高电压工程基础-第05章习题答案.docx

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1、第5章习题5.1一台电容器的电容量C=1μF，tanδ=3×10-3，求施加工频电压U=10kV（有效值）时电容器的功率损耗。解：由题意可知，电路中的电容器的功率损耗即为介质损耗工频电压下:ω=2πf=100π所以，功率损耗为：P=U2ωCtanδ=94.25W5.2一充油的均匀电场间隙的距离为30mm，极间施加工频电压300kV。若在极间放置一个3mm的屏障和三个3mm的屏障，问此时油中场强分别提高多少（油的εr=2，屏障的εr=4）？解：极间未放屏障时，油中场强E0=Ud=10kVmm（1）极间放置一个d=3mm的屏障时，油中场强E1=Uε1dε

2、2+30-dε1=3002×34+272=10.5kVmm此时油中场强提高∆U=E1-E0=0.5kVmm（2）极间放置三个d=3mm的屏障时，油中场强E2=Uε13×dε2+30-3dε1=3002×3×34+212=11.8kVmm此时油中场强提高∆U=E1-E0=1.8kVmm5.3变压器的油－屏障绝缘的冲击系数为1.7。若220kV变压器的1min试验电压为395kV（有效值），则相应的雷电冲击试验电压应为多大？解：冲击系数β=Ub50Uss=1.7，由题意可知Uss=2×395kV则，Ub50=1.7×2×395=949.5kV5.4平行平

3、板电容器电极间有两种电介质，界面和电极平行。其中固体介质厚5mm，εr=4，绝缘电阻率ρ为1016Ω·cm；液体介质厚3mm，εr=2，ρ=5×1015Ω·cm。问极间施加工频电压（有效值）10kV和直流电压10kV时介质中场强分别为多大？解：（1）工频电压下：固体介质中场强E1=Uε1d1ε1+d2ε2=0.91kV/mm液体介质中场强E2=Uε2d1ε1+d2ε2=1.82kV/mm（2）直流电压下：γ1=1ρ1=10-6scmγ2=1ρ2=2×10-6scm固体介质中场强E1=Uγ1d1γ1+d2γ2=1.538kV/mm液体介质中场强E2=U

4、γ2d1γ1+d2γ2=0.769kV/mm5.5一根kV（有效值）的单芯铅包电力电缆，其绝缘层的内、外半径分别为8.5mm及20mm，求：（1）工作电压下，在绝缘层最里及最外处的场强；（2）若采用分阶绝缘：内层5mm厚用εr=4.5的油浸纸，外层6.5mm厚用εr=3.8的油浸纸。求最里、最外层以及分阶绝缘两侧的场强。解：（1）场强公式：Ex=UxlnRr在绝缘层最里的场强：Er=UrlnRr=8.73kVmm在绝缘层最外的场强：ER=URlnRr=3.71kVmm（2）长度为的同轴圆柱电极间的电容为，采用分阶绝缘时，内层介质的电容与外层介质的电容

5、之比值为。内层介质承受的电压为外层介质承受的电压为最里层介质处场强为内层介质在两种介质交界面处的场强为外层介质在两种介质交界面处的场强为外层介质在金属外壳处场强为