高电压技术第二版习题答案(部分)

第一章气体放电的基本物理过程(1)气体放电过程中，碰撞电离为什么主要由电子产生？答：气体中的带电粒子主要有电子和离子，通过电场力向各极板运动，带正电荷的粒子向负极板运动，带负电荷的粒子向正极板运动。 电子比离子质量小，半径小，自由行程大，迁移率大，易受电场力加速，因此电子的运动速度远大于离子的运动速度。 由于更容易蓄积动能，电子撞击中性分子使其电离的概率比离子大得多。 因此，在气体放电过程中，碰撞电离主要由电子产生。(2)带电粒子是在什么样的物理过程中产生的，为什么带电粒子需要能量？答：带电粒子主要由电离产生，根据电离产生的位置，可分为空间电离和表面电离。 根据电离得到的能量形式，空间电离可分为光电离、热电离和碰撞电离，表面电离可分为正离子碰撞阴极表面电离、光电子发射、热电子发射和强场发射。 原子和分子变为中性状态，为了使原子核外的电子从原子核的束缚中解放出来变为自由电子，加入一定的施加能量，使基态的原子和分子中最松弛的电子电离所需要的最小能量称为电离能量。(3)为什么SF6气体的电强度高？答：主要是SF6气体具有强电负性，易捕获自由电子形成负离子，气体中自由电子的数量减少，电子是碰撞电离的主要因素，气体中碰撞电离能力减弱，放电发展过程减弱。1-2汤姆森理论和流动注射理论在气体放电过程和带防脱落机构放电条件的观点上有何不同？ 这两种理论分别适用于什么情况？答：汤姆逊理论的基本观点：电子碰撞电离是气体电离的主要原因，正离子碰撞阴极表面，从阴极表面发射的电子，作为维持气体放电的必要条件，从阴极发射的电子是否继承起始电子的作用，是防脱落机构放电的判断标准。 仅适用于低气压、短气隙的情况。气体放电流注理论基于实验，考虑了高气压、长气隙时空间电荷对原电场的影响和空间光电分离的作用。在初期，气体放电以碰撞电离和电子衰变的形式出现，但在电子衰变发展到一定程度后，足够多的空间电荷聚集在某个初期电子的头部，引起新的强电离和二次电子衰变。 这种强电离和二次电子衰变通过空间电荷使局部电场大大增强，产生了空间光电分离，从而使放电进入了一个新的流动注入阶段。在13极间距离为1cm的均匀电场气隙中，电子碰撞电离系数=11cm-1。 现在，有从阴极表面求出到达阳极的电子崩解中的电子数的初期电子。a:ed=e1=59874。在1-5标准大气条件下，对半径1cm和1mm的光滑代码的电晕开始电场强度进行了估算。 P15挑库式1-6气体介质在冲击电压下的破坏有哪些特点？ 那个冲击电强度通常用什么样的方法表示？答：由于持续的电压(直流、商用交流)，气隙在一定的电压下被破坏。 另一方面，由于冲击电压，气隙的破坏没有这种特定的破坏电压。 间隙的破坏不仅与电压值有关，还与破坏过程的时间(放电时间)有关。 即，气隙的冲击破坏特性由两个参数(破坏电压值和放电时间)表示，在气隙的持续电压下破坏特性由破坏电压值的参数表示。 其冲击电强度通常表现为50%冲击破坏电压和伏特秒特性两种方式。简述1-10绝缘污闪的发展机理及防范对策。a :户外绝缘子脏的状态下发生的沿面闪络被称为绝缘子的污点。 绝缘子污闪是受电、热、化学、气候等多方面因素影响的复杂过程，通常分为污染、湿气、干旱区形成、局部电弧的出现和发展等4个阶段。 防止绝缘子脏污的措施主要包括：(1)调整蠕变距离(增大泄漏距离) (2)定期或不定期的清扫(3)涂料(4)半导体釉料绝缘体(5)新型合成绝缘子使用1-11学习的气体放电理论，说明以下的物理现象(1)大气湿度增大时，气隙的破坏电压升高，绝缘子表面的闪烁电压降低答：大气湿度越大，大气中的水蒸气分子捕获自由电子形成负离子，起到抑制气体中放电过程的作用，大气湿度越大，气隙的破坏电压越高。 大气的湿度变大时，绝缘子表面容易形成水膜，绝缘子表面积存污垢时，污垢层容易受到湿气，漏电流变大，容易发生湿的闪烁和污垢的闪烁，绝缘子表面的闪烁电压下降。(2)压缩气体的电气强度远高于常压下的气体。a :气压大时，电子的自由行程变小，动能变小，破坏电压变高。(3)沿面闪烁电压明显低于纯气隙击穿电压。:沿面放电是指沿面放电穿过两个电极。 电极进入固体介质后的沿面闪络电压比同一电极的气隙破坏电压低。 这是因为沿着固态介质表面产生的电场比气隙之间的电场失真，所以该失真使得固态介质表面上的电场更加不均匀。 沿面电场畸变的原因主要有：1.固体介质与电极表面接触不良，小间隙。 2 .固体介质的表面因湿气而形成薄的水膜，水膜中的负离子蓄积在沿面电极的两端。 3 .固体介质表面电阻的不均匀和表面粗糙会引起沿面电场畸变。第二章气体介质的电气强度根据2-1试用经验式推定极间距离d=2cm的均匀电场气隙在标准大气条件下的平均破坏电场强度Eb。 P32型设计2-3线路时，确认某线路的相邻导线之间的气隙能承受峰值1800kV的雷涌电压，使用经验式估算线路间距离的型号P36近似等于条形气隙：正极性雷击：负极性雷击：把两者的值取大308cm。在24p=755mmhg、t=33下测量的一下子间隙的破坏电压峰值为108kV，近似求出了该间隙在标准大气条件下的破坏电压值。 由于P38在0.95-1.05范围内2-5某110kV电气设备的外部绝缘所需的商用频率耐压水平(有效值)为260kV，如果设置在海拔3000m的场所运行，工厂出厂时(工厂在平原部)的试验电压应该增大多少P39为了防止2-6额定电压有效值为1000kV的试验变压器的高压引出端发生电晕放电，在衬套上部安装了球形屏蔽。 空气的电气强度E0=30kV/cm，试着决定这个球的直径。 P40=94.28cm厘米2-7sf6气体为什么成为电气强度特别高、空气以外使用最广泛的气体介质？GIS有什么重要优点？答： a:sf6气体之所以具有特别高的电强度，是因为这些气体具有强的电负性，容易捕获自由电子形成负离子，电子变成负离子后，引起碰撞电离的能力减弱，削弱了放电发展过程。 SF6气体的电气强度约为空气的2.5倍，灭弧能力高达空气的100倍以上，因此成为空气以外使用最广泛的气体介质。GIS有什么重要优点：1)大幅节约占地面积和空间体积。 2 )驾驶安全可靠。 3 )环保，使驾驶员不受电场和磁场的影响。 4 )设置作业量少，检查周期长。第三章液体和固体介质的电学特性4-1测量绝缘电阻可以发现什么样的绝缘缺陷？ 和测量泄漏电流的试验项目的不同之处比较一下吧？a :通过测量绝缘电阻和吸收比，可以判断试验品是否受到湿气或贯通性缺陷。测量泄漏电流本质上是测量绝缘电阻，其原理相同。 不同点： 1、由于测量漏电流的直流电压高(10kV )，发现尚未完全贯通的集中性缺陷比兆欧表有效。2 .向试制品施加的直流电压逐渐增大，在升压过程中可以监视漏电流的增加动向。4-4根据绝缘预防试验的结果判断电气设备的绝缘状态时，除了重视个别试验结果外，为什么还需要综合分析判断？ 其中个别试验项目不合格，达不到规章要求的，应如何处理P89个别试验项目不合格，未达到规程要求时，可采用“三比较”的方法处理与同类型的设备相比，试验结果差异很大可能有问题。同一设备的三相试验结果相比较，一相结果相差50%以上时，其相可能存在问题。与本设备技术资料中经年试验得到的数据相比，性能指标显着下降，可能产生新的缺陷。5-4比较绝缘无损试验和耐压试验的性能和特点。a :无损试