高电压技术第三版课后习题答案_
高电压技术第三版本课后习题包括答案.docx
精品文档第一章作业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 。
.精品文档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 e d e11 159874答：到达阳极的电子崩中的电子数目为59874 个。
.精品文档1-5 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。
（完整版）《高电压技术》习题解答
1《高电压技术》习题解答第一章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：1.1.碰撞游离方式碰撞游离方式碰撞游离方式 在这种方式下，游离能为与中性原子在这种方式下，游离能为与中性原子在这种方式下，游离能为与中性原子((分子分子))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正、负带电粒子都有可能与中性原子((分子分子))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复合是正、负带电质点相互结合后成为中性原子((分子分子))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。
高电压技术第三版课后答案
高电压技术第三版课后答案【篇一：高电压技术(周泽存)课后作业与解答】t>p11，1-1 解答：电介质极化种类及比较在外电场的作用下，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。
1-6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，rlk为泄漏电阻；ilk为泄漏电流；cg为介质真空和无损极化所形成的电容；ig为流过cg的电流；cp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；ip为流过rp－cp支路的电流，可以分为有功分量ipr和无功分量ipc。
jg为真空和无损极化所引起的电流密度，为纯容性的；jlk为漏导引起的电流密度，为纯阻性的；jp为有损极化所引起的电流密。
度，它由无功部分jpc和有功部分jpr组成。
容性电流jc与总电容电流密度向量j之间的夹角为?，称为介质损耗角。
介质损耗角简称介损角?，为电介质电流的相角领先电压相角的余角，功率因素角?的余角，其正切tg?称为介质损耗因素，常用％表示，为总的有功电流密度与总无功电流密度之比。
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高电压技术第三版课后习题答案HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】第一章作⏹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 e d e11159874答：到达阳极的电子崩中的电子数目为59874个。
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第一章作业■ 解释下列术语(1)气体屮的自持放电；(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，即使除左•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：能引起电了崩并最终导致间隙击穿的电了称为有效电子，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而最短距离，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°J■1-2汤逊理论与流注理论对气体放电过程和口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：汤逊理论认为电了碰撞电离是气体放电的主要原因，二次电子来源于正离了撞击阴极使阴极表面逸出电子，逸岀电了是维持气休放电的必雯条件。
所逸出的电子能否接替起始电子的作川是自持放电的判据。
流汴理论认为形成流注的必要条件是电了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。
汤逊理论的适川范围是短间隙、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。
在一极间距离为1cm的均匀电场电场气隙屮，电子碰撞电离系数a =11cm-1o 今有一初始电子从阴极表而出发，求到达阳极的电子崩中的电子数冃。
解：到达阳极的电子崩屮的电子数忖为n(l— e(xd =e}M =59874答：到达阳极的电子崩屮的电子数冃为59874个。
1・5近似估算标准大气条件卜•半径分别为1cm和1mm的光滑导线的电晕起始场强。
解：对半径为1cm的导线(03、£ =30/7^ l + -y= =30xlxlx I 后丿对半径为1mm的导线( 03 'E =30xlxlx 1+• ‘ •=5&5(kV/cm)答：半径1cm导线起晕场强为39kV/cm,半径1mm Y线起晕场强为58.5kV/cm1-10简述绝缘污闪的发展机理和防止对策。
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第一章作业■ 解释下列术语(1)气体屮的自持放电；(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，即使除左•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：能引起电了崩并最终导致间隙击穿的电了称为有效电子，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而最短距离，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°J■1-2汤逊理论与流注理论对气体放电过程和口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：汤逊理论认为电了碰撞电离是气体放电的主要原因，二次电子来源于正离了撞击阴极使阴极表面逸出电子，逸岀电了是维持气休放电的必雯条件。
所逸出的电子能否接替起始电子的作川是自持放电的判据。
流汴理论认为形成流注的必要条件是电了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。
汤逊理论的适川范围是短间隙、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。
在一极间距离为1cm的均匀电场电场气隙屮，电子碰撞电离系数a =11cm-1o 今有一初始电子从阴极表而出发，求到达阳极的电子崩中的电子数冃。
解：到达阳极的电子崩屮的电子数忖为n(l— e(xd =e}M =59874答：到达阳极的电子崩屮的电子数冃为59874个。
1・5近似估算标准大气条件卜•半径分别为1cm和1mm的光滑导线的电晕起始场强。
解：对半径为1cm的导线(03、£ =30/7^ l + -y= =30xlxlx I 后丿对半径为1mm的导线( 03 'E =30xlxlx 1+• ‘ •=5&5(kV/cm)答：半径1cm导线起晕场强为39kV/cm,半径1mm Y线起晕场强为58.5kV/cm1-10简述绝缘污闪的发展机理和防止对策。
高电压技术课后题答案详解
第一章电介质的极化、电导和损耗第二章气体放电理论1)流注理论未考虑的现象。
表面游离2)先导通道的形成是以的出现为特征。
C- C．热游离3)电晕放电是一种。
A--A．自持放电4)气体内的各种粒子因高温而动能增加，发生相互碰撞而产生游离的形式称为C--C.热游离5)以下哪个不是发生污闪最危险的气象条件？D-D.大雨6)以下哪种材料具有憎水性？A--A.硅橡胶20)极性液体和极性固体电介质的相对介电常数与温度和电压频率的关系如何？为什么？极化液体相对介电常数在温度不变时，随电压频率的增大而减小，然后就见趋近于某一个值，当频率很低时，偶极分子来来得及跟随电场交变转向，介电常数较大，当频率接近于某一值时，极性分子的转向已经跟不上电场的变化，介电常数就开始减小。
在电压频率不变时，随温度的升高先增大后减小，因为分子间粘附力减小，转向极化对介电常数的贡献就较大，另一方面，温度升高时分子的热运动加强，对极性分子的定向排列的干扰也随之增强，阻碍转向极化的完成。
极性固体介质的相对介电常数与温度和频率的关系类似与极性液体所呈现的规律。
21)电介质电导与金属电导的本质区别为何？１）带电质点不同：电介质为带电离子（固有离子，杂质离子）；金属为自由电子。
２）数量级不同：电介质的γ小，泄漏电流小；金属电导的电流很大。
３）电导电流的受影响因素不同：电介质中由离子数目决定，对所含杂质、温度很敏感；金属中主要由外加电压决定，杂质、温度不是主要因素。
22)简要论述汤逊放电理论。
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eαd 个。
假设每次电离撞出一个正离子，故电极空间共有（eαd －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（eαd －1）个正离子在到达阴极表面时可撞出γ（eαd －1）个新电子，则( eαd -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αd电子，则放电达到自持放电。
高电压试验(清华大学第三版)课后习题参考答案
和（5-29）进行求解。
5.3 解答如下： 由公式得最大负荷电容 C2m = 0.0663μs2 / L =0.001326μF。
5.2 解答如下：
因
Tf
= 3.24 (Rd + R f )C1C2 C1 + C2
= 1.2 ×10−6
（1）
Tt = 0.693(Rd + Rt )(C1 + C2 ) = 50 ×10−6
（2）
将参数带入（1），（2）式，得 Rf=103.7Ω，Rt=3179.5Ω。
效率η = C1
Rt =88.1%。
为 3W＝1500kVA，W＝500kVA。 I1H=I2H=I3H=W/U=1A。 ②低压绕组容量为整个变压器容量。 I1L=3W/U1L=1500kVA/10kV=150A； I2L=2W/U1L=1000kVA/10kV=100A； I3L=W/U1L=500kVA/10kV=50A； ③激磁绕组容量为下一级变压器容量，电压与低压绕组电压相等。 I1K=2W/U1L=1000kVA/10kV=100A； I1K=W/U2L=500kVA/10kV=50A； ④竖立套管对地电压： UA1=500kV； UA2=1000kV； UA3=1500kV；
Ud 2 fCU d
所以 C =
Id 2 fSUd
=
10 ×10−3 2 × 50 × 0.03×100 ×103
= 3.333×10−9 (F ) = 3333( pF )
高 压 硅 堆 0.5s 过 载 电 流 峰 值 ISM 为 额 定 电 流 平 均 值 的 20 ～ 50 倍 左 右 ， 即 R/Rx=0.05~0.02，取值为 0.05，得 R=0.05Rx=0.05×10MΩ=500kΩ。
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第一章作⏹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? e?d? e11?1?59874答：到达阳极的电子崩中的电子数目为59874个。
1-5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。
解：对半径为1cm的导线对半径为1mm的导线答：半径1cm导线起晕场强为39kV/cm，半径1mm导线起晕场强为58.5kV/cm1-10 简述绝缘污闪的发展机理和防止对策。
答：户外绝缘子在污秽状态下发生的沿面闪络称为绝缘子的污闪。
绝缘子的污闪是一个受到电、热、化学、气候等多方面因素影响的复杂过程，通常可分为积污、受潮、干区形成、局部电弧的出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。
1-11 试运用所学的气体放电理论，解释下列物理现象：（1）大气的湿度增大时，空气间隙的击穿电压增高，而绝缘子表面的闪络电压下降；（2）压缩气体的电气强度远较常压下的气体高；（3）沿面闪络电压显着地低于纯气隙的击穿电压。
答：（1）大气湿度增大时，大气中的水分子增多，自由电子易于被水分子俘获形成负离子，从而使放电过程受到抑制，所以击穿电压增高；而大气湿度增大时，绝缘子表面容易形成水膜，使绝缘子表面积污层受潮，泄漏电流增大，容易造成湿闪或污闪，绝缘子表面闪络电压下降；（2）气压很大时电子的自由行程变小，两次碰撞之间从电场获得的动能减小，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；（3）沿面闪络电压显着地低于纯气隙的击穿电压是因为沿固体介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。
第二章作业2-1试用经验公式估算极间距离d=2cm的均匀电场气隙在标准大气条件下的平均击穿场强Eb。
P32解：d=2cm的均匀电场气隙平均击穿场强为E? 24.55?? 6.66? / d? 24.55?1? 6.66 1/ 2 ? 29.26(kV/cm )b答：标准大气条件下的平均击穿场强为29.26kV/cm2-3在线路设计时已确定某线路的相邻导线间气隙应能耐受峰值为±1800kV的雷电冲击电压，试利用经验公式近似估计线间距离至少应为若干？P36解：导线间的气隙可以用棒-棒气隙近似表示对正极性雷电冲击：? 75 ?5.6d?d? (1800? 75) / 5.6 ? 308(cm) U50%对负极性雷电冲击：U50%?110? 6d?d? (1800?110) / 6 ? 282(cm)取两者中较大者308cm答：线间距离至少应为308cm。
2-4 在p=755mmHg，t=33的条件下测得一气隙的击穿电压峰值为108kV，试近似求取该气隙在标准大气条件下的击穿电压值。
P38解：在p=755mmHg，t=33条件下的空气相对密度为：?? 2.9p? 2.9 ?101.3?755?1? 0.954 t760273? 33由于δ处于0.95～1.05之间U ??U?U?U?108?113.2(kV)00?0.954答：该气隙在标准大气条件下的击穿电压值为113.2kV。
2-5 某110kV电气设备的外绝缘应有的工频耐压水平（有效值）为260kV，如该设备将安装到海拔3000m的地方运行，问出厂时（工厂位于平原地区）的试验电压影增大到多少？P39解：出厂时的试验电压值：1U ? K a U p?1? 260 ?? 260? H?10?4 1.1? 3000 ?10?41.1=325(kV)答：出厂试验电压值应增大到325kV。
2-6 为避免额定电压有效值为1000kV的试验变压器的高压引出端发生电晕放电，在套管上部安装一球形屏蔽极。
设空气的电气强度E0=30kV/cm，试决定该球形电极应有的直径。
P40解：球形电极应有的直径为：D ?2R ?2U g?max? 2 ?2 ?1000 E30c答：该球形电极应有的直径为94.2cm。
=94.2(cm)第三章作业3-1 某双层介质绝缘结构，第一、二层的电容和电阻分别为：C1=4200pF，R1=1400MΩ；C2=3000pF、R2=2100MΩ。
当加上40kV直流电压时，试求：（1）当t=0合闸初瞬，C1、C2上各有多少电荷？（2）到达稳态后，C1、C2上各有多少电荷？绝缘的电导电流为多大？解：（1）绝缘结构的等值电路如图所示：t=0合闸初瞬时，电压按电容反比分配即U1?C2，可得U C21U?C2U ?3000? 40?1031C ? C420021=50 / 3 ?16.67(kV )C1上的电荷Q1 ? C1U1 ??4200?10?12?50 / 3?103=70(?C)C2上的电荷Q2? C2U2? C2(U ?U1)?3000?10?12?(40?50 / 3)?103=70(?C)（2）稳态时，因为作用电压U为直流，所以C1和C2可视为开路，流过绝缘的电导电流由总电阻决定，即I ?U?40 ?103?80?10?6?11.43(?A)6R ? R(1400 ? 2100) ?10712此时C1上的电压与R1上的电压相等，即U ? R I ?1400?106?(80 / 7)?10?6?16(kV)11C1上的电荷Q ? C U ?4200?10?12?16?103? 67.2(?C)111C2上的电荷Q2? C2U2?3000?10?12?(40?16)?103?72(?C)3-3 某设备对地电容C=3200pF，工频下的tgδ=0.01，如果所施加的工频电压等于32kV，求：（1）该设备绝缘所吸收的无功功率和所消耗的有功功率各为多少？（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？（3）如果用串联等值电路表示，则其中的电容值C s和电阻值r各位若干？解：（1）该设备所吸收的有功功率为P? U 2?Ctg??(32?103)2?314?3200?10?12?0.01=10.3(W)所吸收的无功功率为Q ?P?10.3?1030Var?1.03kVar tg?0.01（2）在绝缘的并联等值电路中，有tg??II RC?U / R?1? R ?1?1? 99.5(M?)?12U?C R?C?Ctg?314 ?3200?10?0.01（3）在绝缘的串联等值电路和并联等值电路中，等值电容近似相等，即Cs=Cp=C=3200pF。
因此，对串联等值电路，由可得串联等值电阻tg???C s rr ?tg??0.01? 9.95(k?) ?C314 ?3200 ?10?12s3-6 一充油的均匀电场间隙距离为30mm ，极间施加工频电压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εr1=2，屏障的εr2=4）解：没有屏障时油中的电场强度为E?U? 300?100(kV/cm )?1d30 ?10放置厚度为d1的屏障时（令d 为未放屏障时的间隙距离，E1为油中的电场强度，E2为屏障中的电场强度）E ??? r 2 E12U ? E (d ? d ) ? Ed1121U联立解得油中的电场强度为E ?1?dd ?d???11r1????30 0?r2r1?d1=3mm时，E?2?0.3/ 4?105.26(kV/cm )? (3 ? 0.3)/ 2?此时油中电场强度提高的倍数为E1?E0?5.26?E 100.0526d1=10mm时，E ?300?120(kV/cm ) 2?1/4? (3 ?1) / 2?1此时油中电场强度提高的倍数为E ? E?120 ?100? 0.210E100 0第四章作业4-1 测量绝缘电阻能发现那些绝缘缺陷？试比较它与测量泄漏电流实验项目的异同。
答：测量绝缘电阻能有效地发现下列缺陷：绝缘总体状态不佳；绝缘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.第五章作业解：进行工频耐压试验时流过试品的电流为I? 2?fCU?10?3? 2??50?4?10?3?400?10?3? 0.5(A)该试验变压器的输出功率为P ?2?fCU 2?10?3? 2??50?4?10?3?4002?10?3? 200(kVA)5-2 当习图-4中的球隙F击穿时，试验变压器T的初级绕组所接的电压表PV的读数为若干？答：查附录球隙放电电压表可知图中球隙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，所以变压器初级绕组电压表读数U ?79.5 / 2? 400 ? 224.9(V) 1005-6 为什么选用球隙而不是其他形状的间隙（特别是消除了边缘效应的平板电极）？答：P108第六章作业解：架空线路的波阻抗Z1为?L?0.933?10?3? 346(?)Z1?61C0.00778?101电缆线路的波阻抗Z2为Z?L?0.155?1022C0.187 ?102?3?6≈29(?)节点上的电压峰值为2Z1u1?2 ?346?50? 92.27(kV)Z1? Z2346? 29u ??u1?解：根据彼得逊法则可得等值电路如图所示，回路总电流I ?2U0?2 ?600Z ?(Z / 4) //( Z '/ 2)400 ?100 // 16≈2.9(kA)Z母线上的电压幅值2U0Z Z Z Z Z’Z’U ?2U? IZ ?2?600?400?2.9=40(kV)解：根据彼得逊法则可得等值电路如图所示，回路总电流'Z2 ?1000 ?500I ?2I?11Z ? R // Z2500 ?100 // 501= 1.875(kA)Z 12I 1'Z 1 RZ 2（1）进入电缆的电流波幅值I 2 ?2I ?1.25(kA)3? I进入电缆的电压波幅值 U22Z2=1.25?50 ? 62.5(kV)（2）架空线上的电压反射波幅值U ''?U? I Z? 62.5 ?500 ???437.5(kV) 1211架空线上的电流反射波幅值U ''? 437.5I ''???1?? 0.875(kA) 1Z5001（3）流过避雷器的电流幅值I?1I ?0.625(kA)R3解：根据彼得逊法则，画出其等值电路如图所示。