高電壓技術(shù)課程教學(xué)大綱

高電壓技術(shù)課程教學(xué)大綱（適用電氣工程及其自動化專業(yè) 電氣工程方向）（共 48 學(xué)時）一、課程的性質(zhì)、地位、任務(wù)和教學(xué)目標（一）課程的性質(zhì)和地位本課程是電氣工程及其自動化專業(yè)本科生的專業(yè)選修課程。它是研究電氣設(shè)備的絕緣及其問題的學(xué)科。作為從事電力系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試及其運行的工程技術(shù)人員，都會遇到屬于高電壓的問題，因此需專修本門課程，也是從事電力系統(tǒng)的專業(yè)人員需要掌握的專業(yè)知識。本課程具有完整的理論體系，又是一門實踐性很強的學(xué)科，對學(xué)生的基礎(chǔ)理論、基本知識和實踐經(jīng)驗、技能都有較好的培養(yǎng)和鍛煉。（二）課程的主要任務(wù)本課程的主要任務(wù)是：使學(xué)生掌握氣體、液體及固體絕緣主要電氣特性（特別是擊穿過程）的基本概念，了解電氣設(shè)備絕緣結(jié)構(gòu)的基本特性和試驗方法,掌握電力系統(tǒng)中雷電過電壓和主要內(nèi)部過電壓的產(chǎn)生機理、影響因素及防護措施等基本知識，正確理解電力系統(tǒng)絕緣配合的基本概念、理論依據(jù)和處理原則，以及使學(xué)生了解高電壓試驗及絕緣預(yù)防性試驗中常用的高壓試驗裝置及測試儀器的原理與用法，以及高電壓試驗的特點、基本程序和安全措施等。（三）課程的教學(xué)目標通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解和掌握電氣設(shè)備在高電壓作用下絕緣電氣性能的基本知識和高電壓試驗的基本技術(shù)；了解和掌握過電壓的基本理論和過電壓的保護方法；能針對各種不同的過電壓采取不同的防護措施，并能根據(jù)系統(tǒng)電路及元器件的性質(zhì)，設(shè)計保護的類型，為今后從事高電壓工程領(lǐng)域的研究和技術(shù)工作打下必要的專業(yè)基礎(chǔ)。二、課程教學(xué)環(huán)節(jié)組成本課程的教學(xué)環(huán)節(jié)包括課堂講授，師生討論學(xué)生自學(xué)，習(xí)題討論課，實驗，習(xí)題，答疑，質(zhì)疑，期中測驗和期末考試。三、課程教學(xué)內(nèi)容綱要（一）課堂講授第一章 氣體的絕緣強度【目的和要求】：重點學(xué)習(xí)和掌握湯遜理論和流注理論、空氣間隙在各種電壓下的擊穿特性以及提高氣體介質(zhì)電氣強度的方法。【重點和難點】：氣體放電的湯遜理論與流注理論；不均勻電場中氣體間隙放電的極性效應(yīng)?！窘虒W(xué)內(nèi)容】第一節(jié) 氣體放電的基本物理過程一、氣體中帶電質(zhì)點的產(chǎn)生和消失二、湯遜理論和巴申定理三、流注理論四、不均勻電場中的放電過程五、沖擊電壓下氣體間隙的擊穿特性第二節(jié) 影響氣體放電電壓的因素一、電場形式對放電電壓的影響二、電壓波形對放電電壓的影響三、氣體的性質(zhì)和狀態(tài)對放電電壓的影響第三節(jié) 沿面放電一、沿面放電二、影響沿面放電電壓的因素三、提高沿面放電電壓的措施第二章 液體和固體介質(zhì)的絕緣強度 【目的和要求】：重點掌握電介質(zhì)的極化、電導(dǎo)和損耗、液體介質(zhì)的擊穿、固體介質(zhì)的擊穿?！局攸c和難點】：電介質(zhì)的極化、電導(dǎo)和損耗。【教學(xué)內(nèi)容】第一節(jié) 介質(zhì)的極化、電導(dǎo)和損耗第二節(jié) 液體介質(zhì)的擊穿一、液體介質(zhì)的擊穿機理二、影響液體介質(zhì)擊穿的因素和改進措施第三節(jié) 固體介質(zhì)的擊穿一、 固體介質(zhì)的擊穿機理二、 影響固體介質(zhì)擊穿的因素和改進措施第四節(jié) 絕緣介質(zhì)的其他性能第三章 電氣設(shè)備絕緣試驗 【目的和要求】：重點掌握絕緣電阻的測量、介質(zhì)損耗角正切的測量、局部放電的測量；電壓分布的測量?！局攸c和難點】：絕緣電阻的測量、介質(zhì)損耗角正切的測量、局部放電的測量；工頻交流耐壓試驗、直流耐壓試驗、沖擊高壓試驗【教學(xué)內(nèi)容】第一節(jié)、絕緣電阻及吸收比的測量；第二節(jié)、泄漏電流的測量；第三節(jié)、介質(zhì)損耗角正切的測量；第四節(jié)、局部放電的測量；第五節(jié)、工頻交流耐壓試驗第六節(jié)、直流耐壓試驗第七章、沖擊高壓試驗第四章 線路和繞組中的波過程【目的和要求】：重點掌握單導(dǎo)線波過程；波的折射與反射；波在傳播過程中的衰減與繞組中的波過程。【重點和難點】：多導(dǎo)線系統(tǒng)的波過程和波在傳播過程中的衰減與繞組中的波過程?！窘虒W(xué)內(nèi)容】第一節(jié)、無損耗單導(dǎo)線中的波過程第二節(jié)、 行波的折射和反射第三節(jié)、 行波通過串聯(lián)電感和并聯(lián)電容第四節(jié)、 行波的多次折、反射第五節(jié)、無損耗平行多導(dǎo)線系統(tǒng)中的波過程第六節(jié)、 沖擊電暈對線路波過程的影響第七節(jié)、 變壓器繞組中的波過程第五章 雷電及防雷設(shè)備【目的和要求】：掌握雷電參數(shù)，避雷針、線、避雷器的作用、性能及保護范圍?！局攸c和難點】：防雷設(shè)備的保護作用原理及保護范圍。【教學(xué)內(nèi)容】第一節(jié) 雷電放電及其電氣參數(shù)第二節(jié) 防雷的基本裝置（避雷針、器、線）第六章 輸電線路的防雷保護【目的和要求】：重點掌握輸電線路的防雷保護和避雷線避雷原理?！局攸c和難點】：感應(yīng)雷過電壓和直擊雷過電壓的產(chǎn)生及計算方法【教學(xué)內(nèi)容】一、輸電線路感應(yīng)雷過電壓二、輸電線路直擊雷過電壓和耐雷水平三、輸電線路的雷擊跳閘率四、輸電線路的防雷措施第七章 發(fā)電廠和變電所的防雷保護【目的和要求】：重點掌握發(fā)電廠、變電所的防雷保護?！局攸c和難點】：發(fā)電廠和變電所直擊雷保護和雷電波沿輸電線路入侵發(fā)電廠和變電所的防雷保護。防止直擊的原理和方法。【教學(xué)內(nèi)容】一、發(fā)電廠和變電所的直擊雷保護；二、變電所內(nèi)避雷器的保護作用；三、變電所進線段保護；四、變壓器防雷保護；五、旋轉(zhuǎn)電機的防雷保護第八、九章 電力系統(tǒng)內(nèi)部過電壓及保護【目的和要求】：重點掌握空載線路的電容效應(yīng)及諧振過電壓?！局攸c和難點】： 空載線路的電容效應(yīng)及諧振過電壓【教學(xué)內(nèi)容】一、諧振過電壓二、切、合空載線路過電壓三、 切除空載變壓器過電壓四、弧光接地過電壓第十章 電力系統(tǒng)絕緣配合【目的和要求】：重點掌握電力系統(tǒng)絕緣配合的原則和電氣設(shè)備、線路絕緣水平的確定?！局攸c和難點】：電力系統(tǒng)絕緣配合的原則；中性點運行方式對絕緣影響?！窘虒W(xué)內(nèi)容】一、系統(tǒng)中性點接地方式及其對絕緣水平的影響；二、絕緣配合的原則和方法；三、變電所電氣設(shè)備絕緣水平的確定；四、架空輸電線路絕緣水平的確定。（二）課內(nèi)實驗實驗一 直流電場中空氣間隙的放電特性【目的和要求】 1、熟悉高壓試驗設(shè)備及使用方法；2、測量球間隙、棒板間隙、有極間障時棒板間隙在不同間隙距離下的擊穿電壓，并畫成曲線；3、觀察沿面放電過程；4、對實驗結(jié)果進行分析。【重點和難點】： 測量球間隙、棒板間隙、有極間障時棒板間隙在不同間隙距離下的擊穿電壓【實驗內(nèi)容】一、均勻、不均勻電場中氣體間隙的擊穿電壓；二、極間障對極不均勻電場擊穿電壓的影響；三、沿面放電過程。實驗二 沿固體介質(zhì)表面的放電和液體、固體介質(zhì)的絕緣強度試驗【目的和要求】1、熟悉液、固體電介質(zhì)絕緣強度的測量方法；2、測量試油杯中變壓器油的1分鐘擊穿電壓并分析影響因素；3、測量不同厚度固體電介質(zhì)擊穿電壓并分析影響因素?！局攸c和難點】： 測量液、固體電介質(zhì)絕緣強度【實驗內(nèi)容】一、測液體電介質(zhì)的絕緣強度；二、測固體電介質(zhì)的絕緣強度。實驗三 線路和繞組中的波過程【目的和要求】1、熟悉測電纜的波阻抗和波速的方法；2、測量被試電纜的波阻抗和波速；3、測接點上的折射、反射電壓波并進行分析?！局攸c和難點】 測電纜的波阻抗和波速【實驗內(nèi)容】一、測電纜的波阻抗和波速；二、研究行波在電纜接點上的折射、反射規(guī)律和波形。實驗四 電氣設(shè)備的介質(zhì)損失角正切tg測量【目的和要求】1、學(xué)習(xí)高電壓測量高壓設(shè)備絕緣介質(zhì)正切tg與其電容量2、掌握西林電橋?qū)嶒灲泳€和測試方法【重點和難點】西林電橋?qū)嶒灲泳€和測試方法【實驗內(nèi)容】1、自擬實驗接線圖，并按圖接線；2、用兩種不同的接線方法測量電氣設(shè)備絕緣的tg及CX的值。四、課程教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時分配序號教學(xué)內(nèi)容講課學(xué)時實驗合計備注1第一章 氣體的絕緣強度622第二章 液體和固體介質(zhì)的絕緣強度43第三章 電氣設(shè)備絕緣試驗824第四章 線路和繞組中的波過程85第五章 雷電及防雷設(shè)備36第六章 輸電線路的防雷保護47第七章 發(fā)電廠和變電所的防雷保護28第八、九章 電力系統(tǒng)內(nèi)部過電壓及保護69第十章 電力系統(tǒng)絕緣配合110考試2合計44448五、本課程教學(xué)方法建議及考核方式聯(lián)系實際，采用多媒體與黑板板書相結(jié)合的教學(xué)方式進行教學(xué)，運用舉例、啟發(fā)、提問等并結(jié)合工程實例多種教學(xué)方法進行教學(xué)，使理論與實踐融