spContent=高电压技术是电工学科的一个重要分支,主要研究高电压、强电场下的各种电气物理问题。即,在极端电磁条件下电介质会表现出哪些性质,如何人为地获取高电压,如何确定电压受到干扰后的变化规律,怎样防止过电压对系统造成危害,如何人为利用高电压,让我们一起进入《高电压技术》一窥究竟。
高电压技术是电工学科的一个重要分支,主要研究高电压、强电场下的各种电气物理问题。即,在极端电磁条件下电介质会表现出哪些性质,如何人为地获取高电压,如何确定电压受到干扰后的变化规律,怎样防止过电压对系统造成危害,如何人为利用高电压,让我们一起进入《高电压技术》一窥究竟。
—— 课程团队
课程概述
《高电压技术》主要研究高电压、强电场下的各种电气物理问题,是电工学科重要基础课程。本课程是一门 理论和实践结合紧密的专业基础课程,在 我国特高压及全球能源互联网的发展背景下,讨论新技术的应用及发展前沿,可培养学生的深入思考能力及国际视野,培养学生用所学理论知识解决实际问题的能力,促进学生全面素质的提高。
通过课程学习,可以明确高电压技术在电气工程学科的地位和作用,掌握各种电介质的绝缘特性与电气强度知识,积累提高抗电强度的方法;熟悉高电压试验、绝缘预防性试验常用的试验装置及测量仪器的原理与使用方法;掌握电力系统波过程基本原理,理解电力系统过电压防护及其绝缘配合的基本知识。
更进一步地,本课程拟在课程体系方面,加强与专业课程的接续性,让学习者对专业理论的认知更加明确;在教学内容方面,加强实验在教学过程的引导性、辅助性,提倡实验教学过程中学习者动手能力与创新思想的融入;在教学方法方面,加强重点知识的随堂测验,即时检验学习者对重点知识的掌握情况,强化贯穿整个学期的学习效果。
授课目标
1、使学生了解高电压技术在电气工程学科的地位和作用,掌握高电压学科的基础理论知识;
2、使学生了解高电压试验常用的试验装置及测量仪器的原理与使用方法;
3、培养学生用所学理论知识解决实际问题的能力,结合创新型实验和工程实践培养学生的实践能力和创新能力,促进全面素质的提高。
课程大纲
气体的绝缘特性与介质的电气强度
课时目标:1、掌握汤逊理论、流注理论 2、理解气体电气击穿的主要影响因素 3、掌握固体沿面放电的基本物理过程,及主要影响因素
1.1气体放电的基本物理过程
1.1.1带电质点的产生和消失
1.1.2电子崩与汤逊理论
1.1.3巴申定律及其适用范围
1.1.4气体放电的流注理论
1.1.5不均匀电场中的气体放电
1.2气体介质的电气强度
1.2.1持续作用电压下的击穿
1.2.2雷电冲击电压下的击穿
1.2.3操作冲击电压下空气的绝缘特性
1.2.4大气条件对气体击穿的影响
1.2.5提高气体击穿电压的措施
1.3固体绝缘表面的气体沿面放电
1.3.1界面电场的分布
1.3.2均匀电场中的沿面放电
1.3.3极不均匀电场中的沿面放电
1.3.4绝缘子的污秽放电
1.3.5提高沿面放电电压的措施
液体的绝缘特性与介质的电气强度
课时目标:1、掌握电介质极化与损耗的基本概念 2、掌握液体电介质极化、损耗、电导与击穿的基本属性与特征
2.1极化的基本概念与液体电介质的极化
2.2损耗的基本概念与液体电介质的损耗
2.3液体电介质的电导
2.4液体电介质的击穿
固体的绝缘特性与介质的电气强度
课时目标:1、掌握固体电介质极化、损耗、电导与击穿的基本属性与特征 2、理解气体、液体、固体电介质的异同,掌握电介质电气强度的基本概念
3.1固体电介质的极化与损耗
3.2固体电介质的电导
3.3固体电介质的击穿
绝缘的预防性试验
课时目标:1、理解绝缘电阻、泄漏电流的基本概念 2、掌握绝缘电阻、泄漏电流的测试方法 3、理解介质损耗的基本概念 4、掌握介质损耗角正切的测试方法 5、理解局部放电的基本概念 6、掌握局部放电的测试方法
4.0绝缘的老化
4.1绝缘电阻、吸收比与泄漏电流的测量
4.2介质损耗角正切的测量
4.3局部放电的测量
4.4绝缘油电气试验
电气绝缘高电压试验
课时目标:1、掌握工频、直流、冲击高电压的产生与试验的基本方法与原理 2、熟知高压试验安全规范
5.1工频高电压的产生
5.2工频高电压的测量与耐压试验
5.2直流高电压试验
5.3冲击高电压试验
电气绝缘在线检测
课时目标:1、了解电气绝缘在线监测的基本方法与原理 2、掌握常用故障诊断检测方法
6.1在线监测的必要性与意义
6.2变压器绝缘故障与油中溶解气体
6.3油中溶解气体的在线检测
6.4变压器油中溶解气体分析与故障诊断
6.5局部放电在线检测
6.6介质损耗角正切的在线检测
输电线路和绕组中的波过程
课时目标:1、理解输电线路和绕组中的波过程的基本原理 2、掌握波过程的计算与求解
7.1均匀无损单导线上的波过程
7.2行波的折射和反射
7.3波在多导线系统中的传播
7.4波在传播中的衰减与畸变
7.5绕组中的波过程
雷电过电压及其防护
课时目标:1、掌握雷电过电压及其防护的基本原理,了解主要的防雷装备 2、能根据被保护物体独立设计简单防雷方案
8.1雷电过电压的形成
8.2雷电参数
8.3避雷针及避雷线
8.4避雷器
8.5输电线路防雷保护
8.6接地的原理
内部过电压与绝缘配合
课时目标:1、理解操作过电压的产生原理 2、了解过电压防护方法与绝缘配合的主要方法
9.1电力系统过电压
9.2切除空载线路过电压
9.3空载线路合闸过电压
9.4切除空载变压器过电压
9.5断续电弧接地过电压
9.6绝缘配合
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预备知识
参考资料
推荐教材:
[1] 吴广宁.高电压技术[M].北京:机械工业出版社,2014

教学参考书:
[1] 张纬绂,何金良,高玉明.过电压防护及绝缘配合[M].北京:清华大学出版社,2002.
[2] 吴广宁.电气设备状态检测的理论与实践[M].北京:清华大学出版社,2005.
[3] Hugh M Ryan. High Voltage Engineering and Testing[M].2ed.The Institute of Electrical Engineering' Press,2001.
[4] 梁曦东.高电压工程[M].北京:清华大学出版社,2003.
[5] 严璋,朱德恒.高电压绝缘技术[M].中国电力出版社,2002.
常见问题
Q1 :
高电压技术这门课知识点繁多难以理解与背记,在初次学习这门课的时候感觉遇到了极大的困难,怎么样才能学好高电压技术呢?
A1 :
1.课程教学前,查阅资料对高电压领域有一定的了解;
2.每节课做到课前预习,课后复习;
3.结合课程内容积极思考,认真回答问题。
4.参与讨论区,与老师同学交流;
Q2:
如何在《高电压技术》慕课课程中取得好成绩?
A2:
1. 确认评分标准,确认作业与测试的截止时间。
2. 做好课程的作业、单元小测的平时练习;
3. 认真对待学习报告I/II与期末测试的考试检验。
4. 务必参与作业的互评,通过参考答案理解作业要求。