高电压技术第4章习题答案
高电压技术第四版习题答案
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所需时间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任何电介质-15 s 离子式结构电介质-13 s 极性电介质-10～10-2 s 多层介质的交界面-1 s～数小时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；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ϕ的余角，其正切t gδ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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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．按照系数的d e αγ定义，此（－1）个正离子在到达阴极表面时可撞出（－1）个新电子，则(-deαγdeαdeα1)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(-1)=1或＝1。
de αγdeα1-3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。
负空间电荷由于浓度小，对外电场的影响不大，而正空间电荷将使电场畸变。
棒极附近的电场得到增强，因而自持放电条件易于得到满足、易于转入流柱而形成电晕放电。
1-5操作冲击放电电压的特点是什么？答：操作冲击放电电压的特点：（1）U 形曲线，其击穿电压与波前时间有关而与波尾时间无关；（2）极性效应，正极性操作冲击的50％击穿电压都比负极性的低；（3）饱和现象；（4）分散性大；（5）邻近效应，接地物体靠近放电间隙会显著降低正极性击穿电压。
高电压技术4ok
高电压技术第四次作业10.电力系统绝缘配合的根本任务和核心问题是什么？简述绝缘配合的基本方法。
答：电力系统绝缘配合的根本任务是：正确处理过电压和绝缘这一对矛盾，以达到优质、安全、经济供电的目的。
更具体的说法是：根据电气设备所在系统中可能会出现的各种电气应力，并考虑保护装置的保护性能和绝缘的电气特性，适当选择设备的绝缘水平，使之在各种电气应力的作用下，绝缘故障率和事故损失均处于经济上和运行上都能接受的合理范围内。
应该全面考虑投资费用、运行维护费用和事故损失等三个方面，以求优化总的经济指标。
绝缘配合的核心问题是：确定各种电气设备的绝缘水平，它是绝缘设计的首要前提。
绝缘配合的基本方法主要有：惯用法和统计法。
(1)惯用法：按作用于绝缘上的最大过电压和最小绝缘强度的概念来配合的，即首先确定设备上可能出现的最危险的过电压；然后根据经验乘上一个考虑各种因素的影响和一定裕度的系数，从而决定绝缘应耐受的电压水平。
(2)统计法：统计法是根据过电压幅值和绝缘的耐电强度都是随机变量的实际情况，在已知过电压幅值和绝缘闪络电压的概率分布后，用计算的方法求出绝缘闪络的概率和线路的跳闸率，在进行了技术经济比较的基础上，正确地确定绝缘水平。
11.避雷器在安装时应和被保护设备相___并联___。
12.氧化锌阀片具有优异的非线性特征，在正常工作电压下，其阻值___很大____，而在过电压的作用下，其阻值会急剧__急剧变小__。
13.电气设备的使用寿命一般取决其__绝缘的寿命____，而其与老化过程密切相关，所以如何通过绝缘试验判别其老化程度是十分重要的。
14.电老化系指在外加____高电压____或__强电场____作用下发生的老化。
介质电老化的主要原因是介质中出现了__局部放电__。
15.绝缘子表面比较清洁时，其表面的电压分布取规律决于绝缘结构本身的__电容__和__杂散电容____；而表面污染受潮时，则取决于__表面电导___。
高电压技术第四版习题答案
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所需时间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任何电介质-15 s 离子式构造电介质-13 s 极性电介质-10～10-2 s 多层介质的交界面-1 s～数小时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那么放电时间常数较大〔电容较大导致不同介质所带电荷量差异大，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那么代表电导损耗。
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，它由无功局部Jpc和有功局部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ϕ的余角，其正切tgδ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。
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。
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对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力根通保据过护生管高产线中工敷资艺设料高技试中术卷资，配料不置试仅技卷可术要以是求解指，决机对吊组电顶在气层进设配行备置继进不电行规保空范护载高与中带资负料荷试下卷高问总中题体资，配料而置试且时卷可，调保需控障要试各在验类最；管大对路限设习度备题内进到来行位确调。保整在机使管组其路高在敷中正设资常过料工程试况中卷下，安与要全过加，度强并工看且作护尽下关可都于能可管地以路缩正高小常中故工资障作料高；试中对卷资于连料继接试电管卷保口破护处坏进理范行高围整中，核资或对料者定试对值卷某，弯些审扁异核度常与固高校定中对盒资图位料纸置试，.卷保编工护写况层复进防杂行腐设自跨备动接与处地装理线置，弯高尤曲中其半资要径料避标试免高卷错等调误，试高要方中求案资技，料术编试交写5、卷底重电保。要气护管设设装线备备置敷4高、调动设中电试作技资气高，术料课中并3中试、件资且包卷管中料拒含试路调试绝线验敷试卷动槽方设技作、案技术，管以术来架及避等系免多统不项启必方动要式方高，案中为；资解对料决整试高套卷中启突语动然文过停电程机气中。课高因件中此中资，管料电壁试力薄卷高、电中接气资口设料不备试严进卷等行保问调护题试装，工置合作调理并试利且技用进术管行，线过要敷关求设运电技行力术高保。中护线资装缆料置敷试做设卷到原技准则术确：指灵在导活分。。线对对盒于于处调差，试动当过保不程护同中装电高置压中高回资中路料资交试料叉卷试时技卷，术调应问试采题技用，术金作是属为指隔调发板试电进人机行员一隔，变开需压处要器理在组；事在同前发一掌生线握内槽图部内 纸故，资障强料时电、，回设需路备要须制进同造行时厂外切家部断出电习具源题高高电中中源资资，料料线试试缆卷卷敷试切设验除完报从毕告而，与采要相用进关高行技中检术资查资料和料试检，卷测并主处且要理了保。解护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
高电压技术1到8章课后复习题答案
1 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。
高电压技术：第四章 线路及绕组中的波过程
为反行电u i压u波i11((tt和反vxvx))行ui电22((t流t波xtxt ))
uq' u"f iq' i"f
u
' q
iq'
u
' f
i
' f
如何理解 波动方程
4.1 单导线波过程
前行电压波
u
和' 前行电流波
q
表iq' 示电压和电流在导线
上的坐标是以速度v沿x的正方向移动。
反行电压波 u和'f 前行电流波 表i示'f 电压和电流在导线上 的坐标是以速度v沿x的负方向移动。
➢电容使折射波波头陡度降低
❖由于电容电压不能突变，波旁过电容初始瞬间，电 容相当于短路
4.3 行波通过串联电感和并联电容
➢电压波穿过电感和旁过电容时折射波波头陡度都 降低，但由它们各自产生的电压反射波却完全相 反 ➢波穿过电感初瞬，在电感前发生电压正的全反射， 使电感前电压提高1倍 ➢波旁过电容初瞬，则在电容前发生电压负的全反 射，使电容前的电压下降为0 ➢由于反射波会使电感前电压提高，可能危及绝缘， 所以常用并联电容降低波陡度
4.2 波的折射和反射
4.2 波的折射和反射
Z2>Z1
连一接、点折A射处波只和能反有射一波个的电计压算电流值
必然有
其中
u1q u1 f u2q
i1q i1 f
i2q
u1q u0
i1q
u1q Z1
i2q
u2q Z2
i1 f
u1 f Z1
u1 f u1q
u 2q
电压的折反射
i1 q i2 q
反射系数为
R Z1
高电压技术第三版课后习题答案完整版
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。
高电压技术课后习题答案详解
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过程，电⼦总数增⾄deα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（deα－1）eα－1）个正离⼦在到达阴极表⾯时可撞出γ（d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。
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4-1测量绝缘电阻能发现哪些绝缘缺陷?试比较它与测量泄漏电流试验项目的异同。
答：测量绝缘电阻能有效地发现下列缺陷：总体绝缘质量欠佳；绝缘受潮；两极间有贯穿性的导电通道；绝缘表面情况不良。
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)，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。
4-2绝缘干燥时和受潮后的吸收特性有什么不同？为什么测量吸收比能较好的判断绝缘是否受潮？ 答：绝缘干燥时的吸收特性02R R ∞>，而受潮后的吸收特性01R R ∞≈。
如果测试品受潮，那么在测试时，吸收电流不仅在起始时就减少，同时衰减也非常快，吸收比的比值会有明显不同，所以通过测量吸收比可以判断绝缘是否受潮。
4-3简述西林电桥的工作原理。
为什么桥臂中的一个要采用标准电容器?这—试验项目的测量准确度受到哪些因素的影响?答：西林电桥是利用电桥平衡的原理，当流过电桥的电流相等时，电流检流计指向零点，即没有电流通过电流检流计，此时电桥相对桥臂上的阻抗乘积值相等，通过改变R 3和C 4来确定电桥的平衡以最终计算出C x 和tan δ。
采用标准电容器是因为计算被试品的电容需要多个值来确定，如果定下桥臂的电容值，在计算出tan δ的情况下仅仅调节电阻值就可以最终确定被试品电容值的大小。
这一试验项目的测量准确度受到下列因素的影响：处于电磁场作用范围的电磁干扰、温度、试验电压、试品电容量和试品表面泄露的影响。
4-5什么是测量tan δ的正接线和反接线?它们各适用于什么场合?答：正接线是被试品C X 的两端均对地绝缘，连接电源的高压端，而反接线是被试品接于电源的低压端。
反接线适用于被试品的一极固定接地时，而正接线适用于其它情况。
7-1为什么需要用波动过程研究电力系统中过电压？答：实际电力系统采用三相交流或双极直流输电，属于多导线线路，而且沿线路的电场、磁场和损耗情况也不尽相同，因此所谓均匀无损单导线线路实际上是不存在的。
但为了揭示线路波过程的物理本质和基本规律，可暂时忽略线路的电阻和电导损耗，假定沿线线路参数处处相同，故首先研究均匀无损单导线中的波过程。
7-2 试分析波阻抗的物理意义及其与电阻之不同点？答：分布参数线路的波阻抗与集中参数电路的电阻虽然有相同的量纲，但物理意义上有着本质的不同：（1）波阻抗表示向同一方向传播的电压波和电流波之间比值的大小；电磁被通过波阻抗为Z 的无损线路时，其能量以电磁能的形式储存于周围介质中．而不像通过电阻那样被消耗掉。
（2）为了区别不同方向的行波，Z 的前面应有正负号。
（3）如果导线上有前行波，又有反行波，两波相遇时，总电压和总电流的比值不再等于波阻抗，即Z u u u u Z i i u u i u bf b f b f b f ≠-+=++= （4）波阻抗的数值Z 只与导线单位长度的电感L 0和电容C 0有关，与线路长度无关。
7-3试分析直流电势E 合闸于有限长导线(长度为l ，波阻为Z)的情况，末端对地接有电阻R(如图7-24所示)。
假设直流电源内阻为零。
解：（1）当R=Z 时，没有反射电压波和反射电流波，即10b u =。
则末端与线路中间2l 的电压相同，2111b f u u u u E ==+=，波形如下。
图(1) 末端接集中负载R=Z 时的电压波形（2）当R =∞时，根据折射和反射系数计算公式（7-17），1,2==βα，即末端电压U 2=u 2f =2E ，反射电压u 1b =E ，线路中间2l 的电压1112b f u u u E =+=，波形如下。
图(2) 末端开路时的电压波形（3）当R=0时，根据折射和反射系数计算公式（7-17），1,0-==βα，即线路末端电压U 2=u 2f =0，反射电压u 1b =-E ，线路中间2l 的电压1110b f u u u =+=。
反射电流i 1b =11b f u E i Z Z--=-=。
在反射波到达范围内，导线上各点电流为if b f i i i i 2111=+=，末端的电流212E i i Z-==。
图(3－1) 末端接地时末端的电流波形图(3－2) 末端接地时线路中间2l 的电压波形7-4母线上接有波阻抗分别为Z1、Z2、Z3的三条出线，从Z1线路上传来幅值为E 的无穷长直角电压波。
求出在线路Z3出现的折射波和在线路Z1上的反射波。
解：当无穷长直角波E u if =沿线路Z 1达到母线后，在线路Z 1上除1f u 、1f i 外又会产生新的行波1b u 、1b i ，因此线路上总的电压和电流为⎪⎭⎪⎬⎫+=+=b f b f i i i u u u 111111 设线路Z 2为无限长，或在线路Z 2上未产生反射波前，线路Z 2上只有前行波没有反行波，则线路Z 2上的电压和电流为⎪⎭⎪⎬⎫==f f i i u u 2222 同理，线路Z 3上的电压和电流为3333f f u u i i =⎫⎪⎬=⎪⎭然而母线上只能有一个电压电流，因此其左右两边的电压电流相等，即123u u u ==，123i i i =+，因此有23112311f f f b f f f b u u u u i i i i ==+⎫⎪⎬+=+⎪⎭将11Z i u f if=，222Z i u f f =，333f f u Z i =，11Z i u bib -=，E u if =代入上式得， 线路Z3出现的折射波2232113313122321()b Z Z i i E Z i Z Z Z Z Z Z Z Z ==-=++ 233331312232Z Z u i Z Z Z Z Z Z Z ==++ 线路Z1出现的反射波13122311131223()b Z Z Z Z Z Z i E Z Z Z Z Z Z Z +-=++ 131223*********()b b Z Z Z Z Z Z u Z i E Z Z Z Z Z Z +-=-=-++ 131223131211113122311312232()()()Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z E i E E Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z +-+=+=++++ 1312232311312231312232()Z Z Z Z Z Z Z Z u E E E Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z +-=-=++++7-6波在传播中的衰减与畸变的主要原因？说明冲击电晕对雷电波波形影响的原因？答：波的衰减和变形受到以下因素的影响：（1）线路电阻和绝缘电导的影响实际输电线路并不满足无变形条件（式7-28），因此波在传播过程中不仅会衰减，同时还会变形。
此外由于集肤效应，导线电阻随着频率的增加而增加。
任意波形的电磁波可以分解成为不同频率的分量，因为各种频率下的电阻不同，波的衰减程度不同，所以也会引起波传播过程中的变形。
（2）冲击电晕的影响由于电晕要消耗能量，消耗能量的大小又与电压的瞬时值有关，故将使行波发生衰减的同时伴随有波形的畸变。
冲击电晕对雷电波波形影响的原因：雷电冲击波的幅值很高，在导线上将产生强烈的冲击电晕。
研究表明，形成冲击电晕所需的时间非常短，大约在正冲击时只需0.05μs ，在负冲击时只需0.01μs ；而且与电压陡度的关系非常小。
由此可以认为，在不是非常陡峭的波头范围内，冲击电晕的发展主要只与电压的瞬时值有关。
但是不同的极性对冲击电晕的发展有显著的影响。
当产生正极性冲击电晕时，电子在电场作用下迅速移向导线，正空间电荷加强距离导线较远处的电场强度，有利于电晕的进一步发展；电晕外观是从导线向外引出数量较多较长的细丝。
当产生负极性电晕时，正空间电荷的移动不大，它的存在减弱了距导线较远处的电场强度．使电晕不易发展；电晕外观上是较为完整的光圈。
由于负极性电晕发展较弱，而雷电大部分是负极性的，所以在过电压计算中常以负极性电晕作为计算的依据。
7-7当冲击电压作用于变压器绕组时，在变压器绕组内将出现振荡过程，试分析出现振荡的根本原因，并由此分析冲击电压波形对振荡的影响。
答：出现振荡的根本原因：由于变压器的稳态电位分布与起始电位分布不同，因此从起始分布到稳态分布，其间必有一个过渡过程。
而且由于绕组电感和电容之间的能量转换，使过渡过程具有振荡性质。
冲击电压波形对振荡的影响:变压器绕组的振荡过程，与作用在绕组上的冲击电压波形有关。
波头陡度愈大，振荡愈剧烈；陡度愈小，由于电感分流的影响，起始分布与稳态分布愈接近，振荡就会愈缓和，因而绕组各点的对地电位和电位梯度的最大值也将降低。
此外波尾也有影响，在短波作用下，振荡过程尚未充分激发起来时，外加电压已经大大衰减，故使绕组各点的对地电位和电位梯度也较低。
7-8说明为什么需要限制旋转电机的侵入波陡度。
答：在直接与电网架空线连接方式下，雷电产生的冲击电压直接从线路传到电机，对电机的危害性很大，需采取限制侵入波陡度的保护措施，使得侵入电机的冲击电压的波头较平缓，匝间电容的作用也就相应减弱。
8-3雷电过电压是如何形成的？答：雷电过电压的形成包括以下几种情况。
（1）直击雷过电压a.雷直击于地面上接地良好的物体（图8-3）时，流过雷击点A 的电流即为雷电流i 。
采用电流源彼德逊等值电路，则雷电流000022i i Z Z Z i ≈+=沿雷道波阻抗0Z 下来的雷电入射波的幅值I 0=I/2，A 点的电压幅值i A IR U =。
b.雷直击于输电线路的导线（图8-4）时，电流波向线路的两侧流动，如果电流电压均以幅值表示，则2220000Z Z Z IZ Z Z U i +=+=导线被击点A 的过电压幅值为 Z Z Z Z I Z i U +===00ZA 22（2）感应雷过电压 雷云对地放电过程中，放电通道周围空间电磁场急剧变化，会在附近线路的导线上产生过电压（图8-5）。
在雷云放电的先导阶段，先导通道中充满了电荷，如图8-5（a ）所示，这些电荷对导线产生静电感应，在负先导附近的导线上积累了异号的正束缚电荷，而导线上的负电荷则被排斥到导线的远端。
因为先导放电的速度很慢，所以导线上电荷的运动也很慢，由此引起的导线中的电流很小，同时由于导线对地泄漏电导的存在，导线电位将与远离雷云处的导线电位相同。
当先导到达附近地面时，主放电开始，先导通道中的电荷被中和，与之相应的导线上的束缚电荷得到解放，以波的形式向导线两侧运动，如图8-5（b ）所示。
电荷流动形成的电流i 乘以导线的波阻抗Z 即为两侧流动的静电感应过电压波iZ U =。
8-5设某变电所的四支等高避雷针，高度为25m ，布置在边长为42m 的正方形的四个顶点上，试绘出高度为11m 的被保护设备，试求被保护物高度的最小保护宽度。