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《高电压技术A》课程教学大纲

课程编号：04

课程名称：高电压技术A

英文名称：HighVoltageEngineeringA

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