高电压绝缘技术课后习题答案docx.docx

1、高电压绝缘技术课后习题答案docx1.计算同轴圆柱电极的不均匀系数第一章f,其中内导体外直径为 100 mm,外壳的内直径为 320 mm解:avUdEmaXr In其中 R=160mm， r=50mm代入上式可得f=1.892 ,所以此时电场是稍不均匀的2.离地高度10m处悬挂单根直径3cm导线，导线上施加有效值 63.5kV工频交流电压，请计算导线表面最大场强。若将该导线 更换为水平布置的双分裂导线，两导线总截面积保持与单根导线一致，线间距离 30cm ,请重新计算导线表面最大场强。解：1）:等效成圆柱一板电极：由课本P9页可查的公式为EmaX= 0.9I r十d r lnr其中U=63.

2、5kV，d=10m，r=1.5cm。代入上式可得： EmaX= 5.858kV/cmmax2）由题意可知：2 2 r2?. r1 =二 r ,可得：r1 1.06cm = 0.0106 m ,两导线相邻 s=30cm=0.3m,2r1S0.01060.3=0.0353对于二分裂导线，由课本 P9页可查得公式。3.总结常用调整电场强度的措施。解：1） 、改变电极形状增大电极曲率半径；改善电极边缘；使电极具有最佳外形；2） 、改善电极间电容分布加屏蔽环；增设中间电极；3） 、利用其他措施调整电场采用不同的电介质；利用电阻压降；利用外施电压强制电压分布;第二章气体的绝对温度需要达到 96618K0

3、- = n(1 -e ) = 63.2%n J：；2 : 2 = n(e , -e , ) = 23.3%n2 ；3 : n3 =n0(e -e ,) =8.6%n03 -4 : n4 = n0(e ；e ,) = 3.1%n04、解：对于带电粒子有： P=10-6cm3 Z s, dN =-PN2 =-106 (103)2sl.cm = 1(s.cm)，dt3即1(s.cm )内减少一对离子，即离子的平均寿命为 1S。I Q eN _49 7 _J1 2J1 1.6 10 105=810A / CmS ts ts考虑到正负离子，所以J=2J1=1.6 1010Acm2n。ead11.l610

4、尹赞Ib萨1 0 7、解：有题意可知：n0=iax rd ax 1 ni / ad 八n = nie nie dx (e -1)0 anc单位时间内阴极单位面积产生的电子n0外电离因数下阴极单位面积产生的电子An新增离子数JL adnc =n。 ：n,n：. = ncen-L ,厶n(na - nJa当 d=1.0cm,Ub =31.6kV时,Ub,min =Bpd)min =365 汇 0.687 = 250755V11、解：假设在P气压下，两间隙的放电电压相等，即 f (pdj = f(pd2)查图2-12的曲线可知Pd1 =0.25, Pd 0.1时，两间隙的放电电压大约相等，此时p=0

5、.025133pa,所以当P 0.025133Pa时，d?先放电;p0.025133pa时，d1 先放电12、解：由题意可知: =60V cm,E =60 10=600Vcm,又E=U可得:P d1 In l2 1 (In*-ln11) 1 (2.4 -1.2) =1.2CmJId1 -d2 I1 d1 -d2 I0 I0 2-1t.- ad 10=e 一=1.00 10,L12cmT-4.27 1=e -8008Inla =In1,d r =7.697cm,U =E 600 7.697 = 4618/r aE22。EX = 4“；rX213、解：由公式 A( ) - B2,其中Al B为常数

6、P P29.3 2 = Ip0 T 0.1.13MPa T14、解：由公式 Ec =3.15、：(1 Ec =3.15(1 0.305 ) =50.715kV cm,Uc =EjI nR=50.715 0.25 ln 50 =58.39 kV 0 r 0.5U 有效= U；=41.29kV15、解：由公式 Ec =30.3m、(1 298)kVcm,Uc =EcrIn ,d = 2h =800cm ,因此Jr6 r500、2 =ECrIn800,取m=0.72,可得 500/2=30.3m(1 0.2?8)rln 800 ,解得 r=6cm r Jr r16、解：由公式 Ec=30.3m(1+

7、譽)/2=0.95cm 可得 全面电晕，m=0.82, Ec =32.44kV/cm；部分电晕，m=0.72, Ec = 28.49kV/cmd因为UC= Err ln ,对于110kV输电线路对于线-地：ErUC110 2/.3rln2hr095 i 2440 =12.4kV/cm0.95 In0.95r即不会出现局部电晕，也不会出现全面电晕17、对于220kV输电线路不会出现局部电晕，也不会出现全面电晕18、解：可近似为球一板，进而近似为球一球0.337Ec =27.7、(1 )(kV /cm),、=1,r =20cm ,可得 Ec =28.17kV/cmr由表 1-2 知：EmaX= 0

8、.9U = 28.17 kV / Cm，U= 500“：2 kV,求出 d=51.90cm,所以均压球离墙的距rd离为 51.90cm19、解:A 点：E =27.2+1335 = 31.4kVcm f= d =1.82,UA=Ed = 345kV/cm & lnd fr1 R EdB 点：E =24(1 ) =31.6kVcm, f 3,U B 210.6kV/ cmXr r f又因为Eb =24(1 -1二)=31.6kV / cm ,U B =EdE（R 一）- 300 kV ,代入数据可得 R=1.975mR/r因为U B d0j3），问由此引起多大的测量误差？解：在分界面上有（1为凡

9、士林、2为聚乙烯），两个电容为串联关系:则有:d1 d2介损的测量误差：；-；- ；2 =2.2975 2.3 = 0.0025测量tan ：时：P = R +R = Q ta nP = R 十 P = eC1U 12 tan +C2u tan Q=QI Q CIUj Q2U；C2Ui 2 U C1 +C2U2 JUC1 +C2CiC2.2 22.3 0.05= 38.26则有:tan、=F =2.46 10*Q则产生的误差为：.：tan、 =2.46 10-2 10 =0.46 10*6-8、高压单芯电缆（见图6-57）长20m,其tan、： =0.005 , ；r =3.8。现其中有1m因

10、发生局部损坏,tan、：增至 0.05,Jr基本不变。问这时电缆的tan心增至何值?解：同轴圆柱电容计算公式如下:当发生局部损坏时11表示未损坏部分，2表示损坏部分），则有:P -=tan IQ旦=ta n、2Q2其中Q2 二 CqU则有:Q1 QkCItan j C2tan J 19 0005 1 叽 0.0073C1 C2 206-9、试证明单面冷却同心圆筒形电介质（如单芯电缆）的热平衡方程为Kddt 2 c（r aE =0r dr dr式中：t 温度;a 电介质有效电导率；ar 半径；E电场强度。证明：由式6-27可知单位体积的损耗功率为:PE2设电介质的内外半径分别为r和r2,电缆长度为I,则有单位时间内总的功率损耗为:2 2 2 2 2P = aE 二-ri ）1 =2 aE 二I rdrr1而单位时间内散发热量的功率应为:-JIQ= -K2二 rl 巴dr由 P=Q:当介质中的能量损耗全部转化为热量时,P 2 r22 aE Jrdr 一 KZdtdr两边同时对r微分则有:aE2r -呼（乎）dr dr则:aE2 =O