2020年高电压技术试题答案资料.doc

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。,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,电子总数增至个。假设每次电离撞出一个正离子,故电极空间共有(-1)个正离子。这些正离子在电场作用下向阴极运动,,此(-1)个正离子在到达阴极表面时可撞出(-1)个新电子,则(-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(-1)=1或=1。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?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。1-4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?答:图1-13表示雷电冲击电压的标准波形和确定其波前和波长时间的方法(波长指冲击波衰减至半峰值的时间)。图中O为原点,P点为波峰。国际上都用图示的方法求得名义零点。图中虚线所示,,这样波前时间、和波长都从算起。当前国际上大多数国家对于标准雷电波的波形规定是:,图1-13标准雷电冲击电压波形-波前时间-半峰值时间冲击电压峰值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。1-6影响套管沿面闪络电压的主要因素有哪些?答:影响套管沿面闪络电压的主要因素有(1)电场分布情况和作用电压波形的影响(2)电介质材料的影响(3)气体条件的影响(4)雨水的影响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,哪个对绝缘的危害比较大,为什么?答:具有强垂直分量时的沿面放电对绝缘的危害比较大。电场具有弱垂直分量的情况下,电极形状和布置已使电场很不均匀,因而介质表面积聚电荷使电压重新分布所造成的电场畸变,不会显著降低沿面放电电压。,放电过程中不会出现热电离现象,故没有明显的滑闪放电,因而垂直于放电发展方向的介质厚度对放电电压实际上没有影响。其沿面闪络电压与空气击穿电压的差别相比强垂直分量时要小得多。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=,问其正极性50%操作冲击击穿电压为多少kV?(空气相对密度=)答:距离为4m的棒-极间隙,其标准参考大气条件下的正极性50%操作冲击击穿电压=1300kV。查《高电压技术》可得空气绝对湿度。从而再由图3-1求得参数。求得参数=1300/(500×4××)=,于是由图3-3得指数。空气密度校正因数湿度校正因数所以在这种大气条件下,距离为4m的棒-极间隙的正极性50%操作冲击击穿电压为。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?解:,35kV母线支柱绝缘子的1min干工频耐受电压应为100k