高电压工程第二版答案1到11章25
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1-1答：汤逊理论的核心是：①电离的主要因素是空；1-2答：自持放电的条件是式（1-9），物理意义；1-3答：均匀场放电特点：再均匀电场中，气体间隙；1-4答：由大到小的排列顺序为：板—板，负极性棒；1-5答：冲击特点见P23：①当冲击电压很低时；1-6答：伏秒特性的绘制方法见P24，其意义在于；1-7答：（1）工频电压作用下的特点：见P19—；1-8答：影
1-1答：汤逊理论的核心是：①电离的主要因素是空间碰撞电离。②正离子碰撞阴极导致的表面电离是自持放电的必要条件。汤逊理论是在气压较低，Pd值较小的条件下的放电基础上建立起来的，因此这一理论可以较好地解释低气压，短间隙中的放电现象，对于高气压，长间隙的放电现象无法解释（四个方面大家可以看课本P9）。流注理论认为：。。。（P11最下面），该理论适用于高气压长间隙的放电现象的解释。
1-2答：自持放电的条件是式（1-9），物理意义为：当一个电子从阴极发出向阳及运动的过程中，发生碰撞电离，产生正离子，在正离子到达阳极后，碰撞阴极再次产生电子，只有当产生的电子比上一次多的时候才会形成电子崩，进而出现自持放电现象。因此该式为自持放电的条件。
1-3答：均匀场放电特点：再均匀电场中，气体间隙内的流注一旦形成，放电将达到自持的成都，间隙就被击穿；极不均匀场放电特点：P13下侧。
1-4答：由大到小的排列顺序为：板—板，负极性棒—板，棒--棒，正极性棒—板。其中板--板之间相当于均匀电场，因此其击穿电压最高，其余三个的原因见P20图1-20以及上面的解析。
1-5答：冲击特点见P23：①当冲击电压很低时。。。②随着电压的升高。。。③随着电压继续升高。。。④最后。。。用50%冲击击穿电压或伏秒特性来表示击穿特性，但是工程上为方便起见，通常用平均伏秒特性或者50％伏秒特性来表示气体间隙的冲击穿特性。
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实验一 气体间隙工频放电实验
一、实验目的
1． 观察交流高压作用下气体的放电现象；
2． 研究间隙距离、电极形状、电极极性对几种典型电极构成的空气间隙击穿电压的影响。
二、实验内容
1．测量标准球隙在不同距离下的击穿电压值，并与球隙的标准值相比较，如有差别分析原因。
2．测量尖-板、尖-尖电极在不同极性直流电压作用下的击穿电压和极间距离的关系。
三、理论概述
I．空气间隙（工频或直流作用下）击穿的基本原理
在正常大气条件下，当电极间的电场不强时，空气是十分良好的绝缘体。但当电场强度升高到某一临界值后，空气间隙就丧失其绝缘能力而击穿。实际工作中遇到的大多数电场都是不均匀电场，所以在设计时，估算所需绝缘和安全距离时，都是以不均匀电场来考虑的。
1．尖-板电极
外加电压达到某一数值后，由于尖极附近电场强度较其他地方大，所以在该处首先电离，中性气体分子分离成电子和负离子，产生碰撞游离和电子崩，形成电晕放电。
当尖极为正时，游离出来的电子跑向强场区，很快进入正极，而正离子则形成空间电荷，进一步加强了原来的电场，容易形成流注。这样就有利于游离区域向负极扩张，容易使游离发展而导致整个间隙的击穿。
当尖极为负时，靠近尖极向该极缓慢移动的正离子使极间电场进一步削弱， 10 这样游离区域难于向正极发展，不容易形成流注。结果在同一间隙距离下后者比前者的击穿电压高很多。
至于起晕电压，由于负尖易于发射电子，容易形成自持的电晕放电，而正尖只有依靠空间光电离的作用才能形成自持的电晕放电。故负尖极的电晕起始电压略低于正尖的电晕起始电压。
2．尖-尖电极
放电同时由两个尖端开始，放电由正尖向负尖发展。将尖-板电极与尖-尖电极的情况进行比较，由于尖-板之间的电容稍大于棒棒之间的电容，所以在同一电压作用下，当间隙距离相同时，尖-板间隙中的电荷密度大，最大电场强度也较高。显然，尖-尖间隙的放电电压要高于正尖—负板的放电电压，但由于尖-尖间隙中正离子形成的空间电荷有利于放电的发展，故其放电电压又低于负尖—正板的放电电压。
高电压工程基础复习提纲
1、什么是不均匀电场中放电的极性效应P23
曲率半径较小的电极的电压极性不同，放电产生的空间电荷对原电场的畸变不同，因此同一间隙在不同电压极性下的电晕起始电压不同，击穿电压也不同，这就是放电的极性效应。
2、50%放电电压P31
多次施加电压时有半数会导致击穿的电压值。
3、伏秒特性P31
在同一冲击电压波形下，击穿电压值与放电时延（或电压作用时间）有关，这一特性称为伏秒特性。
4、污闪的定义：沿污染表面发展的闪络
5、等值附盐密度的定义P55
指与绝缘子表面单位面积上的污秽导电性相当的等值盐（NaCl）量（以mg/cm2表示）。
6、爬电比距的定义P56
绝缘子每千伏额定线电压的爬电距离。
一下几个概念来自老师：
爬电距离：两个导电部件之间沿绝缘材料表面测量的最短空间距离。沿绝缘表面放电的距离即泄漏距离也称爬电比距，简称爬距。
爬电比距：设备外绝缘的爬距与其两端承受的最高运行电压（对于交流系统，为最高线电压）之比，单位为mm/kV。
泄漏比距：电气设备外绝缘的泄漏距离与其所在线路的额定电压之比。
7、防止污闪的措施P56
（1）定期或不定期的清扫
（2）使用防污闪材料或进行表面处理（憎水性材料）
（3）加强绝缘和采用耐污绝缘子
（4）使用其他材质的绝缘子（半导体釉绝缘子、复合绝缘子—硅橡胶）
8、影响液体介质击穿的因素P63
（1）杂质的影响
（2）温度的影响
（3）油体积的影响（间隙中缺陷，即杂质，出现的概率随油体积的增加而增大的缘故）
（4）电压形式的影响
9、气体小桥理论P63
液体介质的击穿由液体中的气泡或杂质如水分、悬浮的固体纤维在电场的作用下在电极间排成导电通道的“小桥”引起的。
10、固体介质击穿的三种形式P65
（1）电击穿：由碰撞电离形成电子崩，当电子崩足够强时破坏介质晶格结构导致击穿。由于击穿强度与电场均匀程度有很大关系，为测定固体介质固有击穿场强，电极边缘的曲率半径必须做得很大。与材料不均匀性有关，加大试样的面积或体积，使材料弱点出现的概率增大，会出现击穿场强降低，即击穿的体积效应。固体介质在冲击电压多次作用下，其击穿电压有可能低于单次冲击作用时的击穿电压，这是因为固体介质为非自恢复绝缘，如每次冲击电压下介质发生部分损伤，则多次冲击电压作用下这种部分损伤会扩大而导致击穿，即累积效应。
（完整版）⾼电压技术答案
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=99.8kPa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=0.95）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？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，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。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？
