高电压技术第3章习题答案.doc

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1、第三章固体的绝缘特点与介质的电气强度3-1什么叫电介质的极化？极化强度是怎样界说的？3-2固体无机电介质中，无机晶体、无机玻璃跟陶瓷介质的消耗要紧由那些消耗构成？3-3固体介质的外表电导率除了介质的性子之外，还与那些要素有关？它们各有什么影响？3-4固体介质的击穿要紧有那多少种方式？它们各有什么特点？3-5部分放电惹起电介质劣化、伤害的要紧缘故有那些？3-6聚合物电介质的树枝化方式要紧有那多少种？它们各是什么缘故构成的？3-7平均固体介质的热击穿电压是怎样断定的？3-8试比拟气体、液体跟固体介质击穿进程的异同。3-1什么叫电介质的极化？极化强度是怎样界说的？答：电介质的极化是电介质在电场感化下

2、，其约束电荷响应于电场偏向发生弹性位移现象跟偶极子的取向景象。电介质的极化强度可用介电常数的巨细来表示，极性强弱有关，还遭到温度、外加电场频率等要素的妨碍。它与该介质分子的3-2固体无机电介质中，无机晶体、无机玻璃跟陶瓷介质的消耗要紧由哪些消耗构成？答：无机晶体介质只要位移极化，其介质消耗要紧起源于电导；无机玻璃的介质消耗能够以为要紧由三部分构成：电导消耗、松懈消耗跟构造损耗；陶瓷介质可分为含有玻璃相跟简直不含玻璃相两类，第一类陶瓷是含有少量玻璃相跟年夜批微晶的构造，其介质消耗要紧由三部分构成：玻璃相中离子电导消耗、构造较松的多晶点阵构造惹起的松懈消耗以及气隙中含水惹起的界面附加消耗，tan相

3、称年夜。第二类是由少量的微晶晶粒所构成，仅含有极年夜批或不含玻璃相，平日结晶相构造严密，第一类陶瓷小得多。tan比3-3固体介质的外表电导率除了介质的性子之外，还与哪些要素有关？它们各有什么影响？答：介质的外表电导率不只与介质的性子有关，并且激烈地遭到四周情况的湿度、s温度、外表的构造跟外形以及外表粘污状况的妨碍。电介质外表吸附的水膜对外表电导率的妨碍因为湿氛围中的水分子被吸附于介质的外表，构成一层非常薄的水膜。因为水自身为半导105体m，因而介质外表的水膜将惹起较年夜的外表电流，使添加。s电介质的分子构造对外表电导率的妨碍电介质按水在介质外表散布形态的差别，可分为亲水电介质跟疏水电介质两年夜

4、类。a)亲水电介质：这种介质外表所吸附的水易于构成延续水膜，故外表电导率年夜，特不是一些含有碱金属离子的介质，介质中的碱金属离子还会进入水膜，落低水的电阻率，使表面电导率进一步回升，乃至丧掉其绝缘功能。b)疏水电介质：这些介质分子为非极性分子所构成，它们对水的吸引力小于水分子的内聚力，因而吸附在这类介质外表的水每每成为孤破的水滴，其打仗角，不克不及构成连90续的水膜，故非常小，且年夜气湿度的妨碍较小。s电介质外表干净度对外表电导率的妨碍外表沾污特不是含有电解质的沾污，将会惹起介质外表导电水膜的电阻率下落，从而使降落。s3-4固体介质的击穿要紧有哪多少种方式？它们各有什么特点？答：固体电介质的击

5、穿中，罕见的有热击穿、电击穿跟不平均介质部分放电惹起击穿等方式。热击穿热击穿的要紧特点是：不只与资料的功能有关，还在非常年夜水平上与绝缘构造电极的配置与散热前提及电压品种、情况温度等有关，因而热击穿强度不克不及看作是电介质资料的本征特点参数。电击穿电击穿的要紧特点是：击穿场强高，有用绝缘零碎不克不及够到达；在必定温度范畴内，击穿场强随温度降落而增年夜，或变更不年夜。平均电场中电击穿场强反应了固体介质耐受电场作用才能的最年夜限制，它仅与资料的化学构成及性子有关，是资料的特点参数之一。不平均电介质的击穿击穿从耐电强度低的气体开场，表示为部分放电，而后或快或慢地随时刻开展至固体介质劣化伤害逐渐扩年夜

6、，以致介质击穿。3-5部分放电惹起电介质劣化、伤害的要紧缘故有哪些？答：部分放电惹起电介质劣化伤害的机理是多方面的，但要紧有如下三个方面：电的感化：带电粒子对电介质外表的直截了当轰击感化，热的感化：带电粒子的轰击感化惹起电介质部分的温度回升，化学感化：部分放电发生的受激分子或二次天生物的感化，使无机电介质的分子主链断裂；解；发作热溶化或热落使电介质遭到的腐化能够比电、热感化的迫害更年夜。3-6聚合物电介质的树枝化方式要紧有哪多少种？它们各是什么缘故构成的？答：惹起聚合物电介质树枝化的缘故是多方面的，所发生的树枝亦差别。电树枝树枝因介质两头歇性的部分放电而迟缓地扩年夜，任何部分放电的状况下，因为

7、介质中部分电场会合而发作。水树枝或在脉冲电压感化下敏捷开展，或在无树枝因存在水分而迟缓发作，如在水下运转的200700V高压电缆中也发觉有树枝，一般称为水树枝，即直流电压下也能增进树枝化。电化学树枝因情况净化或绝缘中存在杂质而惹起，生反响就构成电化学树枝。如电缆中因为腐化性气体在线芯处分散，与铜发3-7平均固体介质的热击穿电压是怎样断定的？答：普通状况下，能够近似化为以下两种极其状况来探讨1脉冲热击穿以为电场感化时刻非常短，以致导热进程能够疏忽不计，那么热均衡方程为dTcvE2dt2稳态热击穿电压长时刻感化，介质内温度变更极慢，热击穿临界电压为TcKdT8T02ocU3-8试比拟气体、液体跟固

8、体介质击穿进程的异同。答：气体介质的击穿进程气体放电都有从电子碰撞电分开场开展到电子崩的阶段。因为外电离要素的感化，在阴极左近呈现一个初始电子，这一电子在朝阳极活动时，如电场强度充足年夜，那么会发作碰撞电离，发生1个新电子。新电子与初始电子在朝阳极的前进进程中还会发作碰撞电离，发生两个新电子，电子总数添加到4个。第三次电离后电子数将增至8个，即按多少何级数不时添加。电子数如雪崩式的增加，即呈现电子崩。液体介质的击穿进程a)电击穿实际以碰撞电分开场为击穿前提。液体介质中因为阴极的场致发射或热发射的电子在电场中被减速而取得动能，碰撞液体分子时又把能量通报给液体分子，电子丧掉的能量都用于激起液体分子

9、的热振动。在它当电子在相邻两次碰撞间从电场中掉掉的能量年夜于h时，电子就能在活动进程中逐渐积存能量，至电子能量年夜到必定值时，电子与液体互相感化时便招致碰撞电离。b)气泡击穿实际液体中存在气泡时，因为交变电压下两串联介质中电场强度与介质介电常数成正比，气泡中的电场强度比液体介质高，而气体的击穿场强又比液体介质低得多，因而气泡先发作电离，负气泡温度降落，体积收缩，电离进一步开展；而气泡电离发生的高能电子又碰撞液体分子，使液体分子电离天生更多的气体，扩年夜气体通道，当气泡在南北极间构成“气桥时，液体介质就能在此通道中发作击穿。固体介质的击穿进程固体电介质的击穿中，罕见的有热击穿、电击穿跟不平均介质部分放电惹起击穿等方式。a)热击穿当固体电介质加上电场时，电介质中发作的消耗将惹起发烧，使介质温度降落，终极导致热击穿。b)电击穿在较高温度下，采纳了消弭边沿效应的电极安装等严厉操纵的前提下，呈现的一种击穿景象。进展击穿实验时c)不平均介质部分放电惹起击穿从耐电强度低的气体开场，表示为部分放电，而后或快或慢地随时刻开展至固体介质劣化伤害逐渐扩年夜，以致介质击穿。