高电压技术(第三版)课后习题答案-2

1、（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（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cm/kV。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

2、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。答：到达阳极的电子崩中的电子数目为59874个。EmEm/cm解：对半径为E/cm答：半径1cm导线起晕场强为39kV/cm，半径1mm导线起晕场强为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。（3）沿面闪络电压显著地低于纯气隙的击穿电压。缘子表面积污层受潮，泄漏电流增大，容易造成湿闪或污闪，绝缘子表面闪

3、络电压下降；的动能减小，电子的碰撞电离过程减弱，所以击穿电压升高，气体的电气强度也高；质表面的电场与纯气隙间的电场相比发生了畸变，造成电场畸变的原因有：1.固体介质与电极表面接触不良，存在小缝隙；2.固体介质表面由于潮气形成水膜，水膜中的正负离子在电场作用下积聚在沿面靠近电极的两端；3.固体介质表面电阻不均匀和表面的粗糙不平。解：d=2cm755.6110(1800p=755mmHg，t=33解：在00a1p答：出厂试验电压值应增大到325kV。E0=30kV/cm，试决定该球形电极应有的直径。P40max94.2(cm)C1=4200pF，R1=1400M；C2=3000pF、R2=2100

4、M。当加上（1）当合闸初瞬，C1、C2（2）到达稳态后，C1、C2CCUUCC3000U403000U21031420030001250/316.67(kV)上的电荷Q1C1U142001050/310CUCUC(UU)300010(4050/3)上的电荷Q10366(14002100)1012URI(80/116(kV1400107)0)QCUCC=3200pF，工频下的（2）如果该设备的绝缘用并联等值电路来表示，则其中电阻值R为若干？CrUCtgQP10.3tg0.011030Va（2）在绝缘的并联等值电路中，有tgIURIRUCRCCtg32000.01（3）在绝缘的串联等值电路和并联等

5、值电路中，等值电容近似相等，即Cs=Cp=C=3200pF。因此，对串联等值电路，由300kV。若在极间放置一个屏障，其厚度分别为3mm和10mm，求油中的电场强度各比没有屏障时提高多少倍？（设油的r1=2，屏障的r2=4）解：没有屏障时油中的电场强度为21121ddr1111r2r1d1=10mm时，整体受潮或局部严重受潮；两极间有贯穿性的缺陷等。测量绝缘电阻和测量泄露电流试验项目的相同点：两者的原理和适用范围是一样的，不同的是测量泄漏电流可使用较高的电压(10kV及以上)，并且可一观察泄漏电流随时间的变化情况，因此能比测量绝缘电阻更有效地发现一些尚未完全贯通的集中性缺陷。答：P89.I33

6、33当习图-4可知图中球隙F放电电压峰值为79.5kV,此电压为变压器高压侧交流电压峰值，答：P108LZ0.0077810ZLCZZ2IZ2IZRZ进入电缆的电压波幅值UZZZ10000100001000021000010000B222U133kvAB3vAB33l100100030us6-8一条架空线与一根末端开路、长1km的电缆相连，架空线电容为11.4pF/m、电感为0.978uH/M；电缆具有电容136pF/m、电感0.75uH/m。一幅值为10kV的无限长直角波沿架空线传入电缆，试计算在原始波抵达电缆与架空线连接点A以后38us时，电缆中点M处的电压值。6CC1L12电缆线的波阻抗

7、Z2L1612C2电缆线的波速vLC2266012波从Z1进入Z2时在A点的折射系数波从Z2进入Z1时在A点的反射系数22Z1Z2292.9ZZ1ZZ2292.9292.9B1000波从A点到达B点所需要的时间38us时B点经过两次电压升高且B点电压已到达M点，故M点电压uMABABU07-1为了保护烟囱及附近的构筑物，在一高73m的烟囱上装一根长2m的避雷针，烟囱附近构筑物的高度及相对位置如图，试计算各构筑物是否处于该避雷针的保护范围之内。避雷针高度h=73+2=75m所以高度修正系数P5.55.5h750.635rxL(1.5h2hx)P(1.575210)0.63558.7375m50m

8、xRx校验习题图-14的有效保护。hPhrx0.47(hhx)P0.47(28.423.07)12.505m因为1.8所以边相导线可以受到保护两根避雷线内侧保护范围（圆弧的低点）高点rm两根避雷线内侧保护范围（圆弧的低点）高点x44大于中相导线高度（23.07m）,所以也能受到有效保护8-1某平原地区220kV架空线路所采用的杆塔形势及尺寸如图所示。避雷线半径rg=5.5mm，其悬点高度hg=32.7m；上相导线悬点高度h=25.7m;=20.2m;避绝缘子串：13X-4.5型盘型绝缘子，其冲击放电电压U=1245kV；每片绝缘子的高度H=0.146m;杆塔的冲击接地电阻Ri=10;线路所在地

9、区的雷暴日数Td求这条线路的耐雷水平、雷击跳闸率及实际年累计跳闸次数。B4h4(h23f)4(32.70.6676)114.8m避雷线对边相导线的保护角绕击率27.4732.786862.07绕击时线路的耐雷水平IUP10(0.45E14)100.45(1410220)0.45(14100.9131.7320.14613nNPP避雷线自波阻(32.7r离避雷线最远的一相导线的和避雷线间的互波阻ZddZkZ1.31.30.1430.186塔身电感LL0(th32.7h20.2150%000.9210.143nnn7-5，得解：（1）查RRlnnniield（2）地上部分不发生反击的条件0.20.

10、10.221.80.1135.667maamakVv避雷器到变压器的最大电气距离lUmaxU()2a21.5105(m)9-3一根波阻抗为Z，长度为l的末端开路导线预先充电到某一电压“+U”,现将该导线突然合闸到某一电压等于“-U”的直流电源上去，如图所示。（1）试绘出不同瞬间的电压波与电流波沿线分布图（时间绘到末端第二次反射波抵达线路中点M瞬间为止）；（2）试绘出该线的开路末端B和中点M的电压和电流随时间而变化的波形图取开关合闸瞬间为时间起点（t=0），以(=l/v)作为时间的单位，其中v为波速。解：(1)令=l/va)合闸后，线路电压变为-U，相当于一个幅值为-2U的电压波和幅值为-2U/

11、Z的电流波从首端向末端传播0t末端发生全反射，-4U+U=-3U-UU(2)B点电压波形UU9-4一台220kV、120MVA的三相电力变压器，其空载激磁电流等于额定电流的2%，高压绕组每相对地电容C=5000pF。求切除这样一台为空载激磁电流的幅值）SSII0.02U变压器的激磁电感UI切除该空载变压器时产生的最大电压极限值LIKKCkU10-1一座500kV变电所，所用避雷器在雷电冲击波下的保护特性为：840kV；U解：（1）该避雷器雷电冲击保护水平UUUU（2）该变电所500kV级设备应有的基本冲击绝缘水平注：1.每片X-4.5(kV)，式中解：（1）求绝缘子串应有的片数按工作电压要求nU按操作过电压要求，该绝缘子串应有的工频湿闪电压幅值为按操作过电压要求，该绝缘子串应有的工频湿闪电压幅值为682UU682n1.1K601411.131.1522023取取12片对悬垂绝缘子串，再增加一片零值绝缘子，得所以绝缘子片数应取13片20（2）工作电压要求的塔头净空气间距s的工频击穿电压幅值为K1.351.15UUU2278.8kV501按照110750kV架空输电线路设计技术规定条文说明即s=55.6cm操作过电压的塔头净空气间距s的50%正极性击穿电压为UKUKU1.031.153.0220250%()对应的等值工频击穿电压为3UU对应的等值工频击穿电压为3