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1、第 1 章 气体的绝缘特性与介质的电气强度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？1-2 简要论述汤逊放电理论。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？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？1-5 操作冲击放电电压的特点是什么？1-6 影响套管沿面闪络电压的主要因素有哪些？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， 哪个对于绝缘的危 害比较大，为什么？1-8某距离4m的棒-极间隙。在夏季某日干球温度 =30C,湿球温度=25C,气压=99.8kPa 的大气条件下，问其正极性50%操作冲击击穿电压为多少kV
2、?（空气相对密度=0.95 ）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？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。 其次 由于电子的质量远小于原子或分子， 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
3、，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 e d 个。假设每次电离撞出一个正离子，故电极空间共有（e d 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 的定义， 此（ e d 1）个正离子在到达阴极表面时可撞出（ e d 1）个新电子，则 （ e d -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（ e d
4、-1）=1 或 e d =1 o1-3 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
5、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
6、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0为原点，P点为波峰。国际上都用图示的方法求得名义零 点Q。图中虚线所示，连接 P点与0.3倍峰值点作虚线交横轴于 Oi点，这样波前时间Ti、 和波长T2都从01算起。目前国际上大多数国家对于标准雷电波的波形规定是：T11.2 s 30%T250 s 20%T1 波前时间T2 半峰值时间U max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，
7、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。另外这种情况下电场垂直分量较小.沿表面也没有较大的电容电流流过，放电过程中不会出现热电离现
8、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 =30C,湿球温度=25C,气压=99.8kPa的大气条件下，问其正极性50%操作冲击击穿电压为多少kV?(空气相对密度=0.95 )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U50 标准=130kV。查高电压技术可得空气绝对湿度h 20g/m3。从而h/21,再由图3-1求得参U b 1数 K 1.1。求得参数 g 五？匸=1300/ ( 500 X 4X 95X
9、 1.1 )=0.62，于是由图3-3 得指数 m W 0.34。空气密度校正因数 Kdm 0.950.34 0.9827湿度校正因数Kh Kw1.10.341.033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U 50夏U 50标准？ K1 ? K213000.9827 1.033 1320kV。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：查GB311.1-1997的规定可知，35kV母线支柱绝缘子的1min干工频耐受电压应为100kV，则可算出制造厂在平原地区进行出厂1min干工频耐受电压试验时，其耐受电压U应为Uo100UKaUo 1.1 H 10 4 1.1 4500 10 4 154kV
