高電壓技術(shù)第二版習(xí)題答案部分

1、第一章第一章氣體放電的基本物理過(guò)程氣體放電的基本物理過(guò)程（1）在氣體放電過(guò)程中，碰撞電離為什么主要是由電子產(chǎn)生的？答：氣體中的帶電粒子主要有電子和離子，它們?cè)陔妶?chǎng)力的作用下向各自的極板運(yùn)動(dòng)，帶正電荷的粒子向負(fù)極板運(yùn)動(dòng)，帶負(fù)電荷的粒子向正極板運(yùn)動(dòng)。電子與離子相比，它的質(zhì)量更小，半徑更小，自由行程更大，遷移率更大，因此在電場(chǎng)力的作用下，它更容易被加速，因此電子的運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)大于離子的運(yùn)動(dòng)速度。更容易累積到足夠多的動(dòng)能，因此電子碰撞中性分子并使

2、之電離的概率要比離子大得多。所以，在氣體放電過(guò)程中，碰撞電離主要是由電子產(chǎn)生的。（2）帶電粒子是由哪些物理過(guò)程產(chǎn)生的，為什么帶電粒子產(chǎn)生需要能量？答：帶電粒子主要是由電離產(chǎn)生的，根據(jù)電離發(fā)生的位置，分為空間電離和表面電離。根據(jù)電離獲得能量的形式不同，空間電離又分為光電離、熱電離和碰撞電離，表面電離分為正離子碰撞陰極表面電離、光電子發(fā)射、熱電子發(fā)射和強(qiáng)場(chǎng)發(fā)射。原子或分子呈中性狀態(tài)，要使原子核外的電子擺脫原子核的約束而成為自由電子，必須施加

3、一定的外加能量，使基態(tài)的原子或分子中結(jié)合最松弛的那個(gè)電子電離出來(lái)所需的最小能量稱(chēng)為電離能。（3）為什么SF6氣體的電氣強(qiáng)度高？答：主要因?yàn)镾F6氣體具有很強(qiáng)的電負(fù)性，容易俘獲自由電子而形成負(fù)離子，氣體中自由電子的數(shù)目變少了，而電子又是碰撞電離的主要因素，因此氣體中碰撞電離的能力變得很弱，因而削弱了放電發(fā)展過(guò)程。12湯遜理論與流注理論對(duì)氣體放電過(guò)程和自持放電條件的觀(guān)點(diǎn)有何不同？這兩種理論各適用于何種場(chǎng)合？答：湯遜理論的基本觀(guān)點(diǎn)：電子碰撞電

4、離是氣體電離的主要原因；正離子碰撞陰極表面使陰極表面逸出電子是維持氣體放電的必要條件；陰極逸出電子能否接替起始電子的作用是自持放電的判據(jù)。它只適用于低氣壓、短氣隙的情況。氣體放電流注理論以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，它考慮了高氣壓、長(zhǎng)氣隙情況下空間電荷對(duì)原有電場(chǎng)的影響和空間光電離的作用。在初始階段，氣體放電以碰撞電離和電子崩的形式出現(xiàn)，但當(dāng)電子崩發(fā)展到一定程度之后，某一初始電子的頭部集聚到足夠數(shù)量的空間電荷，就會(huì)引起新的強(qiáng)烈電離和二次電子崩，這種強(qiáng)烈的

5、電離和二次電子崩是由于空間電荷使局部電場(chǎng)大大增強(qiáng)以及發(fā)生空間光電離的結(jié)果，這時(shí)放電即轉(zhuǎn)入新的流注階段。13在一極間距離為1cm的均勻電場(chǎng)氣隙中，電子碰撞電離系數(shù)α=11cm1。今有一初始電子從陰極表面出發(fā)，求到達(dá)陽(yáng)極的電子崩中的電子數(shù)。答：eαd=e11=59874。15試近似估算標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下半徑分別為1cm和1mm的光滑導(dǎo)線(xiàn)的電暈起始場(chǎng)強(qiáng)。P15皮克公式16氣體介質(zhì)在沖擊電壓下的擊穿有何特點(diǎn)？其沖擊電氣強(qiáng)度通常用哪些方式表示？答：在

6、持續(xù)電壓（直流、工頻交流）作用下，氣體間隙在某一確定的電壓下發(fā)生擊穿。而在沖擊電壓作用下，氣體間隙的擊穿就沒(méi)有這種某一個(gè)確定的擊穿電壓，間隙的擊穿不僅cm1m5.58)1.03.0(1130)3.01(3039)13.0(1130)3.01(301.01導(dǎo)線(xiàn)半徑空氣相對(duì)密度光滑導(dǎo)線(xiàn)導(dǎo)線(xiàn)表面粗糙系數(shù)????????????????rmcmkVrmEcmkVrmEmcmc?????26為避免額定電壓有效值為1000kV的試驗(yàn)變壓器的高壓引出

7、端發(fā)生電暈放電，在套管上部安裝一球形屏蔽極。設(shè)空氣的電氣強(qiáng)度E0=30kVcm，試決定該球極應(yīng)有的直徑。P40=94.28cm27為什么SF6氣體具有特別高的電氣強(qiáng)度并成為除空氣外應(yīng)用得最廣泛的氣體介質(zhì)？試述GIS有哪些重要優(yōu)點(diǎn)？答：SF6氣體具有特別高的電氣強(qiáng)度主要是因?yàn)檫@些氣體都具有很強(qiáng)的電負(fù)性，容易俘獲自由電子而形成負(fù)離子，電子變成負(fù)離子后，其引起碰撞電離的能力就變得很弱，因而削弱了放電發(fā)展過(guò)程。SF6氣體的電氣強(qiáng)度約為空氣的2.

8、5倍，而其滅弧能力高達(dá)空氣的100倍以上，所以它成為除空氣外應(yīng)用得最廣泛的氣體介質(zhì)。GIS有哪些重要優(yōu)點(diǎn)：1）大大節(jié)省占地面積和空間體積。2）運(yùn)行安全可靠。3）有利于環(huán)保，使運(yùn)行人員不受電場(chǎng)和磁場(chǎng)的影響。4）安裝工作量小、檢修周期長(zhǎng)。第三章液體和固體介質(zhì)的電氣特性kVUHUKUppa3252601030001.11101.1144??????????3010002222max?????cgEURDARRUCRRRUCUCQCRRRUCU

9、CQCCCCUCUCQCCCCUCUCQtttttttt521g5221222251211111512120220252211011011014.1I102.71072.6)2(107107)1(????????????????????????????????????????????????????????3s22821095.93200C29.10cosU)3(1011R)2(102929.10UP)1(ssppwCtgrpFWtgC