高电压技术课堂作业与解答【华北电力大学(保定)】(DOC).pdfVIP

第一章 P11，1-1 解答：见 PPT 中的表格。 电介质极化种类及比较 极化种类 产生场合 所需时间 能量损耗 产生原因 电子式极化 任何电介质 10－ 15s 无 束缚电子运动轨道 偏移 离子式极化 离子式电介质 10－ 13s 几乎没有 离子的相对偏移 转向极化 极性电介质 10－10s～ 10－ 2s 有 偶极子的定向排列 空间电荷极化 多层介质交界面 10－2s～数分钟 有 自由电荷的移动 在外电场的作用下，介质原子中的电子运动轨道将相对于原子核发生弹性位移，此为电子式极化或电子位移极化。 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，此为离子位移极化。 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，显示出极性， 这称为偶极子极化。 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。 1-4 解答：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 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， R 为泄漏电阻； I 为泄漏电流； C 为介质真空和无损极化所形成的电容； I 为流 lk lk g g 过 C 的电流； C 为无损极化所引起的电容； R 为无损极化所形成的等效电阻； I 为流过 R －C 支路 g p p p p p 的电流，可以分为有功分量 I pr 和无功分量 I pc 。 。 。 。 J g 为真空和无损极化所引起的电流密度， 为纯容性的； J lk 为漏导引起的电流密度， 为纯阻性的； J p 。 。 。 为有损极化所引起的电流密度，它由无功部分 J pc 和有功部分 J pr 组成。容性电流 J c 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。