高电压第三次作业

1. 跨步电压人的两脚着地点之间的电位差称为跨步电压。

2. ZnO 避雷器的最大长期工作电压。ZnO 避雷器的最大长期工作电压指的是允许长期加在避雷器上的系统最大工作 相电压。

 3. 冲击系数冲击电压作用下，气体的击穿电压要比持续电压作用下的击穿电压高，它们的 比值称为冲击系数，一般大于１。

4. 工程纯液体 ）净液体电介质的击穿场强虽然很高，但其精制、提纯极其复杂，而且设备在制 造及运输中又难免产生杂质，所以工程上使用的液体中总含有一些杂质，称为 工程纯液体。

5. 沿面放电当导线电位超过一定时，常在固体介质和空气的分界面上出现沿着固体介 质表面的气体放电现象，称为沿面放电。

二、计算题

1. 一幅值为１００ｋＶ的直角波沿波阻抗为５０Ω 的电缆线路侵入发电机绕 组（波阻抗为８００Ω ）。绕组每匝长度为３ｍ，匝间绝缘允许承受的电压为 ６００Ｖ，绕组中波的传播速度为６×１０７ｍ／ｓ，求用电容器来保护匝间绝 缘时所需的电容值。 

根据匝间允许承受的电压及匝长可计算得电机允许承受的侵入波最大陡度为：

但这是空间波的陡度，如果为了应用前面讲过的计算公式，还必须把它变成时 间波的陡度。

保护匝间绝缘所需要的电容值为：

2. 一幅值为 100kV 的直角波沿波阻抗为 50 欧的电缆线路侵入发电机绕组（波 阻抗为 800 欧）。绕组每匝长度为３ｍ，匝间绝缘允许承受的电压为 900V，绕 组中波的传播速度为 6×107m/s，求用电感来保护匝间绝缘时所需的电感值。

根据匝间允许承受的电压及匝长可计算得电机允许承受的侵入波最大陡度为：

但这是空间波的陡度，如果为了应用前面讲过的计算公式，还必须把它变成时 间波的陡度。

用串联电感来保护，所需的电感值为:

 三、简答题

1. 避雷针的保护原理。

畸变电场，形成局部场强集中，影响先导发展路径，实现引雷作用。

 2. 影响固体介质击穿改进措施有哪些？

1、改进制造工艺； 2、改善电场分布； 3、改善电极形状； 4、改善绝缘的工 作条件。

 3. 金属表面游离所需能量可以从哪些途径获得？ 

1、正离子撞击阴极； 2、光电效应； 3、强场发射； 4、热电子发射。

4. 简述多导体系统的等值波法则

多根没有耦合的导线连在一点时，为计算连接点的电压，可将这个多导体系统 用一根等值的单导线来代替，等值导线的波阻抗为各导线波阻抗的并联值，沿 等值导线传播的电压波为由 决定的等值电压波，如下图：

 5. 简述如何计算多相平行导线的波过程。

若导线上同时存在前行波和反行波时，对 n 根导线中的每根导线都有：

对全部 n 根导线，有：

其中：z 是多相线的波阻抗矩阵，ｕ、ｉ分别是多相线的电压、电流列矢量， 下标ｑ、ｆ分别表示前行波和反行波。再由不同的边界条件就可计算多相平行 导线的波过程问题。

 四、问答题

1. 要避雷针起到保护作用，需要有什么要求？

一方面要求避雷针必须很好接地，另一方面要求被保护物体必须处在避雷针能 提供可靠屏蔽保护的一定空间范围内，这就是避雷针的保护范围。 解题方案： 在雷电先导的初始发展阶段，因先导离地面较高，其发展方向不受地面物体的 影响，但当先导发展到某一高度时，由干针较高且具有良好的接地，针上因静 电感应而积聚了与先导极性相反的电荷使其附近的电场强度显著增强，甚至有 可能从这些地方发展向上的迎面先导，影响雷电先导的发展方向，使之定向向 避雷针发展，进而对避雷针放电，处在避雷针附近较低的物体便得到屏蔽，受 到保护，免遭雷击。

2. 电弧接地过电压的发展过程和幅值大小都与什么有关？ 

电弧过电压的发展过程和幅值大小都与熄弧的时间有关，存在两种熄弧时间： （1）电弧在过渡过程中的高频振荡电流过零时即可熄灭 （2）电弧要等到工频 电流过零时才能熄灭

3. 什么是电介质的极化？

在电场力作用下，使介质原子正负电荷中心沿电场方向产生有限位移的现象， 称为电介质的极化。

 4. 汤逊理论的主要内容是什么？ 

电子碰撞电离是气体电离的主要原因；正离子碰撞阴极表面使阴极表面逸出电 子是维持气体放电的必要条件。 阴极逸出电子能否接替起始电子的作用是自持 放电的判据。

5. 什么叫做操作过电压？ 

电力系统中的电容、电感元件均为储能元件。当系统操作或故障使其工作状态 发生变化时，将产生电磁能量振荡的过渡过程。在设备上将会产生数倍于电源 电压的过渡过程过电压，称为操作过电压。

6. 电压波形对放电电压的影响在不同的电场形式下有什么不同？

均匀电场中：不同电压波形下击穿电压(峰值)相同，放电分散性小； 稍不均匀 电场中：不同电压波形下击穿电压基本相同，放电分散性不大，极性效应不显 著； 极不均匀电场中：直流、工频及冲击电压间差别明显。

 五、论述题

绝缘配合的根本任务是什么？

绝缘配合就是根据电气设备在系统中可能承受的各种电压，并考虑过电压的限 制措施和设备的绝缘性能后来确定电气设备的绝缘水平，正确处理过电压与绝 缘这一矛盾，以达到优质、安全、经济供电的目的。