《高电压技术》赵智大——课后答案
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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_1到8章_课后习题答案01 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0044100154kV 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。
《高电压技术》习题答案一、单选题(小四号宋体)1.以下属于操作过电压的是( B )。
A.工频电压升高B.电弧接地过电压C.变电所侵入波过电压D.铁磁谐振过电压2.下列电介质中属于离子结构的是( D )。
A. 纤维B. 变压器油C. 空气D. 云母3.解释气压较高、距离较长间隙中的气体放电过程可用(B )。
A.汤逊理论B.流注理论¥C.巴申定律D.小桥理论4.电晕放电是一种( A )。
A.自持放电B.非自持放电C.电弧放电D.沿面放电5.冲击系数是( B )冲击放电电压与静态放电电压之比。
A.25%B.50%C.75%D.100%6.工频耐压试验一般要求持续(C )的耐压时间。
A. 3 minB. 2 minC. 1 minD. 5 min7.(8.波阻抗为Z的线路末端接负载电阻R,且R=Z,入射电压U0到达末端时,波的折反射系数为(A)A.折射系数α=1,反射系数β=0B.折射系数α=-1,反射系数β=1C.折射系数α=0,反射系数β=1D.折射系数α=1,反射系数β=-19.避雷针的保护范围通常是指雷击概率为( C )。
A. 0%的空间范围B. 1%的空间范围C. %的空间范围D. 10%的空间范围10.阀式避雷器的保护比是指残压与(A )电压之比。
A.灭弧B.额定)C.冲击电压 D. 工频放电11.当避雷器与被保护设备之间有一定距离时,若有雷电波侵入,则在被保护设备绝缘上出现的过电压将比避雷器的残压( B )。
A. 低一个ΔU;B. 高一个ΔU;C. 一样大;D. 不一定12.切除空载变压器出现过电压的主要原因是( D )。
A. 电弧重燃B. 中性点不接地C. 电容效应D. 截流现象13.SF6气体具有较高绝缘强度的主要原因之一是( D )。
A.无色无味性B.不燃性C.无腐蚀性D.电负性14.'15.冲击系数是( B )冲击放电电压与静态放电电压之比。
A.25%B.50%C.75%D.100%16.我国国家标准规定的雷电冲击电压标准波形通常可以用符号( C )表示。
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。
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。
绪论高电压技术是一门重要的专业技术基础课;随着电力行业的发展,高压输电问题越来越得到人们的重视;高电压、高场强下存在着一些特殊的物理现象;高电压试验在高电压工程中起着重要的作用。
气体的绝缘特性与介质的电气强度研究气体放电的目的:了解气体在高电压(强电场)作用下逐步由电介质演变成导体的物理过程掌握气体介质的电气强度及其提高方法高压电气设备中的绝缘介质有气体、液体、固体以及其它复合介质。
气体放电是对气体中流通电流的各种形式统称。
由于空气中存在来自空间的辐射,气体会发生微弱的电离而产生少量的带电质点。
正常状态下气体的电导很小,空气还是性能优良的绝缘体;在出现大量带电质点的情况下,气体才会丧失绝缘性能。
自由行程长度单位行程中的碰撞次数Z的倒数λ即为该粒子的平均自由行程长度。
()λ-=xexP令x=λ,可见粒子实际自由行程长度大于或等于平均自由行程长度的概率是36.8%。
带电粒子的迁移率k=v/E它表示该带电粒子单位场强(1V/m)下沿电场方向的漂移速度。
电子的质量比离子小得多,电子的平均自由行程长度比离子大得多热运动中,粒子从浓度较大的区域运动到浓度较小的区域,从而使分布均匀化,这种过程称为扩散。
电子的热运动速度大、自由行程长度大,所以其扩散速度比离子快得多。
产生带电粒子的物理过程称为电离,是气体放电的首要前提。
光电离i W h ≥νc λν=气体中发生电离的分子数与总分子数的比值m 称为该气体的电离度。
碰撞电离附着:当电子与气体分子碰撞时,不但有可能引起碰撞电离而产生出正离子和新电子,而且也可能会发生电子与中性分子相结合形成负离子的情况。
电子亲合能:使基态的气体原子获得一个电子形成负离子时所放出的能量,其值越大则越易形成负离子。
电负性:一个无量纲的数,其值越大表明原子在分子中吸引电子的能力越大带电粒子的消失1到达电极时,消失于电极上而形成外电路中的电流2带电粒子因扩散而逸出气体放电空间3带电粒子的复合复合可能发生在电子和正离子之间,称为电子复合,其结果是产生一个中性分子;复合也可能发生在正离子和负离子之间,称为离子复合,其结果是产生两个中性分子。
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。
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1-8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=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=)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kV1-1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 eα-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。
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。
《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过程,电⼦总数增⾄deα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(deα-1)eα-1)个正离⼦在到达阴极表⾯时可撞出γ(d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。
绪论高电压技术是一门重要的专业技术基础课;随着电力行业的发展,高压输电问题越来越得到人们的重视;高电压、高场强下存在着一些特殊的物理现象;高电压试验在高电压工程中起着重要的作用。
气体的绝缘特性与介质的电气强度研究气体放电的目的:了解气体在高电压(强电场)作用下逐步由电介质演变成导体的物理过程掌握气体介质的电气强度及其提高方法高压电气设备中的绝缘介质有气体、液体、固体以及其它复合介质。
气体放电是对气体中流通电流的各种形式统称。
由于空气中存在来自空间的辐射,气体会发生微弱的电离而产生少量的带电质点。
正常状态下气体的电导很小,空气还是性能优良的绝缘体;在出现大量带电质点的情况下,气体才会丧失绝缘性能。
自由行程长度单位行程中的碰撞次数Z的倒数λ即为该粒子的平均自由行程长度。
x=λ,可见粒子实际自由行程长度大于或等于平均自由行程长度的概率是36.8%。
带电粒子的迁移率k=v/E它表示该带电粒子单位场强(1V/m)下沿电场方向的漂移速度。
电子的质量比离子小得多,电子的平均自由行程长度比离子大得多热运动中,粒子从浓度较大的区域运动到浓度较小的区域,从而使分布均匀化,这种过程称为扩散。
电子的热运动速度大、自由行程长度大,所以其扩散速度比离子快得多。
产生带电粒子的物理过程称为电离,是气体放电的首要前提。
光电离i W h ≥νc λν=气体中发生电离的分子数与总分子数的比值m 称为该气体的电离度。
碰撞电离附着:当电子与气体分子碰撞时,不但有可能引起碰撞电离而产生出正离子和新电子,而且也可能会发生电子与中性分子相结合形成负离子的情况。
电子亲合能:使基态的气体原子获得一个电子形成负离子时所放出的能量,其值越大则越易形成负离子。
电负性:一个无量纲的数,其值越大表明原子在分子中吸引电子的能力越大带电粒子的消失1到达电极时,消失于电极上而形成外电路中的电流2带电粒子因扩散而逸出气体放电空间3带电粒子的复合复合可能发生在电子和正离子之间,称为电子复合,其结果是产生一个中性分子;复合也可能发生在正离子和负离子之间,称为离子复合,其结果是产生两个中性分子。
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。
高电压赵智大答案【篇一:高电压技术(周泽存)课后作业与解答】t>p11,1-1 解答:电介质极化种类及比较离子式结构化合物,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,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;可以分为有功分量iprcp为有损极化所引起的电容;rp为有损极化所形成的等效电阻;ip为流过rp-cp支路的电流,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?,称为介质损耗角。
介质损耗角简称介损角?,为电介质电流的相角领先电压相角的余角,功率因素角?的余角,其正切tg?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。