高電壓技術(shù)復(fù)習(xí)題

1、（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：1、氣體中的帶電粒子主要有電子和離子電子和離子，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)。2、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。3、與離子相比，當(dāng)電子去

2、碰撞中性的氣體分子，它更容易累積到足夠多的動(dòng)能與離子相比，當(dāng)電子去碰撞中性的氣體分子，它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：1、帶電粒子主要是由電離電離產(chǎn)生的，根據(jù)電離發(fā)生的位置，分為空間電離空間電離和表面電離表面電離。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

3、和碰撞電離光電離、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。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。2、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，必須施加一定的外加能量施加一定的外加能量，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)所需的最小能量稱為電離能。（3）為

4、什么SF6氣體的電氣強(qiáng)度高？答：SF6氣體之所以具有特別高的電氣強(qiáng)度，主要因?yàn)檫@些氣體都具有很強(qiáng)的電負(fù)性很強(qiáng)的電負(fù)性，容易俘獲自由電子而形成負(fù)離子（電子附著過(guò)程），電子變成負(fù)離子后，雖然氣體中的帶電粒電子變成負(fù)離子后，雖然氣體中的帶電粒子的數(shù)目沒(méi)有變化，但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，子的數(shù)目沒(méi)有變化，但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

5、發(fā)展過(guò)程。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：湯遜理論的基本觀點(diǎn)：電子碰撞電離是氣體電離的主要原因；正離子碰撞陰極表面使電子碰撞電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

6、子的作用是自持放電的判據(jù)。自持放電的判據(jù)。它只適用于低氣壓、短氣隙低氣壓、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。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

7、和二次電子崩，這種強(qiáng)烈的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。1313在一極間距離為在一極間距離為1cm1cm的均勻電場(chǎng)氣隙中，電子碰撞電離系數(shù)α的均勻電場(chǎng)氣隙中，電子碰撞電離系數(shù)α=11cm1=11cm1。今有一初始電。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)。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：答：eαd=e11=59874d=e11=

8、59874。1515試近似估算標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下半徑分別為試近似估算標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下半徑分別為1cm1cm和1mm1mm的光滑導(dǎo)線的電暈起始場(chǎng)強(qiáng)。的光滑導(dǎo)線的電暈起始場(chǎng)強(qiáng)。P15P15皮克公式克公式23在線路設(shè)計(jì)時(shí)已確定某線路的相鄰導(dǎo)線間氣隙應(yīng)能耐受峰值為1800kV的雷電沖擊電壓，試?yán)媒?jīng)驗(yàn)公式近似估算線間距離至少應(yīng)為若干？P36近似用棒棒氣隙去近似：正極性雷電沖擊：cmddU3086.5)751800(6.575%50??????負(fù)極性雷

9、電沖擊：cmddU2826)1101800(6110%50??????取兩者大值308cm。24在p=755mmHg，t=33℃的條件下測(cè)得一氣隙的擊穿電壓峰值為108kV，試近似求取該氣隙在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下的擊穿電壓值。P38由于δ處于0.951.05的范圍內(nèi)，954.030617557603.1019.29.2???Tp?0UU??kVUU2.113954.01080????25某110kV電氣設(shè)備的外絕緣應(yīng)有的工頻耐壓水平（有效值）

10、為260kV，如該設(shè)備將安裝到海拔3000m的地方運(yùn)行，問(wèn)出廠時(shí)（工廠位于平原地區(qū)）的試驗(yàn)電壓應(yīng)增大到多少？P39kVUHUKUppa3252601030001.11101.1144??????????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=94.28cm3010002222max?????cgEURD27

11、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。SF6SF6氣體的電氣強(qiáng)度約為空氣的氣體的電氣強(qiáng)度約為空氣的2.52.5倍，而其滅弧能力高達(dá)空氣的倍，而其滅弧能力高達(dá)空氣的100100倍以上倍以上