最新高电压绝缘技术课后题答案
高电压技术第三版本课后习题包括答案.docx
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。
高电压技术第四版习题答案
第一章1‐1极化种类电子式极化离子式极化偶极子极化夹层极化产生场合所需时间能量损耗无几乎没有有有产生原因束缚电子运行轨道偏移离子的相对偏移偶极子的定向排列自由电荷的移动任何电介质-15 s 离子式结构电介质-13 s 极性电介质-10～10-2 s 多层介质的交界面-1 s～数小时1‐4金属导体气体，液体，固体电导形式（自由电子）电子电导电导率γ很大（自由电子、正离子、负离子、杂质电导、自身离解、杂质、离子）γ很小离子电导ρ很大金属导电的原因是自由电子移动；电介质通常不导电，是在特定情况下电离、化学分解或热离解出来的带电质点移动导致。
1‐6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：图中C1 代表介质的无损极化（电子式和离子式极化），C2 —R2 代表各种有损极化，而R3则代表电导损耗。
图1－4－2中，Rlk为泄漏电阻；Ilk为泄漏电流；Cg为介质真空和无损极化所形成的电容；Ig为流过Cg的电流；Cp为无损极化所引起的电容；Rp为无损极化所形成的等效电阻；Ip为流过Rp－Cp支路的电流，可以分为有功分量Ipr和无功分量Ipc。
Jg为真空和无损极化所引起的电流密度，为纯容性的；Jlk为漏导引起的电流密度，为纯阻性的；Jp为有损极化所引起的电流密度，它由无功部分Jpc和有功部分Jpr组成。
容性电流Jc与总电容电流密度向量J 之间的夹角为δ，称为介质损耗角。
介质损耗角简称介损角δ，为电介质电流的相角领先电压相角的余角，功率因素角ϕ的余角，其正切t gδ称为介质损耗因素，常用％表示，为总的有功电流密度与总无功电流密度之比。
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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．按照系数的d e αγ定义，此（－1）个正离子在到达阴极表面时可撞出（－1）个新电子，则(-deαγdeαdeα1)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(-1)=1或＝1。
de αγdeα1-3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。
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第一章1.计算同轴圆柱电极的不均匀系数f，其中内导体外直径为100 mm，外壳的内直径为320 mm。
解： , ,d R r=-avUEd=maxlnUERrr=maxlnavdE rf r dEr==+其中R=160mm，r=50mm。
代入上式可得f=1.89<2，所以此时电场是稍不均匀的。
2. 离地高度10m处悬挂单根直径3cm导线，导线上施加有效值63.5kV工频交流电压，请计算导线表面最大场强。
若将该导线更换为水平布置的双分裂导线，两导线总截面积保持与单根导线一致，线间距离30cm，请重新计算导线表面最大场强。
解：1)：等效成圆柱—板电极：由课本P9页可查的公式为，max0.9lnUEr drr=+其中U=63.5kV，d=10m，r=1.5cm。
代入上式可得：。
max5.858/E kV cm=2）由题意可知：，可得：，两导线相邻S=30cm=0.3m,2212r rππ=11.060.0106r cm m===10.01060.03530.3rS==对于二分裂导线，由课本P9页可查得公式。
所以，其中H=10m,2112max211(122(2)lnr rUS SEHrr S+-=max5.450/E kV cm=3.总结常用调整电场强度的措施。
解：1）、改变电极形状①增大电极曲率半径；②改善电极边缘；③使电极具有最佳外形；2）、改善电极间电容分布①加屏蔽环；②增设中间电极；3）、利用其他措施调整电场①采用不同的电介质；②利用电阻压降；③利用外施电压强制电压分布；第二章1、解：由题意：，因此：212e e im v eV≥62.7510/ev m s≥==⨯。
水蒸气的电离电位为12.7eV 。
,,57.6nm i chv eV v λλ≥=≤所以97.712.7hcnm λ≤=可见光的波长范围在400-750nm ，不在可见光的范围。
2、解：1942232212.5 1.6103()12.5,,9.661810()233 1.3810i i i w w O eV w KT T K K --⨯⨯⨯=====⨯⨯⨯气体的绝对温度需要达到96618K 。
高电压绝缘考试题及答案
高电压绝缘考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 高压绝缘材料的电气强度是指材料在电场作用下，能够承受的最大电压而不发生击穿的能力。
下列哪种材料的电气强度最高？A. 空气B. 玻璃C. 橡胶D. 陶瓷答案：D2. 绝缘电阻的单位是欧姆，它表示绝缘材料对电流的阻碍程度。
在相同条件下，绝缘电阻越大，材料的绝缘性能越好。
以下哪种情况会导致绝缘电阻降低？A. 温度升高B. 湿度增加C. 电压升高D. 材料老化答案：B3. 高压绝缘试验中，常用的耐压试验方法有交流耐压试验和直流耐压试验。
下列哪种试验方法对绝缘材料的破坏性更大？A. 交流耐压试验B. 直流耐压试验C. 脉冲电压试验D. 冲击电压试验答案：B4. 在高压输电线路中，为了减少线路损耗，通常采用哪种类型的绝缘子？A. 瓷质绝缘子B. 玻璃绝缘子C. 硅橡胶绝缘子D. 钢芯铝绞线绝缘子答案：A5. 高压断路器的主要作用是在电路发生故障时能够迅速切断电流，以保护电路和设备。
下列哪种类型的断路器不适合用于高压电路？A. 真空断路器B. 空气断路器C. 油断路器D. 电磁断路器答案：D6. 高压电缆的绝缘层通常采用哪种材料？A. 聚乙烯B. 聚氯乙烯C. 聚四氟乙烯D. 橡胶答案：A7. 在高压电气设备中，为了提高设备的绝缘性能，常常采用哪种方法来改善电场分布？A. 增加绝缘材料的厚度B. 在电场集中区域增加屏蔽C. 减少设备的体积D. 提高设备的运行温度答案：B8. 高压电气设备的绝缘老化是一个逐渐的过程，下列哪种因素会加速绝缘材料的老化？A. 紫外线照射B. 温度升高C. 湿度增加D. 所有以上因素答案：D9. 高压电气设备的绝缘性能测试中，常用的绝缘电阻测试仪的测量范围是多少？A. 0.1MΩ至10MΩB. 0.1MΩ至100MΩC. 1MΩ至1000MΩD. 10MΩ至10000MΩ答案：C10. 高压电气设备在运行过程中，如果发现绝缘电阻值突然下降，应采取什么措施？A. 立即停止运行B. 增加运行电压C. 减少运行电流D. 继续运行并密切监视答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 高压绝缘材料的________是指材料在电场作用下，能够承受的最大电压而不发生击穿的能力。
高电压技术练习题库(含参考答案)
高电压技术练习题库（含参考答案）一、单选题（共40题，每题1分，共40分）1、工频高压试验变压器的特点是额定输出（，A、电压高、电流大B、电压高、电流小C、电压低、电流大D、电压低、电流小正确答案：B2、纯直流电压作用下，能有效提高套管绝缘性能的措施是（）。
A、减小套管表面电阻B、减小套管体电容C、增加套管壁厚D、增加沿面距离正确答案：D3、极化时间最短的是( )。
A、离子式极化B、夹层极化C、电子式极化D、偶极子极化正确答案：C4、电力电缆绝缘层某处存在一些水分，长期工作电压作用下，此缺陷对电缆绝缘层()。
A、水树枝老化B、电树枝老化C、没影响D、影响不大正确答案：A5、下列措施中，能有效限制空载线路分闸过电压的是（）A、提高断路器的灭弧性能B、消除和削弱线路残余电压C、采用带合闸电阻的断路器D、同步合闸正确答案：A6、避雷器在工频续流第一次过零时灭孤的条件下允许加在避雷器上的最高工频电压称为避雷器的（）A、灭弧电压B、工频放电电压C、额定电压D、保护电压正确答案：A7、电介质电老化产生的原因是（）。
A、介质被热腐蚀B、介质被击穿C、介质受潮D、介质中出现局部放电正确答案：A8、220~330kV 双避雷线路，一般采用（）保护角。
A、50B、15°C、20°D、10°正确答案：C9、雷击线路附近大地时，当线路高10m，雷击点距线路 100m，雷电流幅值 40kA，线路上感应雷过电压最大值U。
约为(）kV。
A、100B、200C、50D、25正确答案：A10、操作过电压的持续时间一般在（）A、几秒到几十秒B、几百微秒到几千徼秒C、几分D、几微秒到几十微妙正确答案：B11、架空输电线降低反击雷击过电压的主要措施是（）。
A、降低耦合系数B、降低接地电阻C、降低绝缘强度D、降低绕击率正确答案：B12、电介质在受潮或受污染后，其介质损耗角正切an将( )。
A、变小B、不变C、变大D、不确定正确答案：C13、无间隙金属氧化物避雷器的优点不包括（）。
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。
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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 B 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 C 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 。
4)A ．自持放电B ．非自持放电C ．电弧放电D ．均匀场中放电C 。
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) ___ B ___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？ DA. 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 Cmg / cm 2。
A. ≤0.03B.>0.03~0.06C.>0.06~0.10D.>0.10~0.258)以下哪种材料具有憎水性？ AA. 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： 辉光放电 、 电晕放电 、 刷状放电 、 火花放电 、 电弧放电 。
10)根据巴申定律，在某一 PS 值下，击穿电压存在 极小（最低） 值。
11)在极不均匀电场中，空气湿度增加，空气间隙击穿电压 提高 。
12) 流注理论认为，碰撞游离和 光电离是形成自持放电的主要因素。
13) 工程实际中，常用棒－板或 棒－棒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 扩散 、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 改善 (电极附近 )电场分布 。
16)沿面放电就是沿着 固体介质 表面气体中发生的放电。
17)标准参考大气条件为：温度 t 020 C，压力 b 0101.3 kPa ，绝对湿度h 011g / m 318)越易吸湿的固体，沿面闪络电压就越 __低____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 ____ NaCl______含量的一种方法20)常规的防污闪措施有： 增加 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。
《高电压及绝缘技术》练习册答案共19页文档
《高电压及绝缘技术》练习册答案练习一一、填空题：1、电介质按物理状态分气体绝缘、固体绝缘、液体绝缘、组合绝缘。
2、电介质按化学结构分：有机绝缘、无机绝缘。
3、电介质按耐热等级分：O、A、E、B、F、H、C七级绝缘。
4、电介质按所属设备分：电容器、电缆、互感器、短路器、变压器、电机绝缘。
5、电介质基本性能包括介电性能极化、损耗、绝缘、绝缘强度。
2、电介质的力学性能包括应变、模量、强度。
3、电介质的热学性能包括热容量、比热容、热导率、热膨胀。
7、电介质的极化形式包括电子式极化、离子式极化、偶极子极化、夹层极化。
9、电介质的极化性能用介电系数表征。
10、电介质的损耗性能用损耗介质损失角正切值表征。
11、电介质的绝缘电阻性能用电阻率表征。
12、电介质的绝缘强度性能用击穿场强表征。
12、固体电介质电导包括表面电导和体积电导。
13、电介质的老化包括热老化、大气老化、电老化、特殊老化。
14、大气老化包括光氧化老化、臭氧老化、化学老化、受潮老化。
15、电老化包括电晕放电或局部放电老化、电弧老化、树枝化老化、电化学老化。
16、特殊老化包括微生物老化、疲劳劣化。
17、大气老化包括光氧化老化、臭氧老化、化学老化、受潮老化。
18、按电介质分子电结构不同，可分为无极分子和有极分子。
二、1、（×） 2、（×） 3、（×） 4、（√） 5、（√） 6、（√）7、（×） 8（×） 9、（√） 10（√）三、问答题：1、什么是电介质？它的作用是什么？电介质是指通常条件下导电性能极差的物质，云母、变压器油等都是电介质。
电介质中正负电荷束缚得很紧，内部可自由移动的电荷极少，因此导电性能差。
作用是将电位不同的导体分隔开来，以保持不同的电位并阻止电流向不需要的地方流动。
2、电介质的介电性能表现在哪些方面，反映什么物理特性？有什么实际意义？介电性能：极化（介电系数）、损耗（介质损失角正切值）、绝缘电阻（电阻率）、绝缘强度（击穿场强）。
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e g o o df o r s o 第1章 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过程，电子总数增至个。
假设αdeα每次电离撞出一个正离子，故电极空间共有（－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de α数的定义，此（－1）个正离子在到达阴极表面时可撞出（－1）个新电子，则(-1)个正离子撞击阴极表面时，γdeαγde αdeα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(-1)=1或＝1。
deαγd e α1-3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。
高电压绝缘技术课后习题答案.docx
21、解：由题意:1 2 m e v e - eV i ，因此：V e 一 2eV'■ me 2 1.6 10^9 21.56-2.75 106m∕s第一章f ,其中内导体外直径为 100 mm ,外壳的内直径为 320 mm对于二分裂导线，由课本 P9页可查得公式。
3.总结常用调整电场强度的措施。
解：1） 、改变电极形状①增大电极曲率半径；②改善电极边缘；③使电极具有最佳外形； 2） 、改善电极间电容分布 ①加屏蔽环；②增设中间电极； 3） 、利用其他措施调整电场①采用不同的电介质；②利用电阻压降；③利用外施电压强制电压分布;第二章解: avU ~dE maXr In其中 R=160mm ， r=50mm 代入上式可得f=1.89<2 ,所以此时电场是稍不均匀的 2.离地高度10m 处悬挂单根直径3cm 导线，导线上施加有效值 63.5kV 工频交流电压，请计算导线表面最大场强。
若将该导线 更换为水平布置的双分裂导线，两导线总截面积保持与单根导线一致，线间距离 30cm ,请重新计算导线表面最大场强。
解：1）:等效成圆柱一板电极：由课本 P9页可查的公式为E maX= 0.9—I r 十d rln r 其中U=63.5kV ，d=10m ，r=1.5cm 。
代入上式可得： E maX = 5.858kV/cmmax 2）由题意可知： 2 2 r 2?. r 1 =二 r ,可得：r 1 1.06cm = 0.0106 m ,两导线相邻 s=30cm=0.3m,√2r 1 S 0.0106 0.3=0.03531.计算同轴圆柱电极的不均匀系数所以E max2U (1 2S 边)A In(2H)22,其中 H=10m,EmaX= 5.450kV / Cm&解：根据题意设：极间距离为d,I Q eN_497_J12J 11.6 10 105=810A / CmS ts ts考虑到正负离子，所以J=2J 1=1.6 1010A∕cm 27、解：有题意可知：n 0=∏iax r dax 1n i / ad八n = n i en i e dx (e -1)aChv 亠eV i ,v ,所以■ <57.6nm 。
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。
《高电压绝缘技术(第二版)》课后题答案中国电力出版社
高电压绝缘技术（第二版） 课后答案第二章 1、解：由题意：212e e i m v eV ≥，因此：62.7510/evm s ≥==⨯,,57.6n mi ch v e V v λλ≥=≤所以。
水蒸气的电离电位为12.7eV 。
97.712.7hcnm λ≤= 可见光的波长范围在400-750nm ，不在可见光的范围。
2、解：1942232212.5 1.6103()12.5,,9.661810()233 1.3810i i i w w O eV w KT T K K --⨯⨯⨯=====⨯⨯⨯ 气体的绝对温度需要达到96618K 。
3、解：由/0()n n eλλλ-=知100220023300344000:(1)63.2%2:()23.3%23:()8.6%34:() 3.1%n n e n n n een n n ee n n n een λλλλλλλλλλλλλλλλλλλλλ--------=-=-=-=-=-=-=-=4、解：对于带电粒子有：-6326321313=10cm /,10(10).1(.)dNs N s cm s cm dtρρ-----=-=-⨯=-，即31(.)s cm内减少一对离子，即离子的平均寿命为1S 。
5、解：由于电流QIt=，可知 197112110211.610105810/=2J =1.610/cm I Q eN J A cm s ts tsJ A --====⨯⨯⨯=⨯⨯考虑到正负离子，所以 6、解：由题意知：电场强度不变。
又因为：12d d 01020,,a a ad II e I e I I e ===I1122d I I α=所以ln （-d ）， 11212lnln107.6750.3I I cm d d α-===- 1810107.6750.119193.810 1.1101.610 1.610ad I n e e -⨯--⨯===⨯⨯⨯⨯⨯ 7、解:00(1)i daxaxadii i n n n n en e dx eα====-⎰有题意可知：n8、解 ：根据题意设：极间距离为d,0c n n n ∆单位时间内阴极单位面积产生的电子外电离因数下阴极单位面积产生的电子新增离子数0,,()ad ic c a c n n n n n n e n n n aαγ=+∆=+∆=- 可得到达阳极的电子总数为：00(1)(1),11ad ad i c aadn n e e n n n n eαγγαγγγ++-+==++-9、解：由公式可得：/1lnb Bpd U Apde γ-=，可得：/2507600.1/46008.57600.153.08910bpd U bApdee eeγ--⨯⨯--⨯⨯⨯-===⨯当d=1.0cm,31.6bU kV =时,/2507601/316008.5760171.35910bpd U bApdeeee γ--⨯⨯--⨯⨯⨯-===⨯10、解：min 11ln2.718ln 0.025()0.687(133)14.6ae pd cm p Aγ⨯===⋅,m i n m i n()3650.687250.755b U B p d V=⨯=⨯= 11、解：假设在P 气压下，两间隙的放电电压相等，即12()()f pd f pd =查图2-12的曲线可知120.25,0.1pd pd ==时，两间隙的放电电压大约相等，此时p=0.025[133pa]，所以当210.025[133]d d p pa >时，先放电；p<0.025[133pa]时，先放电12、解：由题意可知：60/,6010600/,E UV cm E V cm E p d==⨯==又可得：120.6 1.21,2600/600/kV kV d cm d cm V cm V cm====12211211200111ln (ln ln )(2.4 1.2) 1.221I I I cm d d I d d I I α-==-=-=---110.12[133]cm Pa Pα--=1.274011.00108008ad I e e I γ--⨯-=-=-=⨯1ln1ln ,7.697,6007.6974618r ad d cm U Ed V r a=====⨯=13、解：由公式2220[()],,=4X r E QA B A B E p p x απεε=-其中为常数。
高电压工程课后答案
1.1以空气作为绝缘的优缺点如何答：优点：空气从大气中取得;制取方便;廉价;简易;对轴密时要求不高..缺点：空气比重较大;摩擦损失大;导热散热能力差..空气污染大;易使绝缘物脏污;且空气是助燃物当仿生电流时;易烧毁绝缘;电晕放电时有臭氧生成;对绝缘有破坏作用..1.2为什么碰撞电离主要是由电子而不是离子引起答：由于电子质量极小;在和气体分子发生弹性碰撞时;几乎不损失动能;从而在电场中继续积累动能;此外;一旦和分子碰撞;无论电离与否均将损失动能;和电子相比;离子积累足够造成碰撞电离能量的可能性很小1.5负离子怎样形成;对气体放电有何作用答：在气体放电过程中;有时电子和气体分子碰撞;非但没有电离出新电子;碰撞电子反而别分子吸附形成了负离子;离子的电离能力不如电子;电子为分子俘获而形成负离子后电离能力大减;因此在气体放电过程中;负离子的形成起着阻碍放电的作用..1.7非自持放电和自持放电主要差别是什么答：非自持放电必须要有光照;且外施电压要小于击穿电压;自持放电的外施电压要大于击穿电压;且不需要光照条件1.13电晕会产生哪些效应;工程上常用哪些防晕措施答：电晕放电时能够听到嘶嘶声;还可以看到导线周围有紫色晕光;会产生热效应;放出电流;也会产生化学反应;造成臭氧..工程上常用消除电晕的方法是改进电极的形状;增大电极的曲率半径..1.14比较长间隙放电击穿过程与短间隙放电放电击穿过程各有什么主要答：长时间放电分为先导放电和主放电两个阶段;在先导放电阶段中包括电子崩和流注的形成和发展过程;短间隙的放电没有先导放电阶段;只分为电子崩流注和主放电阶段..2.1雷电放电可分为那几个主要阶段答：主要分为先导放电过程;主放电过程;余光放电过程..2.4气息常见伏秒特性是怎样制定的如何应用伏秒特性答：制定的前提条件是①同一间隙②同一波形电压③上升电压幅值..当电压较低时击穿发生在波尾;取击穿时刻t1作垂线与此时峰值电压横轴的交点为1;当电压升高时;击穿也发生在峰值;取击穿时刻的值t2作垂线与此时峰值电压横轴的交点为2;当电压进一步升高时;击穿发生在波前;取此时击穿时刻t3作垂线与击穿电压交点为3;连接123如图：应用：伏秒特性对于比较不同设备绝缘的冲击击穿特性有重要意义;如果一个电压同时作用于两个并联气隙s1和s2上;若某一个气隙先击穿了;则电压被短接截断;另一个气隙就不会击穿..2.2国家标准对雷电冲击全波;雷电冲击截波;操作冲击的波形是怎样规定的答：国家规定雷电冲击电压标准波形分为全波和截波两种;全波的波形先是很快上升到峰值;然后逐渐下降到零..截波是模拟雷电冲击波被某处放电而截断的波形;我国规定波前时间 ;允许偏差视在半峰值时间 ;允许偏差峰值允许偏差 ;截断时间2.7为什么高真空和高压力都能提高间隙的击穿电压简述各自运用的局答：在高气压条件下;气压增加会使气体密度增大;电子的自由行程缩短;削弱电离工程从而提高击穿电压;但高气压适用于均匀电场的条件下而且要改进电极形状;点击应仔细加工光洁;气体要过滤;滤去尘埃和水分在高真空条件下虽然电子的自由行程变得很大;但间隙中已无气体分子可供碰撞;故电离过程无从发展;从而可以显着提高间隙的击穿电压;但是在电气设备中气固液等几种绝缘材料往往并存;而固体液体绝缘材料在高真空下会逐渐释放出气体;因此在电气设备中只有在真空断路器等特殊场合下才采用高真空作为绝缘..2.8什么是细线效应答；当导线直径很小时;导线周围容易形成比较均匀的电晕层;电压增加;电晕层逐渐扩大;电晕放电所形成的空间电荷使电场与均匀电场类似;这种现象成为细线效应..3.2均匀电场中污面闪络电压比纯空气间隙的击穿电压要低;原因是什么答：①固体介质表面吸附水分形成水膜;水膜中的离子在电场中沿介质表面移动;电极附近逐渐累积电荷;使介质表面电压分布不均匀;从而使沿面闪络电压低于空气间隙的击穿电压②介质表面电阻不均匀以及介质表面有伤痕裂纹也会畸变电场的分布;使闪络电压降低;③若电极和固体介质端面间存在气隙;气隙处场强大;极易发生电离;产生的带电质点到达介质表面会畸变原电场分布;从而使闪络电压降低3.6介质材料;作用电压种类;大气环境温度等对沿面闪络电压有何影响答：介质材料：对不易吸潮的介质沿面闪络电压较高;易吸潮介质沿面闪络电压较低;烘干介质表面;可提高沿面闪络电压..在均匀电场中;工频和直流电压作用下的沿面闪络电压要低于高频和冲击电压作用下的闪络电压大气环境影响：当空气中相对湿度小于0.4是;湿度对各种固体介质的闪络电压无影响;当气体中相对湿度大于0.4;对于亲水性介质;随着湿度的增加闪络电压明显下降;对于憎水性材料由于吸湿很少;闪络电压随着湿度的增加下降不多4.6电介质的电导与金属电导有何区别答：电介质的电导主要由离子造成;电阻率在范围内;随着温度升高;电阻率下降;金属电导主要由电子造成;电阻率在范围;随着温度的升高金属的电阻率增加4.7直流和交流电场下的电介质损耗有何差别选择交流电气设备的绝缘材料一般应注意什么问题答：在直流电压作用下的介质损耗仅漏导损失;交流时有漏导损失和极化损失;仅用ρv;ρs不够;需用其他特征量来表示介质在交流电压作用下的能量损耗..在选择交流电气设备中需要考虑tanδ;若tanδ过大引起绝缘介质严重发热们甚至导致热击穿;固tanδ应尽量小4.13固体介质点击穿的特点是什么;为提高其电击穿常采取什么措施答：固体电介质电击穿特点：电压作用时间短;击穿电压高;与电场的均匀程度关系极大;与介质特性有关;在极不均匀电场中及冲击电压作用下会出现累积效应措施：①改进绝缘设计;改善电场分布②改进制造工艺;去除杂质③改善运行条件防潮防污加强散热等措施4.14固体电介质热击穿有什么特点;高压设备的绝缘材料受潮后为什么容易造成热击穿答：热击穿主要是由介质损耗的存在;固体电解质在电场中逐渐升温;导致介质电阻下降发热增大;同时刻;若发热超过散热;电介质温度不断上升至击穿..高压设备的绝缘材料受潮后;绝缘电阻降低;致使电流增大;损耗发热增大4.15绝缘材料在冲击电压作用下常常是电击穿而不是热击穿;在高频电压下常常是热击穿;为什么答：雷电冲击考验的是绝缘材料内部绝缘性;标准雷电波波尾时间在取值;不会产生热击穿;高频电压下;绝缘材料的绝缘性会降低;将承受很大的电流;且试验时间较长;产生热击穿4.16纯净液体介质的电击穿理论和气泡理论;二者差别在哪里答：电击穿理论事是液体在强场发射产生的电子在电场中被加速;与液体分子发生碰撞电离;首先是典礼开始阶段;流注发展阶段;最后是主流贯通整个间隙气泡击穿理论是由于气泡εr=1小于液体的;所以液体中的气泡承担了更高的场强;气泡现行电离;气泡中的气体温度升高;体积膨胀;进一步电离;使油分解出气体;若电离的气泡在电场中堆积成气体通道没击穿就在次通道内产生..4.19为什么油的洁净度较高时改善油间隙电场的均匀性能显着提高工频或直流的击穿电压答：由于液体击穿电压的分散性和电场的均匀程度有关;电场的不均匀程度增加时;击穿电压的分散性减小;但在品质较差的油中;固体杂质的聚集和排列时电场畸变;油电场均匀带来的好处不明显;故当油的洁净度较高时;尽量应使隙电场均匀..4.21固体绝缘材料的耐热等级用什么表示;其含义是什么答：耐热级别分别有Y;A;E;B;FM;H;200;220;250等几种;为了使绝缘材料有一个经济合理的使用寿命;才有了耐热等级的划分;即规定一个最高持续工作温度;若材料使用温度超过规定温度则劣化加速;使用温度越高;寿命越短..4.22名词解释“小桥理论”答：液体中的杂质在电场力的作用下;排列成杂质小桥;且杂质的电导较大;使泄露的电流增加;病进而使“小桥“强烈发热;使油和水局部沸腾气化;最后沿此气桥发生击穿5.1绝缘诊断技术暴扣哪些基本环节答：1传感器与测量放法：正确选用各种传感器及测量手段;检测或监测被测对象的各种特性2数据处理：对原始信息加以分析处理;提取反应被试对象运行状态最敏感有效的特征参数3根据提取的特征参数和对绝缘老化过程的知识以及运行经验;参照有关规程对绝缘运行状态进行识别;判断;即完成诊断过程。
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。
高电压技术第三版课后习题答案完整版
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。
高电压技术课后题答案（部分）
⾼电压技术课后题答案（部分）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？1-2简要论述汤逊放电理论。
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？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？1-5操作冲击放电电压的特点是什么？1-6影响套管沿⾯闪络电压的主要因素有哪些？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，哪个对于绝缘的危害⽐较⼤，为什么？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 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。
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。
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第一章1.计算同轴圆柱电极的不均匀系数f ，其中内导体外直径为100 mm ，外壳的内直径为320 mm 。
解：d R r =- , avU E d = , max lnUE R r r= maxlnavd E rf r dE r==+其中 R=160mm ，r=50mm 。
代入上式可得f=1.89<2，所以此时电场是稍不均匀的。
2. 离地高度10m 处悬挂单根直径3cm 导线，导线上施加有效值63.5kV 工频交流电压，请计算导线表面最大场强。
若将该导线更换为水平布置的双分裂导线，两导线总截面积保持与单根导线一致，线间距离30cm ，请重新计算导线表面最大场强。
解：1)：等效成圆柱—板电极：由课本P9页可查的公式为max 0.9lnUE r d r r=+，其中U=63.5kV ，d=10m ，r=1.5cm 。
代入上式可得：max 5.858/E kV cm =。
2）由题意可知：2212r r ππ=，可得：1 1.060.0106r cm m ===，两导线相邻S=30cm=0.3m,10.01060.03530.3r S ==对于二分裂导线，由课本P9页可查得公式。
所以2112max211(122)(2)lnr r U S SE H r r S+-=，其中H=10m, max 5.450/E kV cm = 3.总结常用调整电场强度的措施。
解： 1）、改变电极形状①增大电极曲率半径；②改善电极边缘；③使电极具有最佳外形； 2）、改善电极间电容分布①加屏蔽环；②增设中间电极； 3）、利用其他措施调整电场①采用不同的电介质；②利用电阻压降；③利用外施电压强制电压分布；第二章1、解：由题意：212e e i m v eV ≥，因此：62.7510/e v m s ≥==⨯,,57.6nm i chv eV v λλ≥=≤所以。
水蒸气的电离电位为12.7eV 。
97.712.7hcnm λ≤= 可见光的波长范围在400-750nm ，不在可见光的范围。
2、解：1942232212.5 1.6103()12.5,,9.661810()233 1.3810i i i w w O eV w KT T K K --⨯⨯⨯=====⨯⨯⨯ 气体的绝对温度需要达到96618K 。
3、解：由/0()n n e λλλ-=知100220023300344000:(1)63.2%2:()23.3%23:()8.6%34:() 3.1%n n e n n n een n n ee n n n een λλλλλλλλλλλλλλλλλλλλλ--------=-=-=-=-=-=-=-=4、解：对于带电粒子有：-6326321313=10cm /,10(10).1(.)dNs N s cm s cm dtρρ-----=-=-⨯=-，即31(.)s cm 内减少一对离子，即离子的平均寿命为1S 。
5、解：由于电流QI t=，可知 197112110211.610105810/=2J =1.610/cm I Q eN J A cm s ts tsJ A --====⨯⨯⨯=⨯⨯考虑到正负离子，所以 6、解：由题意知：电场强度不变。
又因为：12d d 01020,,a a ad I Ie I e I I e ===I1122d I I α=所以ln （-d ）， 11212lnln107.6750.3I I cm d d α-===-1810107.6750.119193.810 1.1101.610 1.610ad I n e e -⨯--⨯===⨯⨯⨯⨯⨯ 7、解:00(1)i daxaxadii i n n n n e n e dx e α====-⎰有题意可知：n8、解 ：根据题意设：极间距离为d,0c n n n ∆单位时间内阴极单位面积产生的电子外电离因数下阴极单位面积产生的电子新增离子数0,,()ad ic c a c n n n n n n e n n n aαγ=+∆=+∆=- 可得到达阳极的电子总数为：00(1)(1),11ad ad i c a adn n e e n n n n eαγγαγγγ++-+==++-9、解：由公式可得：/1lnbBpd U Apde γ-=，可得：/2507600.1/46008.57600.153.08910bpd U bApdeeee γ--⨯⨯--⨯⨯⨯-===⨯当d=1.0cm,31.6b U kV =时,/2507601/316008.5760171.35910bpd U bApdee eeγ--⨯⨯--⨯⨯⨯-===⨯10、解：min 11ln2.718ln 0.025()0.687(133)14.6ae pd cm p Aγ⨯===⋅,min min ()3650.687250.755b U B pd V =⨯=⨯=11、解：假设在P 气压下，两间隙的放电电压相等，即12()()f pd f pd = 查图2-12的曲线可知120.25,0.1pd pd ==时，两间隙的放电电压大约相等，此时p=0.025[133pa]，所以当210.025[133]d d p pa >时，先放电；p<0.025[133pa]时，先放电12、解：由题意可知：60/,6010600/,E UV cm E V cm E p d==⨯==又可得： 120.6 1.21,2600/600/kV kV d cm d cm V cm V cm====12211211200111ln (ln ln )(2.4 1.2) 1.221I I I cm d d I d d I I α-==-=-=--- 110.12[133]cm Pa Pα--=1.274011.00108008ad I e e I γ--⨯-=-=-=⨯ 1ln 1ln ,7.697,6007.6974618r ad d cm U Ed V r a=====⨯=13、解：由公式2220[()],,=4X r E QA B A B E p p x απεε=-其中为常数。
011()4Rr r QU Exdx r R πεε==-⎰，04r Q RrC U R rπεε==-，2()x rR E U R r x =- ()r R E U R r r =-,1ln R r dx rα=⎰，即2221[()]ln ()R r rRU Ap B dx R r x p r -=-⎰ 14、解：由公式0029.33.15(110.1.13c T p pE p T MPa T δδ=+=⨯=⨯=503.15(150.715/,ln 50.7150.25ln 58.390.5c c c R E kV cm U E r kVr =+===⨯⨯=41.29U kV =有效 15、解：由公式30.3(1/,ln ,2800c c c dE m kV cm U E r d h cm r δ====，因此c 800800ln,=0.72(1ln E r m r r r =取m ，可得，解得r=6cm16、解：由公式30.3(1c E m =+,r=1.9/2=0.95cm 可得 全面电晕，m=0.82，32.44/c E kV cm =;部分电晕，m=0.72,28.49/c E kV cm =因为ln c r d U E r r=，对于110kV 输电线路对于线-线110213.72/370ln0.95ln0.95c r U E kV cmd r r ===⨯ 对于线-地：110/12.04/22440ln 0.95ln0.95c r U E kV cm h r r ===⨯ 对于线线间发生局部电晕，要求电压至少为228.31kV ，对于线地发生局部放电，要求电压至少为260.25kV即不会出现局部电晕，也不会出现全面电晕 17、对于220kV 输电线路线-线220227.44/370ln0.95ln 0.95c r U E kV cmd r r ===⨯ 线-地11024.08/22440ln 0.95ln 0.95c r U E kV cm h r r ===⨯，又16题分析可知： 不会出现局部电晕，也不会出现全面电晕18、解：可近似为球—板，进而近似为球—球0.33727.7(1)(/),1,20c E kV cm r cm r δδδ=+==，可得28.17/c E kV cm = 由表1-2知：max 0.928.17/r dE U kV cm rd+==，U=kV ,求出d=51.90cm ，所以均压球离墙的距离为51.90cm 19、解： A点：/27.231.4/, 1.82,345/ln A d r EdE kV cm f U kV cm r d f r======+B点：24(131.6/,3,210.6/B R Ed E kV cm f U kV cm r f =+=====因为B A U U <,所以B 点先放电，放电电压为210.6/kV cm又因为24(131.6/B E kV cm ==,()300/B Ed E R r U kV f R r -==≥,代入数据可得R=1.975m20、解：工频750kV实验变压器，峰值电压为0.75 1.0605MV = 棒—板长空气间隙模型，查表2-46曲线可得1 2.5d m =，实际上1 1.8 2.5 4.5d kd m ==⨯=雷电冲击电压为1.5MV ，查表2-51棒—板电极，最大距离为2.7m,实际 1.3 2.7 3.51d m =⨯=第三章1、解：若管内有直径为6cm 的导杆，则滑闪放电发生在瓷管外壁。
130111122161.27610/649106ln4910ln3rC F cm r r r εππ-===⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯由经验公式滑闪放电电压40.4401.3610/64.12cr U C kV -=⨯=若管内导杆直径为3cm,则滑闪放电发生在瓷管外壁且0C 为瓷管与空气的1C 相串联 则1411111221164.2510/349103ln4910ln1.5C F cm r r r ππ-===⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯1414010112.76 4.2510 3.1881012.76 4.25C C C C C --⨯==⨯=⨯++ 由经验公式滑闪放电电压40.441.3610/118.03cr U C kV -=⨯= 2、解: 130111122161.27610/649106ln4910ln3rC F cm r r r εππ-===⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯由经验公式滑闪放电电压40.4401.3610/64.12cr U C kV -=⨯= 在100kV 的1.2/50us 全部冲击电压下200cr l k C U =在负雷电冲击下，火花长度为251325103310(1.2810)10016.23cr l k C U cm -==⨯⨯⨯⨯= 在正雷电冲击下，火花长度为251325203910(1.2810)10019.19cr l k C U cm -==⨯⨯⨯⨯ 在交流下50,2,2duf Hz f u fu dtπωωπ==== 火花长度为251325203910(1.2810)100 2.67cr l k C U cm -==⨯⨯⨯⨯= 3、解：在工频电压下，0.90.95.6 5.6(100)353.34f d U l kV ==⨯=裕度为：353.34110221%110-=在冲击电压下，0.920.92507.87.8(100)539.63d U l kV ==⨯= 裕度为：539.63110390.6%110-=淋雨时在工频试验电压下 淋雨表面长度为121270,40 1.6/,3/L cm L cm E kV cm E kV cm ====空气间隙为， 1122 1.670340232f U E L E L kV =+=⨯+⨯=裕度为:232110100.9%110-= 冲击电压下，滑闪电压与干闪电压很相似，即近似认为裕度仍为390.6% 4、解：由题意可知，对于中等污染地区，污秽等级为Ⅱ级，爬电距离可取1.74~2.17（cm/kV ）, 对于XP-70悬式绝缘子，取爬电距离为2.17，则 2.17220 1.1519.628n ⨯⨯==，取20片，正常绝缘用13~14片，比正常多用6~7片，串长为202014.6292H cm =⨯= 对于XWP-130绝缘子， 2.17220 1.1514.0839n ⨯⨯==，取15片，串长15H=15*13=195cm5、解：由题意可知，99.8b KPa =，25t =℃,湿度为320/h g cm =相对空气密度为0027399.8273200.9687273101.327325t b b t δ++=⨯=⨯=++ 12,m w k k k δ==, 10.012(/11) 1.1158k h δ=+-=有图2-45可知，3003000.765005000.730.9687 1.1158b b U U kV L K δ===⨯⨯⨯时，d=73cm,g=查图3-45可知，0.50.5120.5,(0.9687)(1.1158) 1.04t m k k k ω====⨯= 则0300/1.04288.511.04bU U kV === 6、解：12099.5,=3027.5,540,/t p KPa t t U kV U U k ====，0027399.5273200.9498273101.327330t b b t δ++=⨯=⨯=++ 由于12=3027.5t t =，，查3-46可知，3125.5/h g m =31.445 1.4452.5(101.399.5)0.02/27327330D t b g cm t ∆H =∆∆=⨯⨯-=++ 3125.50.0225.7/h h g m =+∆H =+=325.7/0.949827.06/hg cm δ==，查图3-44得K=1.15查图2-50，4054040405,100155b b U U d d cm m --=+==== 5400.988850050010.9498 1.15b U L K δ==⨯⨯⨯g=查图3-45可得，12121,0.9498, 1.15, 1.0923m t m k k k k k k ωωδ========0/540/1.0923494.37t U U k kV ===7、解： 查图3-46可得36/H g cm =，31.445 1.445(149)(101.3102.6)0.0327/27327314D t b g cm t ∆H =∆∆=⨯-⨯-=-++ 60.0327 5.9673h H H =+∆=-=00273102.627320 1.034273101.327314t b b t δ++=⨯=⨯=++，35.9673/1.034 5.771/h g cm δ== 10.010(/11)0.948K h δ=+-= ，查表可得，球的直径为1d m =，且距离26.55cm 的正极性冲击电压为656kV6565.0415005000.2655 1.0340.948b U L K δ==⨯⨯⨯g=查图3-45可得，121,0,656/1.034634.43bU m U kV K K ω=====， 8、解：44111141.110 1.1350010 1.10.350.753a K H --=====-⨯-⨯-4265265*353.333a U K kV ===第五章5-1、如SF 6气体绝缘电气设备中在20°C 时充的气压为0.75MPa ，试求该设备中SF 6的气体密度？及该设备中SF 6气体的液化温度为多少？解：根据SF 6的物理性质，当气压为0.1MPa ，温度为20°C 时其密度为6.164g/l ，则由pV nRT =当气压增至0.75Mpa 时，SF 6物质的量n 也增至原来的7.5倍，故此时密度为：7.5 6.16446.23m n molV Vρ⋅===⨯= 其中mol 为SF 6的摩尔质量；由图5-6，当气压0.75MPa ，其液化温度约为-20°C 当然0.75MPa 时SF 6的气体密度也可由图5-6查得。