0806506314《高电压技术A》大纲.doc

高电压技术A课程教学大纲课程编号：0806506314课程名称：高电压技术A英文名称：High Voltage Engineering A课程类型：必修专业课总 学 时：48 讲课学时：42 实验学时：6学 分：3适用对象：电气工程及其自动化专业（电力系统方向）先修课程：大学物理、电路、电力系统分析等一、课程性质、目的和任务本课程是发电厂及电力系统专业的主要专业课程之一。其目的是使学生了解过电压的基本结构，掌握高电压绝缘的电气特性和基本实验技能，培养学生分析问题与解决问题的能力，培养学生一定的动手能力，为今后从事专业工作打下必要的理论基础。二、教学基本要求 本课程以高电压绝缘及过电压为研究对象，以气体放电理论和波过程为重点。学完本课程应达到以下基本要求：1掌握高电压绝缘的电气特性，基本参数的测量原理与测量方法2掌握电力系统的防雷设备及保护措施3正确理解电力系统过电压的产生原因、分析方法、影响因素及限制措施4掌握高电压绝缘的基本实验方法，并能对测试结果的准确性进行分析。三、教学内容及要求1绪论国内外输电电压的发展概论，“高电压技术”的研究对象以及它对电力系统的安全运行和电力系统发展的重大影响，本课程的内容，学习本课程的意义和学习方法。2电介质的基础理论介质的极化：极化形式及其特点，介电常数，影响因素介质的电导：介质电导与金属电导的区别，影响因素介质损耗：定义，研究介质损耗的等值电路，影响介质损耗的因素3气体的绝缘强度气体分子的激发与游离，带电质点的产生与消失。汤森德放电理论：电子崩的形成，自持放电条件，巴申定律。流注理论：高气压长间隙击穿的发展机理，极性效应，先导放电，雷云放电及电晕。冲击电压下的气隙击穿：标准波形，放电时间，伏秒特性及其实用意义，50冲击击穿电压，放电的分散性。大气条件的影响以及换算方法，提高气体间隙击穿电压的措施*沿面放电：均匀与不均匀电场中沿面放电的基本过程与影响因素分析，提高沿面放电电压的方法。4液体与固体介质的击穿液体介质的击穿：击穿形式及影响因素，提高措施固体介质的击穿：击穿形式及影响因素，电介质的其它性能简介5电气设备的绝缘预防性试验绝缘电阻和泄漏电流的测试：兆欧表测量原理，吸收比，泄漏电流测试接线，试验结果分析及功效介质损耗角正切值的测量：西林电桥原理，测试方法，结果分析，影响因素*局部放电及绝缘油溶解气体色谱分析简介工频耐压试验：工频试验变压器的特点，调压器的调压方式，“容升”现象，高压测量方法及试验注意事项*直流及冲击耐压试验简介6线路和变压器绕组中的波过程过电压的定义和分类无损单导线中的波过程：波动方程，波阻抗和波速，波的折射与反射，彼德逊等值电路，行波通过串联电感和并联电容波的多次折反射。*无损平行多导线系统中的波过程：马克斯威尔方程，耦合系数。冲击电晕对波过程的影响：变压器绕组中的波过程：等值电路的建立，电压的初始分布与稳态分布，最大电位包络线，入口电容，三相变压器绕组中的波过程。波的传递及电机绕组波过程简介7过电压保护器具避雷针（线）的保护范围计算避雷器：保护间隙与管型避雷器原理，优缺点，应用范围，阀型避雷器的结构、原理、主要特性、分类及应用场合，氧化锌避雷器*防雷接地：接地分类，雷电流通过接地体向土壤流散时的物理过程，冲击系数。8输电线路的防雷保护*雷电及主要参数：计算用等值电路，雷电流幅值、波形，雷暴日，地面落雷密度和线路落雷次数输电线路的感应过电压：雷击大地和雷击杆塔时导线上感应过电压的计算输电线路上的直击雷过电压和耐雷水平建弧率及雷击跳闸率的计算。输电线路防雷措施及作用分析9发电厂和变电所的防雷保护发、变电所的直击雷保护：设计原则、避雷针安装方式及使用条件变电所内阀型避雷器的保护作用分析：最大允许电气距离，危险波曲线变电所的进线保护：进线保护的作用、典型进线保护接线方式的分析。三绕组变压器和自耦变压器的保护，变压器中性点的保护。旋转电机的防雷保护：旋转电机防雷保护的特点及典型保护接线方式的分析。10内部过电压内部过电压概述：种类、特点、倍数等。切、合空载线路时的过电压：过电压形成的物理过程，影响因素，过电压倍数实测数据和限制措施。*电弧接地过电压：产生原因，过程分析，影响因素和限制措施，消弧线圈及补偿度。*切空变时的过电压：物理过程，截流现象，过电压倍数实测结果，影响因素和限制措施。*铁磁谐振过电压：产生原因，限制措施。四、实践环节1气体放电实验熟悉高压试验设备，学习高压实验要求与接线，观察气体放电现象并验证其规律。2液体和固体介质击穿试验观察液体与固体介质击穿现象，并验证其规律。3绝缘预防性试验熟悉绝缘预防性试验所用的仪器设备，学习绝缘预防性试验及试验结果的分析方法。 五、课外习题及课程讨论 参考选择教材各章所附思考题。六、教学方法与手段本课程采用板书或与多媒体课件结合的方式进行课堂教学。七、各教学环节学时分配章节（或内容）讲课习题课讨论课实验其它合计绪论及介质基本理论44气体放电8210液体与固体放电224绝缘试验527波过程88雷电及防雷设备44输电线路防雷33发电厂、变电所防雷44内部过电压简介22测验、机动22合 计42648八、考核方式本课程为考试课程，期末考试采用闭卷笔试。学生的课程总评成绩由平时成绩（占30%）和期末考试成绩两部分构成，平时成绩中实验成绩占10%，出勤、作业、课堂测验、学习主动性等占20%。九、推荐教材和教学参考书 教 材：高电压技术，周泽存等编著，中国电力出版社，2005年。参考书：高电压技术，赵智大 主编，中国电力出版社，1999年。高电压技术，宋执诚 主编，中国电力出版社，1998年。十、说明1因近年来授课时数减少，教学内容中加“*”部分可选择作简要介绍。2根据具体情况，对教学内容、学时分配等可作适当调整。大纲制订人：黄晓勇大纲审定人：陈 跃制订日期：2010年7月高电压技术A课程实验教学大纲一、实验教学目标与基本要求本课程实验教学的目的：了解高电压绝缘的电气特性，掌握基本实验技能，熟悉高压实验设备的使用方法和有关安全规定，培养学生分析问题、解决问题的能力以及实际动手能力。本课程实验的基本要求：课前认真预习，了解实验方法和要求。实验前认真听清指导老师讲解的有关注意事项，并在实验中严格按规范操作，以确保人身和设备安全。实验中应仔细观察实验现象、记录整理有关数据。实验完成后应认真做好实验报告。二、本实验课程的基本理论与实验技术知识1基本理论气体分子的激发与游离，带电质点的产生与消失。汤森德放电理论：电子崩的形成，自持放电条件，巴申定律。液体介质的击穿形式及影响因素，提高措施。固体介质的击穿形式及影响因素。均匀与不均匀电场中沿面放电的基本过程与影响因素分析，提高沿面放电电压的方法。绝缘电阻和泄漏电流的测试：兆欧表测量原理，吸收比，泄漏电流测量原理，试验结果的分析。介质损耗角正切值的测量：西林电桥原理，测试方法，结果分析，影响因素。工频耐压试验：工频耐压实验的原理，“容升”现象，高压测量方法。2技术知识工频高压试验变压器的特点、调压方法和要求以及试验注意事项。高压实验的安全要求，包括实验气候的规定，实验人员安排、设备的接线要求、设备高压端对地及周围接地体的安全距离、有关部位的安全接地以及放电等。气体放电电极调整方法。变压器油击穿实验容器及油样处理方法及实验程序。兆欧表测量方法。西林电桥平衡调节方法。三、实验方法、特点与基本要求气体放电实验及液体和固体介质击穿实验属于验证性实验。绝缘预防性实验为演示性实验。实验时应严格按照规定程序进行，以保证人身和设备安全以及确保实验结果的正确性。四、实验主要仪器设备高压试验变压器及控制箱、放电电极调节装置、水电阻、铜电极、高压硅堆、兆欧表、泄漏表、西林电桥、高压静电电压表、放电棒。五、实验项目的设置与内容提要序号实验项目内 容 提 要实验学时实验类型每组人数实验要求1不同电场形式工频放电验证均匀电场、稍不均匀电场及极不均匀电场的放电特性0.5验证5必做2直流放电验证极性效应0.5验证5必做3沿面放电验证沿绝缘介质表面放电特性0.5验证5必做4电晕放电观察电晕放电现象0.5演示40必做5液体介质击穿通过纯净及掺有杂质的变压器油的击穿，验证变压器油的耐压特性及微量杂质对变压器油绝缘性能的影响1验证5必做6固体介质击穿通过干燥及受潮青壳纸的击穿，验证纸质绝缘保持干燥的重要性1验证5必做7绝缘预防性试验通过绝缘电阻测量、泄漏电流测量、介质损失角测量及交流耐压试验，使学生了解基本绝缘试验的方法4演示20选做六、实验报告要求实验报告内容包括：实验名称、实验目的和要求，实验主要仪器和设备、实验原理、实验方法与步骤等、实验原始记录、实验记录处理（计算过程与结果、数据曲线、图表等）、实验结果分析与结论等。实验报告成绩依据报告的科学性、全面性、规范性及书写态度综合考核。七、考核方式与成绩评定标准本课程实验不单独考核，实验成绩记入平时成绩中，大约占平时