《高電壓工程》教學(xué)大綱

《高電壓工程》教學(xué)大綱Normal07.8磅02falsefalsefalseMicrosoftInternetExplorer4課程編碼：08265070課程名稱：高電壓工程英文名稱：HighVoltageEngineering開課學(xué)期：5學(xué)時(shí)/學(xué)分：48/3（其中實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：8）課程類型：專業(yè)限選開課專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)本科生選用教材：梁曦東《高電壓工程》清華大學(xué)出版社2003年9月第1版主要參考書：張仁豫《高電壓試驗(yàn)技術(shù)》清華大學(xué)出版社2003年05月第1版陳國(guó)呈譯[日]《大電流能量技術(shù)與應(yīng)用》科學(xué)出版社2004年10月第1版韓旻《脈沖功率技術(shù)基礎(chǔ)》清華大學(xué)出版社2002年版中野儀映[日]《高電壓技術(shù)》科學(xué)出版社2004年1月第1版一、

課程性質(zhì)、目的與任務(wù)高電壓工程是電工學(xué)科的一個(gè)重要分支，主要研究高電壓、強(qiáng)電場(chǎng)下的各種電氣物理問題，包括電力系統(tǒng)過電壓及其限制、高電壓絕緣特性、高電壓試驗(yàn)設(shè)備、高電壓產(chǎn)生方法和測(cè)量技術(shù)等。20世紀(jì)60年代以來，高電壓技術(shù)一直不斷吸收其他學(xué)科領(lǐng)域的成果促進(jìn)自身發(fā)展，也促進(jìn)了電力傳輸、大功率脈沖技術(shù)、核物理等科技領(lǐng)域的發(fā)展，顯示出強(qiáng)大的生機(jī)與活力?！陡唠妷汗こ獭肥请姎夤こ碳捌渥詣?dòng)化專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課,是一門理論性和實(shí)踐性均很強(qiáng)的核心骨干課程，具有完整的理論體系，同時(shí)又具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。本課程的目的和任務(wù)是使學(xué)生了解和掌握氣體的放電過程、液體和固體的電氣性能，電氣設(shè)備在高電壓作用下絕緣電氣性能的基本知識(shí)和絕緣監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)，以及高電壓試驗(yàn)和測(cè)量的基本技術(shù)；了解和掌握過電壓的基本理論和防護(hù)方法，為今后從事高電壓工程及相關(guān)領(lǐng)域的研究和技術(shù)工作打下專業(yè)基礎(chǔ)。二、教學(xué)基本要求1.了解高電壓工程的學(xué)科地位、基本內(nèi)容和發(fā)展歷史，了解本課程的任務(wù)和要求，了解高電壓技術(shù)的應(yīng)用范圍和發(fā)展前景；2．通過本課程的教學(xué)，使學(xué)生了解和掌握高電壓工程領(lǐng)域的基本概念、基本思想、基本理論和基本技術(shù)方法，熟悉和掌握相應(yīng)的基礎(chǔ)知識(shí)；3.掌握與高電壓有關(guān)的氣體、固體、液體介質(zhì)的放電過程、絕緣特性以及電場(chǎng)結(jié)構(gòu)、大氣條件等影響放電的因素；高電壓下的絕緣特點(diǎn)、絕緣方法以及沿面放電；交直流高電壓與沖擊高電壓的產(chǎn)生方法、原理、基本裝置以及對(duì)交直流高電壓與沖擊高電壓的測(cè)量；雷電沖擊過電壓與操作沖擊過電壓的產(chǎn)生與防護(hù)等4．了解高電壓技術(shù)領(lǐng)域的新技術(shù)、新方法、新內(nèi)容，如高電壓技術(shù)在粒子加速器、大功率脈沖發(fā)生器、受控?zé)岷朔磻?yīng)裝置、靜電噴涂、靜電復(fù)印等方面的應(yīng)用。三、各章節(jié)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配緒論（2學(xué)時(shí)）第1章氣體放電過程的分析（4學(xué)時(shí)）第一節(jié)帶電質(zhì)點(diǎn)與氣體放電第二節(jié)低氣壓下均勻電場(chǎng)自持放電的湯遜理論和巴申定律第三節(jié)高氣壓下均勻電場(chǎng)自持放電的流注理論第四節(jié)高氣壓下不均勻電場(chǎng)氣體擊穿的發(fā)展過程第2章不同電壓形式下空氣的絕緣特性（4學(xué)時(shí)）第一節(jié)持續(xù)作用電壓下空氣的絕緣特性第二節(jié)雷電沖擊電壓下空氣的絕緣特性第三節(jié)操作沖擊電壓下空氣的絕緣特性第四節(jié)提高氣體間隙擊穿電壓的措施第3章高壓外絕緣及沿面放電（3學(xué)時(shí)）第一節(jié)大氣條件對(duì)空氣間隙放電的影響第二節(jié)高壓外絕緣及高壓絕緣子第三節(jié)絕緣子的沿面放電第四節(jié)絕緣子的污穢放電第五節(jié)提高沿面放電電壓的方法第4章液體、固體電介質(zhì)的電氣性能（3學(xué)時(shí)）第一節(jié)液體、固體電介質(zhì)的極化、電導(dǎo)與損耗第二節(jié)液體電介質(zhì)的擊穿第三節(jié)固體電介質(zhì)的擊穿第四節(jié)組合絕緣的電氣性能第5章絕緣監(jiān)測(cè)和診斷（4學(xué)時(shí)）第一節(jié)絕緣監(jiān)測(cè)和診斷的基本概念第二節(jié)絕緣電阻和泄漏電流的測(cè)量第三節(jié)介質(zhì)損耗角正切的測(cè)量第四節(jié)局部放電的測(cè)量第五節(jié)耐壓試驗(yàn)第六節(jié)各種預(yù)防性試驗(yàn)方法的特點(diǎn)總結(jié)第七節(jié)絕緣的在線監(jiān)測(cè)第6章穩(wěn)態(tài)高電壓試驗(yàn)設(shè)備（3學(xué)時(shí)）第一節(jié)交流高電壓試驗(yàn)設(shè)備第二節(jié)直流高電壓試驗(yàn)設(shè)備第7章穩(wěn)態(tài)高電壓的測(cè)量（3學(xué)時(shí)）第一節(jié)穩(wěn)態(tài)高電壓的測(cè)量概述第二節(jié)測(cè)量球隙第三節(jié)高壓靜電電壓表第四節(jié)交流峰值電壓表第五節(jié)高壓交流分壓器及充氣標(biāo)準(zhǔn)電容器第六節(jié)高壓直流分壓器第8章沖擊高電壓及大電流的產(chǎn)生（4學(xué)時(shí)）第一節(jié)沖擊電壓發(fā)生器的基本原理第二節(jié)沖擊電壓發(fā)生器放電回路的分析第三節(jié)沖擊電壓發(fā)生器放電回路計(jì)算舉例第四節(jié)沖擊大電流的產(chǎn)生第9章沖擊高電壓的測(cè)量（3學(xué)時(shí)）第一節(jié)球隙放電法測(cè)量沖擊電壓第二節(jié)測(cè)量沖擊電壓的分壓器第三節(jié)利用光纖傳輸技術(shù)測(cè)量沖擊高電壓第四節(jié)測(cè)量沖擊高電壓的示波器第五節(jié)用作測(cè)量高電壓的弱電儀器的抗干擾措施第10章傳輸線的波過程（3學(xué)時(shí)）第一節(jié)波阻抗第二節(jié)波的折射、反射與衰減、變形第三節(jié)通過并聯(lián)電容與串聯(lián)電感的波過程第11章雷電過電壓及其防護(hù)（3學(xué)時(shí)）第一節(jié)雷電參數(shù)第二節(jié)防雷保護(hù)的基本措施第三節(jié)架空輸電線路的雷電過電壓第四節(jié)發(fā)電廠、變電站的雷電過電壓及其防護(hù)第12章操作過電壓及其防護(hù)（3學(xué)時(shí)）第一節(jié)空載線路合閘過電壓第二節(jié)切除空載線路過電壓第三節(jié)切除空載變壓器過電壓第四節(jié)操作過電壓的限制措施第五節(jié)絕緣配合的基本概念與基本方法四．實(shí)驗(yàn)：1實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c任務(wù)使學(xué)生加深高電壓物理現(xiàn)象的直觀印象，增強(qiáng)實(shí)踐能力，初步掌握高電壓實(shí)驗(yàn)的基本方法，培養(yǎng)嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)操作習(xí)慣，樹立安全第一的觀念。2實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本要求（1）掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、方法及基本原理，熟悉實(shí)驗(yàn)所需設(shè)備、元件、儀器、儀表及試驗(yàn)；（2）培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)過程中嚴(yán)格執(zhí)行實(shí)驗(yàn)規(guī)則,嚴(yán)格按實(shí)驗(yàn)程序進(jìn)行操作的習(xí)慣；（3）掌握高壓實(shí)驗(yàn)中的安全措施（遮欄、聯(lián)鎖、接地和安全距離）以及試驗(yàn)前的安全檢查內(nèi)容,樹立安全第一的絕對(duì)意識(shí)。3實(shí)驗(yàn)教材或指導(dǎo)書《高電壓技術(shù)實(shí)驗(yàn)》講義張秉仁孫淑琴4實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一覽表序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容提要實(shí)驗(yàn)類型學(xué)時(shí)分配主要儀器設(shè)備實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)備注1空氣間隙放電不均勻電場(chǎng)和稍不均勻電場(chǎng)的放電驗(yàn)證型2調(diào)壓器、高壓試驗(yàn)變壓器高電壓實(shí)驗(yàn)室2局部放電測(cè)量測(cè)量絕緣材料內(nèi)部的局部放電特征值驗(yàn)證型2方波發(fā)生器；放大器、示波器高電壓實(shí)驗(yàn)室3電介質(zhì)材料性能測(cè)量測(cè)量試品的體積電阻率，表面電阻率；tgδ和εr值；設(shè)計(jì)型2高壓交流變壓器、高壓直流電源；靜電電壓表、西林電橋高電壓實(shí)驗(yàn)室4電暈放電及其電流測(cè)試尖板交直流電暈放電及電流觀測(cè)方法；驗(yàn)證型2