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《高电压工程》习题答案第一章1. 解释绝缘电阻、吸收比、泄漏电流、tan δ的基本概念。
为什么可以用这些参数表征绝缘介质的特性?绝缘电阻：电介质的电阻率很大，只有很小的泄漏电流（一般以μA 计）流过电介质，对应的电阻很大，称为绝缘电阻。
绝缘电阻是电气设备和电气线路最基本的绝缘指标。
绝缘电阻值的大小常能灵敏的反映绝缘情况，能有效地发现设备局部或整体受潮和脏污，以及绝缘击穿和严重过热老化等缺陷。
吸收比：吸收比K 定义为加上直流电压后60s 与15s 时的绝缘电阻值之比。
即ss R R K 1560=。
若绝缘良好，比值相差较大；若绝缘裂化、受潮或有缺陷，比值接近于1，因此绝缘实验中可以根据吸收比K 的大小来判断绝缘性能的好坏。
泄漏电流：流过电介质绝缘电阻的纯阻性电流，不随时间变化，称为泄漏电流。
泄漏电流实际上就是电气线路或设备在没有故障和施加电压的作用下，流经绝缘部分的电流，因此，它是衡量电器绝缘性好坏的重要标志之一。
tan δ ：介质损耗因数是在交流电压作用下，电介质中电流的有功分量与无功分量的比值。
即CR I I =δtan 。
tan δ是反映绝缘介质损耗大小的特征参数。
2. 为什么一些电容量较大的设备如电容器、电力电缆等经过直流高压实验后，要用接地棒将其两极间短路放电长达5-10min?因为容型设备的储存电荷较多，放电实质是一个RC电路，等效的公式为U（1-e T），其中时间常数T=R*C ，电容越大，放电的时间越长。
为了操作安全以及不影响下一次试验结果，因此要求电容要充分放电至安全程度，时间长达5-10min。
3. 试比较气体、液体、固体电介质的击穿场强大小及绝缘恢复特性。
固体电介质击穿场强最大，液体电介质次之，气体电介质最小；气体电介质和液体电介质属于自恢复绝缘，固体电介质属于非自恢复绝缘。
4. 何谓电介质的吸收现象?用电介质极化、电导过程的等值电路说明出现此现象的原因。
为什么可以说绝缘电阻是电介质上所加直流电压与流过电介质的稳定体积泄漏电流之比?（1）一固体电介质加上直流电压U，如图1-1a所示观察开关S1合上之后流过介质电流i的变化情况。
介质损耗正切角tanδ
介质损耗正切角tanδ是指介质在交流电场作用下的能量损耗，是介质的一项重要物理参数。
在电气工程、电子工程、通信工程等领域中，tanδ是评价材料电性能的重要指标之一。
介质损耗正切角tanδ与材料的电阻率、介电常数、介电损耗因子等密切相关。
介质的导电性和介电性都会影响tanδ的大小。
在电子元器件中，材料的tanδ值越小，元器件的性能越好，损耗也越小。
因此，控制和降低介质的tanδ值是提高电子元器件性能的关键之一。
介质损耗正切角tanδ与介质的分子结构、杂质、分子运动等因素有关。
在高频电场下，分子之间的相互作用会导致介质内部的分子运动，进而产生能量损耗。
此外，杂质和缺陷也会影响介质的tanδ值。
因此，通过改变材料的分子结构、纯度和形态等因素，可以调控介质的tanδ值。
在通信工程中，介质损耗正切角tanδ也是一项重要的参考指标。
在信号传输过程中，介质会吸收部分能量，导致信号衰减。
通过对不同材料的tanδ值进行比较，可以选择合适的介质材料，提高信号传输的质量和效率。
介质损耗正切角tanδ是一项重要的物理参数，在电气工程、电子工程、通信工程等领域都有广泛的应用。
通过控制和调控介质的
tanδ值，可以提高电子元器件的性能和信号传输的质量，具有重要的实际应用价值。
介质损耗正切tanδ 介电常数一、介质损耗正切tanδ的概念和意义1. 介质损耗正切tanδ的定义介质损耗正切tanδ是介质在交变电场作用下出现的能量损耗的一种量度，它可以描述介质在交变电场中的损耗情况。
介质在交变电场中会发生振荡，在振荡的过程中会有能量的损耗，这种损耗的程度可以用介质损耗正切tanδ来表示。
介质损耗正切tanδ越大，介质的能量损耗就越严重。
2. 介质损耗正切tanδ的意义介质损耗正切tanδ的大小直接影响着介质的电学性能。
在电学应用中，介质损耗正切tanδ大的介质不仅会导致能量的损耗，还会引起介质发热和信号衰减，影响着电路的稳定性和性能。
了解介质损耗正切tanδ的大小对于选用合适的介质材料、优化电路设计和提高电器设备的性能具有重要意义。
二、介质损耗正切tanδ的影响因素1. 材料特性介质损耗正切tanδ的大小与介质材料的特性有关。
不同的介质材料具有不同的分子结构和晶格排列，这会直接影响介质的极化强度和分子的运动情况，从而影响介质损耗正切tanδ的大小。
2. 温度和频率介质损耗正切tanδ还受温度和频率的影响。
随着温度的升高，介质内分子的热运动加剧，介质的极化现象增加，从而引起介质损耗正切tanδ的增加。
而频率的增加也会导致介质损耗正切tanδ的增加，这是因为在高频下介质分子无法及时跟随电场变化而导致的损耗。
3. 结构和制备工艺介质的结构和制备工艺也会影响介质损耗正切tanδ的大小。
采用不同的制备工艺和改变介质的结构和形式可以改变介质的极化机制，从而影响介质损耗正切tanδ的大小。
三、介电常数的概念和意义1. 介电常数的定义介电常数是介质在交变电场中的极化能力的度量量，它描述了介质在外加电场作用下的极化程度。
介电常数越大，介质的极化能力就越强。
2. 介电常数的意义介电常数是介质电学性能的重要参数之一，它直接影响着介质在交变电场中的响应和极化特性。
了解介质的介电常数有助于选取合适的介质材料，优化电器设备的设计和性能。
介质损耗因数与介电损耗角正切一、引言在电介质物理学和电气工程领域，介质损耗因数和介电损耗角正切是两个关键的参数，用于描述电介质在交流电场下的电气性能。
介质损耗因数用于衡量电介质在交流电场作用下的能量损耗程度，而介电损耗角正切则反映了能量的损耗与存储之间的平衡关系。
这两个参数在评估电介质材料性能、优化电气设备和改善电力传输效率等方面具有重要意义。
本文将详细介绍介质损耗因数和介电损耗角正切的基本概念、测量方法及其在实践中的应用。
二、介质损耗因数介质损耗因数，也称为介质损失角正切，是用于描述电介质在交流电场下能量损耗程度的参数。
该参数是通过比较电介质中能量损耗与无损理想介质的能量损耗得到的。
在交流电场作用下，电介质内部的束缚电荷将被迫移动，并在电场反复变化时与自由电荷相互碰撞，导致能量的损失。
这种能量损耗表现为介质中的热能生成。
介质损耗因数越小，说明电介质在交流电场下的能量损耗越低，其电气性能越好。
三、介电损耗角正切介电损耗角正切是用来描述电介质在交流电场下能量损耗与存储之间平衡关系的参数。
它定义为介质电导率与介质电容率之比的反正切，即：tanδ= δ′/δ″。
其中，δ′和δ″分别为电介质的实部和虚部。
介电损耗角正切反映了电介质在交流电场下能量转换为热能、光能等其他形式的能量的程度。
在实际应用中，介电损耗角正切的测量对于评估绝缘材料性能、预防电气设备过热等方面具有重要意义。
四、介质损耗因数和介电损耗角正切的关系介质损耗因数和介电损耗角正切之间存在密切的关系。
在理想情况下，当电介质没有能量损失时，其介电常数为实数，不存在虚部，因此tanδ= 0。
然而，在实际的电介质材料中，由于能量的损失，介电常数存在虚部，因此tanδ≠0。
介质损耗因数和介电损耗角正切之间的这种关系反映了电介质在交流电场下能量转换的平衡状态。
五、实验测量与应用实验测量是获取介质损耗因数和介电损耗角正切的关键手段。
常用的测量方法包括西林电桥法、变频变压器法和Q表法等。
绝缘的四大参数绝缘是指材料或结构可以阻止电流流动的特性。
在电力系统中，绝缘是非常重要的，它保证电流只在预定的导线中流动，而不会发生漏电或短路等问题。
绝缘的四大参数包括介电常数、介质损耗、体积电阻率和表面电阻率。
介电常数是衡量材料绝缘性能的重要指标之一。
介电常数是指材料相对于真空或空气时的电容量，也可以理解为材料对电场的响应能力。
介电常数越大，材料对电场的响应越强，绝缘性能越好。
常见的绝缘材料如塑料和橡胶等具有较高的介电常数，可以有效地隔离电流。
介质损耗是描述绝缘材料中能量损耗的参数。
当电场作用于绝缘材料时，部分能量会被材料吸收并转化为热能。
介质损耗越小，材料的绝缘性能越好。
因此，在选择绝缘材料时，需要考虑其介质损耗，以确保系统的能量损失最小。
第三，体积电阻率是衡量材料导电性能的指标。
体积电阻率越大，材料对电流的阻抗越大，绝缘性能越好。
常见的绝缘材料如玻璃、陶瓷等具有较高的体积电阻率，可以有效地阻止电流的流动。
表面电阻率是描述材料表面导电性能的参数。
表面电阻率越大，材料表面对电流的阻抗越大，绝缘性能越好。
表面电阻率的大小直接影响到电流在材料表面的分布情况。
常见的绝缘材料如涂层和绝缘胶带等具有较高的表面电阻率，可以有效地保护电力设备和线路。
绝缘的四大参数对于电力系统的运行至关重要。
通过选择合适的绝缘材料和结构，可以有效地保护电力设备和线路，提高系统的安全性和可靠性。
在实际应用中，需要根据具体的工程要求和环境条件选择合适的绝缘材料和结构，并进行必要的绝缘测试和监测，以确保系统的正常运行。
绝缘材料的选择和设计是电力系统设计中的重要环节。
在选择绝缘材料时，需要综合考虑介电常数、介质损耗、体积电阻率和表面电阻率等参数，以及材料的机械强度、耐热性、耐候性等性能。
此外，还需要考虑材料的可加工性、成本和环境友好性等因素。
通过合理选择和设计绝缘材料和结构，可以最大限度地提高系统的绝缘性能，确保电力系统的安全运行。
绝缘的四大参数包括介电常数、介质损耗、体积电阻率和表面电阻率。
介质损耗怎样计算_介质损耗计算公式介质损耗是指电磁波在介质中传播时产生的能量损耗。
介质损耗的计算方法主要有两种：基于电导率的计算方法和基于介电常数和磁导率的计算方法。
1.基于电导率的计算方法：介质的电导率表示了介质中导电性能的好坏程度。
通常情况下，电导率与介质的材料成分和温度有关。
计算介质的电导率可以通过测量介质的电阻率来获得，然后通过以下公式计算介质的电导率G：G=1/ρ其中，G为电导率，ρ为电阻率。
介质的损耗角正切（tanδ）是电导率的另一种表示形式，可以通过以下公式计算：tanδ = G / (ωε)其中，tanδ为损耗角正切，ω为角频率，ε为介质的介电常数。
2.基于介电常数和磁导率的计算方法：介电常数（ε）和磁导率（μ）是电磁波在介质中传播的重要参数。
它们决定了电磁波的相对传播速度和传播路径中的能量损耗。
计算介质的介电常数和磁导率可以通过实验测量得到，然后通过以下公式计算介质损耗：损耗密度（P）=ωε''E^2+ωμ''H^2其中，损耗密度表示单位体积内的能量损耗，ω为角频率，ε''和μ''为介质的虚部介电常数和虚部磁导率，E为电场强度，H为磁场强度。
衰减常数（α）表示单位长度内的能量损耗，可通过以下公式计算：α=2π/λ*√(ε''/2+μ''/2)其中，λ为波长。
总体上说，介质损耗的计算公式与介质的材料性质和测量方法密切相关。
在进行介质损耗的计算时，需要根据具体情况选择合适的计算方法和公式。
同时，需要注意实际测量过程中的误差和实验条件对计算结果的影响。
电介质材料的介电常数及损耗角正切测试介电常数和损耗角正切是描述电介质材料特性的重要参数，在电子工程和材料科学领域具有重要的应用价值。
本文将介绍电介质材料的介电常数和损耗角正切的测试方法和意义。
一、什么是电介质材料的介电常数？电介质材料的介电常数是描述材料对电场的响应能力的物理量，它反映了电介质材料内部存在的电偶极矩的强弱程度。
电偶极矩是电介质材料中正负电荷之间的分离产生的电荷生成的电场，介电常数越大，表示电介质材料对电场的响应能力越强。
二、电介质材料的介电常数测试方法1. 平板电容法平板电容法是一种常用的测量电介质材料介电常数的方法。
这种方法主要通过在电介质材料上施加电压，然后测量材料上产生的电容值，从而计算出介电常数。
2. 微波共振法微波共振法是用于测量电介质材料的介电常数的另一种常用方法。
该方法利用微波的特性，在不同频率下测量材料的反射和透射系数，从而得到材料的介电常数。
三、电介质材料的损耗角正切损耗角正切是描述电介质材料中电能转化为热损耗的能力的物理量。
损耗角正切越大，表示材料对电能的损耗越大。
电介质材料的损耗角正切与介电常数密切相关，通常情况下，介电常数与损耗角正切成反比。
四、电介质材料的损耗角正切测试方法1. 谐振法谐振法是一种测量电介质材料损耗角正切的方法。
该方法通过在材料上施加一定频率和振幅的交流电压，然后测量电压和电流的相位差，通过计算相位差的正切值得到损耗角正切。
2. 微波漏耗法微波漏耗法是另一种测试电介质材料损耗角正切的方法。
该方法通过在微波频率下测量材料的功率损耗，在已知电场强度下计算损耗角正切。
五、电介质材料的介电常数和损耗角正切的意义电介质材料的介电常数和损耗角正切是评价材料电性能的重要指标，对电子器件和电力设备的设计和性能分析具有重要的意义。
介电常数的大小直接影响电容器的容量和电压的分配。
在电子器件中，合适的介电常数可以减小电容器体积，提高装置的性能和可靠性。
损耗角正切是评估材料对电能损耗的能力，它与电介质材料的内部结构和分子极性密切相关。
固体绝缘材料四大核心参数及物理意义固体绝缘材料是电力系统中常用的一种绝缘材料，主要用于隔离和保护电气设备。
在选择固体绝缘材料时，需要考虑四个核心参数，分别是介电常数、介质损耗因数、体积电阻率和介电强度。
介电常数是固体绝缘材料的一个重要参数，它反映了材料在电场中的响应能力。
介电常数越大，材料对电场的响应能力越强，也就是说材料在电场中的极化能力越强。
介电常数可以影响材料的电容性质，因此在电容器等电子元件中，需要选择具有适当介电常数的固体绝缘材料，以满足电容器的设计要求。
介质损耗因数是固体绝缘材料的另一个重要参数，它反映了材料在电场中的能量损耗情况。
介质损耗因数越小，材料在电场中的能量损耗越小，也就是说材料的绝缘性能越好。
在电力系统中，为了保证电气设备的安全和稳定运行，需要选择具有低介质损耗因数的固体绝缘材料，以减少能量损耗和热量产生。
第三个参数是体积电阻率，它是固体绝缘材料的导电性能指标。
体积电阻率越大，材料的绝缘性能越好，也就是说材料的导电性越弱。
在电力系统中，固体绝缘材料需要具有较高的体积电阻率，以保证电气设备的绝缘性能。
如果体积电阻率较低，材料容易发生漏电现象，会导致电气设备的故障甚至损坏。
最后一个参数是介电强度，它是固体绝缘材料的一个重要指标，用来衡量材料在电场中能够承受的最大电压。
介电强度越高，材料的耐电压能力越强，也就是说材料的绝缘性能越好。
在电力系统中，需要选择具有足够高介电强度的固体绝缘材料，以保证电气设备能够承受正常工作电压和瞬态过电压，避免绝缘击穿而引发的事故。
固体绝缘材料的四大核心参数分别是介电常数、介质损耗因数、体积电阻率和介电强度。
这些参数在选择固体绝缘材料时起着重要的作用，直接影响材料的绝缘性能和使用效果。
在实际应用中，需要根据具体的电气设备要求和工作环境条件，综合考虑这些参数，选择合适的固体绝缘材料，以确保电气设备的安全运行和长寿命。
常用绝缘材料的电性能1.介电常数介电常数是绝缘材料表征其存储能力的重要参数。
它是绝缘材料中电场与介质中本身极化所产生的电场之比。
介质的介电常数一般大于真空介电常数1，在绝缘应用中，常用绝缘材料的介电常数通常在2到15之间。
较高的介电常数意味着绝缘材料可以存储更多的电荷，具有较高的电容性能。
在常用绝缘材料中，空气的介电常数接近于真空的介电常数，约为1、聚乙烯的介电常数约为2.2，聚氯乙烯的介电常数约为3，聚酰亚胺的介电常数约为3.4，云母的介电常数约为6-7，而玻璃的介电常数较高，通常达到9-112.介质损耗角正切介质损耗角正切是绝缘材料中电能转换为热能损耗的参数。
它与介质的损耗性能密切相关。
较低的损耗角正切表示绝缘材料更能有效地存储电能而不产生大量的热能损耗。
在常用绝缘材料中，空气和聚乙烯的损耗角正切非常低，常常小于0.0001、而聚氯乙烯的损耗角正切较高，一般在0.01左右。
聚酰亚胺的损耗角正切约为0.006，云母的损耗角正切为0.002-0.007，玻璃的损耗角正切在0.001-0.01范围内。
3.绝缘电阻绝缘电阻是衡量绝缘材料导电性能的参数。
它表示绝缘材料对电流的阻碍能力，越高则表示绝缘材料的导电性能越差。
常见绝缘材料的绝缘电阻在不同条件下可能有所不同。
例如，在标准温度和湿度条件下，聚氯乙烯的绝缘电阻通常在10^12 Ω·cm以上，聚酰亚胺的绝缘电阻可达10^14 Ω·cm，而云母的绝缘电阻通常在10^12-10^15 Ω·cm范围内。
4.耐电压耐电压是指绝缘材料能够承受的最大电压，它衡量了绝缘材料对电压的耐受能力。
高耐电压意味着绝缘材料能在高电场强度下仍能保持绝缘状态。
综上所述，介电常数、介质损耗角正切、绝缘电阻和耐电压是常用绝缘材料的主要电性能指标。
不同绝缘材料在这些指标上存在差异，需根据具体应用需求选择合适的材料。
