高电压技术教学大纲

《高电压技术》教学大纲课程名称：高电压技术课程代号：02326090学时数：40（实验0学时）学分数：2.5适用专业：电气工程及其自动化一、本课程的地位、任务和作用《高电压技术》是电气工程及自动化专业的一门重要专业必选课，是一门理论性和实践性都很强的课程。本课程的任务是使学生了解和掌握电气设备在高电压作用下绝缘电气性能的基本知识和高电压试验的基本技术；了解和掌握过电压的基本理论和过电压的保护方法，为今后从事高电压工程领域的研究和技术工作打下必要的专业基础。二、本课程的相关课程先修课程主要有：《工程电磁场》、《电气设备》及《电力系统分析》等。三、本课程的基本内容及要求第一篇电介质的电气强度第一章气体放电的基本物理过程（4学时）带电粒子的产生和消失；电子崩；自持放电条件；起始电压与气压的关系；气体放电的流注理论；不均匀电场中的放电过程；放电时间和冲击电压下的气隙击穿；沿面放电和污闪事故。第二章气体介质的电气强度（4学时）均匀和稍不均匀电场气隙的击穿特性；极不均匀电场气隙的击穿特性；大气条件对气隙击穿特性的影响及其校正；提高气体介质电气强度的方法；六氟化硫和气体绝缘电气设备。第三章液体和固体介质的电气特性（4学时）液体和固体介质的极化、电导和损耗；液体介质的击穿；固体介质的击穿；组合绝缘的电气强度。第二篇电气设备绝缘试验第四章电气设备绝缘预防性试验（6学时）绝缘的老化；绝缘电阻、吸收比和泄漏电流的测量；介质损耗角正切的测量；局部放电的测量；电压分布的测量；绝缘状态的综合判断。第五章绝缘的高电压试验（5学时）工频高电压试验；直流高电压试验；冲击高电压试验；高电压测量技术。第三篇电力系统过电压与绝缘配合第六章输电线路和绕组中的波过程（6学时）波沿均匀无损单导线的传播；行波的折射和反射；行波的多次折、反射；波在多导线系统中的传播；波在有损耗线路上的传播；变压器绕组中的波过程；旋转电机绕组中的波过程。第七章雷电放电及防雷保护装置（3学时）雷电放电和雷电过电压；防雷保护装置。第八章电力系统防雷保护（3学时架空输电线路防雷保护；变电所的防雷保护；旋转电机的防雷保护。第九章内部过电压（3学时）切断空载线路过电压；空载线路合闸过电压；切除空载变压器过电压；断续电弧接地过电压；有关操作过电压若干总的概念与结论；工频电压升高；谐振过电压。第十章电力系统绝缘配合（2学时）绝缘配合基本概念；中性点接地方式对绝缘水平的影响；绝缘配合惯用法；架空输电线路的绝缘配合；绝缘配合统计法。第四篇新输电系统所推进的高电压技术第十一章特高压交流输电超高压和特高压的特征；特高压交流输电的功能与优点；国外特高压交流输电发展概况；我国发展特高压交流输电的必要性与可行性；特高压交流架空线路和输变电设备的特点；特高压交流输电中的若干高电压技术问题。第十二章直流输电中的高电压技术直流输电系统概述；直流输电中的高电压技术问题示例；直流电晕与直流电场效应；高压直流架空线路的绝缘；高压直流电缆线路的绝缘；直流输电系统中的过电压及其防护；直流输电线路和换流站的绝缘配合；回流电路和直流接地极。（二）重点和难点《高电压技术》作为“电气工程及其自动化”大专业的主要专业基础课之一，是学生掌握“高电压与绝缘技术”二级学科基础知识的主要渠道。高电压技术课程主要内容涉及物理、化学、材料、电气等学科，因此其重点和难点在于基本物理概念的理解和如何在工程中应用。课程的重点包括：1）汤逊理论和流注理论等气体放电的基本理论、电场型式及其与击穿特性的关系、液体和固体电介质的绝缘特性；2）绝缘特性的测量方法、电气设备的高电压试验设备及原理；3）线路和绕组中的波过程、电力系统中的过电压及其防护、绝缘配合。其中本课程的难点是：1）汤逊、流注气体放电理论的理解；2）电介质的极化、电导和损耗的物理概念及其工程概念、介质损耗和局部放电试验的试验原理和试验方法；3）线路和绕组中的波过程。（三）基本要求本课程的教学环节包括课堂讲授，学生自学，实验，习题，答疑和考试。通过上述基本教学步骤，使学生获得各种电介质的绝缘特性和提高抗电强度方法的知识；了解高电压试验设备原理、试验方法；掌握波过程的基本理论，具有分析计算供电系统中大气过电压、操作过电压的能力，学会限制各种过电压的措施，理解供电系统中绝缘配合的原则。四、习题数量及要求习题是本课程的重要教学环节，每章都留一定数量的习题，学生通过习题练习来巩固和深化对课程内容的理解，培养分析和计算的能力。1）高压电气绝缘习题：各种介质的绝缘特性，提高抗电强度的方法。2）高压电气实验习题：常用高电压实验设备原理，实验方法，实验结果评判。3）过电压及保护习题：波过程基本理论，各种过电压分析、计算。五、教学方式与考核方式本课程的理论性较强，必须学完《电路分析》、《电磁场》等课程之后才能开设。本课程的实践性和应用价值很大，必须突出工程实际背景。本课程涉及的许多内容属学科前沿，因此，授课时应注意补充最新科研成果。采用期末考试成绩与平时作业、实验成绩相结合作为本门课程的考核成绩的方式。其中：平时考核占考核总成绩的30%，期末考试占考核总成绩的70%，课程总成绩按百分制记分，60分为及格。考核方式采用闭卷考试的形式。六、学时分配七、几点说明推荐教材：《高电压技术》第二版，赵智大中国电力出版社，2006年出版主要参考书：1、周泽存编，《高电压技术》(第二版)，中国电力出版社，2004年出版2、唐兴祚编，《高电压技术》(第二版)，重庆大学出版社，2003年出版