• 高电压技术
  • 课程概况: 136 个知识点,238 个教学活动
  • 课程试学中,不记录课程学习情况~

教学大纲

◆ 先修课程

《大学物理》、《电路原理》、《模拟电子技术》、《电磁场原理》、《电机学》等。

◆ 课程的性质、目的和任务

《高电压技术》课程是电气工程与自动化专业必修的一门专业基础课。本课程的教学目的是使学生具有电气设备绝缘及试验和电力系统过电压及防护两个方面的基本概念和主要知识,从而对电力系统有更加全面的认识,是学生具有从事绝缘、过电压极其高电压产生和试验、测量等领域的设计、安装、运行、试验、研究工作的初步基础,并为学习有关专业课程打下基础。

本课程的任务是:

1、掌握气体间隙击穿及沿面放电的物理过程,了解提高外绝缘强度的常用措施。

2、掌握固体及液体电介质电导、极化、介质损耗、击穿等物理过程。

3、掌握电力系统绝缘预防性试验中常规试验的原理和方法,以及产生交流、直流、冲击高电压的基本方法和试验设备及高压测量的特点。

4、掌握电力系统产生过电压的机理及各种过电压保护装置的原理及应用,以及对电力系统过电压进行防护的基本方法。

◆ 本课程的课时分配情况

章 次

学 习 内 容

学 时

第一章

绪论、气体的绝缘强度

18

第二章

液体和固体介质的绝缘强度

4

第三章

电气设备的绝缘试验

10

第四章

线路及绕组中的波过程

14

第五章

雷电及防雷设备

4

第六章

输电线路雷电过电压

6

第七章

发电厂和变电所的防雷保护

4

第八章

电力系统稳态过电压

4

第九章

电力系统操作过电压

6

第十章

电力系统绝缘配合

2

合 计

 

72

◆ 本课程的要求和内容

第一章 气体的绝缘强度

一、学习要求

通过本章的学习要求学生了解气体放电一般现象和概念;重点掌握均匀电场、不均匀电场下气体的放电机理;理解冲击电压下气体放电特性;理解各种因素对气体放电电压的影响;了解提高气体击穿电压的方法;理解沿面放电的物理过程及影响因素;了解提高沿面放电电压的措施。

二、课程内容

1.1 气体放电的基本物理过程

1.1.1 气体中带电质点的产生和消失(识记)

1.1.2 汤逊理论和巴申定律(重点掌握、难点)

1.1.3 流注理论(重点掌握、难点)

1.1.4 不均匀电场中的放电过程(理解、难点)

1.1.5 冲击电压下气体间隙的击穿特性(理解)

1.2 影响气体放电电压的因素(识记)

1.2.1 电场形式对放电电压的影响

1.2.2 电压波形对击穿电压的影响

1.2.3 气体的性质和状态对放电电压的影响

1.3 沿面放电

1.3.1 沿面放电的物理过程(理解)

1.3.2 沿面放电的影响因素(了解)

1.3.3 提高沿面放电措施(了解)

第二章 液体和固体介质的绝缘强度

一、学习要求

通过本章的学习,要求学生掌握电介质极化、电导和损耗的基本概念;理解液体、固体介质的击穿机理;了解提高液体、固体介质击穿电压的措施。

二、课程内容

2.1 电介质的极化、电导和损耗(重点掌握、难点)

2.1.1 电介质的极化

2.1.2 电介质的电导

2.1.3 电介质的损耗

2.2 液体介质的击穿

2.2.1 液体介质的击穿机理(理解)

2.2.2 影响液体介质的击穿因素和改进措施(了解)

2.3 固体介质的击穿

2.3.1 固体介质的击穿机理(理解)

2.3.2 影响固体介质的击穿因素和改进措施(了解)

第三章 电气设备的绝缘试验

一、学习要求

通过本章的学习,要求学生掌握电气设备检查性试验的特点、原理、方法及意义;掌握产生工频、直流、冲击高压的基本方法及测量方法。

二、课程内容

3.1 绝缘电阻及吸收比的测量(识记)

3.1.1 吸收比的测量

3.1.2 绝缘电阻的测量

3.2 泄漏电流的测量(识记)

3.3 介质损耗角正切的测量(理解)

3.4 工频交流耐压试验(理解)

3.5 直流耐压试验(理解)

3.5.1 直流高压的产生

3.5.2 直流高压的测量

3.6 冲击高压试验(理解)

3.6.1 冲击高压的产生

3.6.2 冲击高压的测量

第四章 线路和绕组中的波过程

一、学习要求

通过本章的学习,要求学生理解单根无损导线中行波的波动方程及其解的物理意义及行波的折、反射;掌握行波通过串联电感和并联电容时电压波的时空变化;理解变压器绕组中的波过程;了解旋转电机绕组中的波过程。

二、课程内容

4.1 无损耗单导线中的波过程(重点掌握、难点)

4.2 行波的折射和反射

4.2.1 折反射波及折反射系数(重点掌握、难点)

4.2.2 彼得逊法则(重点掌握、难点)

4.2.3 等值波法则

4.3 行波通过串联电感和并联电容(理解)

4.3.1 无穷长直角波通过电感

4.3.2 无穷长直角波旁过电容

4.4 行波的多次折反射(理解)

4.5 无损耗平行多导线系统中的波过程(理解)

4.5.1 波动方程

4.5.2 等值波阻抗

4.5.3 耦合系数

4.6 冲击电晕对线路波过程的影响(了解)

4.7 变压器绕组中的波过程(理解)

4.7.1 单相变压器绕组中的波过程

4.7.2 三相变压器绕组中的波过程

4.8 旋转电机绕组的波过程(了解)

第五章 雷电及防雷设备

一、学习要求

通过本章的学习,要求学生了解雷电放电过程及雷电的电气参数;理解避雷针、避雷线和避雷器的工作原理及保护范围;了解防雷接地装置。

二、课程内容

5.1 雷电的电气参数(了解)

5.1.1 雷闪放电过程

5.1.2 雷电基本参数

5.2 避雷针、避雷线的保护范围(理解)

5.2.1 避雷针的保护范围

5.2.2 避雷线的保护范围

5.3 避雷器(理解)

5.3.1 保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器

5.3.2 金属氧化物避雷器

5.4 防雷接地装置(了解)

第六章 输电线路雷电过电压

一、学习要求

通过本章的学习,要求学生了解输电线路雷电过电压的基本过程;理解线路感应雷过电压和直击雷过电压及耐雷水平;理解线路跳闸的条件;掌握提高输电线路耐雷水平及输电线路防雷的基本原则和措施。

二、课程内容

6.1 输电线路感应雷过电压(了解)

6.1.1.雷击线路附近大地时感应雷过电压

6.1.2 雷击线路杆塔时导线上的感应过电压

6.2 输电线路直击雷过电压和耐雷水平(理解)

6.2.1 雷直击导线时的过电压和耐雷水平

6.2.2 雷击杆塔塔顶时的过电压和耐雷水平

6.2.3 雷击避雷线档距中央时的过电压

6.3 输电线路的雷击跳闸率(理解)

6.3.1 雷击跳闸条件

6.3.2 雷击跳闸率计算

6.4 输电线路的防雷措施(掌握)

第七章 发电厂和变电所的防雷保护

一、学习要求

通过本章的学习,要求学生掌握发电厂、变电所的直击雷保护、侵入波保护的措施;理解变电所进线段保护的作用;掌握避雷器的保护作用及布置方式;掌握旋转电机防雷保护的特点及措施。

二、课程内容

7.1 发电厂和变电所的直击雷保护(掌握)

7.2 变电所内避雷器的保护作用(理解)

7.2.1 避雷器动作过程及设备上的过电压

7.2.2 避雷器的最大保护距离

7.3 变电所进线段保护(理解)

7.4 变电站避雷器雷电侵入波保护布置方式(掌握)

7.5 直配电机的防雷保护(掌握)

第八章 电力系统稳态过电压

一、学习要求

通过本章的学习,要求学生了解电力系统内部过电压的分类;理解空载长线的电容效应引起工频电压升高的原因;了解谐振过电压产生的原因。

二、课程内容

8.1 空载长线的电容效应(理解)

8.2 谐振过电压(了解)

第九章 电力系统操作过电压

一、学习要求

通过本章的学习,要求学生理解切(合)空载线路(电容)过电压、切空载变压器过电压、电弧接地过电压产生的原因及限制措施。

二、课程内容

9.1 切除空载线路过电压

9.1.1 切空载线路过电压产生的机理(理解)

9.1.2 限制过电压措施(掌握)

9.2 合空载线路过电压

9.2.1 合闸过电压产生的机理(理解)

9.2.2 限制合闸过电压的措施(掌握)

9.3 切除空载变压器过电压

9.3.1 切空载变压器过电压产生的机理(理解)

9.3.2 切空载变压器过电压的影响因素与限制措施(掌握)

9.4 电弧接地过电压(理解)

第十章 电力系统绝缘配合

一、学习要求

通过本章的学习,要求学生了解电力系统绝缘配合的原则及方法。

二、课程内容

10.1 电力系统绝缘配合的原则(了解)

10.2 电力系统绝缘配合的方法(了解)