高电压技术_1到8章_课后习题答案.pdf

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。

「3为什么棒一板间隙中棒为正极性时电晕起始电压比负极性时略高

「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。在夏季某日十球温度二30℃,湿球温度=25℃,气压二99.8kPa

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Imin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1〃个。假设每次电离撞出一个正离子，故电极空间共有（/〃一1）

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7的定义，此（1〃

—1）个正离子在到达阴极表面时可撞出/（1〃一1）个新电子，则（e〃T）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（e£Z-l）=l或7即

=1。

1-3为什么棒一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，开始弓I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。电子崩中的正离子逐渐

向棒极运动而消失于棒极，但由于其运动速度较慢,所以在棒极附近总是存在着正空间电荷。

结果在棒极附近出现了比较集中的正空间电荷，而在其后则是非常分散的负空间电荷。负空

间电荷由于浓度小，对外电场的影响不大，而正空间电荷将使电场畸变。棒极附近的电场得

到增强，因而自持放电条件易于得到满足、易于转入流柱而形成电晕放电。

「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

答：图1-13表示雷电冲击电压的标准波形和确定其波前和波长时间的方法（波长指冲击

波衰减至半峰值的时间）。图中。为原点，P点为波峰。国际上都用图示的方法求得名义零

点。二图中虚线所示，连接P点与0.3倍峰值点作虚线交横轴于4点，这样波前时间7；、

和波长7；都从。1算起。

目前国际上大多数国家对于标准雷电波的波形规定是：

=1.2//5±30%,T2=50//5+20%

图1-13标准雷电冲击电压波形

£一波前时间T2一半峰值时间。侬冲击电压峰值

1-5操作冲击放电电压的特点是什么

答：操作冲击