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高电压工程试题答案

高电压工程试题（2009年12月2日）

1．沿面放电中导致滑闪放电的主要原因是什么，并加以解释。(10分)

答：主要原因是极不均匀电场具有强垂直分量。当外施电压超过某一临界值后，线状火花中的带电粒子受电场法线分量的作用被紧压在介质表面上，同时在切线分量的作用下向另一电极方向运动，使介质表面局部发热。当外加电压超过某一临界值时，温度可高到足以引起气体的热电离，使通道中的带电粒子数量急剧增加，介质电导增大，使火花通道头部电场增强，火花通道迅速向前发展，形成树状火花。个别细线突然迅速伸长，转变为分叉的树枝状明亮的火花通道，这种树枝状放电并不固定在一个位置上，而是在不同的位置交替出现，因而称为滑闪放电。

2．简述基于IEC61850协议的新一代变电站自动化系统的特点，分析智能GIS和PASS对新一代变电站自动化系统的适应性。（10分）

答：IEC 61850系列标准共10大类、14个标准，具体名称不在这里赘述，读者可以很容易在网络上查找到，以下主要介绍一下IEC 61850的特点。

①．定义了变电站的信息分层结构

变电站通信网络和系统协议IEC 61850 标准草案提出了变电站内信息分层的概念，将变电站的通信体系分为 3 个层次，即变电站层、间隔层和过程层，并且定义了层和层之间的通信接口。

②．采用了面向对象的数据建模技术

IEC 61850 标准采用面向对象的建模技术，定义了基于客户机/服务器结构数据模型。每个IED包含一个或多个服务器，每个服务器本身又包含一个或多个逻辑设备。逻辑设备包含逻辑节点，逻辑节点包含数据对象。数据对象则是由数据属性构成的公用数据类的命名实例。从通信而言，IED 同时也扮演客户的角色。任何一个客户可通过抽象通信服务接口（ACSI）和服务器通信可访问数据对象。

③．数据自描述

该标准定义了采用设备名、逻辑节点名、实例编号和数据类名建立对象名的命名规则；采用面向对象的方法，定义了对象之间的通信服务，比如，获取和设定对象值的通信服务，取得对象名列表的通信服务，获得数据对象值列表的服务等。面向对象的数据自描述在数据源就对数据本身进行自我描述，传输到接收方的数据都带有自我说明，不需要再对数据进行工程物理量对应、标度转换等工作。由于数据本身带有说明，所以传输时可以不受预先定义限制，简化了对数据的管理和维护工作。

④. 网络独立性

IEC 61850 标准总结了变电站内信息传输所必需的通信服务，设计了独立于所采用网络和应用层协议的抽象通信服务接口（ASCI）。在IEC61850-7-2 中，建立了标准兼容服务器所必须提供的通信服务的模型，包括服务器模型、逻辑设备模型、逻辑节点模型、数据模型和数据集模型。客户通过ACSI，由专用通信服务映射（SCSM）映射到所采用的具体协议栈，例如制造报文规范（MMS）等。IEC 61850 标准使用ACSI和SCSM技术，解决了标准的稳定性与未来网络技术发展之间的矛盾，即当网络技术发展时只要改动SCSM，而不需要修改ACSI。

GIS 是由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组

成的组合电器的简称,这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中,在其内部充有一定压力的SF 6 绝缘气体,故也称SF 6 全封闭组合电器。与常规变电站(AIS) 相比,GIS 具有如下优点: 1结构紧凑。220 kV GIS 占地面积仅为AIS 的10 % ,500 kV GIS 占地面积仅为AIS 的5 % ,这一点在地皮昂贵的城镇和密集的负荷中心和山区水电站尤为重要。2不受污染及雨、盐雾等大气环境因素的影响,因此,GIS 特别适合于工业污染和气候恶劣以及高海拔地区。3安装方便。GIS 一般是以整体或若干单元组成,可大大缩短现场安装工期。

PASS(Plug And Switch System) 是具有金属外壳的、气体绝缘的、内装有断路器、隔离开关、接地开关、电压/ 电流传感器的全封闭组合电器。PASS 反映了GIS 制造技术的最新成果。其主要特点概括如下:

1.采用了先进的组合式电压/ 电流传感器技术和组合式隔离开关/ 接地开关技术,使设备更加紧凑,体积更加小型化。

2.在测量、控制、保护系统中,采用了计算机技术,数字化技术,光纤通讯技术,支持数字式继电器,继电保护系统引入了微机处理和分段监控保护。

3.采用了预安装技术,整套设备在出厂前安装、调试完毕。设备运抵现场后,一个PASS 间隔在数小时之内即可安装完毕,实现了“即插即用”功能。

4.每一PASS 间隔配置1 台就地控制柜,内设控制及保护单元,即将二次技术集成化。

适应性：1 用于高电压、大容量变电站的新建。由于PASS 本身就是一个独立的间隔,通过不同的组合,可适用于双母线、1又1/2 接线、桥型接线、双母线加旁路等多种主接线方式。其中双母线加旁路的主接线方式欧洲采用的比较多。

2 用于老式变电站的扩建,当需要将敞开式AIS 变电站增容升压而空间不足时,采用

PASS 不失为可行的方案。

3 用于老式变电站主要高压电器更新换代。当需要更换同一间隔中的断路器、隔离开关、互感器时,可考虑用PASS 取代整个间隔而不必一对一更新设备。

4 对于枢纽变电站大修而又不允许停电或不允许长期停电时,可临时安装PASS ,大修完毕,再将PASS 拆除,即将PASS 作为一个移动变电站使用,当然,也可以将PASS 作为大宗用户的临时电源。

3．局部放电测量中所使用的设备要尽量采用无内部局部放电的设备，特别是试验电源和耦合

电容，否则将引起测量误差。图1为进行绝缘局部放电试验的原理接线图。HV 为交流高压试验源，Z 为低通滤波器，C x 为试品电容，其值为2000pF ，C k 为耦合电容，其值为200pF 。由C m 和R m 组成检测阻抗。当HV 达到一定的试验电压值时，若C k 上产生了局部放电量50pC ，请问由此因素可误解为C x 上发生了多少视在局部放电量（需有推导说明）？(10分) 答：发生局部放电时，试品电容两端出现瞬时的电压降落，在检测回路中引起一高频脉冲，由于有低通滤波器阻隔，电源对此过程几乎不起作用，忽略检测阻抗上的压降，k c 上的压降约等于x c 上的压降，因而有：

x c 的视在局部放电量20005050500200

x k c q pC pC c =?=?=。 4．为什么避雷器的灭弧电压有80％、100％和110％之分？它们各适用于哪种电压等级？(10

分)

答：在110kv 以上的中性点有效接地电网中，可能出现的最大工频电压只等于电网额定（线）电压的80%；在35kv 及一下的中性点非有效接地电网中，发生一相接地故障时仍能继续运行，但另外两健全相的相对电压会升为线电压，如这两相上的避雷器此时因雷击而动作，作用在它上面的最大工频电压将等于电网额定（线）电压的100%（中性点不接地系统）和110%（中性点经消弧线圈接地系统）。

5．试校核用避雷器FZ-110J 限制开断空载变压器时产生过电压的可能性。变压器参数为：电

压110/220kV ，Y 0/Y 0接法，容量为120MV A ，激磁电流为额定电流I N 的5％，绕组每相对地电容为5000pF 。避雷器参数为允许通过等值矩形电流波5kA （10s μ），其残压为332kV 。（注：避雷器实际承受能量比允许通过的能量低一个数量级，则可以用避雷器进行防护）(10分)

答：变压器在系统额定电压n u 作用下空载激磁电流为：

5%0.050.0531.49L n I I A ====

变压器的激磁电感： 6.42T L H === 变压器在系统最大工作相电压xg U 作用下的最大空载激磁电流（有效值）为：

()36.23xg

L m U I A L ω===

最大可能截流值为：036.2351.24I A ==

最大过电压极限值为：6max 1.836101836U kV ==?= 由此知避雷器FZ-110J 可以限制开断此空载变压器。

6．什么是开关选相操作技术？简述其抑制空载长线合闸过电压的原理。（10分）。

答：相控开关技术又称选相控制技术,其实质就是根据不同的负载特性,控制开关在电压或电流最有利的相位完成合闸或分闸,以缓解甚至消除开关分合过程所产生的过电压和涌流等电磁暂态过程,能有效提高开关的开断能力和系统稳定性,改善用户电能质量。

7．利用避雷器来限制操作过电压时，对避雷器有什么特殊的要求？为什么普通阀式避雷器只

能用来限制切除空载变压器过电压？(10分)

答：基本要求：（1）具有良好的伏秒特性避雷器与被保护设备之间应有合理的伏秒特性的配合，要求避雷器的伏秒特性比较平直、分散性小、避雷器伏秒特性的上限应不高于被保护设备伏秒特性的下线；（2）具有较强的绝缘自恢复能力避雷器一旦在冲击电压作用下放电，就会导致电压的突变，当冲击电压的作用结束后，工频电压继续作用在避雷器上，在避雷器中继续通过工频短路电流，它以电弧放电的形式出现，当工频短路电流第一次过零时，避雷器应具有能自行截断工频续流、恢复绝缘强度的能力，使电力系统能继续正常运行。

普通阀式避雷器没有专门的灭弧装置，就靠非线性电阻与火花间隙的配合来使电弧不能维持而熄灭，它们的灭弧能力和容量都是有限的，一般不容许它们在延续时间较长的内部过电压作用下动作，以免损坏，这样它们只能用来限制切除空载变压器过电压。

8．什么是电力系统的绝缘配合？绝缘配合的惯用法、统计法和简化统计法有什么联系和区别？(15分)

答：所谓电力系统的绝缘配合，就是综合考虑电气设备在系统中可能承受的各种作用电压（工作电压和过渡电压）、保护装置的特性和设备绝缘对各种作用电压的耐受性能，合理地确定设备必要的绝缘水平，以使设备的造价、维护费用和设备绝缘故障引起的事故损失达到经济上和安全运行上总体效益最高的目的，即必须从技术、经济的角度全面权衡。

三种方法的目的都是为了确定电气设备的绝缘水平，简化统计法实质上是利用有关参数的概率统计特性，但沿用惯用法计算程序的一种混合绝缘配合方法。在此基础上可以计算出在不同的统计安全系数下的绝缘故障率

惯用法是按作用在绝缘上的最大过电压和最小绝缘强度的概念来配合的，即首先确定电气设备绝缘上可能出现的各类过电压的最大值，然后再根据运行经验，乘上一个考虑各种因素（如安装点与避雷器间的电器距离、避雷器和绝缘的老化、击穿电压的分散性、必要的安全裕度等）后的安全裕度系数（或称配合系数）来确定绝缘水平。

统计法是根据过电压幅值和绝缘的耐压强度都是随机变量的实际情况，在已知过电压幅值及绝缘闪络电压的统计特性后，用计算方法求出绝缘闪络电压的概率和线路的跳闸率，在技术比经济的基础上，确定绝缘水平。

简化统计法是对过电压和绝缘电气强度的统计规律作了某些假设，即假定它们都服从正态分布，而且已知它们的标准偏差，根据这个假定，它们的概率分布曲线P（U）和f（U）就可以用与某以参考概率相对应的点来表示，分别称为“统计过电压”和“统计耐受电压”，IEC

推荐闪络高率为10%，即耐受概率为90%的电压为绝缘的统计耐受电压U

，推荐采用过电压

出现的概率为2%的过电压值未提及过电压U

。它们之间也由一个称为“统计安全系数γ”的

系数联系着γ= U

w / U

，在这个基础上，就可以很快的得到不同的统计安全系数γ下绝缘的故

障概率R，再按相应的统计安全系数γ及系统的统计过电压U

确定设备适当的绝缘水平。

9．绝缘设计是本课程的最终目的，绝缘设计最主要的是电场设计，即确定设备各部分所承受的电压或电场，分析其波形，为此需要对电气设备的绝缘结构进行电场分析和优化设计。

计算电场和电位可用解析计算法，或用测绘场图的实验方法，但这两种方法很难完成复杂绝缘结构的电场计算，更有效的方法是用计算机进行电场数值计算。常用的电场数值计算

方法有：差分法，模拟电荷法，有限元法。对这几种常见的电场数值计算方法，说明各自的基本计算过程，方法的特征和适用范围。了解基于有限元法的商业软件ANSYS进行电场计算的流程和使用方法。(15分)

答：差分法基本计算过程-----该方法将求解域划分为差分网格，用有限个网格节点代替连续的求解域。有限差分法以Taylor级数展开等方法，把控制方程中的导数用网格节点上的函数值的差商代替进行离散，从而建立以网格节点上的值为未知数的代数方程组。

方法的特征-----该方法是一种直接将微分问题变为代数问题的近似数值解法，数学概念直观，表达简单，是发展较早且比较成熟的数值方法。

适用范围-----不存在自由电荷的、均匀介质的静电场

模拟电荷法基本计算过程-----不存在自由电荷的、均匀介质的设定模拟电荷，

匹配点，校核点位置及各个距离参数；②用模拟电荷法计算模拟电荷量③

用求出的模拟电荷量带入校核点求出电位④将求出电位与已知电位比较，

是否在误差范围内⑤如不在误差范围内，则重新修正模似电荷位置或增加

数量，直到满足精度要求为止

方法的特征----①无需封边，从而可以避免因封边引入的误差；②使计算问题的维数降低一维，因而可以用直接法求解方程组；③能直接求解出场域内的任意点的场强，无需用电位的数值微分求解，故场强的计算精度较高。而模拟电荷法较表面电荷密度法还具有下列特点:①计算公式和程序简单；②不存在奇点处理问题；③电极表面附近的电场计算精度较高-

适用范围-----模拟电荷在场域边界形成的电位或电场强度符合给定的边界条件的静电场，尤适用于轴对称场

有限元法基本计算过程-----利用剖分插值将场域剖分为有限个单元，再将电场能量离散化为单元能量之和，并求出满足其极小值的条件，道出了一组包含各单元节点点位的线性代数方程，求解此方程组就可得到电场的近似分布。

方法的特征------以变分原理和剖分差值为基础，将求解的电场问题表达为求使静电场能量为最小的电位函数的泛函极值问题

适用范围----不存在自由电荷的、均匀介质的静电场

Ansys进行电场计算的流程和使用方法：（一）构建模型：①确定作业名；②进入prep7前处理，设置单元类型、材料属性，创建几何模型并划分网格；（二）施加载荷并求解：①定义电场求解类型和求解器；②施加载荷，如电流和电压；③进行求解；④求解完毕，结束求解；（四）进入post1后处理，查看结果。

电一高电压工程基础往年试卷答案

高电压一、填空题(每空1分，共40分) 1.气体放电与气体压强及气隙长度的乘积pd 有关，pd 值较小时气体放电现象可用__汤逊理论_____进行解释；pd 值较大时，一般用__流注理论___进行解释。 2.按照外界能量来源的不同，游离可分为碰撞游离、___光游离____、热游离和表面游离等不同形式。 3.SF6气体具有较高的电气强度的主要原因之一是____强电负_______性。 4.在极不均匀电场中，空气湿度的增加会____提高____空气间隙击穿电压。 5.电晕放电一般发生在曲率半径较____小___的电极表面附近。 6.通常用____等值附盐密度_____来表征绝缘子表面的污秽度。 7.形成表面污闪的必要条件是___局部放电____的产生，流过污秽表面的____泄漏电流____足以维持一定程度的热游离是闪络的充分条件。 8.对支持绝缘子，加均压环能提高闪络电压的原因是__改善（电极附近的）电场分布_____。 9.当绝缘油干净时，改善电场均匀程度能使持续电压作用下的击穿电压__提高______。 10.电介质的绝缘电阻随温度上升而____降低______。 11.变压器油做工频耐压试验时的加压时间通常为__1min_______。 12.测量微小的局部放电的方法是__电脉冲法（电测法）___。 13静电电压表中屏蔽电极的作用是消除___边缘效应______影响。 14.用平衡电桥法测量试品的tg δ时，若试品一极接地，则只能采用__反____接法，调节元件将处在_____高______电位。 15.工频耐压试验时，当试品的电容为C (u F)，试验电压为U (kV)，则工频试验变压器的容量S (kV ·A)应不小于___2310CU ω-?____。 16.对变压器绕组做雷电冲击试验，除了要做全波试验，一般还要做___雷电阶段波___试验。 17.己知单位长度导线的电容和电感分别为C 。和Lo ，则波在导线上的传播速度 _____ 18.电力架空线路上雷电行波的传输速度为___3?108m/s______。 19.电力电缆上雷电行波的传播速度为___1.5?108m/s ________。 20.行波经过并联电容或串联电感后能____降低______(抬高、降低)波的陡度。 21.交压器绕组间过电压的传递含两个分量，即__静电分量_和_电磁耦合分量_____。 22.接地装置的冲击系数α =__Ri/R____，当火花效应大于电感效应时，α 将__>1_____。 23.雷击塔次数与雷击线路次数的比值称为__击杆率_______。 24.当导线受到雷击出现冲击电晕以后，它与其它导线间的耦合系数将____增大_____。 25.避雷针的保护范围是指具有___0.1%____左右____雷击____概率的空间范围。 26.发电厂大型电网的接地电阻值除了与当地土质情况有关外，主要取决于_接地网的面积。 27·电气设备的基本冲击绝缘水平(BIL)与避雷器残压Ur 的关系为__BIL=（1.25~1.4）Ur__。 28.我国35-220kV 电网的电气设备绝缘水平是以避雷器_____5_____kA 下的残压作为绝缘配合的设计依据。 29.设变压器的激磁电感和对地杂散电容为100mH 和1000pf ，则当切除该空载变压器时，设在电压为100kV 、电流为10A 时切断，则变压器上可能承受的最高电压为__141.4kV_______。 30.导致非线性谐振的原因是铁芯电感的____饱和______性。

《高电压工程》习题答案完整版

《高电压工程》习题答案第一章 1. 解释绝缘电阻、吸收比、泄漏电流、tan δ的基本概念。为什么可以用这些参数表征绝缘介质的特性? 绝缘电阻：电介质的电阻率很大，只有很小的泄漏电流（一般以 μA 计）流过电介质，对应的电阻很大，称为绝缘电阻。绝缘电阻是电气设备和电气线路最基本的绝缘指标。绝缘电阻值的大小常能灵敏的反映绝缘情况，能有效地发现设备局部或整体受潮和脏污，以及绝缘击穿和严重过热老化等缺陷。吸收比：吸收比K 定义为加上直流电压后60s 与15s 时的绝缘电阻值之比。即s s R R K 1560=。若绝缘良好，比值相差较大；若绝缘裂化、受潮或有缺陷，比值接近于1，因此绝缘实验中可以根据吸收比K 的大小来判断绝缘性能的好坏。泄漏电流：流过电介质绝缘电阻的纯阻性电流，不随时间变化，称为泄漏电流。泄漏电流实际上就是电气线路或设备在没有故障和施加电压的作用下，流经绝缘部分的电流，因此，它是衡量电器绝缘性好坏的重要标志之一。 tan δ ：介质损耗因数是在交流电压作用下，电介质中电流的有功分量与无功分量的比值。即C R I I = δtan 。tan δ是反映绝缘介质损耗大小的特征参数。

2. 为什么一些电容量较大的设备如电容器、电力电缆等经过直流高压实验后，要用接地棒将其两极间短路放电长达5-10min? 因为容型设备的储存电荷较多，放电实质是一个RC电路，等效的公式为U（1-e T），其中时间常数T=R*C ，电容越大，放电的时间越长。为了操作安全以及不影响下一次试验结果，因此要求电容要充分放电至安全程度，时间长达5-10min。 3. 试比较气体、液体、固体电介质的击穿场强大小及绝缘恢复特性。固体电介质击穿场强最大，液体电介质次之，气体电介质最小；气体电介质和液体电介质属于自恢复绝缘，固体电介质属于非自恢复绝缘。 4. 何谓电介质的吸收现象?用电介质极化、电导过程的等值电路说明出现此现象的原因。为什么可以说绝缘电阻是电介质上所加直流电压与流过电介质的稳定体积泄漏电流之比? （1）一固体电介质加上直流电压U，如图1-1a所示观察开关S1合上之后流过介质电流i的变化情况。电流从大到小随时间衰减，最终稳定于某一数值，此现象称为“吸收现象”。如图1-1b所示。图1-1 直流电压下流过电介质的电流

高电压工程第二版答案-林福昌讲解学习

高电压工程第二版答案1到11章25 -------------------------------------------------------------------------------- 1-1答：汤逊理论的核心是：①电离的主要因素是空；1-2答：自持放电的条件是式（1-9），物理意义；1-3答：均匀场放电特点：再均匀电场中，气体间隙；1-4答：由大到小的排列顺序为：板—板，负极性棒；1-5答：冲击特点见P23：①当冲击电压很低时；1-6答：伏秒特性的绘制方法见P24，其意义在于；1-7答：（1）工频电压作用下的特点：见P19—；1-8答：影 1-1答：汤逊理论的核心是：①电离的主要因素是空间碰撞电离。②正离子碰撞阴极导致的表面电离是自持放电的必要条件。汤逊理论是在气压较低，Pd值较小的条件下的放电基础上建立起来的，因此这一理论可以较好地解释低气压，短间隙中的放电现象，对于高气压，长间隙的放电现象无法解释（四个方面大家可以看课本P9）。流注理论认为：。。。（P11最下面），该理论适用于高气压长间隙的放电现象的解释。 1-2答：自持放电的条件是式（1-9），物理意义为：当一个电子从阴极发出向阳及运动的过程中，发生碰撞电离，产生正离子，在正离子到达阳极后，碰撞阴极再次产生电子，只有当产生的电子比上一次多的时候才会形成电子崩，进而出现自持放电现象。因此该式为自持放电的条件。 1-3答：均匀场放电特点：再均匀电场中，气体间隙内的流注一旦形成，放电将达到自持的成都，间隙就被击穿；极不均匀场放电特点：P13下侧。 1-4答：由大到小的排列顺序为：板—板，负极性棒—板，棒--棒，正极性棒—板。其中板--板之间相当于均匀电场，因此其击穿电压最高，其余三个的原因见P20图1-20以及上面的解析。 1-5答：冲击特点见P23：①当冲击电压很低时。。。②随着电压的升高。。。③随着电压继续升高。。。④最后。。。用50%冲击击穿电压或伏秒特性来表示击穿特性，但是工程上为方便起见，通常用平均伏秒特性或者50％伏秒特性来表示气体间隙的冲击穿特性。 1-6答：伏秒特性的绘制方法见P24，其意义在于（P23最下面）并且通过伏秒特性，可以进一步对保护间隙进行改进设计，从而更好地保护电气设备的绝缘。 1-7答：（1）工频电压作用下的特点：见P19—P20，包括均匀场，稍不均匀场，极不均匀场的放电特点。（2）雷电冲击电压作用下的特点：同1-5题。（3）操作冲击电压作用下的特点：P25第二段：研究表明。。。。正极性操作冲击电压击穿电压较负极性下要低得多。 1-8答：影响气体间隙击穿的主要因素为气体间隙中的电场分布，施加电压的波形，气体的种类和状态等. 1-9答：提高间隙击穿电压的措施：一,改善电场的分布：①②③二，削弱活抑制电离过程①②③具体内容见P28。

高电压工程基础-第08章习题答案

第8章习题 8.1 直流电源合闸于L-C 电路，电容C 上电压会比电源高吗？为什么？如果电源是交流，电容C 上电压会发生什么变化，它与哪些因素有关？解： 1）直流电源合闸于L-C 电路，电容C 上电压会比电源高。因为，如图所示 C 假定一个无穷大直流电源对集中参数的电感、电容充电，且t=0-，i=0, u c =0。在t=0时合闸：()()()()dt t i C dt t di L t u t u E c L ?+=+=1 ，即()()E t u dt t u d LC c c =+22，解为()()01cos c u t E t ω=- ，0ω= C 上的电压可达到2E 。也可以这样理解，当电容上电压为E 时，回路中电流达最大值，电感中电流不能突变，继续给电容充电，使得电容上电压达到2E 。 2）如果电源是交流，在15-16个周波后，暂态分量可认为已衰减至零，电容电压的幅值为 2 022 0C U E ωωω =-，0ω为回路的自振角频率。此时电容电压与回路自振角频率和电源频率有关，可见电容上电压在非常大的范围内变化。 8.2 什么是导线的波速、波阻抗？分布参数的波阻抗的物理意义与集中参数电路中的电阻有何不同？解：波阻抗：在无损均匀导线中，某点的正、反方向电压波与电流波的比值是一个常数Z ，该常数具有电阻的量纲Ω，称为导线的波阻抗。波速：平面电磁波在导线中的传播速度，0 01C L ±=ν，波速与导线周围介质有关，与导线的几何尺寸及悬挂高度无关。波阻抗虽然与电阻具有相同的量纲，而且从公式上也表示导线上电压波与电流波的比值，但两者的物理含义是不同的： 1) 波阻抗表示只有一个方向的电压波和电流波的比值，其大小只决定于导线单位长度的电

工程热力学课后答案

《工程热力学》沈维道主编第四版课后思想题答案（1?5章）第1章基本概念 1.闭口系与外界无物质交换，系统内质量将保持恒定，那么，系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗? 答：否。当一个控制质量的质量入流率与质量出流率相等时（如稳态稳流系统），系统内的质量将保持恒定不变。 2.有人认为，开口系统中系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系不可能是绝热系。这种观点对不对，为什么? 答：不对。"绝热系”指的是过程中与外界无热量交换的系统。热量是指过程中系统与外界间以热的方式交换的能量，是过程量，过程一旦结束就无所谓“热量”。物质并不“拥有”热量。一个系统能否绝热与其边界是否对物质流开放无关。 3.平衡状态与稳定状态有何区别和联系，平衡状态与均匀状态有何区别和联系? 答：“平衡状态”与“稳定状态”的概念均指系统的状态不随时间而变化，这是它们的共同点；但平衡状态要求的是在没有外界作用下保持不变；而平衡状态则一般指在外界作用下保持不变，这是它们的区别所在。 4.倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？在绝对压力计算公式 P 二P b P e (P P b) ；P = P b - P v (P ：： P b) 中，当地大气压是否必定是环境大气压? 答：可能会的。因为压力表上的读数为表压力，是工质真实压力与环境介质压力之差。环境介质压力，譬如大气压力，是地面以上空气柱的重量所造成的，它随着各地的纬度、高度和气候条件不同而有所变化，因此，即使工质的绝对压力不变，表压力和真空度仍有可能变化。 “当地大气压”并非就是环境大气压。准确地说，计算式中的Pb应是“当地环境介质”的压力，而不是随便任何其它意义上的“大气压力"，或被视为不变的“环境大气压力”。 5.温度计测温的基本原理是什么? 答：温度计对温度的测量建立在热力学第零定律原理之上。它利用了“温度是相互热平衡的系统所具有的一种同一热力性质”，这一性质就是“温度”的概念。 6.经验温标的缺点是什么？为什么? 答：由选定的任意一种测温物质的某种物理性质，采用任意一种温度标定规则所得到的温标称为经验温标。由于经验温标依赖于测温物质的性质，当选用不同测温物质制作温度计、采用不同的物理性质作为温度的标志来测量温度时，除选定的基准点外，在其它温度上，不同的温度计对同一温度可能会给出不同测定值（尽管差值可能是微小的），因而任何一种经验温标都不能作为度量温度的标准。这便是经验温标的根本缺点。 7.促使系统状态变化的原因是什么？举例说明答：分两种不同情况：⑴若系统原本不处于平衡状态，系统内各部分间存在着不平衡势差，则在不平衡势差的作用下，各个部分发生相互作用, 系统的状态将发生变化。例如，将一块烧热了的铁扔进一盆水中，对于水和该铁块构成的系统说来，由于水和铁块之间存在着温度差别，起初系统处于热不平衡的状态。这种情况下，无需外界给予系统任何作用，系统也会因铁块对水放出热量而发生状态变化：铁块的温度逐渐降低，水的温度逐渐升高，最终系统从热不平衡的状态过渡到一种新的热平衡状态；⑵若系统原处于平衡状态，则只有在外界的作用下（作功或传热）系统的状态才会发生变。 &图1-16a、b所示容器为刚性容器：⑴将容器分成两部分。一部分装气体, 一部分抽成真空，中间是隔板。若突然抽去隔板，气体（系统）是否作功？⑵设真空部分装有许多隔板，每抽去一块隔板让气体先恢复平衡再抽去一块, 问气体係统）是否作功? 图1-16 .吾苦翹E附團 ⑶上述两种情况从初态变化到终态，其过程是否都可在P-V图上表示？答：⑴；受刚性容器的约束，气体与外界间无任何力的作用，气体（系统）不对外界作功; ⑵b情况下系统也与外界无力的作用，因此系统不对外界作功；

工程热力学,课后习题答案

工程热力学(第五版)习题答案工程热力学（第五版）廉乐明谭羽非等编中国建筑工业出版社第二章气体的热力性质 2-2.已知2N 的M ＝28，求（1）2N 的气体常数；（2）标准状态下2N 的比容和密度；（3）MPa p 1.0=，500=t ℃时的摩尔容积Mv 。解：（1）2N 的气体常数 2883140==M R R ＝296.9)/(K kg J ? （2）标准状态下2N 的比容和密度 1013252739.296?==p RT v ＝0.8kg m /3 v 1 =ρ＝1.253/m kg （3）MPa p 1.0=，500=t ℃时的摩尔容积Mv Mv ＝p T R 0＝64.27kmol m /3 2-3．把CO2压送到容积3m3的储气罐里，起始表压力 301=g p kPa ，终了表压力3.02=g p Mpa ，温度由t1＝45℃增加到t2＝70℃。试求被压入的CO2的质量。当地大气压B ＝101.325 kPa 。解：热力系：储气罐。应用理想气体状态方程。压送前储气罐中CO2的质量

11 11RT v p m = 压送后储气罐中CO2的质量 22 22RT v p m = 根据题意容积体积不变；R ＝188.9 B p p g +=11 （1） B p p g +=22 （2） 27311+=t T （3） 27322+=t T （4）压入的CO2的质量 )1122(21T p T p R v m m m -=-= （5）将（1）、(2)、(3)、(4)代入（5）式得 m=12.02kg 2-5当外界为标准状态时，一鼓风机每小时可送300 m3的空气，如外界的温度增高到27℃，大气压降低到99.3kPa ，而鼓风机每小时的送风量仍为300 m3，问鼓风机送风量的质量改变多少？解：同上题 1000)273325.1013003.99(287300)1122(21?-=-=-=T p T p R v m m m ＝41.97kg

高电压工程答案(清华大学版)

高电压工程课后答案 1.1空气作为绝缘的优缺点如何？答：优点：空气从大气中取得，制取方便，廉价，简易，具有较强的自恢复能力。缺点：空气比重较大，摩擦损失大，导热散热能力差。空气污染大，易使绝缘物脏污，且空气是助燃物当仿生电流时，易烧毁绝缘，电晕放电时有臭氧生成，对绝缘有破坏作用。 1.2为什么碰撞电离主要是由电子而不是离子引起？答：由于电子质量极小，在和气体分子发生弹性碰撞时，几乎不损失动能，从而在电场中继续积累动能，此外，一旦和分子碰撞，无论电离与否均将损失动能，和电子相比，离子积累足够造成碰撞电离能量的可能性很小。 1.5负离子怎样形成，对气体放电有何作用？答：在气体放电过程中，有时电子和气体分子碰撞，非但没有电离出新电子，碰撞电子反而别分子吸附形成了负离子，离子的电离能力不如电子，电子为分子俘获而形成负离子后电离能力大减，因此在气体放电过程中，负离子的形成起着阻碍放电的作用。 1.7非自持放电和自持放电主要差别是什么？答：非自持放电必须要有光照，且外施电压要小于击穿电压，自持放电是一种不依赖外界电离条件，仅由外施电压作用即可维持的一种气体放电。 1.13电晕会产生哪些效应，工程上常用哪些防晕措施？答：电晕放电时能够听到嘶嘶声，还可以看到导线周围有紫色晕光，会产生热效应，放出电流，也会产生化学反应，造成臭氧。工程上常用消除电晕的方法是改进电极的形状，增大电极的曲率半径。 1.14比较长间隙放电击穿过程与短间隙放电放电击穿过程各有什么主要特点？答：长时间放电分为先导放电和主放电两个阶段，在先导放电阶段中包括电子崩和流注的形成和发展过程，短间隙的放电没有先导放电阶段，只分为电子崩流注和主放电阶段。 2.1雷电放电可分为那几个主要阶段？答：主要分为先导放电过程，主放电过程，余光放电过程。 2.4气隙常见伏秒特性是怎样制定的？如何应用伏秒特性？答：制定的前提条件是①同一间隙②同一波形电压③上升电压幅值。当电压较低时击穿发生在波尾，取击穿时刻t1作垂线与此时峰值电压横轴的交点为1，当电压升高时，击穿也发生在峰值，取击穿时刻的值t2作垂线与此时峰值电压横轴的交点为2，当电压进一步升高时，击穿发生在波前，取此时击穿时刻t3作垂线与击穿电压交点为3，连接123 应用：伏秒特性对于比较不同设备绝缘的冲击击穿特性有重要意义，如果一个电压同时作用于两个并联气隙s1和s2上，若某一个气隙先击穿了，则电压被短接截断，另一个气隙就不会击穿。 2.7为什么高真空和高压力都能提高间隙的击穿电压？简述各自运用的局限性？答：在高气压条件下，气压增加会使气体密度增大，电子的自由行程缩短，削弱电离工程从而提高击穿电压，但高气压适用于均匀电场的条件下而且要改进电极形状，点击应仔细加工光洁，气体要过滤，滤去尘埃和水分在高真空条件下虽然电子的自由行程变得很大，但间隙中已无气体分子可供碰撞，故电离过程无从发展，从而可以显著提高间隙的击穿电压，但是在电气设备中气固液等几种绝缘材料往往并存，而固体液体绝缘材料在高真空下会逐渐释放出气体，因此在电气设备中只有在真空断路器等特殊场合下才采用高真空作为绝缘。 2.8什么是细线效应？

高电压工程答案(清华大学版)

高电压工程课后答案 1.1 空气作为绝缘的优缺点如何？答：优点：空气从大气中取得，制取方便，廉价，简易，具有较强的自恢复能力。缺点：空气比重较大，摩擦损失大，导热散热能力差。空气污染大，易使绝缘物脏污，且空气是助燃物当仿生电流时，易烧毁绝缘，电晕放电时有臭氧生成，对绝缘有破坏作用。 1.2 为什么碰撞电离主要是由电子而不是离子引起？答：由于电子质量极小，在和气体分子发生弹性碰撞时，几乎不损失动能，从而在电场中继续积累动能，此外，一旦和分子碰撞，无论电离与否均将损失动能，和电子相比，离子积累足够造成碰撞电离能量的可能性很小。 1.5 负离子怎样形成，对气体放电有何作用？答：在气体放电过程中，有时电子和气体分子碰撞，非但没有电离出新电子，碰撞电子反而别分子吸附形成了负离子，离子的电离能力不如电子，电子为分子俘获而形成负离子后电离能力大减，因此在气体放电过程中，负离子的形成起着阻碍放电的作用。 1.7 非自持放电和自持放电主要差别是什么？答：非自持放电必须要有光照，且外施电压要小于击穿电压，自持放电是一种不依赖外界电离条件，仅由外施电压作用即可维持的一种气体放电。 1.13 电晕会产生哪些效应，工程上常用哪些防晕措施？答：电晕放电时能够听到嘶嘶声，还可以看到导线周围有紫色晕光，会产生热效应，放出电流，也会产生化学反应，造成臭氧。工程上常用消除电晕的方法是改进电极的形状，增大电极的曲率半径。 1.14 比较长间隙放电击穿过程与短间隙放电放电击穿过程各有什么主要特点？答：长时间放电分为先导放电和主放电两个阶段，在先导放电阶段中包括电子崩和流注的形成和发展过程，短间隙的放电没有先导放电阶段，只分为电子崩流注和主放电阶段。 2.1 雷电放电可分为那几个主要阶段？答：主要分为先导放电过程，主放电过程，余光放电过程。 2.4 气隙常见伏秒特性是怎样制定的？如何应用伏秒特性？答：制定的前提条件是①同一间隙②同一波形电压③上升电压幅值。当电压较低时击穿发生在波尾，取击穿时刻 t1 作垂线与此时峰值电压横轴的交点为 1，当电压升高时，击穿也发生在峰值，取击穿时刻的值 t2 作垂线与此时峰值电压横轴的交点为 2，当电压进一步升高时，击穿发生在波前，取此时击穿时刻 t3 作垂线与击穿电压交点为 3，连接 123 应用：伏秒特性对于比较不同设备绝缘的冲击击穿特性有重要意义，如果一个电压同时作用于两个并联气隙 s1 和 s2 上，若某一个气隙先击穿了，则电压被短接截断，会击穿。 2.7 为什么高真空和高压力都能提高间隙的击穿电压？简述各自运用的局限性？答：在高气压条件下，气压增加会使气体密度增大，电子的自由行程缩短，而提高击穿电压，但高气压适用于均匀电场的条件下而且要改进电极形状，光洁，气体要过滤，滤去尘埃和水分在高真空条件下虽然电子的自由行程变得很大，但间隙中已无气体分子可供碰撞，故电离过程无从发展，从而可以显著提高间隙的击穿电压，但是在电气设备中气固液等几种绝缘材料往往并存，而固体液体绝缘材料在高真空下会逐渐释放出气体，空断路器等特殊场合下才采用高真空作为绝缘。 2.8 什么是细线效应？答；当导线直径很小时，导线周围容易形成比较均匀的电晕层，另一个气隙就不削弱电离工程从点击应仔细加工因此在电气设备中只有在真电压增加，电晕层逐渐扩大，

高电压技术习题与答案.(DOC)

第一章气体放电的基本物理过程一、选择题 1) 流注理论未考虑 B 的现象。 A ．碰撞游离 B ．表面游离 C ．光游离 D ．电荷畸变电场 2) 先导通道的形成是以 C 的出现为特征。 A ．碰撞游离 B ．表面游离 C ．热游离 D ．光游离 3) 电晕放电是一种 A 。 A ．自持放电 B ．非自持放电 C ．电弧放电 D ．均匀场中放电 4) 气体内的各种粒子因高温而动能增加，发生相互碰撞而产生游离的形式称为 C 。 A.碰撞游离 B.光游离 C.热游离 D.表面游离 5) ___ B ___型绝缘子具有损坏后“自爆”的特性。 A.电工陶瓷 B.钢化玻璃 C.硅橡胶 D.乙丙橡胶 6) 以下哪个不是发生污闪最危险的气象条件？D A.大雾 B.毛毛雨 C.凝露 D.大雨 7) 污秽等级II 的污湿特征：大气中等污染地区，轻盐碱和炉烟污秽地区，离海岸盐场3km~10km 地区，在污闪季节中潮湿多雾但雨量较少，其线路盐密为 C 2/cm mg 。 A .≤0.03 B.>0.03~0.06 C.>0.06~0.10 D.>0.10~0.25 8) 以下哪种材料具有憎水性？A A . 硅橡胶 B.电瓷 C. 玻璃 D 金属二、填空题 9)气体放电的主要形式：辉光放电、电晕放电、刷状放电、火花放电、电弧放电。 10)根据巴申定律，在某一PS 值下，击穿电压存在极小（最低）值。 11)在极不均匀电场中，空气湿度增加，空气间隙击穿电压提高。 12)流注理论认为，碰撞游离和光电离是形成自持放电的主要因素。 13)工程实际中，常用棒－板或棒－棒电极结构研究极不均匀电场下的击穿特性。 14)气体中带电质子的消失有扩散、复合、附着效应等几种形式 15)对支持绝缘子，加均压环能提高闪络电压的原因是改善(电极附近)电场分布。 16)沿面放电就是沿着固体介质表面气体中发生的放电。 17)标准参考大气条件为：温度C t 200=，压力=0b 101.3 kPa ，绝对湿度30/11m g h = 18)越易吸湿的固体，沿面闪络电压就越__低____ 19)等值盐密法是把绝缘子表面的污秽密度按照其导电性转化为单位面积上____NaCl ______含量的一种方法 20)常规的防污闪措施有：增加爬距，加强清扫，采用硅油、地蜡等涂料三、计算问答题 21) 简要论述汤逊放电理论。答∶当外施电压足够高时，一个电子从阴极出发向阳极运动，由于碰撞游离形成电子崩，则到达阳极并进入阳极的电子数为e as 个(α为一个电子在电场作用下移动单位行程所发生的碰撞游离数；s 为间隙距离)。因碰撞游离而产生的新的电子数或正离子数为(e as -1)个。这些正离子在电场作用下向阴极运动，并撞击阴极．若1个正离子撞击阴极能从阴极表面释放r 个(r 为正离子的表面游离系数)有效电子，则(e as-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，

《高电压工程基础(第2版)》第13章习题答案

第13章习题 13-1 试述电弧接地过电压产生的机理及限制措施。通常情况下，电弧电流在过零点时，电弧自动熄灭；同时，由于电动力和热空气的作用，接地电弧被拉长，在几秒内能自行熄灭；但由于电弧中电流相对比较大时，弧道燃烧充分，或故障点恢复电压速度大于绝缘的恢复强度时，电弧再次重燃，这种间歇性弧光（接地）引起的电磁暂态过程会产生较高的过电压。限制措施：中性点直接接地；中性点经小电阻接地；中性点经消弧线圈接地。 13-2 合空载线路时，为什么会出现过电压？如何限制？线路是由电感、电容组成，变压器本身也是感性的，合闸时根本原因是电容、电感的暂态振荡，其振荡电压叠加在稳态电压上所致。限制措施：降低工频电压升高；断路器装设并联电阻；控制合闸相位；消除线路上的残余电荷；装设避雷器。 13-3 330kV，260MVA的变压器空载励磁电流 I0为 1% I H，高压侧绕组每相对地电容 C = 5000pF。求切除空载变压器的预期最大过电压倍数。解： 22 330 =133.39H 1%3142601% N U L S ω == ???? ，C=5000pF，回路振荡频率为195Hz f==，因此切除空载变压器的预期最大过电压约为： m 195 1155.9142kV 50 U==，过电压倍数为3.9倍。

13-4 利用避雷器限制操作过电压时，对避雷器有什么要求？基本要求：（1）具有良好的伏秒特性避雷器与被保护设备之间应有合理的伏秒特性的配合，要求避雷器的伏秒特性比较平直、分散性小、避雷器伏秒特性的上限应不高于被保护设备伏秒特性的下线；（2）具有较强的绝缘自恢复能力避雷器一旦在冲击电压作用下放电，就会导致电压的突变，当冲击电压的作用结束后，工频电压继续作用在避雷器上，在避雷器中继续通过工频短路电流，它以电弧放电的形式出现，当工频短路电流第一次过零时，避雷器应具有能自行截断工频续流、恢复绝缘强度的能力，使电力系统能继续正常运行。（3）避雷器应该具有足够的通流容量。 13-5 快速暂态过电压是如何产生的？它有哪些特点？有什么危害？目前有哪些方法可以加以限制？在电力系统中，气体绝缘变电站中的隔离开关在分合空母线时，由于触头运动速度慢，开关本身的灭弧性能差，故触头间隙会发生多次重燃（预击穿）。这种破坏性的放电引起高频振荡而形成快速的暂态过程，所产生的阶跃电压行波通过气体绝缘变电站和与之相连的设备传播，在每个阻抗突变处产生折射和反射，使波形畸变，就引起了快速暂态过电压。特点：频率较高，电压波形的陡度较大，过电压幅值较高。危害：暂态地电位升高，影响GIS控制和保护设备的正常运行，

高电压工程考试答案

1、简述汤逊放电理论。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。即汤逊理论的自持放电条件可表达为r(d e α-1)=1或 γd e α＝1。 2、简述操作冲击放电电压的特点。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。 3、试比较气体和固体介质击穿过程的异同。答：（１）气体介质的击穿过程：气体放电都有从电子碰撞电离开始发展到电子崩的阶段。由于外电离因素的作用，在阴极附近出现一个初始电子，这一电子在向阳极运动时，如电场强度足够大，则会发生碰撞电离，产生1个新电子。新电子与初始电子在向阳极的行进过程中还会发生碰撞电离，产生两个新电子，电子总数增加到4个。第三次电离后电子数将增至8个，即按几何级数不断增加。电子数如雪崩式的增长，即出现电子崩。（2）固体介质的击穿过程：固体电介质的击穿中，常见的有热击穿、电击穿和不均匀介质局部放电引起击穿等形式。热击穿：当固体电介质加上电场时，电介质中发生的损耗将引起发热，使介质温度升高，最终导致热击穿。电击穿：在较低温度下，采用了消除边缘效应的电极装置等严格控制的条件下，进行击穿试验时出现的一种击穿现象。不均匀介质局部放电引起击穿：从耐电强度低的气体开始，表现为局部放电，然后或快或慢地随时间发展至固体介质劣化损伤逐步扩大，致使介质击穿。 4、简述对冲击电压测量系统响应特性的要求。答：标准规定：对于认可的冲击电压测量系统，在测量波前时间为Tf 的雷电标准冲击电压时，它的过冲β和部分阶跃响应时间T α 与Tf 的比值，应处在图9-13中的剖面线所划的范围以内。测量波前截断波时，除了要满足这一要求外，还规定了实验阶跃响应时间TN 和部分响应时间T α应满足另一附加要求。即 c N c T T T T 03.003.0≤≤-α。当考虑测量雷电冲击电压时，要求它的部分响应时间ns T 30≤α，而且实验响应时间ns T N 15≤。当考虑测量

高电压工程课后答案

1.1以空气作为绝缘的优缺点如何？答：优点：空气从大气中取得，制取方便，廉价，简易，对轴密时要求不高。缺点：空气比重较大，摩擦损失大，导热散热能力差。空气污染大，易使绝缘物脏污，且空气是助燃物当仿生电流时，易烧毁绝缘，电晕放电时有臭氧生成，对绝缘有破坏作用。 1.2为什么碰撞电离主要是由电子而不是离子引起？答：由于电子质量极小，在和气体分子发生弹性碰撞时，几乎不损失动能，从而在电场中继续积累动能，此外，一旦和分子碰撞，无论电离与否均将损失动能，和电子相比，离子积累足够造成碰撞电离能量的可能性很小 1.5负离子怎样形成，对气体放电有何作用？答：在气体放电过程中，有时电子和气体分子碰撞，非但没有电离出新电子，碰撞电子反而别分子吸附形成了负离子，离子的电离能力不如电子，电子为分子俘获而形成负离子后电离能力大减，因此在气体放电过程中，负离子的形成起着阻碍放电的作用。 1.7非自持放电和自持放电主要差别是什么？答：非自持放电必须要有光照，且外施电压要小于击穿电压，自持放电的外施电压要大于击穿电压，且不需要光照条件1.13电晕会产生哪些效应，工程上常用哪些防晕措施？

答：电晕放电时能够听到嘶嘶声，还可以看到导线周围有紫色晕光，会产生热效应，放出电流，也会产生化学反应，造成臭氧。工程上常用消除电晕的方法是改进电极的形状，增大电极的曲率半径。 1.14比较长间隙放电击穿过程与短间隙放电放电击穿过程各有什么主要特点？答：长时间放电分为先导放电和主放电两个阶段，在先导放电阶段中包括电子崩和流注的形成和发展过程，短间隙的放电没有先导放电阶段，只分为电子崩流注和主放电阶段。2.1雷电放电可分为那几个主要阶段？答：主要分为先导放电过程，主放电过程，余光放电过程。 2.4气息常见伏秒特性是怎样制定的？如何应用伏秒特性？答：制定的前提条件是①同一间隙②同一波形电压③上升电压幅值。当电压较低时击穿发生在波尾，取击穿时刻t1作垂线与此时峰值电压横轴的交点为1，当电压升高时，击穿也发生在峰值，取击穿时刻的值t2作垂线与此时峰值电压横轴的交点为2，当电压进一步升高时，击穿发生在波前，取此时击穿时刻t3作垂线与击穿电压交点为3，连接123如图：

高电压工程答案

高电压工程课后答案空气作为绝缘的优缺点如何？答：优点：空气从大气中取得，制取方便，廉价，简易，具有较强的自恢复能力。缺点：空气比重较大，摩擦损失大，导热散热能力差。空气污染大，易使绝缘物脏污，且空气是助燃物当仿生电流时，易烧毁绝缘，电晕放电时有臭氧生成，对绝缘有破坏作用。为什么碰撞电离主要是由电子而不是离子引起？答：由于电子质量极小，在和气体分子发生弹性碰撞时，几乎不损失动能，从而在电场中继续积累动能，此外，一旦和分子碰撞，无论电离与否均将损失动能，和电子相比，离子积累足够造成碰撞电离能量的可能性很小。负离子怎样形成，对气体放电有何作用？答：在气体放电过程中，有时电子和气体分子碰撞，非但没有电离出新电子，碰撞电子反而别分子吸附形成了负离子，离子的电离能力不如电子，电子为分子俘获而形成负离子后电离能力大减，因此在气体放电过程中，负离子的形成起着阻碍放电的作用。非自持放电和自持放电主要差别是什么？答：非自持放电必须要有光照，且外施电压要小于击穿电压，自持放电是一种不依赖外界电离条件，仅由外施电压作用即可维持的一种气体放电。电晕会产生哪些效应，工程上常用哪些防晕措施？答：电晕放电时能够听到嘶嘶声，还可以看到导线周围有紫色晕光，会产生热效应，放出电流，也会产生化学反应，造成臭氧。工程上常用消除电晕的方法是改进电极的形状，增大电极的曲率半径。比较长间隙放电击穿过程与短间隙放电放电击穿过程各有什么主要特点？答：长时间放电分为先导放电和主放电两个阶段，在先导放电阶段中包括电子崩和流注的形成和发展过程，短间隙的放电没有先导放电阶段，只分为电子崩流注和主放电阶段。雷电放电可分为那几个主要阶段？答：主要分为先导放电过程，主放电过程，余光放电过程。气隙常见伏秒特性是怎样制定的？如何应用伏秒特性？答：制定的前提条件是①同一间隙②同一波形电压③上升电压幅值。当电压较低时击穿发生在波尾，取击穿时刻t1作垂线与此时峰值电压横轴的交点为1，当电压升高时，击穿也发生在峰值，取击穿时刻的值t2作垂线与此时峰值电压横轴的交点为2，当电压进一步升高时，击穿发生在波前，取此时击穿时刻t3作垂线与击穿电压交点为3，连接123 应用：伏秒特性对于比较不同设备绝缘的冲击击穿特性有重要意义，如果一个电压同时作用于两个并联气隙s1和s2上，若某一个气隙先击穿了，则电压被短接截断，另一个气隙就不会击穿。为什么高真空和高压力都能提高间隙的击穿电压？简述各自运用的局限性？答：在高气压条件下，气压增加会使气体密度增大，电子的自由行程缩短，削弱电离工程从而提高击穿电压，但高气压适用于均匀电场的条件下而且要改进电极形状，点击应仔细加工光洁，气体要过滤，滤去尘埃和水分在高真空条件下虽然电子的自由行程变得很大，但间隙中已无气体分子可供碰撞，故电离过程无从发展，从而可以显着提高间隙的击穿电压，但是在电气设备中气固液等几种绝缘材料往往并存，而固体液体绝缘材料在高真空下会逐渐释放出气体，因此在电气设备中只有在真空断路器等特殊场合下才采用高真空作为绝缘。什么是细线效应？答；当导线直径很小时，导线周围容易形成比较均匀的电晕层，电压增加，电晕层逐渐扩大，

高电压工程答案(清华大学版)

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高电压工程课后答案空气作为绝缘的优缺点如何答：优点：空气从大气中取得，制取方便，廉价，简易，具有较强的自恢复能力。缺点：空气比重较大，摩擦损失大，导热散热能力差。空气污染大，易使绝缘物脏污，且空气是助燃物当仿生电流时，易烧毁绝缘，电晕放电时有臭氧生成，对绝缘有破坏作用。为什么碰撞电离主要是由电子而不是离子引起答：由于电子质量极小，在和气体分子发生弹性碰撞时，几乎不损失动能，从而在电场中继续积累动能，此外，一旦和分子碰撞，无论电离与否均将损失动能，和电子相比，离子积累足够造成碰撞电离能量的可能性很小。负离子怎样形成，对气体放电有何作用答：在气体放电过程中，有时电子和气体分子碰撞，非但没有电离出新电子，碰撞电子反而别分子吸附形成了负离子，离子的电离能力不如电子，电子为分子俘获而形成负离子后电离能力大减，因此在气体放电过程中，负离子的形成起着阻碍放电的作用。非自持放电和自持放电主要差别是什么答：非自持放电必须要有光照，且外施电压要小于击穿电压，自持放电是一种不依赖外界电离条件，仅由外施电压作用即可维持的一种气体放电。电晕会产生哪些效应，工程上常用哪些防晕措施答：电晕放电时能够听到嘶嘶声，还可以看到导线周围有紫色晕光，会产生热效应，放出电流，也会产生化学反应，造成臭氧。工程上常用消除电晕的方法是改进电极的形状，增大电极的曲率半径。比较长间隙放电击穿过程与短间隙放电放电击穿过程各有什么主要特点答：长时间放电分为先导放电和主放电两个阶段，在先导放电阶段中包括电子崩和流注的形成和发展过程，短间隙的放电没有先导放电阶段，只分为电子崩流注和主放电阶段。雷电放电可分为那几个主要阶段答：主要分为先导放电过程，主放电过程，余光放电过程。气隙常见伏秒特性是怎样制定的如何应用伏秒特性答：制定的前提条件是①同一间隙②同一波形电压③上升电压幅值。当电压较低时击穿发生在波尾，取击穿时刻t1作垂线与此时峰值电压横轴的交点为1，当电压升高时，击穿也发生在峰值，取击穿时刻的值t2作垂线与此时峰值电压横轴的交点为2，当电压进一步升高时，击穿发生在波前，取此时击穿时刻t3作垂线与击穿电压交点为3，连接123 应用：伏秒特性对于比较不同设备绝缘的冲击击穿特性有重要意义，如果一个电压同时作用于两个并联气隙s1和s2上，若某一个气隙先击穿了，则电压被短接截断，另一个气隙就不会击穿。为什么高真空和高压力都能提高间隙的击穿电压简述各自运用的局限性答：在高气压条件下，气压增加会使气体密度增大，电子的自由行程缩短，削弱电离工程从而提高击穿电压，但高气压适用于均匀电场的条件下而且要改进电极形状，点击应仔细加工光洁，气体要过滤，滤去尘埃和水分在高真空条件下虽然电子的自由行程变得很大，但间隙中已无气体分子可供碰撞，故电离过程无从发展，从而可以显著提高间隙的击穿电压，但是在电气设备中气固液等几种绝缘材料往往并存，而固体液体绝缘材料在高真空下会逐渐释放出气体，因此在电气设备中只有在真空断路器等特殊场合下才采用高真空作为绝缘。什么是细线效应

高教版-工程热力学-沈维道-第三版-思考题答案

第一章基本概念与定义 1．答：不一定。稳定流动开口系统内质量也可以保持恒定 2．答：这种说法是不对的。工质在越过边界时，其热力学能也越过了边界。但热力学能不是热量，只要系统和外界没有热量地交换就是绝热系。 3．答：只有在没有外界影响的条件下，工质的状态不随时间变化，这种状态称之为平衡状态。稳定状态只要其工质的状态不随时间变化，就称之为稳定状态，不考虑是否在外界的影响下，这是他们的本质区别。平衡状态并非稳定状态之必要条件。物系内部各处的性质均匀一致的状态为均匀状态。平衡状态不一定为均匀状态，均匀并非系统处于平衡状态之必要条件。 4．答：压力表的读数可能会改变，根据压力仪表所处的环境压力的改变而改变。当地大气压不一定是环境大气压。环境大气压是指压力仪表所处的环境的压力。 5．答：温度计随物体的冷热程度不同有显著的变化。 6．答：任何一种经验温标不能作为度量温度的标准。由于经验温标依赖于测温物质的性质，当选用不同测温物质的温度计、采用不同的物理量作为温度的标志来测量温度时，除选定为基准点的温度，其他温度的测定值可能有微小的差异。 7．答：系统内部各部分之间的传热和位移或系统与外界之间的热量的交换与功的交换都是促使系统状态变化的原因。 8．答：（1）第一种情况如图1-1（a）,不作功（2）第二种情况如图1-1（b）,作功（3）第一种情况为不可逆过程不可以在p-v图上表示出来，第二种情况为可逆过程可以在p-v图上表示出来。 9．答：经历一个不可逆过程后系统可以恢复为原来状态。系统和外界整个系统不能恢复原来状态。 10．答：系统经历一可逆正向循环及其逆向可逆循环后，系统恢复到原来状态，外界没有变化；若存在不可逆因素，系统恢复到原状态，外界产生变化。 11．答：不一定。主要看输出功的主要作用是什么，排斥大气功是否有用。

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