高电压工程答案(清华大学版)

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1、高电压工程课后答案1.1空气作为绝缘的优缺点如何？答：优点：空气从大气中取得，制取方便，廉价，简易，具有较强的自恢复能力。缺点：空气比重较大，摩擦损失大，导热散热能力差。空气污染大，易使绝缘物脏污，且空气是助燃物当仿生电流时，易烧毁绝缘，电晕放电时有臭氧生成，对绝缘有破坏作用。1.2为什么碰撞电离主要是由电子而不是离子引起？答：由于电子质量极小，在和气体分子发生弹性碰撞时，几乎不损失动能，从而在电场中继续积累动能，此外，一旦和分子碰撞，无论电离与否均将损失动能，和电子相比，离子积累足够造成碰撞电离能量的可能性很小。1.5负离子怎样形成，对气体放电有何

2、作用？答：在气体放电过程中，有时电子和气体分子碰撞，非但没有电离出新电子，碰撞电子反而别分子吸附形成了负离子，离子的电离能力不如电子，电子为分子俘获而形成负离子后电离能力大减，因此在气体放电过程中，负离子的形成起着阻碍放电的作用。1.7非自持放电和自持放电主要差别是什么？答：非自持放电必须要有光照，且外施电压要小于击穿电压，自持放电是一种不依赖外界电离条件，仅由外施电压作用即可维持的一种气体放电。1.13电晕会产生哪些效应，工程上常用哪些防晕措施？答：电晕放电时能够听到嘶嘶声，还可以看到导线周围有紫色晕光，会产生热效应，放出电流，也会产生化学反应，造

3、成臭氧。工程上常用消除电晕的方法是改进电极的形状，增大电极的曲率半径。1.14比较长间隙放电击穿过程与短间隙放电放电击穿过程各有什么主要特点？答：长时间放电分为先导放电和主放电两个阶段，在先导放电阶段中包括电子崩和流注的形成和发展过程，短间隙的放电没有先导放电阶段，只分为电子崩流注和主放电阶段。2.1雷电放电可分为那几个主要阶段？答：主要分为先导放电过程，主放电过程，余光放电过程。2.4气隙常见伏秒特性是怎样制定的？如何应用伏秒特性？答：制定的前提条件是①同一间隙②同一波形电压③上升电压幅值。当电压较低时击穿发生在波尾，取击穿时刻t1作垂线与此时峰值

4、电压横轴的交点为1，当电压升高时，击穿也发生在峰值，取击穿时刻的值t2作垂线与此时峰值电压横轴的交点为2，当电压进一步升高时，击穿发生在波前，取此时击穿时刻t3作垂线与击穿电压交点为3，连接123应用：伏秒特性对于比较不同设备绝缘的冲击击穿特性有重要意义，如果一个电压同时作用于两个并联气隙s1和s2上，若某一个气隙先击穿了，则电压被短接截断，另一个气隙就不会击穿。2.7为什么高真空和高压力都能提高间隙的击穿电压？简述各自运用的局限性？答：在高气压条件下，气压增加会使气体密度增大，电子的自由行程缩短，削弱电离工程从而提高击穿电压，但高气压适用于均匀电场

5、的条件下而且要改进电极形状，点击应仔细加工光洁，气体要过滤，滤去尘埃和水分在高真空条件下虽然电子的自由行程变得很大，但间隙中已无气体分子可供碰撞，故电离过程无从发展，从而可以显著提高间隙的击穿电压，但是在电气设备中气固液等几种绝缘材料往往并存，而固体液体绝缘材料在高真空下会逐渐释放出气体，因此在电气设备中只有在真空断路器等特殊场合下才采用高真空作为绝缘。2.8什么是细线效应？答；当导线直径很小时，导线周围容易形成比较均匀的电晕层，电压增加，电晕层逐渐扩大，电晕放电所形成的空间电荷使电场与均匀电场类似，这种现象成为细线效应。3.2均匀电场中污面闪络电压

6、比纯空气间隙的击穿电压要低，原因是什么？答：①固体介质表面吸附水分形成水膜，水膜中的离子在电场中沿介质表面移动，电极附近逐渐累积电荷，使介质表面电压分布不均匀，从而使沿面闪络电压低于空气间隙的击穿电压②介质表面电阻不均匀以及介质表面有伤痕裂纹也会畸变电场的分布，使闪络电压降低，③若电极和固体介质端面间存在气隙，气隙处场强大，极易发生电离，产生的带电质点到达介质表面会畸变原电场分布，从而使闪络电压降低3.5沿面放电中导致滑闪放电的主要原因是什么，并加以解释？主要原因是极不均匀电场具有强垂直分量。当外施电压超过某一临界值后，线状火花中的带电粒子受电场法线

7、分量的作用被紧压在介质表面上，同时在切线分量的作用下向另一电极方向运动，使介质表面局部发热。当外加电压超过某一临界值时，温度可高到足以引起气体的热电离，使通道中的带电粒子数量急剧增加，介质电导增大，使火花通道头部电场增强，火花通道迅速向前发展，形成树状火花。个别细线突然迅速伸长，转变为分叉的树枝状明亮的火花通道，这种树枝状放电并不固定在一个位置上，而是在不同的位置交替出现，因而称为滑闪放电。3.6介质材料，作用电压种类，大气环境温度等对沿面闪络电压有何影响？答：介质材料：对不易吸潮的介质沿面闪络电压较高，易吸潮介质沿面闪络电压较低，烘干介质表面，可提

8、高沿面闪络电压。在均匀电场中，工频和直流电压作用下的沿面闪络电压要低于高频和冲击电压作用下的闪络电压大气环境