高電壓技術(shù)課程教學(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：C1036應(yīng)開課學(xué)期：4學(xué)時數(shù)：48（42+6）學(xué)分數(shù)：3適用專業(yè)：電氣工程及其自動化（輸電線路工程方向）（卓越計劃）課程類型：專業(yè)核心課程/必修先修課程：高等數(shù)學(xué)I、大學(xué)物理I、電路原理、工程電磁場一、課程性質(zhì)《高電壓技術(shù)》課程是電氣工程及其自動化（輸電線路工程方向）（卓越計劃）專業(yè)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)，本課程的特點是具有較強的實驗性、理論性和學(xué)科交叉性。二、課程目標1、能運用大學(xué)物理、電磁場和絕緣放電的基本原理解釋典型的氣體絕緣放電現(xiàn)象、液體和固體絕緣的老化劣化現(xiàn)象；2、能結(jié)合電力設(shè)備絕緣系統(tǒng)工程問題，運用絕緣放電的基本原理，解釋典型的絕緣結(jié)構(gòu)并能改進絕緣結(jié)構(gòu)；3、掌握電氣設(shè)備絕緣實驗的原理和方法，能選擇現(xiàn)代實驗設(shè)備和工具，設(shè)計絕緣實驗方案并進行試驗，能對實驗結(jié)果進行分析和判斷；4、能結(jié)合工程問題，運用電路原理、波過程的基本理論和過電壓計算軟件對電力系統(tǒng)過電壓進行計算和分析；5、能結(jié)合電力系統(tǒng)過電壓的形成機理，選擇、設(shè)計過電壓防護方法和設(shè)備，并能應(yīng)用于電力系統(tǒng)過電壓防護和電力設(shè)備絕緣配合設(shè)計；6、能夠理解特高壓、智能電網(wǎng)背景下高電壓工程領(lǐng)域所面臨的復(fù)雜工程問題及對社會、環(huán)境的影響。三、支撐的畢業(yè)要求課程對畢業(yè)要求的支撐課程教學(xué)目標、達成途徑和評價依據(jù)等1工程知識：具有從事輸電線路工程工作所需的相關(guān)數(shù)學(xué)、自然科學(xué)以及經(jīng)濟和管理知識，掌握輸電線路工程專業(yè)的基本理論知識。教學(xué)目標：掌握氣體、固體及液體放電的物理機理，并能分析緣的老化劣化現(xiàn)象。能結(jié)合電力系統(tǒng)過電壓的形成機理，理解應(yīng)用于輸電線路工程中的過電壓防護和電力設(shè)備絕緣配合設(shè)計。達成途徑：課堂講解；平時作業(yè)。評價依據(jù)：作業(yè)；考勤；期末考核。評價方式：個人表現(xiàn)；評估平時作業(yè)的正確性與完整性，給出成績；評價期末考試的得分率。4設(shè)計與分析：具備設(shè)計針對輸電線路工程問題的解決方案能力，并能使用各種工具對方案進行分析與模擬。教學(xué)目標：掌握電氣設(shè)備絕緣實驗的原理和方法，能選擇現(xiàn)代實驗設(shè)備和工具，設(shè)計絕緣實驗方案并進行試驗，能對實驗結(jié)果進行分析和判斷。能結(jié)合輸電線路工程問題，運用電路原理、波過程的基本理論和過電壓計算軟件對輸電線路工程過電壓進行計算和分析。達成途徑：課堂講解；平時作業(yè)。評價依據(jù)：作業(yè)；考勤；期末考核。評價方式：個人表現(xiàn)；評估平時作業(yè)的正確性與完整性，給出成績；評價期末考試的得分率。5創(chuàng)新型研究：掌握基本的創(chuàng)新方法，具有追求創(chuàng)新的態(tài)度和意識；具有綜合運用理論和技術(shù)手段設(shè)計系統(tǒng)和過程的能力，設(shè)計過程中能夠綜合考慮經(jīng)濟、環(huán)境、法律、安全、健康、倫理等制約因素。教學(xué)目標：理解特高壓、智能電網(wǎng)背景下高電壓工程領(lǐng)域所面臨的復(fù)雜工程問題及對社會、環(huán)境的影響。能結(jié)合電力設(shè)備絕緣系統(tǒng)工程問題，運用絕緣放電的基本原理，解釋典型的絕緣結(jié)構(gòu)并能改進絕緣結(jié)構(gòu)。達成途徑：課堂講解；平時作業(yè)。評價依據(jù)：作業(yè)；考勤；期末考核。評價方式：個人表現(xiàn)；評估平時作業(yè)的正確性與完整性，給出成績；評價期末考試的得分率。四、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時安排和基本要求第一章概論（2學(xué)時）（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)科的研究內(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)和損耗重點難點：本課程的內(nèi)容和特點第二章氣體放電的物理過程（6學(xué)時）（1）掌握氣體放電的基本理論（2）理解極不均勻電場氣體放電的物理過程（3）掌握氣隙的沿面放電理論重點難點：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度（4學(xué)時）（1）掌握氣隙的伏秒特性和不同的電壓波形（2）理解大氣條件對氣隙擊穿電壓的影響（3）掌握不同電場氣隙的擊穿特性（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難點：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度（2學(xué)時）（1）掌握固體、液體電介質(zhì)的擊穿機理（2）掌握固體、液體電介質(zhì)的老化機理（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及相關(guān)技術(shù)問題（6）理解電氣絕緣設(shè)備對電介質(zhì)性能的要求重點難點：固體、液體電介質(zhì)的擊穿機理，固體、液體電介質(zhì)的老化機理第五章電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性實驗（8學(xué)時，含實驗4學(xué)時）（1）掌握絕緣電阻與吸收比、泄漏電流的測量（2）掌握介質(zhì)損耗角正切的測量（3）理解局部放電的測量原理及掌握測量方法（4）了解絕緣油中溶解氣體的色譜分析方法重點難點：絕緣電阻與吸收比、泄漏電流的測量，介質(zhì)損耗角正切的測量，局部放電的測量第六章電氣設(shè)備高電壓試驗（2學(xué)時）（1）掌握工頻高壓的產(chǎn)生、測量方法（2）掌握直流高壓的產(chǎn)生、測量方法（3）掌握沖擊高壓發(fā)生器的原理、結(jié)構(gòu)及測量方法（4）了解各類高壓試驗重點難點：工頻試驗變壓器的特點、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）（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算方法（3）掌握不同條件下，不同因素對線路波過程的影響（4）掌握變壓器繞組中的波過程（5）了解電機繞組中的波過程重點難點：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（6學(xué)時，含實驗2學(xué)時）（1）掌握雷電參數(shù)（2）掌握避雷針、避雷線的雷擊保護原理（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，了解接地電阻的計算重點難點：雷電參數(shù)，避雷器、接地第九章電力系統(tǒng)的防雷保護（6學(xué)時）（1）掌握輸電線路雷擊過電壓計算、防雷性能指標計算（2）掌握輸電線路防雷措施（3）理解變電所發(fā)電廠直擊雷保護方法（4）理解變電所避雷器的防雷保護原理，掌握避雷器的保護距離計算（5）掌握變電站進線段保護原理、方法（6）掌握變壓器的防雷保護方法重點難點：輸電線路的防雷性能指標，輸電線路防雷措施，變電所入侵雷電波保護第十章電力系統(tǒng)的內(nèi)部過電壓（4學(xué)時）（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難點：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（2學(xué)時）（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難點：絕緣配合的概念、方法，電氣設(shè)備絕緣水平的確定方法五、課程的其它教學(xué)環(huán)節(jié)序號教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時數(shù)1課程實驗避雷器的泄漏電流測量22課程實驗電流互感器介質(zhì)損耗因素測量23課程實驗接地電阻測量24課外作業(yè)由學(xué)生課外獨立確定06平時作業(yè)1、氣體放電理論及氣隙的電氣強度2、液體、固體電介質(zhì)的電氣強度3、電氣設(shè)備絕緣試驗4、線路波過程分析與計算5、電力系統(tǒng)防雷保護分析與計算6、電力系統(tǒng)內(nèi)部過電壓分析與計算0六、教學(xué)方法與手段本課程教學(xué)主要采用講授、多媒體教學(xué)、課程實驗、課程作業(yè)、案