高電壓技術(shù)教學(xué)大綱

高電壓技術(shù)教學(xué)大綱課程中文名稱：高電壓技術(shù)課程英文名稱：HighVoltageEngineering課程編號(hào)：C1036應(yīng)開課學(xué)期：6學(xué)時(shí)數(shù)：48學(xué)分?jǐn)?shù)：3適用專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化課程類型：專業(yè)核心課/必修先修課程：電路原理、電子技術(shù)基礎(chǔ)、工程電磁場(chǎng)、電機(jī)學(xué)、電力系統(tǒng)分析一、課程性質(zhì)《高電壓技術(shù)》課程是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)（拔尖計(jì)劃）必修的專業(yè)核心課程和學(xué)位課。高電壓技術(shù)是為解決高壓輸電的絕緣問題而形成的電氣工程學(xué)科分支，主要介紹高電壓下的絕緣問題、高電壓的產(chǎn)生及測(cè)試技術(shù)、電力系統(tǒng)過電壓的成因及其限制措施以及電力系統(tǒng)的絕緣水平與絕緣配合等內(nèi)容。本課程是一門專業(yè)課，又具備專業(yè)基礎(chǔ)課的性質(zhì)，本課程的特點(diǎn)是具有較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)性、理論性和學(xué)科交叉性。二、課程目標(biāo)通過對(duì)該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解高電壓技術(shù)的研究領(lǐng)域、研究?jī)?nèi)容和研究方法及與電氣工程其它分支學(xué)科的關(guān)系；掌握高電壓技術(shù)領(lǐng)域的基本概念和術(shù)語(yǔ)，掌握電介質(zhì)放電理論、電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)的原理和方法和電力系統(tǒng)過電壓的基本理論和分析方法，具備將高電壓技術(shù)的基本原理和方法應(yīng)用于電氣工程復(fù)雜工程問題的初步能力。課程以高壓絕緣問題為核心內(nèi)容，要求掌握氣體、液體、固體電介質(zhì)的放電理論和絕緣的擊穿特性，掌握電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)的試驗(yàn)裝置、試驗(yàn)原理和測(cè)量方法；掌握輸電線路波過程和繞組波過程的分析和計(jì)算方法，掌握電力系統(tǒng)的防雷保護(hù)的相關(guān)概念、防雷裝置、防雷措施；熟悉電力系統(tǒng)過電壓的種類、成因及限制措施；理解電力系統(tǒng)熟悉電力系統(tǒng)絕緣水平和絕緣配合的概念和絕緣配合方法。能夠應(yīng)用高電壓絕緣的相關(guān)理論分析典型放電現(xiàn)象、分析典型電力設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)；能夠設(shè)計(jì)電氣設(shè)備的絕緣測(cè)試方案，分析與判斷試驗(yàn)結(jié)果的有效性；能夠應(yīng)用過電壓分析的基本理論分析典型過電壓的成因、設(shè)計(jì)過電壓保護(hù)方案。了解特高壓、智能電網(wǎng)背景下高電壓工程領(lǐng)域所面臨的復(fù)雜問題及未來發(fā)展趨勢(shì)，培養(yǎng)工程創(chuàng)新意識(shí)。三、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時(shí)安排和基本要求第一章概論（2學(xué)時(shí)）（1）了解高電壓技術(shù)學(xué)科的產(chǎn)生與發(fā)展（2）了解高電壓技術(shù)學(xué)科的研究?jī)?nèi)容、研究方法（3）了解本課程的性質(zhì)任務(wù)和要求（4）電介質(zhì)的極化、電導(dǎo)和損耗重點(diǎn)難點(diǎn)：本課程的內(nèi)容和特點(diǎn)第二章氣體放電的物理過程（6學(xué)時(shí)）（1）掌握氣體放電的基本理論（2）理解極不均勻電場(chǎng)氣體放電的物理過程（3）掌握氣隙的沿面放電理論重點(diǎn)難點(diǎn)：湯森德放電理論，流注理論，電暈放電，極性效應(yīng)，雷電放電過程，不均勻放電過程第三章氣隙的電氣強(qiáng)度（4學(xué)時(shí)）（1）掌握氣隙的伏秒特性和不同的電壓波形（2）理解大氣條件對(duì)氣隙擊穿電壓的影響（3）掌握不同電場(chǎng)氣隙的擊穿特性（4）理解提高氣隙擊穿電壓的方法（5）了解影響氣隙沿面閃絡(luò)電壓的因素（6）了解提高氣隙擊穿電壓的方法重點(diǎn)難點(diǎn)：伏秒特性，電壓波形，提高氣隙擊穿電壓的方法，氣隙的擊穿特性，污閃特性第四章固體、液體和組合絕緣的電氣強(qiáng)度（2學(xué)時(shí)）（1）掌握固體、液體電介質(zhì)的擊穿機(jī)理（2）掌握固體、液體電介質(zhì)的老化機(jī)理（3）理解影響固體、液體電介質(zhì)擊穿電壓的因素（4）理解提高液體電介質(zhì)擊穿電壓的方法（5）了解組合絕緣的特點(diǎn)及相關(guān)技術(shù)問題（6）理解電氣絕緣設(shè)備對(duì)電介質(zhì)性能的要求重點(diǎn)難點(diǎn)：固體、液體電介質(zhì)的擊穿機(jī)理，固體、液體電介質(zhì)的老化機(jī)理第五章電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性實(shí)驗(yàn)（8學(xué)時(shí)，含實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí)）（1）掌握絕緣電阻與吸收比、泄漏電流的測(cè)量（2）掌握介質(zhì)損耗角正切的測(cè)量（3）理解局部放電的測(cè)量原理及掌握測(cè)量方法（4）了解絕緣油中溶解氣體的色譜分析方法重點(diǎn)難點(diǎn)：絕緣電阻與吸收比、泄漏電流的測(cè)量，介質(zhì)損耗角正切的測(cè)量，局部放電的測(cè)量第六章電氣設(shè)備高電壓試驗(yàn)（4學(xué)時(shí)）（1）掌握工頻高壓的產(chǎn)生、測(cè)量方法（2）掌握直流高壓的產(chǎn)生、測(cè)量方法（3）掌握沖擊高壓發(fā)生器的原理、結(jié)構(gòu)及測(cè)量方法（4）了解各類高壓試驗(yàn)重點(diǎn)難點(diǎn)：工頻試驗(yàn)變壓器的特點(diǎn)、直流高壓發(fā)生器的結(jié)構(gòu)與原理第七章線路及繞組中的波過程（6學(xué)時(shí)）（1）掌握線路波過程的概念及波過程方程（2）掌握線路波過程的分析與計(jì)算方法（3）掌握不同條件下，不同因素對(duì)線路波過程的影響（4）掌握變壓器繞組中的波過程（5）了解電機(jī)繞組中的波過程重點(diǎn)難點(diǎn)：均勻無損單導(dǎo)線線路中的波過程，波的折返射定律及彼得遜法則，多導(dǎo)線系統(tǒng)中的波過程第八章雷電及防雷裝置（5學(xué)時(shí)，含實(shí)驗(yàn)2學(xué)時(shí)）（1）掌握雷電參數(shù)（2）掌握避雷針、避雷線的雷擊保護(hù)原理（3）掌握避雷器的類型、結(jié)構(gòu)及原理（4）掌握接地的概念、類型及防雷接地的特點(diǎn)，了解接地電阻的計(jì)算重點(diǎn)難點(diǎn)：雷電參數(shù)，避雷器、接地第九章電力系統(tǒng)的防雷保護(hù)（6學(xué)時(shí)）（1）掌握輸電線路雷擊過電壓計(jì)算、防雷性能指標(biāo)計(jì)算（2）掌握輸電線路防雷措施（3）理解變電所發(fā)電廠直擊雷保護(hù)方法（4）理解變電所避雷器的防雷保護(hù)原理，掌握避雷器的保護(hù)距離計(jì)算（5）掌握變電站進(jìn)線段保護(hù)原理、方法（6）掌握變壓器的防雷保護(hù)方法重點(diǎn)難點(diǎn)：輸電線路的防雷性能指標(biāo)，輸電線路防雷措施，變電所入侵雷電波保護(hù)第十章電力系統(tǒng)的內(nèi)部過電壓（4學(xué)時(shí)）（1）掌握電力系統(tǒng)內(nèi)部過電壓的基本概念（2）掌握工頻過電壓相關(guān)概念、產(chǎn)生的原因及限制措施（3）理解諧振過電壓相關(guān)概念、產(chǎn)生的原因（4）掌握操作過電壓相關(guān)概念、種類、產(chǎn)生的原因及限制措施重點(diǎn)難點(diǎn)：電力系統(tǒng)內(nèi)部過電壓的分類，各類操作過電壓產(chǎn)生的機(jī)理、限制措施，鐵磁諧振過電壓第十一章電力系統(tǒng)的絕緣配合（1學(xué)時(shí)）（1）掌握絕緣配合的概念和原則（2）理解絕緣配合的方法（3）理解電氣設(shè)備絕緣水平的確定方法（4）了解架空線路絕緣水平的確定方法重點(diǎn)難點(diǎn)：絕緣配合的概念、方法，電氣設(shè)備絕緣水平的確定方法四、課程的其它教學(xué)環(huán)節(jié)序號(hào)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)數(shù)1課程實(shí)驗(yàn)避雷器的泄漏電流測(cè)量22課程實(shí)驗(yàn)電流互感器介質(zhì)損耗因素測(cè)量23課程實(shí)驗(yàn)接地電阻測(cè)量24課外作業(yè)由授課教師及學(xué)生共同確定05專題討論由授課教師及學(xué)生共同確定06平時(shí)作業(yè)1、氣體放電理論及氣隙的電氣強(qiáng)度2、液體、固體電介質(zhì)的電氣強(qiáng)度3、電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)4、線路波過程分析與計(jì)算5、電力系統(tǒng)防雷保護(hù)分析與計(jì)算6、電力系統(tǒng)內(nèi)部過電壓分析與計(jì)算0五、教學(xué)方法與手段本課程教學(xué)是雙語(yǔ)教學(xué)，采用講授、多媒體教學(xué)、課程實(shí)驗(yàn)、課程作業(yè)、案例教學(xué)、研究式教學(xué)等教學(xué)方法與手段。六、推薦教材和教學(xué)參考資源教材：1.沈其工.高電壓技術(shù)（4版）.北京：中國(guó)電力出版社，2012參考書：1.趙智大.高電壓技術(shù)（3版）