气设备的绝缘水平,以保证线路的安全运行。
从输电线路传入变电站的过电压由变电站母线上的避雷器限制,而电气设备的绝缘水平是以避雷器的保护水平为基础确定的。
第二章 内部过电压1、有哪几种形式的工频过电压?答:主要有空载长线路的电感-电容效应引起的工频过电压,单相接地致使健全相电压升高引起的工频过电压以及发电机突然甩负荷引起的工频过电压等。
2、电源的等值电抗对空长线路的电容效应有什么影响?答:电源的等值电抗X S 可以加剧电容效应,相当于把线路拉长。
电源容量愈小,电源的等值电抗X S 愈大,空载线路末端电压升高也愈大。
3、线路末端加装并联电抗器对空长线路的电容效应有什么影响?答:在超高压电网中,常用并联电抗器限制工频过电压,并联电抗器接于线路末端,使末端电压下降。
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第一章作业■ 解释下列术语(1)气体屮的自持放电;(2)电负性气体;(3)放电时延;(4) 50%冲击放电电压;(5)爬电比距。
答:(1)气体中的自持放电:当外加电场足够强时,即使除左•外界电离因子,气体中的放电仍然能够维持的现象;(2)电负性气体:电子与某些气体分子碰撞时易于产生负离子,这样的气体分子组成的气体称为电负性气体;(3)放电时延:能引起电了崩并最终导致间隙击穿的电了称为有效电子,从电压上升到静态击穿电压开始到出现第一个有效电子所需的时间称为统计时延,出现有效电子到间隙击穿所需的时间称为放电形成时延,二者之和称为放电时延;(4)50%冲击放电电压:使间隙击穿概率为50%的冲击电压,也称为50%冲击击穿电压;(5)爬电比距:爬电距离指两电极间的沿而最短距离,其与所加电压的比值称为爬电比距,表示外绝缘的绝缘水平,单位cm/kV°J■1-2汤逊理论与流注理论对气体放电过程和口持放电条件的观点有何不同?这两种理论各适用于何种场合?答:汤逊理论认为电了碰撞电离是气体放电的主要原因,二次电子来源于正离了撞击阴极使阴极表面逸出电子,逸岀电了是维持气休放电的必雯条件。
所逸出的电子能否接替起始电子的作川是自持放电的判据。
流汴理论认为形成流注的必要条件是电了崩发展到足够的程度后,电子崩中的空间电荷足以使原电场明显畸,流注理论认为二次电子的主要来源是空间的光电离。
汤逊理论的适川范围是短间隙、低气压气隙的放电;流注理论适用于高气压、长间隙电场气隙放电。
在一极间距离为1cm的均匀电场电场气隙屮,电子碰撞电离系数a =11cm-1o 今有一初始电子从阴极表而出发,求到达阳极的电子崩中的电子数冃。
解:到达阳极的电子崩屮的电子数忖为n(l— e(xd =e}M =59874答:到达阳极的电子崩屮的电子数冃为59874个。
1・5近似估算标准大气条件卜•半径分别为1cm和1mm的光滑导线的电晕起始场强。
解:对半径为1cm的导线(03、£ =30/7^ l + -y= =30xlxlx I 后丿对半径为1mm的导线( 03 'E =30xlxlx 1+• ‘ •=5&5(kV/cm)答:半径1cm导线起晕场强为39kV/cm,半径1mm Y线起晕场强为58.5kV/cm1-10简述绝缘污闪的发展机理和防止对策。
高电压技术课后习题答案
高电压技术课后习题答案【篇一:高电压技术课后复习思考题答案】ss=txt>仅供参考第一章1.1、气体放电的汤逊理论与流注理论的主要区别在哪里?他们各自的适用范围如何?答:区别:①汤逊理论没有考虑到正离子对空间电场的畸变作用和光游离的影响②放电时间不同③阴极材料的性质在放电过程中所起的作用不同④放电形式不同范围:1.3、在不均匀电场中气体间隙放电的极性效应是什么?答:带电体为正极性时,电晕放电形成的电场削弱了带电体附近的电场,而增强了带电体远处的电场使击穿电压减小而电晕电压增大;带电体为负极性时,与正极性的相反,正负极性的带电体不同叫极性效应。
1.4、什么是电晕放电?它有何效应?试例举工程上所采用的各种防晕措施答:(1)在极不均匀场中,随着间隙上所加电压的升高,在高场强电极附近很小范围的电场足以使空气发生游离,而间隙中大部分曲域电场仍然很小。
在高场强电极附近很薄的一层空气中将具有自持放电条件,而放电仅局限在高场强电极周围很小范围内,整个间隙尚未被击穿。
这种放电现象称为电晕放电。
(2)引起能量损耗电磁干扰,产生臭氧、氮氧化物对气体中的固体介质及金属电极造成损伤或腐蚀(3)加大导线直径、使用分裂导线、光洁导线表面1.9、什么是气隙的伏秒特性?它是如何制作的?答:伏秒特性:工程上用气隙上出现的电压最大值与放电时间的关系来表征气隙在冲击电压下的击穿特性,称为气隙的伏秒特性。
制作方法:实验求得以间隙上曾经出现的电压峰值为纵坐标,以击穿时间为横坐标得伏秒特性上一点,升高电压击穿时间较少,电压甚高可以在波头击穿,此时又可记一点,当每级电压下只有一个击穿时间时,可绘出伏秒特性的一条曲线,但击穿时间具有分散性,所以得到的伏秒特性是以上下包络线为界的一个带状区域。
1.13、试小结各种提高气隙击穿电压的方法,并提出适用于何种条件?答:(1)改进电极形状,增大电极曲率半径,以改善电场分布,如变压器套管端部加球型屏蔽罩等;(2)空间电荷对原电场的畸变作用,可以利用放电本身所产生的空间电荷来调整和改善空间的电场分布;(3)极不均匀场中屏障的作用,在极不均匀的气隙中放入薄片固体绝缘材料;(4)提高气体压力可以大大减小电子的自由行程长度,从而削弱和抑制游离过程;(5)采用高真空可以减弱气隙中的碰撞游离过程;(6)高电气强度气体sf6的采用。
高电压技术课后题答案详解
第一章电介质的极化、电导和损耗第二章气体放电理论1)流注理论未考虑的现象。
表面游离2)先导通道的形成是以的出现为特征。
C- C.热游离3)电晕放电是一种。
A--A.自持放电4)气体内的各种粒子因高温而动能增加,发生相互碰撞而产生游离的形式称为C--C.热游离5)以下哪个不是发生污闪最危险的气象条件?D-D.大雨6)以下哪种材料具有憎水性?A--A.硅橡胶20)极性液体和极性固体电介质的相对介电常数与温度和电压频率的关系如何?为什么?极化液体相对介电常数在温度不变时,随电压频率的增大而减小,然后就见趋近于某一个值,当频率很低时,偶极分子来来得及跟随电场交变转向,介电常数较大,当频率接近于某一值时,极性分子的转向已经跟不上电场的变化,介电常数就开始减小。
在电压频率不变时,随温度的升高先增大后减小,因为分子间粘附力减小,转向极化对介电常数的贡献就较大,另一方面,温度升高时分子的热运动加强,对极性分子的定向排列的干扰也随之增强,阻碍转向极化的完成。
极性固体介质的相对介电常数与温度和频率的关系类似与极性液体所呈现的规律。
21)电介质电导与金属电导的本质区别为何?1)带电质点不同:电介质为带电离子(固有离子,杂质离子);金属为自由电子。
2)数量级不同:电介质的γ小,泄漏电流小;金属电导的电流很大。
3)电导电流的受影响因素不同:电介质中由离子数目决定,对所含杂质、温度很敏感;金属中主要由外加电压决定,杂质、温度不是主要因素。
22)简要论述汤逊放电理论。
设外界光电离因素在阴极表面产生了一个自由电子,此电子到达阳极表面时由于α过程,电子总数增至eαd 个。
假设每次电离撞出一个正离子,故电极空间共有(eαd -1)个正离子。
这些正离子在电场作用下向阴极运动,并撞击阴极.按照系数γ的定义,此(eαd -1)个正离子在到达阴极表面时可撞出γ(eαd -1)个新电子,则( eαd -1)个正离子撞击阴极表面时,至少能从阴极表面释放出一个有效电子,以弥补原来那个产生电子崩并进入阳极的αd电子,则放电达到自持放电。
高电压技术习题与答案
第一章 气体放电的基本物理过程一、选择题1) 流注理论未考虑 的现象。
A .碰撞游离B .表面游离C .光游离D .电荷畸变电场2) 先导通道的形成是以 的出现为特征。
A .碰撞游离B .表面游离C .热游离D .光游离3) 电晕放电是一种 。
A .自持放电B .非自持放电C .电弧放电D .均匀场中放电4) 气体内的各种粒子因高温而动能增加,发生相互碰撞而产生游离的形式称为 。
A.碰撞游离B.光游离C.热游离D.表面游离5) ______型绝缘子具有损坏后“自爆”的特性。
A.电工陶瓷B.钢化玻璃C.硅橡胶D.乙丙橡胶6) 以下哪个不是发生污闪最危险的气象条件?A.大雾B.毛毛雨C.凝露D.大雨7) 污秽等级II 的污湿特征:大气中等污染地区,轻盐碱和炉烟污秽地区,离海岸盐场3km~10km 地区,在污闪季节中潮湿多雾但雨量较少,其线路盐密为 2/cm mg 。
A .≤0.03 B.>0.03~0.06 C.>0.06~0.10 D.>0.10~0.258) 以下哪种材料具有憎水性?A . 硅橡胶 B.电瓷 C. 玻璃 D 金属二、填空题9) 气体放电的主要形式: 、 、 、 、10) 根据巴申定律,在某一PS 值下,击穿电压存在 值。
11) 在极不均匀电场中,空气湿度增加,空气间隙击穿电压 。
12) 流注理论认为,碰撞游离和 是形成自持放电的主要因素。
13) 工程实际中,常用棒-板或 电极结构研究极不均匀电场下的击穿特性。
14) 气体中带电质子的消失有 、复合、附着效应等几种形式15) 对支持绝缘子,加均压环能提高闪络电压的原因是 。
16) 沿面放电就是沿着 表面气体中发生的放电。
17) 标准参考大气条件为:温度C t 200=,压力=0b kPa ,绝对湿度30/11m g h = 18) 越易吸湿的固体,沿面闪络电压就越______19) 等值盐密法是把绝缘子表面的污秽密度按照其导电性转化为单位面积上__________含量的一种方法20) 常规的防污闪措施有: 爬距,加强清扫,采用硅油、地蜡等涂料三、计算问答题21) 简要论述汤逊放电理论。
高电压技术》课程习题及参考答案
《高电压技术》课程习题及参考答案绪论1.现代电力系统的特点是什么?答:机组容量大;输电容量大,距离长;电网电压达到750KV的特高压;高压绝缘和系统过电压的问题愈显突出。
2.高电压技术研究的内容是什么?答:(1)高压绝缘及高压试验方法(2)系统过电压的产生及防护第1章高电压绝缘1.电介质的电气性能有哪些?答:电介质的电气性能包括极化,电导,损耗,击穿。
2.固体介质击穿有哪些类型?各有什么特点?答:固体介质击穿类型有:电击穿,热击穿,电化学击穿电击穿:击穿电压很高,过程快,与设备的温度无关;热击穿:击穿过程较长,击穿电压不高,与环境温度和介质自身品质有关;电化学击穿:设备运行时间很长,在电、热、化学的作用下,绝缘性能已经较差,可能在不高的电压下击穿。
3.什么是绝缘子的污闪?防止污闪的措施有哪些?答:污秽的绝缘子在毛毛雨或大雾时发生的闪络,称为污闪。
防止污闪的措施有:定期清扫绝缘子;在绝缘子表面上涂一层憎水性的防尘材料;增加绝缘子片数或使用防污绝缘子。
第2章高电压下的绝缘评估及试验方法1.表征绝缘劣化程度的特征量有哪些?答:耐电强度,机械强度,绝缘电阻,介质损失角正切,泄漏电流等2.绝缘缺陷分哪两类?答:绝缘缺陷分为:集中性和分布性两大类。
3.绝缘的预防性试验分哪两类?答:非破坏性(绝缘特性)试验和破坏性试验两类。
4.电介质的等值电路中,各个支路分别代表的物理意义是什么?答:纯电容支路代表无损极化,电容支路代表有损极化,纯电阻支路代表电导支路。
5.测量绝缘电阻的注意事项有哪些?答:1)被试品的电源及对外连接线应折除,并作好安全措施2)对被试品充分放电3)兆欧表的转速保持120转/ 分4)指针稳定后读数5)对于大电容量试品,应先取连接线,后停表。
6)测试后对被试品放电7)记录当时的温度和湿度。
6.试比较几种基本试验方法对不同设备以及不同的绝缘缺陷的有效性和灵敏性。
答:测量绝缘电阻能反映集中性和分布性的缺陷,适用任何设备;测量泄漏电流能更灵敏地反应测绝缘电阻所发现的缺陷;测量介质损失角正切能发现绝缘整体普遍劣化及大面积受潮。
高电压技术第三版课后习题答案
高电压技术第三版课后习题答案Last revision date: 13 December 2020.第一章作1-1解释下列术语(1)气体中的自持放电;(2)电负性气体;(3)放电时延;(4)50%冲击放电电压;(5)爬电比距。
答:(1)气体中的自持放电:当外加电场足够强时,即使除去外界电离因子,气体中的放电仍然能够维持的现象;(2)电负性气体:电子与某些气体分子碰撞时易于产生负离子,这样的气体分子组成的气体称为电负性气体;(3)放电时延:能引起电子崩并最终导致间隙击穿的电子称为有效电子,从电压上升到静态击穿电压开始到出现第一个有效电子所需的时间称为统计时延,出现有效电子到间隙击穿所需的时间称为放电形成时延,二者之和称为放电时延;(4)50%冲击放电电压:使间隙击穿概率为50%的冲击电压,也称为50%冲击击穿电压;(5)爬电比距:爬电距离指两电极间的沿面最短距离,其与所加电压的比值称为爬电比距,表示外绝缘的绝缘水平,单位cm/kV。
1-2汤逊理论与流注理论对气体放电过程和自持放电条件的观点有何不同这两种理论各适用于何种场合答:汤逊理论认为电子碰撞电离是气体放电的主要原因,二次电子来源于正离子撞击阴极使阴极表面逸出电子,逸出电子是维持气体放电的必要条件。
所逸出的电子能否接替起始电子的作用是自持放电的判据。
流注理论认为形成流注的必要条件是电子崩发展到足够的程度后,电子崩中的空间电荷足以使原电场明显畸,流注理论认为二次电子的主要来源是空间的光电离。
汤逊理论的适用范围是短间隙、低气压气隙的放电;流注理论适用于高气压、长间隙电场气隙放电。
1-3在一极间距离为1cm的均匀电场电场气隙中,电子碰撞电离系数α=11cm-1。
今有一初始电子从阴极表面出发,求到达阳极的电子崩中的电子数目。
解:到达阳极的电子崩中的电子数目为n a e d e11159874答:到达阳极的电子崩中的电子数目为59874个。
1-5近似估算标准大气条件下半径分别为1cm和1mm的光滑导线的电晕起始场强。
高电压技术课后答案
高电压技术课后答案(总6页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--自持放电:如果外加电场足够大,初始电子崩中的正离子能在阴极上产生出来的新电子数等于或大于n.,那么即使除去外界电离因子的作用,放电也不会停止,即放电仅仅依靠已产生出来的电子和正离子就能维持下去的放电。
电负性气体:电子与某些气体分子发生碰撞时,电子与中性分子结合形成负离子,像这些易于产生负离子的气体称为电负性气体。
50%冲击放电电压:气隙被击穿的概率为50%的冲击电压峰值,也就是说如果施加10次电压有4到6次击穿,则这一电压就被认为是50%冲击放电电压。
爬电比距:外绝缘“相-地”之间的爬电距离与系统最高工作线电压之比。
放电时延:能引起电子崩并最终导致间隙击穿的电子称为有效电子,从电压上升到静态击穿电压开始到出现第一个有效电子所需的时间为统计时延,出现有效电子到间隙击穿所需的时间称为放电形成时延,二者之和称为放电时延。
1-2汤逊理论认为电离是气体放电的主要原因,二次电子来源于正离子撞击阴极使阴极表面逸出电子,逸出电子是维持气体放电的必要条件。
所逸出的电子能否接替起始电子的作用是自持放电的判据。
流注理论认为形成流注的必要条件是电子崩发展到足够的程度后,电子崩中的空间电荷足以使原电场明显畸形,流注理论认为二次电子的主要来源是空间的光电离。
汤逊理论的适用范围是短间隙、低压气隙的放电,流注理论适用于高气压、长气隙电场气隙放电。
1-12户外绝缘子在污秽状态下发生的沿面闪络称为绝缘子的污闪。
绝缘子的污闪是一个受电、热、化学、气候等多方面因素影响的复杂过程,通常可分为积污、受潮、干区形成、局部电弧的出现和发展等四个阶段。
防止绝缘子发生污闪的措施主要有:1、调整爬距2、定期或不定期清扫3、涂料4、半导体秞绝缘子5、新型合成绝缘子1-131、大气湿度增大时,大气中的水分子增多,自由电子易于被水分子捕获形成负离子,从而使放电过程受到抑制,所以击穿电压增高;而大气湿度增大时,绝缘子表面容易形成水膜,使绝缘子表面积污层受潮,泄漏电流增大,容易造成湿闪或污闪,绝缘子表面闪络电压下降。
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高电压技术第三版课后习题答案HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】第一章作⏹1-1解释下列术语(1)气体中的自持放电;(2)电负性气体;(3)放电时延;(4)50%冲击放电电压;(5)爬电比距。
答:(1)气体中的自持放电:当外加电场足够强时,即使除去外界电离因子,气体中的放电仍然能够维持的现象;(2)电负性气体:电子与某些气体分子碰撞时易于产生负离子,这样的气体分子组成的气体称为电负性气体;(3)放电时延:能引起电子崩并最终导致间隙击穿的电子称为有效电子,从电压上升到静态击穿电压开始到出现第一个有效电子所需的时间称为统计时延,出现有效电子到间隙击穿所需的时间称为放电形成时延,二者之和称为放电时延;(4)50%冲击放电电压:使间隙击穿概率为50%的冲击电压,也称为50%冲击击穿电压;(5)爬电比距:爬电距离指两电极间的沿面最短距离,其与所加电压的比值称为爬电比距,表示外绝缘的绝缘水平,单位cm/kV。
1-2汤逊理论与流注理论对气体放电过程和自持放电条件的观点有何不同这两种理论各适用于何种场合答:汤逊理论认为电子碰撞电离是气体放电的主要原因,二次电子来源于正离子撞击阴极使阴极表面逸出电子,逸出电子是维持气体放电的必要条件。
所逸出的电子能否接替起始电子的作用是自持放电的判据。
流注理论认为形成流注的必要条件是电子崩发展到足够的程度后,电子崩中的空间电荷足以使原电场明显畸,流注理论认为二次电子的主要来源是空间的光电离。
汤逊理论的适用范围是短间隙、低气压气隙的放电;流注理论适用于高气压、长间隙电场气隙放电。
1-3在一极间距离为1cm的均匀电场电场气隙中,电子碰撞电离系数α=11cm-1。
今有一初始电子从阴极表面出发,求到达阳极的电子崩中的电子数目。
解:到达阳极的电子崩中的电子数目为n a e d e11159874答:到达阳极的电子崩中的电子数目为59874个。
高电压技术课后习题答案
高电压技术课后习题答案【篇一:高电压技术课后复习思考题答案】ss=txt>仅供参考第一章1.1、气体放电的汤逊理论与流注理论的主要区别在哪里?他们各自的适用范围如何?答:区别:①汤逊理论没有考虑到正离子对空间电场的畸变作用和光游离的影响②放电时间不同③阴极材料的性质在放电过程中所起的作用不同④放电形式不同范围:1.3、在不均匀电场中气体间隙放电的极性效应是什么?答:带电体为正极性时,电晕放电形成的电场削弱了带电体附近的电场,而增强了带电体远处的电场使击穿电压减小而电晕电压增大;带电体为负极性时,与正极性的相反,正负极性的带电体不同叫极性效应。
1.4、什么是电晕放电?它有何效应?试例举工程上所采用的各种防晕措施答:(1)在极不均匀场中,随着间隙上所加电压的升高,在高场强电极附近很小范围的电场足以使空气发生游离,而间隙中大部分曲域电场仍然很小。
在高场强电极附近很薄的一层空气中将具有自持放电条件,而放电仅局限在高场强电极周围很小范围内,整个间隙尚未被击穿。
这种放电现象称为电晕放电。
(2)引起能量损耗电磁干扰,产生臭氧、氮氧化物对气体中的固体介质及金属电极造成损伤或腐蚀(3)加大导线直径、使用分裂导线、光洁导线表面1.9、什么是气隙的伏秒特性?它是如何制作的?答:伏秒特性:工程上用气隙上出现的电压最大值与放电时间的关系来表征气隙在冲击电压下的击穿特性,称为气隙的伏秒特性。
制作方法:实验求得以间隙上曾经出现的电压峰值为纵坐标,以击穿时间为横坐标得伏秒特性上一点,升高电压击穿时间较少,电压甚高可以在波头击穿,此时又可记一点,当每级电压下只有一个击穿时间时,可绘出伏秒特性的一条曲线,但击穿时间具有分散性,所以得到的伏秒特性是以上下包络线为界的一个带状区域。
1.13、试小结各种提高气隙击穿电压的方法,并提出适用于何种条件?答:(1)改进电极形状,增大电极曲率半径,以改善电场分布,如变压器套管端部加球型屏蔽罩等;(2)空间电荷对原电场的畸变作用,可以利用放电本身所产生的空间电荷来调整和改善空间的电场分布;(3)极不均匀场中屏障的作用,在极不均匀的气隙中放入薄片固体绝缘材料;(4)提高气体压力可以大大减小电子的自由行程长度,从而削弱和抑制游离过程;(5)采用高真空可以减弱气隙中的碰撞游离过程;(6)高电气强度气体sf6的采用。
高电压课后习题答案
第1章 气体得绝缘特性与介质得电气强度1-1气体放电过程中产生带电质点最重要得方式就是什么,为什么?答: 碰撞电离就是气体放电过程中产生带电质点最重要得方式。
这就是因为电子体积小,其自由行程(两次碰撞间质点经过得距离)比离子大得多,所以在电场中获得得动能比离子大得多。
其次.由于电子得质量远小于原子或分子,因此当电子得动能不足以使中性质点电离时,电子会遭到弹射而几乎不损失其动能;而离子因其质量与被碰撞得中性质点相近,每次碰撞都会使其速度减小,影响其动能得积累。
1-2简要论述汤逊放电理论。
答: 设外界光电离因素在阴极表面产生了一个自由电子,此电子到达阳极表面时由于α过程,电子总数增至d eα个。
假设每次电离撞出一个正离子,故电极空间共有(d eα-1)个正离子。
这些正离子在电场作用下向阴极运动,并撞击阴极.按照系数γ得定义,此(d e α-1)个正离子在到达阴极表面时可撞出γ(d e α-1)个新电子,则(d e α-1)个正离子撞击阴极表面时,至少能从阴极表面释放出一个有效电子,以弥补原来那个产生电子崩并进入阳极得电子,则放电达到自持放电。
即汤逊理论得自持放电条件可表达为r(d e α-1)=1或γd e α=1。
1-3为什么棒-板间隙中棒为正极性时电晕起始电压比负极性时略高?答:(1)当棒具有正极性时,间隙中出现得电子向棒运动,进入强电场区,开始引起电离现象而形成电子崩。
随着电压得逐渐上升,到放电达到自持、爆发电晕之前,在间隙中形成相当多得电子崩。
当电子崩达到棒极后,其中得电子就进入棒极,而正离子仍留在空间,相对来说缓慢地向板极移动。
于就是在棒极附近,积聚起正空间电荷,从而减少了紧贴棒极附近得电场,而略为加强了外部空间得电场。
这样,棒极附近得电场被削弱,难以造成流柱,这就使得自持放电也即电晕放电难以形成。
(2)当棒具有负极性时,阴极表面形成得电子立即进入强电场区,造成电子崩。
当电子崩中得电子离开强电场区后,电子就不再能引起电离,而以越来越慢得速度向阳极运动。
高电压技术____课后答案
第二章长线路中的暂态过程1、波阻抗与集中参数电阻有什么不同?答:线路波阻抗Z与数值相等的集中参数电阻相当,但在物理含义上是不同的,电阻要消耗能量,而波阻抗并不消耗能量,它反映了单位时间内导线获得电磁能量的大小。
2、冲击电晕对波过程有什么影响?为什么?答:冲击电晕增大导线有效半径,耦合系数得到增大;冲击电晕增大导线单位长度的对地电容C0,而不影响单位长度导线电感的大小,所以波阻抗减小(自波变,互波不变),波速减小;冲击电晕减小波的陡度、降低波的幅值特性,有利于防雷保护。
而采用分裂导线冲击电晕将减弱。
3、行波传到线路开路的末端时,末端电压如何变化?为什么?答:行波传到线路开路的末端时,即电压波为正的全反射,电流发生负的全反射,使末端的电压升高为入射电压的2倍。
从能量的角度解释,由于末端开路时,末端电流为零,入射波的全部能量转变为电场能量的缘故。
4、行波传到线路末端对地接有匹配电阻时,末端电压如何变化?为什么?答:线路末端接电阻R,且R=Z1时,反射电压为零,折射电压等于入射电压。
表明波到线路末端不发生反射,行波传到末端时全部能量都消耗在电阻R上了,这种情况称为阻抗匹配。
在进行高压测量时,在电缆末端接一匹配电阻,其值等于电缆波阻抗,就可以消除波传到电缆末端时的折、反射情况,从而正确的测量到来波的波形和幅值。
5、使用彼德逊法则的先决条件是什么?答:(1)波沿分布参数的线路射入;(2)波在该节点只有一次折、反射过程。
6、为什么一般采用并联电容、而不是串联电感的方法来降低来波陡度?答:都可以减少过电压波的波前陡度和降低极短过电压波的幅值,但是由于波刚传到电感时发生的正反射会使电感首端电压抬高,危及电感首端绝缘,所以一般采用并联电容、而不是串联电感的方法来降低来波陡度。
但有时也会利用串联电感来改善接前面的避雷器放电特性。
7、波产生损耗的因素:导线电阻引起损耗;导线对地电导引起损耗;大地电阻损耗;导线发生电晕引起损耗。
高电压技术智慧树知到课后章节答案2023年下内蒙古机电职业技术学院
高电压技术智慧树知到课后章节答案2023年下内蒙古机电职业技术学院第一章测试1.流注理论未考虑( )的现象。
A:表面游离 B:光游离 C:碰撞游离 D:电荷畸变电场答案:表面游离2.先导通道的形成是以()的出现为特征。
A:表面游离 B:碰撞游离 C:光游离 D:热游离答案:热游离3.电晕放电是一种()。
A:自持放电 B:非自持放电 C:电弧放电 D:均匀场中放电答案:自持放电4.气体内的各种粒子因高温而动能增加,发生相互碰撞而产生游离的形式称为()。
A:表面游离 B:热游离 C:碰撞游离 D:光游离答案:热游离5.()型绝缘子具有损坏后“自爆”的特性。
A:乙丙橡胶 B:电工陶瓷 C:钢化玻璃 D:硅橡胶答案:钢化玻璃6.以下哪个不是发生污闪最危险的气象条件?()A:毛毛雨 B:大雾 C:凝露 D:大雨答案:大雨7.以下哪种材料具有憎水性?()A: 硅橡胶 B:电瓷 C:玻璃 D:金属答案: 硅橡胶8.SF6气体具有较高绝缘强度的主要原因之一是()。
A:电负性 B:无腐蚀性 C:不燃性 D:无色无味性答案:电负性9.冲击系数是()放电电压与静态放电电压之比。
A:50% B:100% C:25% D:75% 答案:50%10.在高气压下,气隙的击穿电压和电极表面()有很大关系。
A:电场分布 B:粗糙度 C:形状 D:面积答案:粗糙度第二章测试1.固体介质因受潮发热而产生的击穿过程属于()。
A:电击穿 B:电化学击穿 C:闪络 D:热击穿答案:热击穿2.对固体电介质,施加下列电压,其中击穿电压最低的是()。
A:直流电压 B:工频交流电压 C:雷电冲击电压 D:高频交流电压答案:高频交流电压3.电介质的tgδ值()。
A:随电压升高而下降 B:随频率增高而增加 C:随湿度增加而增加 D:随温度升高而下降答案:随频率增高而增加4.偶极子极化()。
A:与温度的关系很大 B:在频率很高时极化加强 C:所需时间短 D:属弹性极化答案:与温度的关系很大5.下列因素中,对液体电介质击穿电压影响最小的是()。
高电压技术到章课后习题答案模板
1-1气体放电过程中产生带电质点最重要的方式是什么, 为什么?答: 碰撞电离是气体放电过程中产生带电质点最重要的方式。
这是因为电子体积小, 其自由行程(两次碰撞间质点经过的距离)比离子大得多, 因此在电场中获得的动能比离子大得多。
其次.由于电子的质量远小于原子或分子, 因此当电子的动能不足以使中性质点电离时, 电子会遭到弹射而几乎不损失其动能; 而离子因其质量与被碰撞的中性质点相近, 每次碰撞都会使其速度减小, 影响其动能的积累。
1-2简要论述汤逊放电理论。
答: 设外界光电离因素在阴极表面产生了一个自由电子, 此电子到达阳极表面时由于α过程, 电子总数增至d eα个。
假设每次电离撞出一个正离子, 故电极空间共有( d eα-1) 个正离子。
这些正离子在电场作用下向阴极运动, 并撞击阴极.按照系数γ的定义, 此( d eα-1) 个正离子在到达阴极表面时可撞出γ( d eα-1) 个新电子, 则(d eα-1)个正离子撞击阴极表面时, 至少能从阴极表面释放出一个有效电子, 以弥补原来那个产生电子崩并进入阳极的电子, 则放电达到自持放电。
即汤逊理论的自持放电条件可表示为r(d eα-1)=1或γd eα=1。
1-3为什么棒-板间隙中棒为正极性时电晕起始电压比负极性时略高?答:( 1) 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, 从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, 难以造成流柱, 这就使得自持放电也即电晕放电难以形成。
( 2) 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。
高电压技术习题与答案
第一章 气体放电的基本物理过程一、选择题1) 流注理论未考虑 的现象。
A .碰撞游离B .表面游离C .光游离D .电荷畸变电场2) 先导通道的形成是以 的出现为特征。
A .碰撞游离B .表面游离C .热游离D .光游离3) 电晕放电是一种 。
A .自持放电B .非自持放电C .电弧放电D .均匀场中放电4) 气体内的各种粒子因高温而动能增加,发生相互碰撞而产生游离的形式称为 。
A.碰撞游离B.光游离C.热游离D.表面游离5) ______型绝缘子具有损坏后“自爆”的特性。
A.电工陶瓷B.钢化玻璃C.硅橡胶D.乙丙橡胶6) 以下哪个不是发生污闪最危险的气象条件?A.大雾B.毛毛雨C.凝露D.大雨7) 污秽等级II 的污湿特征:大气中等污染地区,轻盐碱和炉烟污秽地区,离海岸盐场3km~10km 地区,在污闪季节中潮湿多雾但雨量较少,其线路盐密为 2/cm mg 。
A .≤0.03 B.>0.03~0.06 C.>0.06~0.10 D.>0.10~0.258) 以下哪种材料具有憎水性?A . 硅橡胶 B.电瓷 C. 玻璃 D 金属二、填空题9) 气体放电的主要形式: 、 、 、 、10) 根据巴申定律,在某一PS 值下,击穿电压存在 值。
11) 在极不均匀电场中,空气湿度增加,空气间隙击穿电压 。
12) 流注理论认为,碰撞游离和 是形成自持放电的主要因素。
13) 工程实际中,常用棒-板或 电极结构研究极不均匀电场下的击穿特性。
14) 气体中带电质子的消失有 、复合、附着效应等几种形式15) 对支持绝缘子,加均压环能提高闪络电压的原因是 。
16) 沿面放电就是沿着 表面气体中发生的放电。
17) 标准参考大气条件为:温度C t 200=,压力=0b kPa ,绝对湿度30/11m g h = 18) 越易吸湿的固体,沿面闪络电压就越______19) 等值盐密法是把绝缘子表面的污秽密度按照其导电性转化为单位面积上__________含量的一种方法20) 常规的防污闪措施有: 爬距,加强清扫,采用硅油、地蜡等涂料三、计算问答题21) 简要论述汤逊放电理论。
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1-1气体放电过程中产生带电质点最重要的方式是什么, 为什么?
答: 碰撞电离是气体放电过程中产生带电质点最重要的方式。
这是因为电子体积小, 其自由行程(两次碰撞间质点经过的距离)比离子大得多, 因此在电场中获得的动能比离子大得多。
其次.由于电子的质量远小于原子或分子, 因此当电子的动能不足以使中性质点电离时, 电子会遭到弹射而几乎不损失其动能; 而离子因其质量与被碰撞的中性质点相近, 每次碰撞都会使其速度减小, 影响其动能的积累。
1-2简要论述汤逊放电理论。
答: 设外界光电离因素在阴极表面产生了一个自由电子, 此电子到达阳极表面时由于α过程, 电子总数增至d eα个。
假设每次电离撞出一个正离子, 故电极空间共有( d eα-1) 个正离子。
这些正离子在电场作用下向阴极运动, 并撞击阴极.按照系数γ的定义, 此( d eα-1) 个正离子在到达阴极表面时可撞出γ( d eα-1) 个新电子, 则(d eα-1)个正离子撞击阴极表面时, 至少能从阴极表面释放出一个有效电子, 以弥补原来那个产生电子崩并进入阳极的电子, 则放电达到自持放电。
即汤逊理论的自持放电条件可表示为r(d eα-1)=1或γd eα=1。
1-3为什么棒-板间隙中棒为正极性时电晕起始电压比负极性时略高?
答:( 1) 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, 从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, 难以造成流柱, 这就使得自持放电也即电晕放电难以形成。
( 2) 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。
一部份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, 因此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、易于转入流柱而形成电晕放电。
1-4雷电冲击电压的标准波形的波前和波长时间是如何确定的?
答: 图1-13表示雷电冲击电压的标准波形和确定其波前和波
长时间的方法(波长指冲击波衰减至半峰值的时间)。
图中O 为原点, P 点为波峰。
国际上都用图示的方法求得名义零点1O 。
图中虚线所
示, 连接P 点与0.3倍峰值点作虚线交横轴于1O 点, 这样波前时间
1T 、 和波长2T 都从1O 算起。
当前国际上大多数国家对于标准雷电波的波形规定是:
%302.11±=s T μ, %20502±=s T μ
图1-13 标准雷电冲击电压波形
1T -波前时间 2T -半峰值时间 max U 冲击电压峰值
1-5操作冲击放电电压的特点是什么?
答: 操作冲击放电电压的特点: ( 1) U 形曲线, 其击穿电压与波前时间有关而与波尾时间无关; ( 2) 极性效应, 正极性操作冲击的50%击穿电压都比负极性的低; ( 3) 饱和现象; ( 4) 分散性大; ( 5) 邻近效应, 接地物体靠近放电间隙会显著降低正极性击穿电压。
1-6影响套管沿面闪络电压的主要因素有哪些?
答: 影响套管沿面闪络电压的主要因素有
( 1) 电场分布情况和作用电压波形的影响
( 2) 电介质材料的影响
( 3) 气体条件的影响
( 4) 雨水的影响
1-7具有强垂直分量时的沿面放电和具有弱垂直分量时的沿面放电, 哪个对绝缘的危害比较大, 为什么?
答: 具有强垂直分量时的沿面放电对绝缘的危害比较大。
电场具有弱垂直分量的情况下, 电极形状和布置已使电场很不均匀, 因而介质表面积聚电荷使电压重新分布所造成的电场畸变, 不会显著降低沿面放电电压。
另外这种情况下电场垂直分量较小.沿表面也没有较大的电容电流流过, 放电过程中不会出现热电离现象, 故没有明显的滑闪放电, 因而垂直于放电发展方向的介质厚度对放电电压实际上没有影响。
其沿面闪络电压与空气击穿电压的差别相比强垂直分量时要小得多。
1-8某距离4m 的棒-极间隙。
在夏季某日干球温度=30℃, 湿球温度=25℃, 气压=99.8kPa 的大气条件下, 问其正极性50%操作冲击击穿电压为多少kV?( 空气相对密度=0.95)
答: 距离为4m 的棒-极间隙, 其标准参考大气条件下的正极性50%操作冲击击穿电压50U 标准=1300kV 。
查《高电压技术》可得空气绝对湿度320g/m h =。
从而/21,h δ=再由图3-1求得参数 1.1K =。
求得参数
1500b U g L K
δ=•=1300/( 500×4×0.95×1.1) =0.62, 于是由图3-3得指数0.34m W ==。
空气密度校正因数0.340.950.9827m d K δ===
湿度校正因数0.341.1 1.033w h K K ===
因此在这种大气条件下, 距离为4m 的棒-极间隙的正极性50%操作冲击击穿电压为12505013000.9827 1.0331320kV U U K K =••=⨯⨯=夏标准。
1-9某母线支柱绝缘子拟用于海拔4500m 的高原地区的35kV 变电站, 问平原地区的制造厂在标准参考大气条件下进行1min 工频耐受电压试验时, 其试验电压应为多少kV?
解: 查GB311.1-1997的规定可知, 35kV 母线支柱绝缘子的1min 干工频耐受电压应为100kV , 则可算出制造厂在平原地区进行出厂1min 干工频耐受电压试验时, 其耐受电压U 应为
0044100154kV 1.110 1.1450010
a U U K U H --====-⨯-⨯ 第二章 液体的绝缘特性与介质的电气强度
2-1电介质极化的基本形式有哪几种, 各有什么特点?
答: 电介质极化的基本形式有
( 1) 电子位移极化
图( 1) 电子式极化
( 2) 偶极子极化
图( 2) 偶极子极化
( a) 无外电场时 ( b) 有外电场时
1—电极 2—电介质( 极性分子)
2-2如何用电介质极化的微观参数去表征宏观现象?
答: 克劳休斯方程表明, 要由电介质的微观参数( N 、
) 求得
宏观参数—介电常数r ε, 必须先求得电介质的有效电场i E 。
( 1) 对于非极性和弱极性液体介质, 有效电场强度
0233r i P E E E εε+=+= 式中, P 为极化强度( 0(1)r P E εε=-) 。
上式称为莫索缔( Mosotti) 有效电场强度, 将其代入克劳休斯方程[式(2-11)], 得到非极性与弱极性液体介质的极化方程为。