高电压技术课后作业与解答

1、高电压技术课堂作业第一章P11，1-1 解答：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缘由电子式极化任何电介质1015s无束缚电子运动轨道偏移离子式极化离子式电介质1013s几乎没有离子的相对偏移转向极化极性电介质1010102s有偶极子的定向排列空间电荷极化多层介质交界面102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。 极化。而产生电矩，这就是空间电荷极化。1-6电容电荷与最终状态时不全都；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异大，绝缘

2、电阻大导致流过的电流小，界面上电荷的释放靠电流完成510min。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142 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为流过C的电流；C为无损极化lklkgggpRpIpR CpIpr和无功重量I。pc。Jg J lk Jp 为有损极化所引起的电流密。pc 和有功局部。pr 组成。容性电流。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

3、流密度与总无功电流密度之比。P45，2-2其次章的电离的放电产生和进展的缘由。产生的电子也产生二次电子崩快速汇入到主崩，以等离子体的形式向阴极进展就形成了流注。异同点分为下面的一样点和相异点：一样点：两者产生和进展都需要碰撞电离和电子崩。相异点：汤逊理论主要考虑了电子的碰撞电离和正离子撞击阴极外表的电离；流柱理论主要考虑了电子的碰撞电离、空间电荷对电场畸变的影响和空间光电离。应用条件：汤逊理论适合低气压、小距离的状况， s 0.26cm，比较均匀的电场适用；流注理论是高气压、远距离的状况， 或不均匀的电场适用。补充：1、说明巴申定律的试验曲线的物理意义是什么？解答：巴申曲线如以下图所示：其物理

4、意义在于：在均匀的电场中，击穿电压U是气体的相对密度、极间距离S 乘积的函数，只要bS 的乘积不变，U也就b不变。S 保持不变，当气体密度增大时，电子的平均自由行程缩短了，相邻两次碰撞之间，电子积聚到足够动能的几率减小了，故Ub 必定增大。反之当减小时，电子在碰撞前积聚到足够动能的几率虽然增大了，但气体很淡薄，电子在走完全程中与气体分子相撞的总次数却减到很小，欲使击穿Ub 也须增大。故在这两者之间，总有一个值对造成撞击游离最有利，此时Ub 最小。同样，可假设保持不变，S S 值减到过小时，场强虽大增，但电于在走完全程中所遇到S 的值对造成撞击游离最有利，此时U b最小。2、什么叫“污闪”?发生

5、污闪的最不利的大气条件是什么?列举提高污闪电压的措施。解答：绝缘子上有污秽且在毛毛雨、雾、露、雪等不利天气下发生的闪络称为污闪。现代电力系统防止污闪事故的对策：1、调整爬距cm与系统最高工作线电压kV，有效值之比。将爬距调大可以削减污闪事故的发生。可以通过增加绝缘子的片数和转变绝缘子的类型。2、定期或不定期的清扫3、涂料RTV涂料。4、半导体釉绝缘子外表有电导电流流过，产生热量使污层不易吸潮。5、型合成绝缘子重量轻、抗拉、抗弯、耐冲击负荷、电气绝缘性能好、耐电弧性能好，但也存在价格贵、老化等问题。3、电晕产生的物理机理是什么？它有哪些有害影响？试列举工程上各种防晕措施的实例。只能在电极的外表产

6、生放电的现象。电晕放电的危害主要表现在这几个方面：伴随着游离、复合、鼓励、反鼓励等过程而有声、光、热等效应，发出“咝咝”的声音，蓝色的晕光以及使四周气体温度上升等。不够时，气体对“电风”的反作用力会使电晕极振动或转动。电晕会产生高频脉冲电流，其中还包含着很多高次谐波，这会造成对无线电的干扰。电晕产生的化学反映产物具有猛烈的氧化和腐蚀作用，所以，电晕是促使有机绝缘老化的重要因素。电晕还可能产生超过环保标准的噪声，对人们会造成生理、心理的影响。6电晕放电，会有能量损耗。削减电晕放电的根本措施在于降低电极外表的场强，具体的措施有：改进电极外形、增大电极的曲率半径，承受分裂导线等。4、极性效应的概念是

7、什么？试以棒板间隙为例说明产生气理。解答：无论是长气隙还是短气隙，击穿的进展过程都随着电压极性的不同而有所不同，即存在极性效应。机理当棒极为正时，电子崩从棒极开头进展由于此处的电场强度较高，电子快速进入阳极棒极，离子运动速度慢，棒极前方的空间但进展比较简洁，击穿电压较低。当棒极为负时，电子崩仍旧从棒极由于此处的电场强度较高，电子向阳极板极集中赵智大，p18113，使接近棒极的电场增加，前方电场减弱，因此，负极性时放电产生简洁但进展比较困难，击穿电压较高。场在加沟通电压在缓慢上升电压的状况下，击穿通常发生在间隙为正极性时。第三章1、什么叫间隙的伏秒特性曲线?它有什么作用?表示该气隙伏秒特性的曲线

8、，称为伏秒特性曲线。伏秒特性曲线在工程上有很重要的应用，是防雷设计中实现保护设备和被保护设备的绝缘协作的依据。V保护V保护间隙变压器121例如：在上图中需要用保护间隙来保护变压器免于患病雷击，设保护间隙和变压器的伏秒特性曲线分别为S 和S ，则需要S 的伏秒S 121气体间隙击穿电压的各种方法。解答： 提高气体间隙的击穿电压的常用的措施如下： 1改善电场分布气隙的击穿电压；利用电晕提高击穿电压；利用屏障提高击穿电压。承受高度真空从气体撞击游离的理论可知，将气隙抽成高度的真空能抑制撞击游离的进展，提高气隙的击穿电压。增高气压增高气体的压力可以减小电子的平均自由行程，阻碍撞击游离的进展，从而提高气

9、隙的击穿电压。承受高耐电强度气体卤族元素的气体：六氟化硫SF 、氟里昂CCl F 等耐电强度比气体高的多，承受该气体或在其他气体中混入肯定比例的这类气6体，可以大大提高击穿电压。p145： 512 2第五章1234绝缘外表状况不良比较有无屏蔽12老化绝缘老化以后其电阻可能还很高行电压低故当绝缘严峻下降时效果较好否则差，适合于绝缘状态的初步诊断。需要留意外表泄漏电流对绝缘电阻测量的影响。量的影响。受潮：电导增加，损耗增加，介损增大。穿透性导电通道，电流增加，介损增大。绝缘内含气泡的电离，绝缘分层、脱壳，放电消耗能量，介损增大。绝缘老化劣化，绕组上附积油泥；但对以下故障的效果较差非穿透性的局部损坏

10、，损耗增加不大，介损变化不大。很小局部绝缘的老化和劣化，损耗增加不大，介损变化不大。个别的绝缘弱点，损耗增加不大，介损变化不大。温度的影响；3试验电压的影响；4试品电容量的影响；5试品外表泄漏的影响。第七章P240-241:7-1解答：波阻抗表示分布参数线路中前行电压波与前行电流波的比值；反行电压波与反行电流波比值的相反数；计算公式如下LC00Z ， LLC0000表示单位长度的电感和电容。波阻抗与电阻的不同波阻抗仅仅是一个比例常数，没有长度概念，而电阻不2波阻抗吸取的功率一电磁能的形式存储在导线四周的媒介中，并没有消耗；而电阻吸取的功率和能量均转化为热能了。83u Cia第八章式中 a=0.

11、010.04，远小于 S C 的。与传统的 S C 避雷器相比的优点：iiS C 避雷器流过电流较大需要串联火花间隙，但ZnOi避雷器流过电流小省去了串联火花间隙，SF 组合电器和气体绝缘变电站的保护。6无续流正常电压作用下电阻大电流小为微安级，可以认为无续流、无需吸取续流能量，动作负载轻、能重复动作实施保护。通流容量大，能制成重载避雷器。第九章补充：1、说明避雷线的作用。为什么降低接地电阻、架设耦合地线可以降低线路的雷击掉闸率，后者用于什么状况？解答：吸引雷击于避雷线而避开导线直承受雷击，耦合作用降低导线上承受过电压。降低接地电阻可以提高线路的耐雷水平， 率。后者用于降低杆塔接地电阻有困难的

12、状况。2、综述输电线路的防雷措施。一、避雷线架空地线沿全线装设避雷线是目前为止 110kV 及其以上架空线最重要和最有效的防雷措施。35kV 及以下一般不全线架设避雷线，由于其绝缘二、降低杆塔接地电阻三、加强线路的绝缘例如增加绝缘子的片数、改用大爬距悬式绝缘子、增大塔头空气距离。在实施上有很大的难度，一般为提高线路的耐雷水平，均优先四、耦合地线五、消弧线圈六、管式避雷器七、不平衡绝缘水平较低的线路首先跳闸，保护了其它线路。八、自动重合闸坏和劣化，自动重合闸的效果很好。第十章P316:10-1解答：100kV及以上绝缘水平较高，避雷针可以装设在架构上，但变压器绝缘水平较低，变压器门形架构上不应装设避雷针。绝缘水平为35kV及以下的配电装置来说，雷击架构避雷针时很简洁导致绝缘的逆闪络还击，明显不允许。10-2避雷器有肯定的距离，避雷器