高电压技术课程教学大纲

高压技术课程教学概述(适用电气工程及其自动化专业电气工程的方向)(总共48小时)一、课程性质、地位、任务和教育目标(一)课程的性质和地位；本课程是电气工程及其自动化专业本科生的专业选修课程。 是研究电气设备绝缘及其问题的学科。 作为从事电力系统的设计、设置、调整运营的工程技术人员，由于面临着高电压的问题，需要主修本门课程，也是从事电力系统的专家必须掌握的专业知识。 本课程具有完整的理论体系，是一门实践性强的学科，对学生的基础理论、基本知识和实践经验、技能有较好的培养和训练。(二)课程的主要任务；本课程的主要任务是让学生掌握气体、液体和固体绝缘的主要电气特性(尤其是破坏过程)的基本概念，了解电气设备绝缘结构的基本特性和试验方法，掌握电力系统中雷电压和主要内部过电压的产生机制、影响因素和防护措施等基本知识，提供电力系统绝缘合作的基本概念、 正确理解理论依据和处理原则，使学生了解高压试验及绝缘预防试验中常用的高压试验装置和试验设备的原理和用法、高压试验的特点、基本步骤和安全措施等。(三)课程的教育目标；通过本课程的学习，使学生了解电气设备在高电压下绝缘的电气性能的基本知识和高电压试验的基本技术，能够对所掌握的过电压的基本理论和过电压的保护方法采取不同的防护措施，能够根据系统电路和部件的性质设计保护类型，今后高电压工程领域的研究和技术工作二、课堂教学环节构成本课程的教学环节包括讲课、师生自学、习题讨论课、实验、习题、质疑、期中考试和期末考试。三、课程内容纲要课堂教学第1章气体的绝缘强度【目的和要求】:重点学习和掌握汤姆逊理论和流动注入理论、气隙在不同电压下的破坏特性和提高气体介质电强度的方法。【重点和难点】:气体放电的汤姆逊理论和流注理论不均匀电场中气隙放电的极性效应。【教育内容】第一节气体放电的基本物理过程一、气体中带电质点的产生和消失二、汤姆森理论和巴珊定理三、流注理论四、不均匀电场中的放电过程五、冲击电压下气隙的破坏特性影响第二节气体放电电压的因素一、电场形式对放电电压的影响二、电压波形对放电电压的影响三、气体性质和状态对放电电压的影响第3节沿面放电一、沿面放电二、影响沿面放电电压的因素三、提高沿面放电电压的措施第二章液体与固体介质的绝缘强度【目的和要求】:重点把握电介质的极化、导电和损耗、液体介质的破坏、固体介质的破坏。【重点和难点】:电介质的极化、电传导、损耗。【教育内容】第一节介质的极化、导电和损耗第二节液体介质的破坏一、液体介质的破坏机理二、影响液体绝缘破坏的因素及改进措施第三节固体介质的破坏一、固体介质的破坏机理二、影响固体绝缘破坏的因素及改进措施第4节绝缘介质的其他性能第三章电气设备绝缘试验【目的和要求】:重点把握绝缘电阻的测定、介电损耗角正切的测定、局部放电的测定的电压分布的测定。【重点和难点】:绝缘电阻的测定、介电损耗角正切的测定、局部放电的测定商用交流耐压试验、直流耐压试验、冲击高压试验【教育内容】第一节，绝缘电阻及吸收比的测定第二节，漏电流的测量第三节，介电损耗角正切的测量第四节，局部放电的测定第五节，工频交流耐压试验第6节，直流耐压试验第七章冲击高压试验第四章线路和绕组中的波浪过程【目的和要求】:重点把握单导线波过程的波折射和反射传播中的波衰减和绕组中的波过程。【重点和难点】:多导线系统的波过程和波的传播过程中的衰减和绕组中的波过程。【教育内容】第一节，无损单线上的波浪过程第二节行波的折射和反射第三节，行波通过串联电感和并联电容第四节，行波多次折射、反射第五节，无损失平行多引线系统中的波过程第六节，冲击电晕对线路波过程的影响第七节，变压器绕组中的波过程第五章雷电和防雷设备【目的和要求】:掌握雷电参数，避雷针、线、避雷器的作用、性能和保护范围。【重点和难点】:防雷设备的保护作用原理和保护范围。【教育内容】第一节雷电放电及其电气参数第二节防雷基本装置(避雷针、器、线)第六章输电线路的防雷保护【目的和要求】:重点掌握输电线路防雷保护和避雷线防雷原理。【重点和难点】:感应雷过电压和直击雷过电压的产生和计算方法【教育内容】一、输电线路感应雷电过电压二、输电线路的直击雷过电压和抗雷电平三、输电线路雷击跳闸率四、输电线路防雷措施第七章电厂和变电站的防雷保护【目的和要求】:重点把握电厂、变电站防雷保护。【重点和难点】:电厂和变电站的直接雷电保护和雷电波沿输电线路侵入电厂和变电站的防雷保护。 防止直接攻击的原理和方法。【教育内容】一、电厂和变电站的直接雷击保护二、变电站内避雷器的保护作用三、保护进入变电站的线段四、变压器防雷保护五、旋转电机的防雷保护第八、九章电力系统内部的过电压和保护【目的和要求】:重点把握无负载线路的电容效应和谐振过电压。【重点和难点】: 空载线路的电容效应和谐振过电压【教育内容】一、谐振过电压二、切、合空载线路过电压三、切除空载变压器过电压四、电弧接地过电压第十章电力系统绝缘合作【目的和要求】:重点把握电力系统绝缘配合的原则和电气设备、线路绝缘水平的确定。【重点和难点】:电力系统绝缘配合的原则中性点运行方式对绝缘的影响。【教育内容】一、系统中性点接地方式及其对绝缘水平的影响二、绝缘配比的原则和方法三、变电站电气设备绝缘水平的确定四、架空输电线路绝缘水平的确定。(二)课堂教学中的实验；实验1直流场中气隙的放电特性【目的和要求】1 .熟悉高压试验设备及使用方法2 .测量滚珠间隙、棒-板间隙、极间故障时棒-板间隙在不同间隙距离的破坏电压，绘制曲线3 .观察沿面放电过程4 .分析实验结果。【重点和难点】: 测量有球隙、棒-板隙、极间故障时的棒-板隙的间隙距离处的破坏电压【实验内容】一、均匀、不均匀电场下气隙的击穿电压二、极间势垒对极不均匀场击穿电压的影响三、沿面放电过程。实验2沿固体介质表面的放电和液体、固体介质的绝缘强度试验【目的和要求】1、熟悉液、固体介质绝缘强度的测定方法2 .测量试验油杯变压器油1分钟的破坏电压，分析影响因素3 .测量不同厚度的固体介质击穿电压，分析影响因素。【重点和难点】: 测量液固体电介质绝缘强度【实验内容】一、测量液体介质的绝缘强度二、测量固体电介质的绝缘强度。实验3线路和绕组中的波浪过程【目的和要求】1 .熟悉测量电缆波阻抗和波速的方法2 .测量被试电缆的波阻抗和波速3 .测量和分析触点处的折射、反射电压波。【重点和难点】测量电缆的波阻抗和波速【实验内容】一、测量电缆的波阻抗和波速二、研究行波在电缆接点处的折射、反射规律和波形。实验四电器介质损耗正切tg测量【目的和要求】1 .高电压测量学习高压设备的绝缘正切tg及其电容量2 .掌握硅桥的实验布线和测试方法【重点和难点】锡林桥实验的接线和测试方法【实验内容】1 .制作自我实验接线图，如图所示接线2 .用2种不同的接线方法测量电气设备绝缘的tg和CX的值。四、课程内容和学时分配序列号教育内容正在上课实验合计备注1第1章气体的绝缘强度622第二章液体与固体介质的绝缘强度43第三章电气设备绝缘试验824第四章线路和绕组中的波浪过程85第五章雷电和防雷设备36第六章输电线路的防雷保护47第七章电厂和变电站的防雷保护28第八、九章电力系统内部的过电压和保护69第十章电力系统绝缘合作110参加考试2合计44448五、本课程教学方法的建议和评价方式实际联系，以多媒体与黑板板书相结合的教学方式进行教学，用例、启发、提问等多种工程实例相结合的教学方法进行教学，使理论与实践相结合