高电压技术课后复习思考题答案
（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。
高电压技术课后习题答案
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 e α个。
假设每次电离撞出一个正离子，故电极空间共有（d e α－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 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达为r(d eα-1)=1或γde 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，所以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。
1-5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。
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。
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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集答案解析
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。
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。
解：对半径为1cm 的导线）（）（cm m c /kV 39113.011130)r δ0.3δ(130E =⨯+⨯⨯⨯=+=对半径为1mm 的导线)/(5.58)11.03.01(1130E cm kV c =⨯+⨯⨯⨯=答：半径1cm 导线起晕场强为39kV/cm ，半径1mm 导线起晕场强为cm1-10 简述绝缘污闪的发展机理和防止对策。
高电压技术(周泽存)课后作业与解答
高电压技术课堂作业第一章P11，1-1 解答： 电介质极化种类及比较极化种类 产生场合 所需时间 能量损耗 产生原因 电子式极化任何电介质 10－15s 无 束缚电子运动轨道偏移 离子式极化离子式电介质 10－13s 几乎没有 离子的相对偏移 转向极化极性电介质 10－10s ～10－2s 有 偶极子的定向排列 空间电荷极化 多层介质交界面 10－2s ～数分钟有 自由电荷的移动 在外电场的作用下，介质原子中的电子运动轨道将相对于原子核发生弹性位移，此为电子式极化或电子位移极化。
离子式结构化合物，出现外电场后，正负离子将发生方向相反的偏移，使平均偶极距不再为零，电介质对外呈现出极性，这种由离子的位移造成的极化称为离子式极化。
极性化合物的每个极性分子都是一个偶极子，在电场作用下，原先排列杂乱的偶极子将沿电场方向转动，整个电介质的偶极矩不再为零，对外呈现出极性，这种由偶极子转向造成的极化称为偶极子式极化。
在电场作用下，带电质点在电介质中移动时，可能被晶格缺陷捕获或在两层介质的界面上堆积，造成电荷在介质空间中新的分布，从而产生电矩，这就是空间电荷极化。
1-6解答：由于介质夹层极化，通常电气设备含多层介质，直流充电时由于空间电荷极化作用，电荷在介质夹层界面上堆积，初始状态时电容电荷与最终状态时不一致；接地放电时由于设备电容较大且设备的绝缘电阻也较大则放电时间常数较大（电容较大导致不同介质所带电荷量差别大，绝缘电阻大导致流过的电流小，界面上电荷的释放靠电流完成），放电速度较慢故放电时间要长达5～10min 。
补充：1、画出电介质的等效电路（非简化的）及其向量图，说明电路中各元件的含义，指出介质损失角。
图1－4－2中，lk R 为泄漏电阻；lk I 为泄漏电流；g C 为介质真空和无损极化所形成的电容；g I 为流过g C 的电流；p C 为有损极化所引起的电容；p R 为有损极化所形成的等效电阻；p I 为流过p p C R －支路的电流，可以分为有功分量pr I 和无功分量pc I 。
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。
高电压技术课后复习思考题答案
高电压技术课后复习思考题答案高电压技术课后复习思考题答案（部分）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：汤逊理论：通常认为，ps＞200(cm·133Pa)时，击穿过程将发生变化，汤逊理论的计算结果不再适用。
流注理论：认为电子的碰撞游离和空间光游离是形成自持放电的主要因素，并且强调了空间电荷畸变电场的作用，适用范围：ps>200（cm·133Pa）。
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。
高电压技术课后习题答案详解
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，所以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（deα－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（deαeα－1）个正离子在到达阴极表面时可撞出γ（d －1）个新电子，则(deα-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达为r(deα＝1。
eα-1)=1或γd1-3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。
高电压技术(第三版)课后习题答案解析_2
范文范例学习指导第一章作业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。
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。
解：对半径为1cm 的导线）（）（cm m c /kV 39113.011130)r δ0.3δ(130E =⨯+⨯⨯⨯=+=对半径为1mm 的导线)/(5.58)11.03.01(1130E cm kV c =⨯+⨯⨯⨯=答：半径1cm 导线起晕场强为39kV/cm ，半径1mm 导线起晕场强为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1到8章课后习题答案0.doc
1 气体的绝缘特性与介质的电气强度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，所以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。
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（2）极性效应（3）饱和现象；（4）分散性大；（5）邻近效应。
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0044100154k V 1.110 1.1450010a U U K U H --====-⨯-⨯第二章 液体的绝缘特性与介质的电气强度2-3非极性和极性液体电介质中主要极化形式有什么区别？2-9如何提高液体电介质的击穿2-3非极性和极性液体电介质中主要极化形式有什么区别？答：非极性液体和弱极性液体电介质极化中起主要作用的是电子位移极化，偶极子极化对极化的贡献甚微；极性液体介质包括中极性和强极性液体介质，这类介质在电场作用下，除了电子位移极化外，还有偶极子极化，对于强极性液体介质，偶极子的转向极化往往起主要作用。
2-9如何提高液体电介质的击穿电压？答：工程应用上经常对液体介质进行过滤、吸附等处理，除去粗大的杂质粒子，以提高液体介质的击穿电压第三章第三章，固体的绝缘特性与介质的电气强度3-1什么叫电介质的极化？极化强度是怎么定义的？3-4固体介质的击穿主要有那几种形式？它们各有什么特征？3-5局部放电引起电介质劣化、损伤的主要原因有那些？3-1什么叫电介质的极化？极化强度是怎么定义的？答：电介质的极化是电介质在电场作用下，其束缚电荷相应于电场方向产生弹性位移现象和偶极子的取向现象。
浙大赵智大版《高电压技术》课后习题答案
P U 2Ctg (32 103 ) 2 314 3200 1012 0.01 10.3( W)
所吸收的无功功率为
Q P 10.3 1030Var 1.03kVar tg 0.01
（2）在绝缘的并联等值电路中，有
tg IR U / R 1 1 1 R 99.5(M) 12 I C UC RC Ctg 314 3200 10 0.01
na ed e111 59874
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。 解：对半径为1cm的导线
0.3 0.3 Ec 30m 1 30 11 1 39(kV/cm ) r 1 1
对半径为1mm的导线
答：半径1cm导线起晕场强为39kV/cm，半径1mm导线起晕场强为 58.5kV/cm 1-10 简述绝缘污闪的发展机理和防止对策。 答：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到电、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（增大泄露距离）（2）定期或不定期清扫；（3）涂料； （4）半导体釉绝缘子；（5）新型合成绝缘子。
D 2R 2
U g max Ec
2 1000 2 94.2(cm) 30
答：该球形电极应有的直径为94.2cm。
第三章作业
3-1 某双层介质绝缘结构，第一、二层的电容和电阻分别为： C1=4200pF，R1=1400MΩ；C2=3000pF、R2=2100MΩ。当加上 40kV直流电压时，试求： （1）当t=0合闸初瞬，C1、C2上各有多少电荷？ （2）到达稳态后，C1、C2上各有多少电荷？绝缘的电导电流为多大？ 解：（1）绝缘结构的等值电路如图所示： t=0合闸初瞬时，电压按电容反比分配 即
高电压技术课后答案
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。
高电压技术复习思考题
第 1 页 共8 页 《高电压技术》复习思考题一、单项选择题单项选择题答案 220kV 及以下电网中电气设备的绝缘水平主要决定于（及以下电网中电气设备的绝缘水平主要决定于（ ）。
A ．雷电过电压．雷电过电压 B ．操作过电压．操作过电压 C ．工频过电压．工频过电压D ．谐振过电压 ASF 6气体具有较高绝缘强度的主要原因之一是（气体具有较高绝缘强度的主要原因之一是（）。
A ．无色无味性．无色无味性 B ．不燃性．不燃性 C ．无腐蚀性．无腐蚀性 D ．电负性．电负性 D 伴随有能量损失的极化形式是（伴随有能量损失的极化形式是（ ）。
A ．电子式极化．电子式极化 B ．离子式极化．离子式极化 C ．偶极子极化．偶极子极化D ．无损极化．无损极化C 变电所中变压器到避雷器的最大允许电气距离与变电所中变压器到避雷器的最大允许电气距离与( )( )。
A ．侵入波的幅值成反比．侵入波的幅值成反比 B ．避雷器残压成正比．避雷器残压成正比 C ．变压器的冲击耐压值成反比．变压器的冲击耐压值成反比D ．侵入波陡度成反比．侵入波陡度成反比D不均匀的绝缘试品，如果绝缘严重受潮，则吸收比K 将( ) A ．远大于1 B ．远小于1 C ．约等于1 D ．不易确定．不易确定C不允许将避雷针装设在配电构架上的变电所电压等级为（不允许将避雷针装设在配电构架上的变电所电压等级为（） A ．500kV B ．220kV C ．1l0kV D ．35kV D 采用真空提高绝缘强度的理论依据是采用真空提高绝缘强度的理论依据是( )( )。
A.A.汤逊理论汤逊理论汤逊理论 B. B.流注理论流注理论 C. C.巴申定律巴申定律 D. D.“小桥”理论“小桥”理论 C 当线路在冲击电压作用下产生冲击电晕时，电压波的波阻抗将（当线路在冲击电压作用下产生冲击电晕时，电压波的波阻抗将（）。
A ．不变．不变 B ．增大．增大 C ．减小．减小 D ．不确定．不确定 C 极不均匀电场中的极性效应应该是下列哪种情况（极不均匀电场中的极性效应应该是下列哪种情况（ ）。
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高电压技术课后复习思考题
答案
-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
高电压技术课后复习思考题答案（部分）
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：
汤逊理论：通常认为，ps＞200(cm·133Pa)时，击穿过程将发生变化，汤逊理论的计算结果不再适用。
流注理论：认为电子的碰撞游离和空间光游离是形成自持放电的主要因素，并且强调了空间电荷畸变电场的作用，适用范围：ps>200（cm·133Pa）。
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。
1.14、在其他条件相同的情况下，为什么沿面闪络电压比纯空气间隙的击穿电压低
答：当两电极间的电压逐渐升高时，放电总是发生在沿固体介质的表面上，此时的沿面闪络电压比纯空气间隙的击穿电压低，其原因是原先的均匀电场发生了畸变，产生这种
情况的原因有：
①固体介质表面不是绝对光滑，存在一定的粗糙程度，这使得表面电场发生畸
变
②固体介质表面电阻不可能完全均匀，各处表面电阻不相等
③固体介质与空气或电极有接触的情况
1.16、试小结提高沿面放电电压的各种方法，并指出适用于何种条件
答：屏障、屏蔽、表面处理、应用半导体材料、阻抗调节
第二章
2.1、试比较电介质中各种极化性质。
答：（1）电子式位移极化
电子在外电场的作用下使电子轨道相对于原子核发生位移，从而产生感应电矩的过程。
存在一切介质中；
特点：①建立极化时间极短，约10-14~10-15s。
②极化程度取决于电场强度E；
③此种极化是弹性的，外电场消失后立即恢复到原有状态，无能量损失
（2）离子位移极化
固体有机化合物多属离子式结构，如云母、陶瓷、玻璃等材料。
正常情况下，各离子对的偶极矩相互抵消。
特点：
①存在离子结构中；建立极化时间短，约10-12~10-13s；
②极化程度随温度增加略有增加；
③其位移极化也是弹性的，无能量损失。
（3）偶极子极化
在外电场的作用下，偶极性分子在电场方向的取向概率增加，对外平均具有了电场方向的偶极矩。
特点：
①存在于极性介质中；
②极化时间较长，约10-6~10-2s；
③极化程度与电源频率f有关，f变高，偶极子来不及转向，极化率减小；
④此极化是非弹性的，有能量损失；
⑤随温度的增加极化程度先增加后降低
(4) 夹层极化
由不同介电常数和电导率的多种电介质组成的绝缘材料，在加上外电场后，各层电压将从开始时按介电常数分布过渡到稳态时按电导率分布。
特点：极化速度特别缓慢，有能量损耗
2.2、极性液体或极性固体电介质的介电常数与温度、电压频率的关系如何为什么
答：极性液体介电常数在温度不变时，随电压频率的增大而减小，然后就趋于某一个值，当频率很低时，偶极分子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厂的变化，介电常数就开始减小，转向极化对节点常熟的贡献就较大，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，极性固体的介电常数同液体的类似
2.5、什么叫介质损失
答：绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗 。
2.6、电介质的等值电路是什么样的某些电容较大的设备如电容器、长电缆、大容量电机等，经高压试验后，其接近放电时间要求长达5~10min ，为什么
答：（1）如图书上P45图2.8，Co 为纯电容支路，代表介质的几何电容及无损计划过程，流过电流Ic=I1，ra 和Ca 代表有损极化电流支路，流过电流Ia=I2，R ∞代表电导电流支路，流过的电流为3i =i ∞
（2）因为容型设备的储存电荷较多，放电实质是一个RC 电路，总电流123i i i =++ 电容越大，放电时间越长
第三章
3.1、绝缘试验的目的是什么它分为哪两大类
答：目的：考验绝缘耐压的情况，判断绝缘的状况
分类：耐压试验和检查性试验
3.2、测量绝缘电阻使用什么仪器它施加耐压被试设备上的电压是什么电压设备的绝缘电阻取何时的测量读数为什么
答：兆欧表；直流电压；一般在1min后才读数，因为1min后兆欧表的数值比较稳定，没有电容电流和吸收电流，只有泄漏电流。
3.4、测量设备绝缘的tanδ时施加什么电压电压多高测量tanδ能发现什么缺陷答：交流电压；2500V高压；整体受潮，贯穿性的放电通道，绝缘内含有气泡，绝缘分层、脱壳、老化、劣化，绕组上附积油泥、绝缘油脏污、劣化等3.6、画出交流耐压试验接线图，说明各原件的作用，此试验有何意义
答：图为书上P72图3.19
（1）调压器T1用来调节工频试验电压的大小和升降速度，试验变压器T2用来升高电压供给被试品所需的高电压，球隙G是用来测量高电压，R1用来限制被试品放电时
试验变压器的短路电路不超过允许值和高压绕组的电压梯度不超过危险值，R2用来限制球隙放电时的电流不致灼伤铜球表面
（2）此试验是鉴定电气设备绝缘强度最直接方法，它对于判断电气设备能否投入运行具有决定性的意义
第四章
4.1、试分析波阻抗的物理意义及其与电阻之不同点
答：分布参数线路的波阻抗与集中参数电路的电阻虽然有相同的量纲，但物理意义上有着本质的不同：
①波阻抗表示向同一方向传播的电压波之间比值的大小，电磁被通过波阻抗为
Z的无损线路时，其能量以电磁能的形式储存于周围介质中，而不像通过电阻那样被消耗掉
②为了区别不同方向的行波，Z的前面应有正负号
③如果导线上有前行波和后行波，两波相遇时，总电压和总电流的比值不再等
于波阻抗
④波阻抗的数值Z只与导线单位长度的电杆Ld和电容C0有关，与线路长度无关
4.2、试论述彼得逊法则的使用范围
答：①入射波必须沿分布参数线路传播而来
②与节点相连的线路中没有反行波或反行波尚未到达节点
第五章
5.1、试分析管型避雷器与保护间隙的相同和不同点
答：相同点：二者采用的火花间隙亦属极不均匀电场，其伏秒特性很陡，难以与被保护绝缘的伏秒特性取得良好的配合。
会产生大幅值截波，对变压器类设备的绝缘很不利。
不同点：保护间隙没有专门的灭弧装置，因而其灭弧能力很有限的。
而管型避雷器虽然有较强能力的保护间隙，但所能灭弧的续有一定的上下限。
5.2、试全面比较阀型避雷器与氧化锌避雷器的性能
答：工作原理相同，且都能避免在被保护设备上产生截波，但由于两者采用的非线性阀片电阻材料不同，使得两种避雷器的性能有以下不同：
（1）保护性能（2）适用范围（3）运行环境的影响作用
此外，氧化锌避雷器维护简单，省去了放电间隙定期清理。
氧化锌避雷器具有各种优点，但运行过程中由于没有放电间隙隔离工频工作电压而应注意发片电阻的老化问题，所以应定期检测氧化锌避雷器的工频泄漏电流，尤其是工频泄漏电流中的阻性电流分量
11。