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简答题
三：问答题（每题6分，共24分） 1：叙述汤逊放电理论。
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-1)=1
或?e?d＝1。
2：叙述冲击电压发生器的原理。
答：如右图所示，冲击电压发生器整gRf流装置向主电容Ct充电，充电完成后，控制放电间隙g放电，出现下述充放电阶段： CtRt① Ct通过Rf向被试品Cf放电，形成冲击电压的波前部分；
② Cf上电压和Ct上电压相等时，Cf和Ct并联向Rt放电形成冲击电压波尾部分；
调节Rf可调节波前时间，调节Rt可调节波长时间。 3：简述变电站防雷保护的各种措施。
答：①装设避雷针（线）进行直击雷保护，应满足：
A: 变电站所有的被保护物，应处于避雷针的保护范围之内；
B: 避雷针和被保护设备之间应保持应有的距离； C: 避雷针和被保护设备接地装置在土壤中也应保持应有
距离，以防反击。
Cf② 安装避雷器，应注意避雷器到被保护物之间的电气距离，不能超过其保护范围。
③ 采用进线保护段，以限制流过避雷器的雷电流，降低雷电流陡度。
4：金属氧化物避雷器电气特性的基本指标有哪些？请对每个指标给出简要解释。
答：①额定电压：避雷器两端之间允许施加的最大工频电压有效值；
② 最大持续运行电压：允许持续加在避雷器两端之间的最大工频电压有效值，其值一般等于或者大于系统运行最大工作相电压。
③ 参考电压：包括工频参考电压和直流参考电压，指避雷器通过1mA工频电流阻性分量或者1mA直流电流时，其两端之间的工频电压峰值或直流电压。
④ 残压：放电电流通过避雷器时，两端的电压峰值。
⑤ 通流容量：表示阀片耐受通过电流的能力，通常用短持续时间、大冲击电流作用两次和长持续时间近似方波电流多次作用来表征。
⑥ 电压比：通过波形为8/20μs的标称电压峰值与直流参考电压的比值；
⑦ 荷电率：最大持续运行电压峰值和直流参考电压的比值； ⑧ 保护比：标称放电电流下残压与最大持续运行电压峰值的比值；
三. 简答题（每题4分，共12）
1: 输电线路雷击跳闸率n?Ngp1??N?p?p2?，试述个参数及其乘积的物理意义。
答：N—每百公里线路每年的落雷次数；η—建弧率； g—击杆率；ρα—绕击率； p1—雷电流幅值超过雷击杆塔时耐雷水平的概率；p2—雷电流幅值超过雷击导线时耐雷水平的概率； 2：输电线路的波阻抗和集中参数的阻抗有何区别？ 答：输电线路的波阻抗与线路长度无关。
1波阻抗只是一个比例常数，完全没有长度的概念，线路长度的大小并不影响波阻抗Z的数值；而一条长线的电阻是与线路长度成正比的；
2 波阻抗从电源吸收的功率和能量是以电磁能的形式存储在导线周围的媒介中，并未消耗掉；而电阻从电源吸收的功率和能量均转化为热能而消散掉了。
3：试述切除空载线路过电压的原因及限制措施？
答：根本原因，断路器的重燃。限制措施，一是改善断路器结构，提高触头间介质的恢复强度和灭弧能力，避免重燃；二是降低断路器触头间的恢复电压，使之低于介质恢复强度，也能达到避免重燃的目的。
1. 三. 简答题（每题6分，共30）
1：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。（3分）
（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。（3分）
2：为什么均匀电场中沿面闪络电压比纯空气间隙的击穿电压要低？
答：均匀电场中插入固体介质后仍能保持界面与电力线平行，看起来似乎固体介质的插入完全不影响原来的电场分布。其实不然，此时的沿面闪络电压已比纯空气间隙的击穿电压低得多，这说明原先的均匀电场发生了畸变，原因为：①固体介质与电极吻合不紧密，存在气隙。由于空气的ε气比固体介质的ε固低，气隙中场强比平均场强大得多，气体中首先发生局部放电。放电发生的带电质点，到达固体介质表面使原均匀电场畸变，变成不均匀电场，降低了沿面闪络电压。（2分）②固体介质表面吸潮而形成水膜。水具有离子电导，离子在电场中受电场力作用而沿介质表面移动，在电极附近积聚起电荷，使介质表面电压不均匀，电极附近场强增强。（2分）③介质表面电阻分布不均匀，表面粗造，有毛剌或损伤，都会引起介质表面分布不均匀，使闪络电压降低。（2分）
3：高压实验室中常用来测量交流高电压的方法的有哪几种？
答：通常有两种方法：用球隙或峰值电压表测量交流高压的峰值，（2分）用静电电压表测量交流高压的有效值。（2分）峰值电压表和静电电压表通常与分压器配合使用以扩大仪表的量程。（2分）
4：波阻抗与集中参数电阻本质上有什么不同?
答：（1）波阻抗表示同一方向的电压波与电流波的比值，电磁波通过波阻抗为Z的导线时，能量以电能、磁能的方式储存在周围介质中，而不是被消耗掉。（3分）（2）若导线上前行波与反行波同时存在时，则导线上总电压与总电流的比值不再等于波阻抗；（1分）（3）波阻抗Z的数值只取决于导线单位长度的电感和电容，与线路长度无关；（1分）（4）为了区别不同方向的流动波，波阻抗有正、负号。（1分）