高电压技术练习题自知则知之.docVIP

高电压技术练习题 第1章 气体放电的基本物理过程 1、气体中带电粒子的产生和消失有那些主要方式？ 产生方式[：1、原子的激励和电离2 光电离 碰撞电离 热电离3、金属电极的表面电离4、负离子的产生 ]带电粒子的消失方式：[1）带电粒子在电场作用下作定向运动，到达电极时，消失于形成的外电路的电流中。2）带电粒子因扩散现象而逸出气体放电空间。3）当气体中异号的带电粒子相遇时，发生电荷的传递与中和，还原为原子或分子的过程称为复合。 2、试解释气体放电过程的α、γ系数。 电子的碰撞电离系数α: 一个电子沿着电场方向行走1cm长度，平均发生的碰撞电离次数 正离子表面电离系数γ: 一个正离子碰撞阴极表面平均释放的自由电子数。 3、什么叫自持放电？简述汤逊理论的自持放电条件自持放电是指仅靠自身电场的作用而不需要外界游离因素来维持的放电。外界游离因素是指在无电场作用下使气体中产生的少量带电质点的各种游离因素，如宇宙射线。讨论气体放电电压、击穿电压时，都指放电已达到自持放电阶段。汤生放电理论的自持放电条件用公式表达时为 Y(eαs-1)=1此公式表明：由于气体中正离子在电场作用下向阴极运动，撞击阴极，此时已起码撞出一个自由电子（即从金属电极表面逸出）。这样，即便去掉外界游离因素，仍有引起碰撞游离所需的起始有效电子，从而使放电达到自持阶段。 即eαd-1个正离子到达阴极，从阴极电离出γ（eαd-1）电子，如果：γ（eαd-1）=1上式为自持放电条件。 4、均匀电场和极不均匀电场间隙放电特性有何不同？间隙有哪些放电现象？均匀电场和极不均匀电场气隙放电特性有何不同？ 答：在均匀电场中，气体间隙内流注一旦形成，放电达到自持的程度，气隙就被击穿。不均匀电场分稍不均匀和极不均匀，在同样极间距离时稍不均匀电场的击穿电压比均匀电场的均匀电场气隙的要低，在极不均匀电场气隙中自持放电条件即是电晕起始条件，由发生电晕至击穿的过程还必须升高电压才能完成。 气隙有哪些放电现象？ 答：在极不均匀电场中，气隙完全被击穿以前，电极附近会发生电晕放电，产生暗蓝色的晕光，这种特殊的晕光是电极表面电离区的放电过程造成的。在外电离因素和电场作用下，产生了激发、电离、形成大量的电子崩，在此同时也产生激发和电离的可逆过程-复合，这就是电晕。f=Emax/Eas f2时，稍不均匀电场，f4时，极不均匀电场 5、试描述不均匀电场的极性效应. 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。正负极性的带电体这种不同叫极性效应 不对称极不均匀电场气体间隙（典型电极为棒—板间隙）的电晕起始电压及间隙击穿电压随电极正负极性的不同而不同。正棒—负板气体间隙击穿电压要低于相同间隙距离负棒—正板气体间隙距离负棒—正板气体间隙的击穿电压，而电晕起始电压则相反。解释这种结点的要点是间隙中正空间电荷产生的电场对原电场的增强或消弱。判断间隙击穿电压高低看放电发展前方的电场是加强还是消弱，而判断电晕起始电压高低则看出现电晕放电电极附近的电场是增强还是消弱。出现正空间电荷的原因是由于气体游离产生的正负带电粒子定向运动速度差异很大，带负电的自由电子很快向正极性电极移动，而正空间电荷（正离子）由于移动缓慢，此时几乎仍停留在原地从而形成正空间电荷。对于正棒—负板气体间隙，正空间电荷的电场加强了放电发展前方的电场，有利于流注向前方发展，有利于放电发展。但此空间电荷的电场对于棒电极附近的电场是起消弱的作用，从而抑制了电晕放电。对于负棒—正板气体间隙，情况则相反。这就导致上面所述击穿电压和电晕起始电压的不同。是自持放电的一种 自持放电的形成　当外加电压逐渐升高后，气体中的放电过程发生转变，此时若去掉外界激励因素,放电仍继续发展,成为自持放电。通常所研究的各种气体放电形式如辉光放电、电晕放电、火花放电、电 弧放电等都属于自持放电 形成自持放电的条件可根据汤森理论来确定。 非自持放电的形成 当外加电压较低时，只有由外界电离因素所造成的带电粒子在电场中运动而形成气体放 　　电电流，一旦外界电离作用停止，气体放电现象即随之中断，这种放电称为非自持放电。通过实验绘制间隙伏秒特性的方法是：保持间隙距离和冲击电压波形不变，逐渐升高电压使间隙发生击穿，记录击穿电压波形，读取击穿过程中出现的电压峰值U与击穿时间t。　　实际上，放电时间具有分散性，即在每级电压下可测得不同的放电时间，所以伏秒特性是具有上、下包线为界得带状区域。工程上为方便起见，通常用平均伏秒特性或50%伏秒特性曲线表征间隙的冲击击穿特性，在绝缘配合中伏秒特性具有重要的意义。间隙的伏秒特性曲线的形状与间隙中的电场分布有关。在均匀场和稍不均匀电场中，击穿时的平均场强较高