赵智大高电压技术课后答案(课堂PPT)

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
naed e11159874
答：到达阳极的电子崩中的电子数目为59874个。
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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。
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1-11 试运用所学的气体放电理论，解释下列物理现象：
（1）大气的湿度增大时，空气间隙的击穿电压增高，而绝缘子表
面的闪络电压下降；
（2）压缩气体的电气强度远较常压下的气体为高；
（3）沿面闪络电压显著地低于纯气隙的击穿电压。
答：（1）大气湿度增大时，大气中的水分子增多，自由电子易于
被水分子俘获形成负离子，从而使放电过程受到抑制，所以击穿
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2-4 在p=755mmHg，t=33的条件下测得一气隙的击穿电压峰值为
108kV，试近似求取该气隙在标准大气条件下的击穿电压值。P38
解：在p=755mmHg，t=33条件下的空气相对密度为：
2 .9p 2 .9 1.0 3 7 1 55 1 0 .954
t
7602 7 33 3
由于δ处于0.95～1.05之间
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；
（2）气压很大时电子的自由行程变小，两次碰撞之间从电场获得
的动能减小，电子的碰撞电离过程减弱，所以击穿电压升高，气
体的电气强度也高；
（3）沿面闪络电压显著地低于纯气隙的击穿电压是因为沿固体介
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
解：出厂U 时的K 试aU 验p电1 压.1 值：H 110 4261 0.131 00 1 0 0 4260
32 (k5)V
答：出厂试验电压值应增大到325kV。
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2-6 为避免额定电压有效值为1000kV的试验变压器的高压引出端发生 电晕放电，在套管上部安装一球形屏蔽极。设空气的电气强度
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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。
E b 2 .5 4 5 6 .66 /d 2 .5 4 1 5 6 .61 6 /2 2 .2 9 ( k 6V )
答：标准大气条件下的平均击穿场强为29.26kV/cm
2-3在线路设计时已确定某线路的相邻导线间气隙应能耐受峰值为 ±1800kV的雷电冲击电压，试利用经验公式近似估计线间距离至少应 为若干？P36 解：导线间的气隙可以用棒-棒气隙近似表示 对正极性雷电冲击：
质表面的电场与纯气隙间的电场相比发生了畸变，造成电场畸变
的原因有：1.固体介质与电极表面接触不良，存在小缝隙；2.固体
介质表面由于潮气形成水膜，水膜中的正负离子在电场作用下积
聚在沿面靠近电极的两端；3.固体介质表面电阻不均匀和表面的粗
糙不平。
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第二章作业
2-1试用经验公式wk.baidu.com算极间距离d=2cm的均匀电场气隙在标准大气 条件下的平均击穿场强Eb。P32 解：d=2cm的均匀电场气隙平均击穿场强为
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。
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。
U U 0 U 0U 0 1 .90 5 1 8 4.1 2 (k3)V
答：该气隙在标准大气条件下的击穿电压值为113.2kV。
2-5 某110kV电气设备的外绝缘应有的工频耐压水平（有效值）为 260kV，如该设备将安装到海拔3000m的地方运行，问出厂时 （工厂位于平原地区）的试验电压影增大到多少？P39
解：对半径为1cm的导线
E c3m 0 10 r .3 3 0 1 1 10 1 . 3 1 3(k 9V)/cm
对半径为1mm的导线
Ec3 0111
0.3 5.8 5(kV)/cm 0.11
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。
U 5 % 0 7 5 . 5 6 d d ( 1 8 7 ) / 5 0 . 5 6 3 0 ( c 0 )m 8
对负极性雷电冲击：
U 5 % 0 1 6 1 d d 0 ( 1 8 1 ) / 0 6 1 2 0 0 ( c 8 )m 2
取两者中较大者308cm 答：线间距离至少应为308cm。