高电压习题教材.doc

第二章习题2.1氮气的电离能为15.5eV，求能引起光电离的光子的最大波长是多少？是否在可见光范围内？解：带入，得到：所以能够引起光电离的光子的最大波长是80nm，不在可见光范围内，而大概在紫外线范围内紫外线的波长范围是（10-400nm）2.2一紫外灯的主要谱线的波长是253.7nm，用以照射铜电极时，问会不会引起电极表面电子发射？解：所以会引起电极表面电子发射2.3 SF6气体的电离能为15.6eV，问要引起碰撞电离时电子的速度至少应为多大（电子质量）?解：m/s2.4 用放射性同位素照射一均匀场间隙，使间隙每秒钟在每一立方厘米中产生107对正负带电质点若两电极之间的距离d＝5cm，问图2－3中饱和电流密度等于多少？Q=nqsl=0.5*107*1.602*10-19*5*Stj=Q/St=0.5*107*1.602*10-19*5=4.005*10-12A/cm22.5 2.6 一个1cm长的均匀间隙中，电子碰撞电离系数α＝11cm－1若有一个初始电子从阴极出发，求到达阳极的电子崩中的电子数解：n＝e112.7同轴圆柱电极间电场为不均匀电场，内电极表面电力线最密，场强最大；离内电极越远场强越小；外电极内表面场强最小。

2.82.92.10解：第三章3.13.23.33.4据图3-7，或根据棒板间隙击穿场强3.35KV/cm,计算得到750kv放电距离为223.88cm取安全系数1.8，则d=1.8*223.88=402.984cm3.53.63.7第四章4.14.2 双层介质见5.4公式4.34.4第五章5.1 P=U2ωCtanδ5.2 依据5.4组合绝缘计算5.3 395*1.7=671.5KV5.4 5.5 第六章6.1破坏性和非破坏性6.2贯通性缺陷，整体受潮温度，残余电荷6.3 电介质的能量损耗叫介损；tanδ仅仅与材料特性有关而与材料尺寸无关；6.4 参见课本80页6.5 参见课本68页6.6 指标 试验 检测绝缘缺陷种类局限性绝缘电阻总体绝缘质量欠佳；受潮；贯穿性的导电通道；无法检测局部缺陷和老化泄漏电流电压高，能够检测兆欧表无法检测的缺陷；有升压过程，指示电压电流关系；读数可精确读取；tgδ受潮；贯穿性导电通道；绝缘内含气泡的电离；绝缘老化劣化；绝缘油老化非穿透性的绝缘缺陷；很小部分的老化劣化；个别绝缘弱点局部放电局部放电的测量，可发现局部缺陷气相色谱分析检测充油电气设备内部的故障，且可带电检测6.7 造成原因是介质的极化，2.56.8 液体和气体电介质，只有体积电阻6.9 t=0时，电压按照电容分配 t=∞时，电压按照电阻分配6.10 直流下主要为电导损耗，而交流下主要为极化损耗。

选择交流电气设备的绝缘材料：（1） 选择电容器绝缘材料时，一方面要注意介电强度，一方面希望εr大，减小体积和质量；（2） 组合绝缘应注意各材料εr的配合；（3） 介质损耗是影响绝缘劣化和热击穿的重要因素，应注意绝缘材料εr的选择第七章7.1 试验变压器的电压通常比较高，应满足实验要求；容量方面主要由工作时间长短及负载所需电流的大小决定 式7-1、7-27.2 参见书108-109页7.3 U=δkUs 107页7.4 R、L、C电路的矢量图7.77.9根据波头、波尾表达式进行调节 第八章8.1 （1）波阻抗只决定导线单位长度的电感和电容，与长度无关；导线电阻与长度成正比；（2）波阻抗不消耗电磁能，电阻消耗能量为热能；（3）波阻抗有正负号，表示不同方向的流动波，而电阻则没有8.2 根据彼德逊法则，母线电压： 8.3波的折反射8.4 参见例题8-48.5 参见例题8-78.6 彼德逊法则计算8.7 课本1348.9 陡度很大 第九章：9.1 雷电流：规程规定，雷击于Rj≤30Ω的低接地电阻物体时，流过该物体的电流落雷密度：每个雷暴日、每平方公里对地面落雷的次数，γ=0.07次/km2·雷电日9.2 阀式避雷器：残压：流过避雷器一定幅值（5KA），一定波形（8/20μS），在阀片电阻上产生的最大压降。

灭弧电压：有间隙避雷器，在续流第一次经过零值保证不再重燃的条件下，允许作用在避雷器上的最高工频电压保护比：残压与灭弧电压之比切断比：避雷器间隙的工频放电电压（下限）与续流过零后间隙所能承受的最大工频电压（灭弧电压）之比工频续流：避雷器放电时，强大的冲击电流泄入大地，大电流过后，工频电流将沿原冲击电流的通道继续流过，称为工频续流9.3 MOA的优点：（1）非线性系数α小；（2）保护性能好；（3）基本无续流，动作负载轻，耐重复动作能力强；（4）通流容量大；（5）结构简单，尺寸小，易于大批生产，造价低；（6）适用于多种特殊需要9.42IZZ09.5 单根避雷针的计算，参见课本9.6 第十章10.1 输电线路防雷的基本措施是装设避雷线，有时加装避雷针和避雷器10.2 耐雷水平：雷击线路不致引起绝缘闪络的最大电流值，称为线路耐雷水平 建弧率：冲击闪络转化为工频电弧的概率 雷击跳闸率：折算为统一条件下，因雷击引起的线路跳闸次数单位：次/（100km·40雷电日）10.3由于35KV及以下线路绝缘很弱， 35kv耐雷水平为20KA，出现此电流的概率高达60%，因而雷击避雷线反击导线的概率大大增大，装设避雷线的效果不大；而且投资占的比重较大，所以一般只在其进线端设置避雷线保护。

10.4第十一章11.1 直击雷：避雷针、避雷线 入侵波：避雷器、进线段11.2 由于变压器和避雷器具有一段距离，变压器电压大约高2al/v.11.3 参见课本178-179页11.4 FZ：保护变压器 GB1：限制入侵波幅值 GB2：保护断路器 进线段：降低雷电流幅值；降低入侵波陡度11.5 高低压侧分别每相装设避雷器，避雷线接地线与变压器外壳以及低压侧中性点相连接地；不设进线段保护11.6 发电机绝缘特点： （1）旋转电机在结构和工艺上的特点，它们的冲击绝缘水平要比同电压等级的变压器低得多 （2）电机绝缘特别在导线出槽处，电场极不均匀，故在过电压作用后，会有局部的轻微损伤，使绝缘老化，可能引起击穿 （3）电机绝缘在运行中受机械振动、发热以及局部放电所产生的臭氧的侵蚀，相对变压器的工作条件更为严峻 （4）保护旋转电机用的磁吹避雷器（FCD）的保护性能与电机绝缘水平的配合裕度很小 （5）由于电机绕组的结构布置特点，特别是大容量电机，其匝间电容很小，起不了改善冲击电压分布的作用为了保证发电机匝间绝缘的安全运行，必须要将入进波陡度限制得很小。

发电机防雷保护的任务有： （1）限制入侵波的幅值；（2）降低感应过电压；（3）降低入侵波的陡度4）限制雷电流幅值第十二章12.1 由于空载长线的电容效应；不对称短路；突然甩负荷12.2 参见课本12.3 中性点绝缘的3-10KV系统，单相接地时，健全相的工频电压升高约为线电压的1.1倍，选择避雷器灭弧电压时，取110%线电压，这时避雷器称为110%避雷器； 中性点经消弧线圈接地的35-60KV系统，单相接地时健全相上电压接近线电压，选择避雷器灭弧电压时，取100%线电压，这时避雷器称为100%避雷器； 中性点直接接地的110-220KV系统，单相接地时，健全相上的电压约为80%的线电压，采用80%避雷器12.4 铁磁谐振过电压是由于电感元件的非线性 线性谐振中电感是线性的，发生谐振的条件是等效回路中的自振频率等于或接近于电源频率 铁磁谐振过电压的回路没有固定的频率第十三章13.1 参见课本13.2 合闸空载线路，产生过电压的根本原因是电容、电感的震荡，其震荡电压叠加在稳态电压上所致 限制措施:（1）降低工频电压升高； （2）断路器装设并联电阻； （3）控制合闸相位； （4）消除线路上的残余电荷； （5）装设避雷器。

13.4 应装设磁吹型或氧化锌避雷器，保证可靠动作并具有较好的灭弧能力。