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高电压技术第二版习题答案

第一章 气体放电的基本物理过程 （1）在气体放电过程中，碰撞电离为什么主要是由电子产生的？ 答：气体中的带电粒子主要有电子和离子，它们在电场力的作用下向各自的极板运动，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。电子与离子相比，它的质量更小， 半径更小，自由行程更大，迁移率更大，因此在电场力的作用下，它更容易被加速，因此电 子的运动速度远大于离子的运动速度。更容易累积到足够多的动能，因此电子碰撞中性分子 并使之电离的概率要比离子大得多。所以，在气体放电过程中，碰撞电离主要是由电子产生 的。 （2）带电粒子是由哪些物理过程产生的，为什么带电粒子产生需要能量 ？ 答：带电粒子主要是由电离产生的，根据电离发生的位置，分为空间电离和表面电离。根据 电离获得能量的形式不同，空间电离又分为光电离、热电离和碰撞电离，表面电离分为正离 子碰撞阴极表面电离、光电子发射、热电子发射和强场发射。原子或分子呈中性状态，要使 原子核外的电子摆脱原子核的约束而成为自由电子，必须施加一定的外加能量，使基态的原 子或分子中结合最松弛的那个电子电离出来所需的最小能量称为电离能。 （3）为什么SF6气体的电气强度高？ 答：主要因为SF6气体具有很强的电负性，容易俘获自由电子而形成负离子，气体中自由 电子的数目变少了，而电子又是碰撞电离的主要因素，因此气体中碰撞电离的能力变得很弱， 因而削弱了放电发展过程。 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使阴 极表面逸出电子是维持气体放电的必要条件；阴极逸出电子能否接替起始电子的作用是自持 放电的判据。它只适用于低气压、短气隙的情况。 气体放电流注理论以实验为基础，它考虑了高气压、长气隙情况下空间电荷对原有电场的影 响和空间光电离的作用。 在初始阶段，气体放电以碰撞电离和电子崩的形式出现，但当电子崩发展到一定程度之后， 某一初始电子的头部集聚到足够数量的空间电荷，就会引起新的强烈电离和二次电子崩，这 种强烈的电离和二次电子崩是由于空间电荷使局部电场大大增强以及发生空间光电离的结 果，这时放电即转入新的流注阶段。 1-3 在一极间距离为1cm 的均匀电场气隙中，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。 答：e αd=e11=59874。 1-5 试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。P15 皮克公式 1-6 气体介质在冲击电压下的击穿有何特点？其冲击电气强度通常用哪些方式表示？ 答：在持续电压（直流、工频交流）作用下，气体间隙在某一确定的电压下发生击穿。而在 冲击电压作用下，气体间隙的击穿就没有这种某一个确定的击穿电压，间隙的击穿不仅与电 cm ,1 m ,/5.58)1 .03.0(1*1*30)3.01(30/39)1 3.0(1*1*30)3.01(301.01导线半径空气相对密度光滑导线导线表面粗糙系数--=-=+=+==+=+===r m cm kV r m E cm kV r m E m c m c δδδδδ

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华北电力大学高电压技术习题答案 第一章 1‐1 极化种类电子式极化离子式极化偶极子极化夹层极化产生场合任何电介质离子式结构电介质极性电介质多层介质的交界面所需时间 10-15 s 10-13 s 10-10～10-2 s 10-1 s～数小时能量损耗无几乎没有有有产生原因束缚电子运行轨道偏移离子的相对偏移偶极子的定向排列自由电荷的移动 1‐4 金属导体气体，液体，固体电导形式（自由电子）电子电导电导率γ很大 （自由电子、正离子、负离子、杂质电导、自身离解、杂质、离子）γ很小离子电导ρ很大 金属导电的原因是自由电子移动；电介质通常不导电，是在特定情况下电离、化学分解或热离解出来的带电质点移动导致。 1‐6 由于介质夹层极化，通常电气设备含多层介质，直流充电时由于空间电荷极化作用，电荷在介质夹层界面上堆积，初始状态时电容电荷与最终状态时不一致；接地放电时由于设备电容较大且设备的绝缘电阻也较大则放电时间常数较大（电容较大导致不同介质所带电荷量差别大，绝缘电阻大导致流过的电流小，界面上电荷的释放靠电流完成），放电速度较慢故放电时间要长达 5～10min。补充：

图中C1 代表介质的无损极化（电子式和离子式极化），C2 —R2 代表各种有损极化，而R3则代表电导损耗。 图 1－4－2 中， Rlk 为泄漏电阻； I lk 为泄漏电流；C g 为介质真空和无损极化所形成的电容； I g 为流过 C g 的电流；C p 为无损极化所引起的电容； Rp 为无损极化所形成的等效电阻； I p 为流过 Rp －C p 支路的电流，可以分为有功分量 I pr 和无功分量 I pc 。 J g 为真空和无损极化所引起的电流密度，为纯容性的；J lk 为漏导引起的电 流密度，为纯阻性的； J p 为有损极化所引起的电流密度，它由无功部分 J pc 和有功部分 J pr 组成。容性电流 J c 与总电容电流密度向量 J 之间的夹角为δ ，称为介质损耗角。介质损耗角简称介损角 δ ，为电介质电流的相角领先电压相角的余角，功率因素角?的余

华北电力大学高电压技术模拟试题九

华北电力大学高电压技术模拟试题九 1．解释电压较高、距离较长的间隙中的气体放电过程可用（）。 A．汤逊理论B．流注理论C．巴申定律D．小桥理论 2．电晕放电是一种( ) A．自持放电B．非自持放电C．电弧放电D．均匀场中放电 3．下列因素中，明显影响离子式极化的是( ) A．频率B．气压 C. 湿度D．温度 4．下列因素中，对电介质的tanδ影响不明显的是（）。 A．湿度B．电源频率C．表面污秽D．大气压强 5．下列仪器中，不能用来测量直流高压的是( ) A．高阻微安表B．电容分压器C. 电阻分压器D．静电电压表 6．以下属于操作过电压的是( ) A．工频电压升高B．电弧接地过电压C．变电所侵入波过电压D．铁磁谐振过电压 7．下列不同类型的过电压中，不属于内过电压的是（）。 C．谐振过电压D．大气过电压 8．输电线路的波阻抗的大小与线路的长度（）。 A．成正比B．成反比C．无关D．不确定 9．我国的规程中规定线路防雷设计用雷电流波头时间为( ） A．1.2μs B．1.5Ps C．2.6μ／s D.10μs

10．以下几种方法中在抑制空载线路分闸过电压时相对最为有效的是( ） A. 采用多油断路器B．采用中性点绝缘系统C. 采用六氟化硫断路器D．中性点经消弧线圈接地 二．简答题（共64分） 1．简要论述汤逊放电理论。（10分） 2．简述绝缘污闪的发展过程及防污措施。（10分） 3．试比较电介质的电导和导体的电导有何不同。（10分） 4．测量绝缘介损正切有哪些接线方式，分别用于何种场合；进行测量绝缘介损正切时为消除误差需采取那些措施；测量可以判断以及不能判断的绝缘缺陷。（24分） 5．电力系统的接地按其功用可划分为哪几种，并说明其作用。（10分）

(完整版)高电压技术(第三版)课后习题集答案解析2

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 a= eαd= e11?1=59874

华北电力大学高电压技术模拟试题一

华北电力大学高电压技术模拟试题1 一、单项选择题(本大题共10小题，每小题1分，共10分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1.流注理论未考虑( )的现象。 A.碰撞游离 B.表面游离 C.光游离 D.电荷畸变电场 2.先导通道的形成是以( )的出现为特征。 A.碰撞游离 B.表现游离 C.热游离 D.光游离 3.极化时间最短的是( ) A.电子式极化 B.离子式极化 C.偶极子极化 D.空间电荷极化 4.SF6气体具有较高绝缘强度的主要原因之一是( ) A.无色无味性 B.不燃性 C.无腐蚀性 D.电负性 5.介质损耗角正切值测量时，采用移相法可以消除( )的干扰。 A.高于试验电源频率 B.与试验电源同频率 C.低于试验电源频率 D.任何频率 6.不均匀的绝缘试品，如果绝缘严重受潮，则吸收比K将( ) A.远大于1 B.远小于1 C.约等于1 D.不易确定 7.构成冲击电压发生器基本回路的元件有冲击性主电容C1，负荷电容C2，波头电阻R1和波尾电阻R2。为了获得一很快由零上升到峰值然后较慢下降的冲击电压，应使( ) A.C1>>C2,R1>>R2 B.C1>>C2,R1<>R2 D.C1<

高电压技术第二版习题答案

第一章 1—1 气体中带电质点是通过游离过程产生的。游离是中性原子获得足够的能量(称游离能)后成为正、负带电粒子的过程。根据游离能形式的不同，气体中带电质点的产生有四种不同方式： 1.碰撞游离方式在这种方式下，游离能为与中性原子(分子)碰撞瞬时带电粒子所具有的动能。虽然正、负带电粒子都有可能与中性原子(分子)发生碰撞，但引起气体发生碰撞游离而产生正、负带电质点的主要是自由电子而不是正、负离子。 2.光游离方式在这种方式下，游离能为光能。由于游离能需达到一定的数值，因此引起光游离的光主要是各种高能射线而非可见光。 3.热游离方式在这种方式下，游离能为气体分子的内能。由于内能与绝对温度成正比，因此只有温度足够高时才能引起热游离。 4.金属表面游离方式严格地讲，应称为金属电极表面逸出电子，因这种游离的结果在气体中只得到带负电的自由电子。使电子从金属电极表面逸出的能量可以是各种形式的能。 气体中带电质点消失的方式有三种： 1.扩散带电质点从浓度大的区域向浓度小的区域运动而造成原区域中带电质点的消失，扩散是一种自然规律。 2.复合复合是正、负带电质点相互结合后成为中性原子(分子)的过程。复合是游离的逆过程，因此在复合过程中要释放能量，一般为光能。 、水蒸汽)分子易吸附气体中的自由 3.电子被吸附这主要是某些气体(如SF 6 电子成为负离子，从而使气体中自由电子(负的带电质点)消失。 1—2 自持放电是指仅依靠自身电场的作用而不需要外界游离因素来维持的放电。外界游离因素是指在无电场作用下使气体中产生少量带电质点的各种游离因素，如宇宙射线。讨论气体放电电压、击穿电压时，都指放电已达到自持放电阶段。 汤生放电理论的自持放电条件用公式表达时为 γ(eαs-1)=1 此公式表明：由于气体中正离子在电场作用下向阴极运动，撞击阴极，此时已起码撞出一个自由电子(即从金属电极表面逸出)。这样，即便去掉外界游离因素，仍有引起碰撞游离所需的起始有效电子，从而能使放电达到自持阶段。 1—3 汤生放电理论与流注放电理论都认为放电始于起始有效电子通过碰撞游离形成电子崩,但对之后放电发展到自持放电阶段过程的解释是不同的。汤生放电理论认为通过正离子撞击阴极，不断从阴极金属表面逸出自由电子来弥补引起电子碰撞游离所需的有效电子。而流注放电理论则认为形成电子崩后，由于正、负空间电荷对电场的畸变作用导致正、负空间电荷的复合，复合过程所释放的光能又引起光游离，光游离结果所得到的自由电子又引起新的碰撞游离，形成新的电子崩且汇合到最初电子崩中构成流注通道，而一旦形成流注，放电就可自己维持。因此汤生放电理论与流注放电理论最根本的区别在于对放电达到自持阶段过程的解释不同，或自持放电的条件不同。 汤生放电理论适合于解释低气压、短间隙均匀电场中的气体放电过程和现象，而流注理论适合于大气压下，非短间隙均匀电场中的气体放电过程和现象。

华北电力大学电力工程系

华北电力大学电力工程系 一、专业介绍 电力工程系是华北电力大学1958年建校即成立的骨干系，现有电气工程一级学科（含电力系统及其自动化、电工理论与新技术、电机与电器、电力电子与电力传动、高电压与绝缘技术5个二级学科）博士学位授予权、电磁场与微波技术和农业电气化与自动化硕士学位授予权，具有电气工程及其自动化、电子信息工程和农业电气化与自动化3个本科专业。电力系统及其自动化为国家级重点学科，电工理论与新技术和高电压与绝缘技术为省级重点学科。 电力工程系下设7个教研室，拥有一支教学水平高、责任心强的师资队伍，现有专职教师103人，其中，中国工程院院士1人，博士生导师14人，教授27人，副教授32人，具有博士学位的教师占教师总数的37%；教辅人员19人；管理人员10人。 电力工程系下设7个研究所，拥有一支学术造诣高、创新能力强的科研队伍。依托电力系统保护与动态安全监控教育部重点实验室、电磁场分析测试与电磁兼容部级重点实验室和其他实验室，承担了多项国家级和省部级重大科研项目，积极开展与电力企业的合作，取得了丰硕的研究成果。 电力工程系广泛开展国际合作与交流，每年有计划地选派教师出国进修或访问，鼓励并支持教师参加国际学术活动，经常邀请国内外知名专家学者来校进行学术交流。目前，已与美国、瑞士、法国、加拿大、德国、

日本、英国、新加坡、香港等20多个国家和地区的高校和研究机构建立了良好的合作关系。电力工程系全体师生秉承“自强不息、团结奋进、爱校敬业、追求卓越”的华电精神，努力拼搏、求实创新，为把我校建设成为多科性、研究型、国际化的高水平大学做出更大贡献。 1.电工理论与新技术 华北电力大学“电工理论与新技术学科”原名“理论电工学科”，创建于1976年，是“电气工程”一级学科中五个二级学科之一。主要承担电气工程领域中的基本理论、应用基础与新技术的研究任务，并承担我校本科生和研究生的电工基础等技术基础课程的教学工作。 该学科于1978年被国务院学位委员会批准为硕士学位授予权单位，是国家恢复学位制度后首批获得硕士授予权的单位之一；1993年获博士学位授予权，是当时全国高等院校中四个“理论电工”博士学科点之一。1997年，根据国务院学位委员会学科调整文件，该学科更名为“电工理论与新技术”学科，并被电力工业部批准为部级重点学科；1998年获得电气工程一级学科博士学位授予权；2001年初经国家博士后管理委员会批准建立电气工程博士后科研流动站。 “电工理论与新技术”学科是研究电气工程领域中电磁现象、规律及其应用的基础学科。该学科主要承担电网络、电磁场和电工新技术的理论、方法及其应用的研究任务；它既是电气工程及其相关学科的基础学科，又可成为边缘学科和交叉学科的生长点。对“电气工程”学科的发展和社会

完整版高电压技术第2章参考答案

第二章参考气隙的伏秒特性是怎样绘制的？研究气隙的伏秒特性有何实用意义？、1，从示波图求答：气隙伏秒特性用实验方法来求取：保持一定的波形而逐级升高电压取。电压较低时，击穿发生在波尾。电压甚高时，放电时间减至很小，击穿可发生在被头。在波尾击穿时，以冲击电压幅值作为纵坐标，放电时间作为横坐标。在波头击穿时，还以放电时间作为横坐标，但以击穿时电压作为纵坐标。把相应的点连成一条曲线，就是该气隙在该电压波形下的伏秒特性曲线。伏秒特性对于比较不同设备绝缘的冲击击穿特性具有重要意义，例如，在考虑不同绝缘强度的配合时，为了更全面地反映绝缘的冲击击穿特性，就必须采用伏秒特性。和球－球气S/D>10）试说明在雷电冲击电压作用下，导线对平行平板气隙（2、S/D<0.5）的伏秒特性形状有何不同，并解释其原因。隙（）的伏秒特性答：两种情况反映在伏秒特性的形状上，导线对平行平板气隙（S/D>10）的伏秒特性在很小的S/D<0.5在相当大的范围内向左上角上翘，而球－球气隙（时间范围内向上翘。，电场分布极不均匀，在最低）原因可以解释为：导线对平行平板气隙（S/D>10击穿电压作用下，放电发展到完全击穿需要较长的时间，如不同程度地提高电压，电场分布较为均匀，）峰值，击穿前时间将会相应减小。球－球气隙（S/D<0.5（不故击穿前时间较短当某处场强达到自持放电值时，沿途各处放电发展均很快，。s）超过2~3? 50试解释％击穿电压。、3的冲击电压峰值。该值已很接近伏秒击穿电压是指气隙被击穿的概率为50%答：50％，能反映该气隙的基本耐电强度，但由于气隙的击穿电压与电特性带的最下边缘50％击穿电压并不能全面地代表该气隙的耐电强度。压波形相关，因此 ，电m标准大气条件下，下列气隙的击穿场强约为多少（气隙距离不超过２、4压均为峰值计）？答：均匀电场，各种电压。、a??S.653?U24.4S?b?——空气的相对密度；S——气隙的距离，式中cm。 1 b、不均匀电场，最不利的电场情况，最不利的电压极性，直流、雷电冲击、操作冲击、工频电压。 直流：4.5kV/cm；棒板间隙（正棒负板） 雷电冲击：6kV/cm棒板间隙（正棒负板） 操作冲击：3.7kV/cm棒板间隙（正棒负板） 工频电压：4.4kV/cm棒板间隙（正极性） 为什么压缩气体的电气强度远较常压下的气体为高？又为什么当大气的湿、5度增大时，空气间隙的击穿电压增高。 答：压缩气体中的电子的平均自由行程大为减小，削弱电离过程，从而提高气体的电气强度。当大气的湿度增大时，大气中有较多的水蒸气，其电负性较强，易俘获自由电子以形成负离子，使最活跃的电离因素即自由电子的数目减少，阻碍电离的发展。 某110kv电气设备如用于平原地区，其外绝缘应通过的工频试验电压有效值、6为240kv，如用于海拔4000m地区，而试验单位位于平原地带，问该电气设备的外绝缘应通过多大的工频试验电压值？ U?U?K?K试验电压修正经验公式：hd0b其中：K为湿度修正系数，这里不考虑，可取1；hm??K，指数m一般情况下取1。为空气相对密度修正系数，K dd??273p0???

高电压技术课堂作业与解答【华北电力大学】

第一章 P11，1-1 解答：见PPT 中的表格。 极化种类 产生场合 所需时间 能量损耗 产生原因 电子式极化 任何电介质 10－15s 无 束缚电子运动轨道偏移 离子式极化 离子式电介质 10－13s 几乎没有 离子的相对偏移 转向极化 极性电介质 10－10s ～10－2s 有 偶极子的定向排列 空间电荷极化 多层介质交界面 10－2s ～数分钟 有 自由电荷的移动 在外电场的作用下，介质原子中的电子运动轨道将相对于原子核发生弹性位移，此为电子式极化或电子位移极化。 离子式结构化合物，出现外电场后，正负离子将发生方向相反的偏移，使平均偶极距不再为零，此为离子位移极化。 极性化合物的每个极性分子都是一个偶极子，在电场作用下，原先排列杂乱的偶极子将沿电场方向转动，显示出极性，这称为偶极子极化。 在电场作用下，带电质点在电介质中移动时，可能被晶格缺陷捕获或在两层介质的界面上堆积，造成电荷在介质空间中新的分布，从而产生电矩，这就是空间电荷极化。 1-4 解答：金属导电的原因是自由电子移动；电介质通常不导电，是在特定情况下电离、化学分解或热离解出来的带电质点移动导致。 1-6 解答：由于介质夹层极化，通常电气设备含多层介质，直流充电时由于空间电荷极化作用，电荷在介质夹层界面上堆积，初始状态时电容电荷与最终状态时不一致；接地放电时由于设备电容较大且设备的绝缘电阻也较大则放电时间常数较大（电容较大导致不同介质所带电荷量差别大，绝缘电阻大导致流过的电流小，界面上电荷的释放靠电流完成），放电速度较慢故放电时间要长达5～10min 。 补充：1、画出电介质的等效电路（非简化的）及其向量图，说明电路中各元件的含义，指出介质损失角。 图1－4－2中，lk R 为泄漏电阻；lk I 为泄漏电流；g C 为介质真空和无损极化所形成的电容；g I 为流过g C 的电流；p C 为无损极化所引起的电容；p R 为无损极化所形成的等效电阻；p I 为流过p p C R －支路

电力大学高电压技术模拟试题

华北电力大学高电压技术模拟试题六 一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题1分，共10分) 1.由于光辐射而产生游离的形式称为( )。 A.碰撞游离 B.光游离 C.热游离 D.表面游离 2.解释电压较高、距离较长的间隙中的气体放电过程可用( )。 A.流注理论 B.汤逊理论 C.巴申定律 D.小桥理论 3.测量绝缘电阻不能有效发现的缺陷是( )。 A.绝缘整体受潮 B.存在贯穿性的导电通道 C.绝缘局部严重受潮 D.绝缘中的局部缺陷 4.随着输电线路长度的增加线路的波阻抗将( )。 A.不变 B.增大 C.减小 D.可能增大也可能减小 5.保护间隙动作后会形成截波，对变压器类设备构成威胁的是( )。 A.对地绝缘 B.主绝缘 C.匝间绝缘 D.相间绝缘 6.发电机突然甩负荷引起的过电压属于( )。 A.操作过电压 B.谐振过电压 C.暂时过电压 D.工频过电压 7.设S1、S2分别为某避雷器及其被保护设备的伏秒特性曲线，要使设备受到可

靠保护必须( )。 A.S1高于S2 B.S1低于S2 C.S1等于S2 D.S1与S2相交 8.若固体电介质被击穿的时间很短、又无明显的温升，可判断是( )。 A.电化学击穿 B.热击穿 C.电击穿 D.各类击穿都有 9.表示某地区雷电活动强度的主要指标是指雷暴小时与( )。 A.耐雷水平 B.雷暴日 C.跳闸率 D.大气压强 10.不能用于测量直流高压的仪器设备是( )。 A.电容分压器 B.电阻分压器 C.静电电压表 D.高阻微安表 二、填空题(每空1分，共15分) 11.气体中带电粒子消失的方式有复合、__________及受电场的作用流入电极。 12.用测量绝缘电阻判断电介质绝缘的好坏时，绝缘电阻值越大说明绝缘__________。 13.用西林电桥测量tanδ时，常用的接线方式中__________接线适用于被试品接地的情况。 14.变压器绕组中电压起始分布的最大电位梯度出现在绕组的__________。 15.不同的电介质串联后，在交流电压作用下，它们所受的电场强度与它们的__________成反比。 16.雷击杆塔顶时在导线上产生的感应过电压的极性与雷电的极性相__________。 17.线路的雷击跳闸率包括绕击跳闸率和__________跳闸率。 18.电力系统的谐振过电压分为线性谐振、__________谐振及参数谐振。

高电压技术(第二版)吴广宁电子教案

周次： 时间： 课题：气体放电的基本物理过程（一） 课时：2课时 教学目标：1、了解带电质点的产生与消失 2、掌握电子崩的形成与汤逊理论 重点、难点：电子崩的形成与汤逊理论 教具：教材粉笔 ￥ 教学方法：讲授法 时间分配：回顾10分钟授课65分钟小结10分钟作业布置5分钟 教学过程： 气体放电的基本物理过程 高压电气设备中的绝缘介质有气体、液体、固体以及其它复合介质。由于气体绝缘介质不存在老化问题，击穿后自愈能力强，且其成本廉价，因此气体成为了在实际应用中最常见的绝缘介质。 气体击穿过程的理论研究虽然还不完善，但是相对于其他几种绝缘材料来说最为完整。因此，高电压绝缘的论述一般都由气体绝缘开始。 1.1.1 带电质点的产生 气体放电是对气体中流通电流的各种形式统称。 } 由于空气中存在来自空间的辐射，气体会发生微弱的电离而产生少量的带电质点 正常状态下气体的电导很小，空气还是性能优良的绝缘体； 在出现大量带电质点的情况下，气体才会丧失绝缘性能 1、气体中电子与正离子的产生 电离是指电子脱离原子核的束缚而形成自由电子和正离子的过程。电离可一次完成，也可以是先激励再电离的分级电离方式。 （1）热电离 常温下，气体分子发生热电离的概率极小。气体中发生电离的分子数与总分子数的比值m 称为该气体的电离度。

（2）光电离 当满足以下条件时，产生光电离。 — （3）碰撞电离 高速运动的质点与中性的原子或分子碰撞时，如原子或分子获得的能量等于或大于其电离 能，则会发生电离。 （4）分级电离 电子在外界因素的作用下可跃迁到能级较高的外层轨道，称之为激励，其所需能量称为激 励能。原子或分子在激励态再获得能量而发生电离称为分级电离。 2、电极表面的电子逸出 （1）正离子撞击阴极 ！ （2）光电子发射 （3）强场发射 （4）热电子发射 3、气体中负离子的形成 电子亲合能：使基态的气体原子获得一个电子形成负离子时所放出的能量，其值越大则越 易形成负离子。 1.1.2 带电质点的消失 1.带电质点受电场力的作用流入电极 ； 2.带电质点的扩散； 。 3.带电质点的复合。 1.1.3 电子崩与汤逊理论 1、放电的电子崩阶段 （1）非自持放电和自持放电的不同特点 （2）电子崩的形成 外界电离因子在阴极附近产生 了一个初始电子，如果空间电 eEx mv 22 1

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2020年华北电力大学(北京)最新排名,附全 国排名和地区排名 2020年华北电力大学(北京)最新排名,附全国排名和地区排名 更新：2019-11-20 15:25:42 高考填报志愿的时候很多学生很关注大学的排名，本文小编为了方便大家查询各个大学排名，特地整理了最新的2020年华北电力大学(北京)全国排名和地区排名，本排名是根据是根据2019年校友会发布的最新中国高校排名整理，不作为官方数据。 一、华北电力大学(北京)最新排名1、华北电力大学历年全国排名【校友会版】 在校友会版本排名中，华北电力大学2019年全国排名第118名，2018年排名第108名，排名下降了10位。 年度学校名称 全国排名省内排名2019华北电力大学 118232018华北电力大学 108212017华北电力大学 115212016华北电力大学 93202015华北电力大学 88182014华北电力大学

91192013华北电力大学 83172、华北电力大学历年全国排名【最好大学版】 在最好大学版本排名中，华北电力大学2019年全国排名第56名，2018年排名第59名，排名上升了3位。 年份学校名称 全国排名所在地2019华北电力大学 56北京2018华北电力大学 59北京2017华北电力大学 54北京3、华北电力大学在北京市内排名【校友会版】 在北京市内大学排名中，华北电力大学2019年排名第23名，排在华北电力大学前后的分别是中国石油大学（北京）和北京语言大学。 2019北京市大学排名 名次学校名称全国排名星级排名办学层次1北京大学18星级世界一流大学2清华大学28星级世界一流大学3中国科学院大学38星级世界一流大学（特色）4中国人民大学58星级世界一流大学（特色）5北京师范大学177星级世界知名高水平大学6北京航空航天大学257星级世界知名高水平大学7北京理工大学296星级世界高水平大学8中国农业大学346星级世界高水平大学（特色）9北京科技大学425星级中国一流大学（特色）10北京交通大学445星级中国一流大学（特色）11北京邮电大学586星级世界高水平大学（特色）12北京协和医学院716星级世界高水平大学（特色）13中国政法大学746星级世界高水平大学（特色）14北京化工大学775星级中国一流大学（特色）15首都师范大学834星级中国高水平大学16北京工业大学924星级中国高水平大学17对外经济贸易大学955星级中国一流大学

高电压技术教材答案_吴广宁

第1章气体的绝缘特性与介质的电气强度 1-1气体放电过程中产生带电质点最重要的方式是什么，为什么？ 1-2简要论述汤逊放电理论。 1-3为什么棒－板间隙中棒为正极性时电晕起始电压比负极性时略高？ 1-4雷电冲击电压的标准波形的波前和波长时间是如何确定的？ 1-5操作冲击放电电压的特点是什么？ 1-6影响套管沿面闪络电压的主要因素有哪些？ 1-7具有强垂直分量时的沿面放电和具有弱垂直分量时的沿面放电，哪个对于绝缘的危害比较大，为什么？ 1-8某距离4m的棒-极间隙。在夏季某日干球温度=30℃，湿球温度=25℃，气压=99.8kPa 的大气条件下，问其正极性50%操作冲击击穿电压为多少kV?（空气相对密度=0.95）1-9某母线支柱绝缘子拟用于海拔4500m的高原地区的35kV变电站，问平原地区的制造厂在标准参考大气条件下进行1min工频耐受电压试验时，其试验电压应为多少kV？

1-1气体放电过程中产生带电质点最重要的方式是什么，为什么？ 答: 碰撞电离是气体放电过程中产生带电质点最重要的方式。 这是因为电子体积小，其自由行程(两次碰撞间质点经过的距离)比离子大得多，所以在电场中获得的动能比离子大得多。其次．由于电子的质量远小于原子或分子，因此当电子的动能不足以使中性质点电离时，电子会遭到弹射而几乎不损失其动能；而离子因其质量与被碰撞的中性质点相近，每次碰撞都会使其速度减小，影响其动能的积累。 1-2简要论述汤逊放电理论。 答: 设外界光电离因素在阴极表面产生了一个自由电子，此电子到达阳极表面时由于α过程，电子总数增至d e α个。假设每次电离撞出一个正离子，故电极空间共有（d e α－1）个正离子。这些正离子在电场作用下向阴极运动，并撞击阴极．按照系数γ的定义，此（d e α－1）个正离子在到达阴极表面时可撞出γ（d e α－1）个新电子，则(d e α-1)个正离子撞击阴极表面时，至少能从阴极表面释放出一个有效电子，以弥补原来那个产生电子崩并进入阳极的电子，则放电达到自持放电。即汤逊理论的自持放电条件可表达为r(d e α-1)=1或γd e α＝1。 1-3为什么棒－板间隙中棒为正极性时电晕起始电压比负极性时略高？ 答:（1）当棒具有正极性时，间隙中出现的电子向棒运动，进入强电场区，开始引起电离现象而形成电子崩。随着电压的逐渐上升，到放电达到自持、爆发电晕之前，在间隙中形成相当多的电子崩。当电子崩达到棒极后，其中的电子就进入棒极，而正离子仍留在空间，相对来说缓慢地向板极移动。于是在棒极附近，积聚起正空间电荷，从而减少了紧贴棒极附近的电场，而略为加强了外部空间的电场。这样，棒极附近的电场被削弱，难以造成流柱，这就使得自持放电也即电晕放电难以形成。 （2）当棒具有负极性时，阴极表面形成的电子立即进入强电场区，造成电子崩。当电子崩中的电子离开强电场区后，电子就不再能引起电离，而以越来越慢的速度向阳极运动。一部份电子直接消失于阳极，其余的可为氧原子所吸附形成负离子。电子崩中的正离子逐渐向棒极运动而消失于棒极，但由于其运动速度较慢，所以在棒极附近总是存在着正空间电荷。结果在棒极附近出现了比较集中的正空间电荷，而在其后则是非常分散的负空间电荷。负空

华北电力大学(北京)电网络习题及答案

华北电力大学电网络习题及答案（王雁凌老师） 1－8 图示二端口由两个线性电阻器（无源元件）和一个理想流控电流源 （有源元件）组成。 试证明：在某些参数值下，它可以是无源二端口。 证明：?? ? -=-==21222122111)(r i r i r i i u r i u ββ ?? ? ?????????-=??????∴2122 1210i i r r r u u β 吸收功率: []?????????? ? ?? ??? -- =-+=+=21222121 22122 212 122112 2)(i i r r r r i i r i i r i r i i u i u t p βββ R 阵对称正定，即4 )(,0,02 22121r r r r r β>>>时， 该二端口是无源的。 1－9 设互易n 端口有混合参数矩阵H ，求H 应满足的条件。 解： 法一： n 端口划分成两部分，a ，b [] []T k T k I I I U U U 2121,,==a a I U [] []T n k k T n k k I I I U U U 2121,,++++==b b I U ???+=+=??? ??????????=??????b bb a ba b b ab a aa a b a bb ba ab aa b a U H I H I U H I H U U I H H H H I U 图 1－8

设[ ][ ] )() ((1)(1)I U I U 22,是n 端口的两个任意容许偶， 若互易 [] [] (1)T (2)(2)T (1)I U I U = [] [ ] [] ??????++=?? ? ???=(2)b bb (2)a ba (2)a (1)b T T (1)b ab (1)a aa (2)b (2)a (1)b T (1)a T (2) T (1)U H I H I U )U H I (H I I U U I U [ ] ? ? ????++=(2)b bb (2)a ba (2)a (1)b T T ab (1)b T T aa (1) a T U H I H I U H U H I )1()(21 (2) b bb (1) b T (2)a ba T ab (1) b T )(a T aa )(a U H U I H H U I H I +++= [] [][ ] [ ] ?? ????++=?? ????==(2) b (2) b ab (2)a aa T (1)b bb (1)a ba (1)a T (2)b (2)a (1)b T (1) a T (2) T (1)(1) T (2)U U H I H )U H I (H I U U I I U I I U )2( (2) b bb T (1) b T (2)b ba T ab (1) a T (2)a aa (1)a U H U )U H (H I I H I +++= 对比（1）（2）式得：???==bb bb T aa aa H H H H T ???-=?=+-=?=+ba T ab ba T ab T ab ba ba T ab H H 0H H H H 0H H 法二：?? ? ?????????=? ??? ??b a bb ba ab aa b a U I H H H H I U 转成Z 阵：?? ????????? ?--=??????----b a 1 bb ba 1 bb 1 bb ab ba 1 bb ab aa b a I I H H H H H H H H H U U T Z Z = )1( ba 1 bb ab aa T ba 1bb ab T aa H H H H )H H (H H ---=-∴ )2()( 1 bb ab ba 1bb H H H H --=-T )3()( ba 1bb 1bb ab H H H H ---=T )4()( 1bb 1bb H H --=T 由（4）得：)5( T bb bb H H = 将（5）代入（2）或（3），得：)6( T ab ba H H -= 把（6）代入（1）得：ba 1 bb ab aa T ab T ba 1 bb T aa H H H H H )H (H H ---=-

华北电力大学高电压技术模拟试题三

华北电力大学高电压技术模拟试题三 华电高电压技术模拟试题三 一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题1分，共10分) 1.沿面放电电压与同样距离下的纯空气间隙的放电电压相比总是( ) A.高 B.低 C.相等 D.不确定 2.伏秒特性曲线实际上是一条带状区域，因为在冲击电压作用下，间隙放电时间具有( ) A.时延性 B.准确性 C.统计性 D.50%概率 3.对夹层极化有明显影响的因素是( ) A.温度 B.电压性质 C.气压 D.频率 4.电介质在受潮或受污染后，其相对介电常数将( ) A.变大 B.变小 C.不变 D.不确定 5.测量绝缘电阻和测量泄漏电流最主要的区别是( ) A.试验原理不同 B.加压时间不同 C.电压大小不同 D.试验设备不同

6.当线路在冲击电压作用下产生冲击电晕时，电压波的波速将( ) A.增大 B.减小 C.保持不变 D.变化不定 7.决定雷电流波形的主要参数是( ) A.幅值和陡度 B.幅值和波头时间 C.波头时间和波尾时间 D.陡度和波尾时间 8.无避雷线的线路遭受雷击时，线路上的感应过电压与线路高度( ) A.成正比 B.成反比 C.无关 D.关系不确定 9.切除空载变压器出现过电压的主要原因是( ) A.电弧重燃 B.截流现象 C.电容效应 D.中性点不接地 10.断线过电压属于( ) A.大气过电压 B.操作过电压 C.工频过电压 D.谐振过电压 二、填空题(每空1分，共15分) 11.解释均匀电场中低气压、短间隙的放电现象用__________理论。 12.在极不均匀电场中，放电是从曲率半径较__________的电极开始的。 13.电介质电导不同于金属电导的区别是：电介质电导是__________电导。 14.测量介质损耗角正切值最常用的仪器设备是__________，当被试品接地时应采用__________接法。15.某输电线路的单位长度的电感和电容分别为L0、C0，则波阻抗的大小为__________。

(完整版)高电压技术第2章参考答案

第二章参考 1、 气隙的伏秒特性是怎样绘制的？研究气隙的伏秒特性有何实用意义？ 答：气隙伏秒特性用实验方法来求取：保持一定的波形而逐级升高电压，从示波图求取。电压较低时，击穿发生在波尾。电压甚高时，放电时间减至很小，击穿可发生在被头。在波尾击穿时，以冲击电压幅值作为纵坐标，放电时间作为横坐标。在波头击穿时，还以放电时间作为横坐标，但以击穿时电压作为纵坐标。把相应的点连成一条曲线，就是该气隙在该电压波形下的伏秒特性曲线。 伏秒特性对于比较不同设备绝缘的冲击击穿特性具有重要意义，例如，在考虑不同绝缘强度的配合时，为了更全面地反映绝缘的冲击击穿特性，就必须采用伏秒特性。 2、 试说明在雷电冲击电压作用下，导线对平行平板气隙（S/D>10）和球－球气隙（S/D<0.5）的伏秒特性形状有何不同，并解释其原因。 答：两种情况反映在伏秒特性的形状上，导线对平行平板气隙（S/D>10）的伏秒特性在相当大的范围内向左上角上翘，而球－球气隙（S/D<0.5）的伏秒特性在很小的时间范围内向上翘。 原因可以解释为：导线对平行平板气隙（S/D>10），电场分布极不均匀，在最低击穿电压作用下，放电发展到完全击穿需要较长的时间，如不同程度地提高电压峰值，击穿前时间将会相应减小。球－球气隙（S/D<0.5），电场分布较为均匀，当某处场强达到自持放电值时，沿途各处放电发展均很快，故击穿前时间较短（不超过2~3μs ）。 3、 试解释50％击穿电压。 答：50％击穿电压是指气隙被击穿的概率为50%的冲击电压峰值。该值已很接近伏秒特性带的最下边缘，能反映该气隙的基本耐电强度，但由于气隙的击穿电压与电压波形相关，因此50％击穿电压并不能全面地代表该气隙的耐电强度。 4、 标准大气条件下，下列气隙的击穿场强约为多少（气隙距离不超过２m ，电压均为峰值计）？ 答： a 、 均匀电场，各种电压。 S S U b δδ53.64.24+= 式中δ——空气的相对密度；S ——气隙的距离，cm 。

高电压技术第二版习题答案(部分)说课材料

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）在气体放电过程中，碰撞电离为什么主要是由电子产生的？ 答：气体中的带电粒子主要有电子和离子，它们在电场力的作用下向各自的极板运动，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。电子与离子相比，它的质量更小，半径更小，自由行程更大，迁移率更大，因此在电场力的作用下，它更容易被加速，因此电子的运动速度远大于离子的运动速度。更容易累积到足够多的动能，因此电子碰撞中性分子并使之电离的概率要比离子大得多。所以，在气体放电过程中，碰撞电离主要是由电子产生的。 （2）带电粒子是由哪些物理过程产生的，为什么带电粒子产生需要能量？答：带电粒子主要是由电离产生的，根据电离发生的位置，分为空间电离和表面电离。根据电离获得能量的形式不同，空间电离又分为光电离、热电离和碰撞电离，表面电离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。原子或分子呈中性状态，要使原子核外的电子摆脱原子核的约束而成为自由电子，必须施加一定的外加能量，使基态的原子或分子中结合最松弛的那个电子电离出来所需的最小能量称为电离能。 （3）为什么SF6气体的电气强度高？ 答：主要因为SF6气体具有很强的电负性，容易俘获自由电子而形成负离子，气体中自由电子的数目变少了，而电子又是碰撞电离的主要因素，因此气体中碰撞电离的能力变得很弱，因而削弱了放电发展过程。 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使阴极表面逸出电子是维持气体放电的必要条件；阴极逸出电子能否接替起始电子的作用是自持放电的判据。它只适用于低气压、短气隙的情况。