高电压技术课后习题5

第二章习题氮气的电离能为15.5eV,求能引起光电离的光子的最大波长是多少？是否在可见光范围内？解：1eV=1.602义10-19C-V=1.602义10-19Jhy>Wn，G—iwih=6.63x10-34J-S,C=3x108m/s,W=15.5x1.602x10-19J带入，得至ij：i九<80nm所以能够引起光电离的光子的最大波长是80nm,不在可见光范围内，而大概在紫外线范围内。紫外线的波长范围是（10-400nm）一紫外灯的主要谱线的波长是253.7nm,用以照射铜电极时，问会不会引起电极表面电子发射？解：1eV=1.602x10-19C-V=1.602x10-时hy=hc=6.63x10-34 3x108—=7.8x10-19J入 253.7x10-9W=3.9x1.602x10-19=6.25x10-19Jehy>We所以会引起电极表面电子发射。SF6气体的电离能为15.6eV,问要引起碰撞电离时电子的速度至少应为多大（电子质量m=0.91x10-30kg,1eV=1.6x10-19J）?解：^mv2>W2i0.5x0.91x10-30•v2>15.6x1.6x10-19v2>5.486x1012v>2.34x106m/s用放射性同位素照射一均匀场间隙，使间隙每秒钟在每一立方厘米中产生107对正负带电质点。若两电极之间的距离d=5cm,问图2-3中饱和电流密度等于多少？Q=nqsl=0.5*107*1.602*10-19*5*Stj=Q/St=0.5*107*1.602*10-19*5=4.005*10-12A/cm2

xe一九一一 2X取x=2%e一大=0.135一 一迎取x=10儿e一大=4.54X10-5一个1cm长的均匀间隙中，电子碰撞电离系数a=11cmr。若有一个初始电子从阴极出发，求到达阳极的电子崩中的电子数。解：n=eu同轴圆柱电极间电场为不均匀电场，内电极表面电力线最密，场强最大；离内电极越远场强越小；外电极内表面场强最小。距离圆柱轴线距离x处的电场强度为:E=-Q-=一Q距离圆柱轴线距离x处的电场强度为:x88A2K88xl式中：Q-在长度为1的0电极上的电荷A-半径x、长度为1的圆柱等位面面积由于内外电极间的电压为：U=JREdx=—Q一ln-rx 2兀881r0r所以长度为1的电极间的电容为:C=Q=2兀881/ln— (2)U0rr将式2带入式1E=U/(xln-)最大场强出现在内圆柱表面，值为:平均场强：E=U/R-rE=E=U平均场强：E=U/R-rf=—max

EavavR-rrln-dr+d=-/ln( )rr2.8离球心距离为x处的电场强度为:入4^7⑴0r内外电极间的电压为U=』REdx-QR^Lrx 4K88Rr0r所以极间电容为：Q RrC=—=4兀88 (2)U0rR—r将2带入1Rr(R—r)X2最大场强出现在内球表面，其值为:最大场强出现在内球表面，其值为:E=E= Umaxr(R—r)r平均场强：E=U/(R—r)电场利用系数=1/f=工=r=—ERr+d2.9标准大气条件下，电晕起始场强:标准大气条件下，电晕起始场强:Ec=30(1+r=0.01mr=0.001m解：c P5=2.9二=2.9x

T97入9」L=0.944273+2503EC=30m1mJ(1+,>)=37.64kv/cm2hU=ErInZh=89.1kvccr格—*金第二早3.1Ub=24.225d+6.08%5dEb=24.225+6.08,5d3.2距离圆柱轴线距离x处的电场强度为：E=Q=—=一-一 (1)X88A2K88xl式中：Q-在长度为1的0电极上的电荷A-半径x、长度为l的圆柱等位面面积由于内外电极间的电压为：U=JREdx=一-一lnRrx 2兀88lr0r所以长度为1的电极间的电容为：C=Q=2兀88l/lnR (2)U0rr将式2带入式1E=U/(xInR)xr最大场强出现在内圆柱表面，值为：E=E=U/(rlnR) (3)maxr r当R为常数，且外施电压U不变，改变r,E将有一个极小值E.，由式3找出分母出'现最大值的条件，解得：3.3离球心距离为x处的电场强度为:―GA⑴0r内外电极间的电压为U=JREdx-QRT)rx 4K88Rr0r所以极间电容为：Q RrC=—=4兀88 (2)U0rR—r将2带入1Rr(R—r)X2最大场强出现在内球表面，其值为:最大场强出现在内球表面，其值为:E=E= Umaxr(R—r)r平均场强：E=U/(R—r)电场利用系数=1/f=J=二=—ERr+d据图3-7,或根据棒板间隙击穿场强3.35KV/cm,计算得至U750kv放电距离为223.88cm取安全系数1.8,则d=1.8*223.88=402.984cm棒板间隙的最小击穿电压：3.4 3.4U= = =1.7MVmin1+8/d1+8/8输电线路对杆塔的最小击穿电压：U=KU =1.35x1.7=2.295MV3.6pp273+18= □0p273+1也已巨型二0.969101.3273+25h/8=20/0.969=20.64查表得：K=1.1g=300x1.1500L5k500x0.8x0.969x1.1=0.77查表得：m=w=0.6K=8m=0.9690.6=0.98K=kw=1.10.6=1.05U=U0/K1K2=291.5KV3.7U=1.1-Hx10-41.1-3500x10-4x265=353.3(KV)第四章4.1管内装有直径6cm的导杆，cs…94兀x9x1011x9xln—6Ucr1.36xUcr1.36x10-4C0.44

0管内装有3cm的导杆时，按照组合绝缘计算C0双层介质见5.4公式九U-Hn>-n R=-—=-^0-□__1—=3.2x104Qsby 2兀・1020x10-6s第五章P=U2wCtanb依据5.4组合绝缘计算395*1.7=671.5KV交流电压下:直流电压下:8U

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8d+8d8、U