高电压技术综合作业2(解答)
(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 。
（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。
高电压技术后习题答案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。
高电压技术课后习题答案详解
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 eα个。
假设每次电离撞出一个正离子，故电极空间共有（deα－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（deαeα－1）个正离子在到达阴极表面时可撞出γ（d －1）个新电子，则(deα-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(deα＝1。
eα-1)=1或γd1-3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。
高电压技术练习题(附参考答案)
高电压技术练习题（附参考答案）一、单选题（共40题，每题1分，共40分）1、绝缘电阻的测量值获取需加压（）S。
A、30B、45C、15D、60正确答案：D2、以下属于操作过电压的是（）。
A、电弧接地过电压B、铁磁诸振过电压C、变电所侵入波过电压D、工频电压升高正确答案：A3、闲式避雷器的保护比是指残压与（）电压之比。
A、工频放电B、额定C、冲击放电D、灭弧正确答案：D4、彼德逊法则提供了一种用（）计算行波的折射、反射问题的方法。
A、集中参数等值电路B、网格法C、波动方程D、分布参数等值电路正确答案：A5、水在变压器油中如果呈水珠状一滴滴悬浮在油中，则电压器油的耐电强度（）。
A、显著下降B、无法确定C、不变D、显著提高正确答案：A6、Z1、Z2两不同波阻抗的长相连于A点，行波在A点将发生折射和反射，反射系数的取值范围为（）。
A、0B、-1≤β≤1C、-1≤β≤0D、-1≤β≤2正确答案：B7、超高压输电线路及变电站，采用分裂导线与采用相同截面的单根导线相比较，下列项目中，（）项是错误的。
A、分裂导线通流容量大些B、分裂导线对地电容大些C、分裂导线结构复杂些D、分裂导线较易发生电晕，电晕损耗大些正确答案：D8、如下电压等级线路中，要求限制的内过电压倍数最低的是（）A、60kV及以下B、500VC、110kVD、220kV正确答案：B9、关于空气间隙的击穿特性，以下描述错误的是（）。
A、冲击耐压与极性有关B、冲击耐压与湿度无关C、冲击耐压与间隙距离有非线性关系D、绝缘具有自恢复性正确答案：B10、吸收比是1-15s 和仁（）s时，两个电流值所对应绝缘电阻的比值。
A、30B、60C、20D、40正确答案：B11、电力系统中实际采用的防雷保护装置不包括（）。
A、隔离开关B、避雷器C、防雷接地D、避雷针正确答案：A12、不会引起行波损耗的因素为(）A、大地电阻B、对地电容C、电晕D、导线电阻正确答案：B13、由于长线路的电容效应及电网的运行方式突然改变而引起的持续时间相对较长的过电压称作（）A、操作过电压B、工频过电压C、大气过电压D、谐振过电乐正确答案：B14、极性介质中由于偶极子的定向排列形成的极化属于( )。
大工11春高电压技术在线作业1-3
大工11春高电压技术在线作业一一,单选题1. 由光辐射引起的电离方式称为（）。
A. 碰撞电离B. 热电离C. 表面电离D. 光电离正确答案：D2. 下列因素与间隙击穿电压无关的是（）。
A. 电极材料B. 气压C. 电极间距D. 电极长度正确答案：D3. 汤逊理论的气压与间隙适用范围是（）。
A. 高气压短间隙B. 低气压长间隙C. 低气压短间隙D. 高气压长间隙正确答案：C4. 在电离方式中产生电子，没有正离子出现的电离方式为（）。
A. 表面电离B. 光电离C. 热电离D. 碰撞电离正确答案：A5. 下列击穿电压最高的是（）。
A. 负棒正板场B. 负棒正棒场C. 正棒负板场D. 正板负板场正确答案：A6. 沿固体介质表面发展的放电称为（）。
A. 击穿B. 闪络C. 电晕D. 以上都不对7. 带有异号电荷的粒子相遇，发生电荷的传递、中和而还原为中性粒子的过程称为（）。
A. 中和B. 扩散C. 放电D. 复合正确答案：D8. 自持放电的主要特点是（）。
A. 需要外界因素维持B. 无需外界因素，仅靠电场维持C. 放电时间短D. 放电很快终止正确答案：B二,多选题1. 下列电场属于均匀电场的是（）。
A. 板一板B. 板一棒C. 棒一棒D. 球一球正确答案：ACD2. 极不均匀电场的特性有（）。
A. 击穿电压比均匀电场低B. 击穿电压很高C. 如果是不对称电极，则放电有极性效应D. 具有特殊的放电形式——电晕放电正确答案：ACD3. 强电场下气体电离形式主要有（）。
A. 光电离B. 热电离C. 碰撞电离D. 表面电离正确答案：ABCD4. 下列属于流注放电的特点的是（）。
A. 电离强度很大B. 传播速度很快C. 导电性能良好D. 不能自持放电三,判断题1. 极不均匀电场的击穿电压比均匀电场低。
A. 错误B. 正确正确答案：B2. 根据巴申曲线，气压越高，击穿电压越高.A. 错误B. 正确正确答案：A3. 当分子的动能大于气体分子的电离能时，就可能引起热电离。
（完整word版）高电压技术习题与答案复试必备.doc
（完整word版）高电压技术习题与答案复试必备.doc.第一章气体放电的基本物理过程一、选择题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 ．表面游离C ．热游离D ．光游离 3) 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。
A.碰撞游离B.光游离C.热游离D.表面游离5) ______型绝缘子具有损坏后“自爆”的特性。
A.电工陶瓷B.钢化玻璃C.硅橡胶D.乙丙橡胶6) 以下哪个不是发生污闪最危险的气象条件？A.大雾B.毛毛雨C.凝露D.大雨7)污秽等级II 的污湿特征：大气中等污染地区，轻盐碱和炉烟污秽地区，离海岸盐场3km~10km 地区，在污闪季节中潮湿多雾但雨量较少，其线路盐密为mg / cm 2 。
A . ≤0.03 B.>0.03~0.06 C.>0.06~0.10 D.>0.10~0.25 8)以下哪种材料具有憎水性？A . 硅橡胶 B.电瓷 C. 玻璃 D 金属二、填空题9)气体放电的主要形式：、、、、 10) 根据巴申定律，在某一 PS 值下，击穿电压存在值。
11) 在极不均匀电场中，空气湿度增加，空气间隙击穿电压。
12) 流注理论认为，碰撞游离和是形成自持放电的主要因素。
13) 工程实际中，常用棒－板或电极结构研究极不均匀电场下的击穿特性。
14) 气体中带电质子的消失有、复合、附着效应等几种形式15) 对支持绝缘子，加均压环能提高闪络电压的原因是。
16) 沿面放电就是沿着表面气体中发生的放电。
17)标准参考大气条件为：温度t 020 C，压力bkPa ，绝对湿度h 0 11g / m 318) 越易吸湿的固体，沿面闪络电压就越 ______19) 等值盐密法是把绝缘子表面的污秽密度按照其导电性转化为单位面积上__________含量的一种方法 20) 常规的防污闪措施有：爬距，加强清扫，采用硅油、地蜡等涂料三、计算问答题21) 简要论述汤逊放电理论。
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五、计算题 36．某无避雷线的线路高hd=10m，当线路杆塔遭受雷击， 测得雷电流幅值为I=50kA，若取波头时间为τ=2.6μs，试求雷 电流的平均陡度及导线上感应过电压的大小。
U gd hd
37．某变电所高压母线上接有两条波阻抗为Z1=500Ω的 架空线路和一条波阻抗为Z2=50Ω的电缆线路，现有一 幅值为U0=1000kV的直角电压波沿其中一条架空线路侵
19．全绝缘变压器的中性点绝缘水平与绕组的绝缘水平_______。
20．空载线路电容效应引起的工频过电压与线路的长度及电源 的_________________有关。
21．中性点不接地系统发生单相接地时产生间隙性电弧过电压 的根本原因是接地点存在______。
22．将电压大小为U的电源投至具有残压U0的空载线路时， 合闸后线路振荡电压最大幅值可达_______________。
2. 节点A处的电压反射波与电流反射波；
3. 串联电阻上流过的电流和消耗的功率。
U1q=U0
UB
Z1
2U1q R
Z2
Z2
2 1000 500 550
50
50
90.91(kV)
UA
Z1
2U1q R
Z2
(R
Z2)
2 1000 500 550
50
(550
50)
1090.91(kV)
(1)U2q=UB=90.91(kV), I2q=U2q/Z2=90.91/50=1.82kA
(2)U1f=UA-U1q=1090.91-1000=90.(931)(IkRV=()UA-UB)/R=1.82(kA) I1f=-U1f/Z1=-90.91/500=-0.18kA PR=(UA-UB)2/R=1818.18(kW)
C．S1低于S2
3．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
C．电击穿
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
D．大气压强
5．直流高压试验与测量泄漏电流最主要的区别是 （ ）。
23．满足谐振条件的回路需要________才能产生谐振过电压。
24．绝缘配合的核心问题是确定设备的绝缘水平，常用的方法 有_________、统计法和简化统计法。
三、名词解释 25．吸收比 26．雷击跳闸率 27．谐振过电压 28．电气设备的绝缘水平
四、简答题 30．测量绝缘电阻方法的适用范围如何？ 31．冲击电晕对线路中的波过程有何影响？ 32．金属氧化物避雷器有何优点？ 33．现代输电线路主要采用哪些防雷措施？ 35．空载分闸过电压产生的原因是什么？限制这
A．加压时间不同
B．加压大小不同
C．试验性质不同
D．试验方法不同
C．试验性质不同
6．不能用于测量直流高压的仪器设备是（
A．静电电压表
B．电阻分压器
C．电容分压器
D．高阻微安表
C．电容分压器
）。
7．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
）。
C．无关
8．单相变压器绕组在受到过电压作用的瞬间可等值为
D．大气过电压
）。
D．大气过电压
二、填空题 11．某110kV电气设备从平原地区移至高原地区，其工频耐压 水平将_____________。
12．在极不均匀电场中，正极性的电晕起始电压_______于负极 性的电晕起始电压，此现象称为_______效应。
13．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。
（1）求波到发电机绕组时，绕组上的过电压和电流的大小；
（2）若发电机绕组首端并联有电容器，进入发电机绕组的波形如 何变化？
例题
一幅值U0=1000kV的无限长直角波，从1条波阻抗Z1=500Ω的架空线路经1 只串联电阻R=550Ω ，与1根波阻抗Z2=50Ω的电缆相连接，试求
1. 流入电缆的电压折射波与电流反射波；
入变电所，如图所示，求母线上的过电压幅值为多大？
六、综合应用题
38．为避免额定电压为750kV（有效值）的试验变压器的高压 引出端产生电晕，高压套管上拟安装一个球形屏蔽电极，设空 气的电气强度为E0=30kV/cm，试计算该电极应有的直径。若 将带有该电极的变压器移至低气压的高原地区，电极表面是否 会产生电晕？为什么？
《高电压技术》 综合作业二
一、单项选择题
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
B．流注理论
2．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等于S2
C．S1低于S2
D．S1与S2相交
14．电气设备绝缘的预防性试验包括_______试验和耐压试验两 大类。
15．当电气设备的外壳接地时，采用西林电桥测量tanδ宜采用 _______接法。
16．电压直角波经过串联电容后，波形将发生变化，变成_____ 波。 18．雷击线路时，线路绝缘尚不发生闪络的________称为线路的 耐雷水平。
Ec
27.7 (1
0.337
r
)( k V
/
cm)
δ:空气相对密度；
R: 导线半径（cm）
Ec
27.7
(1
0.337
r
)
27 .7(1
0.337 r
)
30
39．现有一幅值为U0=500kV的无限长直角过电压波沿波阻抗为 Z1=400Ω的架空线路进入波阻抗为Z2=40Ω的电缆线路，然后侵 入发电机绕组，如图所示，发电机绕组的波阻抗为ZG=800欧：
一个（
）。
A．等值电容
B．等值电阻
C．等值电感
D．L－C电路
A．等值电容
9．不属于GIS变电所防雷保护特点的是（
）。
A．母线波阻抗较小
B．保护与被保护设备间距离短
C．伏秒特性平坦
D．绝缘配合裕度大
D．绝缘配合裕度大
10．下列不同类型的过电压中，不属于内过电压的是（
A．工频过电压
B．操作过电压
C．谐振过电压