高电压技术(第三版)章后习题答案.pdf

第一章作业  1-1解释下列术语 （1）气体中的自持放电；（2 ）电负性气体； （3 ）放电时延；（4 ）50%冲击放电电压；（5 ）爬电比距。 答： （1）气体中的自持放电：当外加电场足够强时，即使除去外界电 离因子，气体中的放电仍然能够维持的现象； （2 ）电负性气体：电子与某些气体分子碰撞时易于产生负离子，这样 的气体分子组成的气体称为电负性气体； （3 ）放电时延：能引起电子崩并最终导致间隙击穿的电子称为有效电 子，从电压上升到静态击穿电压开始到出现第一个有效电子所需的 时间称为统计时延，出现有效电子到间隙击穿所需的时间称为放电 形成时延，二者之和称为放电时延； （4 ）50%冲击放电电压：使间隙击穿概率为50%的冲击电压，也称为 50%冲击击穿电压； （5 ）爬电比距：爬电距离指两电极间的沿面最短距离，其与所加电压 的比值称为爬电比距，表示外绝缘的绝缘水平，单位cm/kV 。 1-2汤逊理论与流注理论对气体放电过程和自持放电条件的观点有 何不同？这两种理论各适用于何种场合？ 答：汤逊理论认为电子碰撞电离是气体放电的主要原因，二次电 子来源于正离子撞击阴极使阴极表面逸出电子，逸出电子是维持 气体放电的必要条件。所逸出的电子能否接替起始电子的作用是 自持放电的判据。流注理论认为形成流注的必要条件是电子崩发 展到足够的程度后，电子崩中的空间电荷足以使原电场明显畸， 流注理论认为二次电子的主要来源是空间的光电离。 汤逊理论的适用范围是短间隙、低气压气隙的放电；流注理论适 用于高气压、长间隙电场气隙放电。 1-3在一极间距离为1cm的均匀电场电场气隙中，电子碰撞电离系 数α=11cm-1。今有一初始电子从阴极表面出发，求到达阳极的 电子崩中的电子数目。 解：到达阳极的电子崩中的电子数目为 n ed e111 59874 a 答：到达阳极的电子崩中的电子数目为59874个。 1-5近似估算标准大气条件下半径分别为1cm和1mm的光滑导线的 电晕起始场强。 解：对半径为1cm的导线  0.3   0.3  E 30m 1 3011 1 39(kV/cm ) c      r  11  对半径为1mm的导线  0.3  E 3011 1 58.5(kV/cm )   c  0.11  答：半径1cm导线起晕场强为39kV/cm，半径1mm导线起晕场强为 58.5kV/cm 1-10 简述绝缘污闪的发展机理和防止对策。 答：户外绝缘子在污秽状态下发生的沿面闪络称为绝缘子的污闪。 绝缘子的污闪是一个受到电、热、化学、气候等多方面因素影响 的复杂过程，通常可分为积污、受潮、干区形成、局部电弧的出 现和发展等四个阶段。防止绝缘子发生污闪的措施主要有：（1） 调整爬距（增大泄露距离）（2 ）定期或不定期清扫；（3 ）涂料； （4 ）半导体釉绝缘子；（5 ）新型合成绝缘子。 1-11 试运用所学的气体放电理论，解释下列物理现象： （1）大气的湿度增大时，空气间隙的击穿电压增高，而绝缘子表 面的闪络电压下降； （2 ）压缩气体的电气强度远较常压下的气体为高； （3 ）沿面闪络电压显著地低于纯气隙的击穿电压。 答： （1）大气湿度增大时，大气中的水分子增多，自由电子易于 被水分子俘获形成负离子，从而使放电过程受到抑制，所以击穿 电压增高；而大气湿度增大时，绝缘子表面容易形成水膜，使绝 缘子表面积污层受潮，泄漏电流增大，容易造成湿