《高电压技术》赵智大——课后答案

高电压技术习题答案

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任何电介质离子式结构电介质极性电介质多层介质的交界面所需时间10-15 s 10-13 s 10-10～10-2 s 10-1 s～数小时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 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；I lk 为泄漏电流；C g 为介质真空和无损极化所形成的电容；I g 为流过 C g 的电流；C p 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；I p 为流过Rp－C p 支路的电流，可以分为有功分量I pr 和无功分量I pc 。 J g 为真空和无损极化所引起的电流密度，为纯容性的；J lk 为漏导引起的电 流密度，为纯阻性的；J p 为有损极化所引起的电流密度，它由无功部分J pc 和有功部分J pr 组成。容性电流J c 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。

《高电压技术》课程教学大纲

《高电压技术》课程教学大纲 大纲执笔人：罗玉雄大纲审核人： 课程编号：0808000415 英文名称：High Voltage Techniques 学分：2.5 总学时：40。其中，讲授34 学时，实验 6 适用专业: 电气工程及其自动化 先修课程：电路理论，电机学，发电厂电气主系统，电磁场，电力系统稳态分析，电力系统暂态分析等。 一、课程性质与教学目的 本课程是电气工程及其自动化专业本科生的专业必修课程，是研究电气设备的 绝缘及其问题的学科。是从事电力系统的设计、安装、调试及其运行的工程技术人 员必须掌握的专业知识。本课程具有完整的理论体系，又是一门实践性很强的学科， 对学生的基础理论、基本知识和实践经验、技能都有较好的培养和锻炼。 二、基本要求 本课程是电气工程及其自动化专业的专业课程，必修。通过本课程的教学，使学生掌握电力设备绝缘性能、试验方法和电力系统过电压及防护等方面的基本知识，并获得解决上述问题的初步能力和试验技能。 三、重点与难点 重点：各类电介质在高电场下的特性、电气设备绝缘试验技术、电力系统过电压与绝缘配合。 难点内容：气体、液体、固体电介质的基本电气特性及电介质理论，波过程理论。 四、教学方法 课堂讲授、结合生产实际与案例教学（本课程配有6学时的试验）。

五、课程知识单元、知识点及学时分配 见表1。 表1 课程的知识单元、知识点及学时分配

六、实验、上机与实训教学条件及内容 实验内容 1气体放电实验 学时：2学时。 实验内容：研究不同电极情况下极间距离为0.5 , 1 , 1.5, 2 cm时放电电压的变化规律。 实验要求：熟悉安全规则和高压设备的接线和操作规则；了解极间间隙的变化对放电电压的影响。 主要仪器：单相高压试验变压器及其套件。 2 绝缘预防实验 学时：2学时。 实验内容：用兆欧表测量电容器的绝缘电阻R和吸收比K；利用直流高压测量阀型避雷器的泄漏电流。 实验要求：了解测量吸收比和绝缘电阻、泄漏电流的意义和方法。 主要仪器：单相高压试验变压器及其套件；兆欧表；阀型避雷器；整流二极管。 3 绝缘子链实验

高电压技术(赵智大)1-2章总结.(DOC)

绪论 高电压技术是一门重要的专业技术基础课； 随着电力行业的发展，高压输电问题越来越得到人们的重视； 高电压、高场强下存在着一些特殊的物理现象； 高电压试验在高电压工程中起着重要的作用。 气体的绝缘特性与介质的电气强度 研究气体放电的目的： 了解气体在高电压（强电场）作用下逐步由电介质演变成导体的物理过程 掌握气体介质的电气强度及其提高方法 高压电气设备中的绝缘介质有气体、液体、固体以及其它复合介质。 气体放电是对气体中流通电流的各种形式统称。 由于空气中存在来自空间的辐射，气体会发生微弱的电离而产生少量的带电质点。正常状态下气体的电导很小，空气还是性能优良的绝缘体； 在出现大量带电质点的情况下，气体才会丧失绝缘性能。 自由行程长度 单位行程中的碰撞次数Z的倒数λ即为该粒子的平均自由行程长度。 ()λ- =x e x P 令x=λ，可见粒子实际自由行程长度大于或等于平均自由行程长度的概率是36.8%。带电粒子的迁移率 k=v/E 它表示该带电粒子单位场强（1V/m）下沿电场方向的漂移速度。 电子的质量比离子小得多，电子的平均自由行程长度比离子大得多 热运动中，粒子从浓度较大的区域运动到浓度较小的区域，从而使分布均匀化，这种过程称为扩散。 电子的热运动速度大、自由行程长度大，所以其扩散速度比离子快得多。 产生带电粒子的物理过程称为电离，是气体放电的首要前提。

光电离i W h ≥νc λν= 气体中发生电离的分子数与总分子数的比值m 称为该气体的电离度。 碰撞电离 附着：当电子与气体分子碰撞时，不但有可能引起碰撞电离而产生出正离子和新电子，而且也可能会发生电子与中性分子相结合形成负离子的情况。 电子亲合能：使基态的气体原子获得一个电子形成负离子时所放出的能量，其值越大则越易形成负离子。 电负性：一个无量纲的数，其值越大表明原子在分子中吸引电子的能力越大 带电粒子的消失1到达电极时，消失于电极上而形成外电路中的电流2带电粒子因扩散而逸出气体放电空间3带电粒子的复合 复合可能发生在电子和正离子之间，称为电子复合，其结果是产生一个中性分子； 复合也可能发生在正离子和负离子之间，称为离子复合，其结果是产生两个中性分子。 气体放电现象与规律因气体的种类、气压和间隙中电场的均匀度而异。 电子碰撞电离系数 α 表示一个电子沿电场方向运动1cm 的行程 所完成的碰撞电离次数平均值。 阳极的电子数应为：d a e n n α0=(1-7) 途中新增加的电子数或正离子数应为：) 1(00-=-=?d a e n n n n α(1-8) d e I I α0=(1-10)E U e x e e i e i e e λλλλα--==11 当气温不变时，式(1-14)即可改写为： E Bp Ape -=α 电场强度E 增大时， α急剧增大; P 很大或很小时， α都比较小。 在高气压和高真空下，气隙不易发生放电现象，具有较高的电气强度。 正离子的表面游离系数γ:一个正离子到达阴极,撞击阴极表面产生游离的电子数