2024年6月6日发(作者：隽灵韵)
第一章作业
■ 解释下列术语
(1)
气体屮的自持放电；(2)电负性气体；
(3)放电时延；(4) 50%冲击放电电压；(5)爬电比距。
答：
(
1)
气体中的自持放电：当外加电场足够强时，即使除左•外界电 离因子，气
体中的放电仍然能够维持的现象；
(2)
电负性气体：电子与某些气体分子碰撞时易于产生负离子，这样 的气体分
子组成的气体称为电负性气体；
(3)
放电时延：能引起电了崩并最终导致间隙击穿的电了称为有效电 子，从电
压上升到静态击穿电压开始到出现第一个有效电子所需的 时间称为统计时延，
出现有效电子到间隙击穿所需的时间称为放电 形成时延，二者之和称为放电时
延；
(4) 50%
冲击放电电压:使间隙击穿概率为
50%
的冲击电压，也称为
50%
冲击
击穿电压；
(5)
爬电比距：爬电距离指两电极间的沿而最短距离，其与所加电压 的比值称
为爬电比距，表示外绝缘的绝缘水平，单位
cm/kV°
■
J
1-2汤逊理论与流注理论对气体放电过程和口持放电条件的观点有 何不同？这两
种理论各适用于何种场合？
答：汤逊理论认为电了碰撞电离是气体放电的主要原因，二次电 子来源于正离了
撞击阴极使阴极表面逸出电子，逸岀电了是维持 气休放电的必雯条件。所逸出的
电子能否接替起始电子的作川是 自持放电的判据。流汴理论认为形成流注的必要
条件是电了崩发 展到足够的程度后，电子崩中的空间电荷足以使原电场明显畸，
流注理论认为二次电子的主要来源是空间的光电离。
汤逊理论的适川范围是短间隙、低气压气隙的放电；流注理论适 用于高气压、长
间隙电场气隙放电。
在一极间距离为1cm的均匀电场电场气隙屮，电子碰撞电离系 数a =11cm-1
o
今有一初始电子从阴极表而出发，求到达阳极的 电子崩中的电子数冃。
解：到达阳极的电子崩屮的电子数忖为
n
(
l
— e =e
}M
=59874
答：到达阳极的电子崩屮的电子数冃为
59874
个。
(
xd
1
・
5
近似估算标准大气条件卜•半径分别为
1cm
和
1mm
的光滑导线的 电晕起
始场强。
解：对半径为
1cm
的导线
(03
、
£ =30/7^ l + -y= =30xlxlx I
后丿
对半径为
1mm
的导线
( 03 '
E =30xlxlx 1+• ‘ • =5&5(kV/cm)
答：半径
1cm
导线起晕场强为
39kV/cm,
半径
1mm Y
线起晕场强为
58.5kV/cm
1-10简述绝缘污闪的发展机理和防止对策。
答：户外绝缘子在污秽状态下发生的沿而闪络称为绝缘子的污闪。 绝缘子的污闪
是一个受到电、热、化学、气候等多方面因素影响 的复杂过程，通常可分为积
污、受潮、丁区形成、局部电弧的出 现和发展等四个阶段。防止绝缘子发牛:污
闪的措施主要有：
(
1
)
调整爬距(增人泄露距离)
(
2)
定期或不定期清扫；
(3)
涂料;
(4)
半导体釉绝缘子；
(5)
新型合成绝缘子。
1-11试运用所学的气体放电理论，解释下列物理现象：
(1) 大气的湿度增大时，空气间隙的击穿电压增高，而绝缘子表 面的闪络电
压下降；
(2) 压缩气体的电气强度远较常压下的气体为尚；
(3) 沿面闪络电压显著地低于纯气隙的击穿电压。
答：
(
1
)
大气湿度增大时，大气屮的水分子增多，自由电子易于 被水分子俘获
形成负离了，从
rfU
使放电过程受到抑制，所以占穿 电爪增高；而人气湿度增
人吋，绝缘了表面容易形成水膜，使绝 缘子表面积污层受潮,泄漏电流增人，容
易造成湿闪或污闪,绝 缘子表面闪络电压下降；
(2)
气压很大吋电子的自由行程变小，两次碰撞
Z
间从电场获得 的动能减
小，电子的碰撞电离过程减弱，所以击穿电压升高，气 体的电气强度也高；
(3)
沿面闪络电压显著地低于纯气隙的击穿电压是囚为沿固体介 质表面的电
场与纯气隙间的电场相比发生了畸变，造成电场畸变 的原因冇：
1
•固体介质与
电极表面接触不良，存在小缝隙；
2
固体 介质表而由于潮气形成水膜，水膜屮的
正负离子在电场作用下积 聚在沿
Ifli
靠近电极的两端；
3
•固体介质表|的电阻
不均匀和表
Iflj
的粗 糙不平。
2・1试用经验公式估算极间距离d=2cm的均匀电场气隙在标准大气 条件下的平均
击穿场强Eb。P32
解：
d=2cm
的均匀电场气隙平均击穿场强为
E
b
= 24.55^4-6.66x^77 = 24.55x1 + 6.667172 = 29.26(kV/cm)
答：标准大气条件下的平均击穿场强为
29.26kV/cm
2・3在线路设计吋已确定某
线路的相邻导线间气隙应能耐受峰值为 土 1800kV的宙电冲击电压，试利川经验
2024年6月6日发(作者：隽灵韵)
第一章作业
■ 解释下列术语
(1)
气体屮的自持放电；(2)电负性气体；
(3)放电时延；(4) 50%冲击放电电压；(5)爬电比距。
答：
(
1)
气体中的自持放电：当外加电场足够强时，即使除左•外界电 离因子，气
体中的放电仍然能够维持的现象；
(2)
电负性气体：电子与某些气体分子碰撞时易于产生负离子，这样 的气体分
子组成的气体称为电负性气体；
(3)
放电时延：能引起电了崩并最终导致间隙击穿的电了称为有效电 子，从电
压上升到静态击穿电压开始到出现第一个有效电子所需的 时间称为统计时延，
出现有效电子到间隙击穿所需的时间称为放电 形成时延，二者之和称为放电时
延；
(4) 50%
冲击放电电压:使间隙击穿概率为
50%
的冲击电压，也称为
50%
冲击
击穿电压；
(5)
爬电比距：爬电距离指两电极间的沿而最短距离，其与所加电压 的比值称
为爬电比距，表示外绝缘的绝缘水平，单位
cm/kV°
■
J
1-2汤逊理论与流注理论对气体放电过程和口持放电条件的观点有 何不同？这两
种理论各适用于何种场合？
答：汤逊理论认为电了碰撞电离是气体放电的主要原因，二次电 子来源于正离了
撞击阴极使阴极表面逸出电子，逸岀电了是维持 气休放电的必雯条件。所逸出的
电子能否接替起始电子的作川是 自持放电的判据。流汴理论认为形成流注的必要
条件是电了崩发 展到足够的程度后，电子崩中的空间电荷足以使原电场明显畸，
流注理论认为二次电子的主要来源是空间的光电离。
汤逊理论的适川范围是短间隙、低气压气隙的放电；流注理论适 用于高气压、长
间隙电场气隙放电。
在一极间距离为1cm的均匀电场电场气隙屮，电子碰撞电离系 数a =11cm-1
o
今有一初始电子从阴极表而出发，求到达阳极的 电子崩中的电子数冃。
解：到达阳极的电子崩屮的电子数忖为
n
(
l
— e =e
}M
=59874
答：到达阳极的电子崩屮的电子数冃为
59874
个。
(
xd
1
・
5
近似估算标准大气条件卜•半径分别为
1cm
和
1mm
的光滑导线的 电晕起
始场强。
解：对半径为
1cm
的导线
(03
、
£ =30/7^ l + -y= =30xlxlx I
后丿
对半径为
1mm
的导线
( 03 '
E =30xlxlx 1+• ‘ • =5&5(kV/cm)
答：半径
1cm
导线起晕场强为
39kV/cm,
半径
1mm Y
线起晕场强为
58.5kV/cm
1-10简述绝缘污闪的发展机理和防止对策。
答：户外绝缘子在污秽状态下发生的沿而闪络称为绝缘子的污闪。 绝缘子的污闪
是一个受到电、热、化学、气候等多方面因素影响 的复杂过程，通常可分为积
污、受潮、丁区形成、局部电弧的出 现和发展等四个阶段。防止绝缘子发牛:污
闪的措施主要有：
(
1
)
调整爬距(增人泄露距离)
(
2)
定期或不定期清扫；
(3)
涂料;
(4)
半导体釉绝缘子；
(5)
新型合成绝缘子。
1-11试运用所学的气体放电理论，解释下列物理现象：
(1) 大气的湿度增大时，空气间隙的击穿电压增高，而绝缘子表 面的闪络电
压下降；
(2) 压缩气体的电气强度远较常压下的气体为尚；
(3) 沿面闪络电压显著地低于纯气隙的击穿电压。
答：
(
1
)
大气湿度增大时，大气屮的水分子增多，自由电子易于 被水分子俘获
形成负离了，从
rfU
使放电过程受到抑制，所以占穿 电爪增高；而人气湿度增
人吋，绝缘了表面容易形成水膜，使绝 缘子表面积污层受潮,泄漏电流增人，容
易造成湿闪或污闪,绝 缘子表面闪络电压下降；
(2)
气压很大吋电子的自由行程变小，两次碰撞
Z
间从电场获得 的动能减
小，电子的碰撞电离过程减弱，所以击穿电压升高，气 体的电气强度也高；
(3)
沿面闪络电压显著地低于纯气隙的击穿电压是囚为沿固体介 质表面的电
场与纯气隙间的电场相比发生了畸变，造成电场畸变 的原因冇：
1
•固体介质与
电极表面接触不良，存在小缝隙；
2
固体 介质表而由于潮气形成水膜，水膜屮的
正负离子在电场作用下积 聚在沿
Ifli
靠近电极的两端；
3
•固体介质表|的电阻
不均匀和表
Iflj
的粗 糙不平。
2・1试用经验公式估算极间距离d=2cm的均匀电场气隙在标准大气 条件下的平均
击穿场强Eb。P32
解：
d=2cm
的均匀电场气隙平均击穿场强为
E
b
= 24.55^4-6.66x^77 = 24.55x1 + 6.667172 = 29.26(kV/cm)
答：标准大气条件下的平均击穿场强为
29.26kV/cm
2・3在线路设计吋已确定某
线路的相邻导线间气隙应能耐受峰值为 土 1800kV的宙电冲击电压，试利川经验