《高电压工程基础(第2版)》大纲(40学时)
高电压工程教学大纲
高电压工程教学大纲一、课程概述本课程主要介绍高电压工程的基本概念、原理与应用。
通过学习本课程，学生将了解高电压工程的相关知识，培养其对高电压设备和系统的设计、运行和维护能力。
二、教学目标1.掌握高电压工程的基本概念和原理；2.理解高电压设备和系统的设计原则；3.学会高电压工程的实验操作和安全措施；4.提高学生解决实际高电压问题的能力。
三、教学内容1.高电压工程基础知识–高电压的定义和分类–高电压的产生与测量–高电压绝缘材料与绝缘性能–高电压工程常用设备和仪器2.高电压设备与系统–高电压设备的分类与特点–高压绝缘子的种类和选型–高电压开关设备–高电压电缆和隔离开关3.高电压实验与安全–高电压实验室安全规范–高电压实验常用设备和仪器–高电压实验的基本操作技巧–高电压实验中的安全措施4.高电压工程应用–高电压在电力系统中的应用–高压输电线路的设计与运行–高电压工程在工矿企业中的应用–高电压工程在科研领域中的应用四、教学方法1.理论教学：通过课堂讲解和案例分析，讲解高电压工程的基本概念和原理。
2.实验教学：通过高压实验室的实验操作，让学生掌握高电压实验的基本技巧和安全措施。
3.讨论与交流：组织学生进行小组讨论和案例分析，促进学生思维的开展和知识的探索。
4.实践教学：组织学生进行实地考察和项目实践，培养学生解决实际问题的能力。
五、考核方式1.平时成绩：包括课堂参与、作业完成情况、实验操作等。
2.期中考试：对学生的理论知识进行考核。
3.期末考试：综合考察学生对高电压工程的理论和实际应用能力。
4.实验报告：对实验操作的规范性和实验结果的分析进行评价。
六、参考教材1.《高压工程基础》高电压工程学教研组编著2.《高电压工程实验指导》高电压工程实验教研组编著3.《高电压技术与设备》刘正宜等编著4.《高压开关设备与技术》吴明龙等编著七、教学资源1.高压实验室：提供高压实验所需设备和仪器。
2.实践基地：开展实地考察和项目实践。
《高电压工程》课件
学习如何检测和处理高电压系统中的绝缘故障，以避免设备损坏和事故发生。
绝缘检测技术
介绍常用的绝缘检测技术，如局部放电检测和绝缘电阻测量。
高电压安全与防护
1
安全意识与培训
培养对高电压工作的安全意识，学习正确的操作流程和危险防范措施。
2
个人防护装备
了解高电压工作场景中所需的适当个人防护装备，以最大程度保障个人安全。
高电压发生装置
发生装置原理
常用发生装置的介绍
探索高电压发生装置的工作原 理，包括电磁场、电感和放电。
介绍高电压实验中常用的发生 装置，如范德格拉夫发生器和 特斯拉线圈。
自然界中的高电压现象
探索自然界中引起高电压的现 象，如雷电和静电放电。
高电压绝缘技术
绝缘材料与性能
了解不同绝缘材料的特性，如绝缘强度、介电常数和耐热性。措施，学习如何应对不同类型的事故。
《高电压工程》PPT课件
欢迎参加《高电压工程》课程！在本课程中，我们将深入探讨电气领域的重 要性以及高电压工程的概述。
高电压基础知识
1 电压与电流
学习电压与电流之间的关系以及它们在高电压工程中的重要性。
2 电压梯度
了解电压梯度的概念及其在电气设备设计和维护中的应用。
3 高电压的应用领域
探索高电压工程在能源、输电、医疗和航空航天等领域的实际应用。
高电压工程基础
第一章电介质的定义及作用：电介质通常称为绝缘介质或绝缘材料，在高电压工程中被广泛地用来将不同电位的导体以及导体与地之间隔离开来，使其保持各自的电位。
电介质的电气特性：极化特性：相对介电常数εr电导特性：电导率γ损耗特性：介质损耗因数tgδ击穿特性：击穿电场强度Eb。
极化：在外加电场的作用下，电介质中的正、负电荷将沿着电场方向作有限的位移或者转向的现象。
（1）电子式极化：在外加电场E的作用下，介质原子中的电子运动轨道将相对于原子核发生弹性位移，原子的正、负电荷作用中心不再重合，形成电矩。
存在于一切物质中；极化所需的时间极短；具有弹性，没有损耗；温度对电子式极化影响不大。
（2）离子式极化：在离子式结构的电介质中当有外电场作用时，正、负离子沿电场方式产生相对位移，使平均偶极矩不再为零，电介质呈现极化。
是弹性极化；极化过程所需的时间很短；无损；温度对此极化存在一定影响。
（3）偶极子极化：在极性分子结构的电介质中，其分子中的正、负电荷中心永不重合，每个极性分子都是偶极子，具有一定的电矩。
当有外加电场作用时，原先排列杂乱的偶极子将沿电场方向转动，作较有规则的排列，从而对外显示出电极性。
转向极化，非弹性；极化所需的时间较长；εr在低温下先随温度的升高而增加，以后当热运动变得强烈时，εr又随温度上升而减小，电源频率增加，εr减小，有损。
（4）空间电荷极化：电介质中存在一些可以迁徙的电子或离子，因而在电场作用下这些带电质点将会发生移动，并聚积在电极附近的介质界面上，形成客观的空间电荷积累，这种极化称为空间电荷极化。
空间电荷极化进行比较缓慢，而且需要消耗能量，属于有损极化。
在电场距离较低的交变电场中容易发生这种极化，而在高频电场中，由于带电质点来不及移动，使这种极化难以发生。
（5）夹层极化：夹层极化是多层电介质组成的复合绝缘中产生的一种特殊的空间电荷极化。
初始电压按介电常数反比分配，稳态电压按电导率反比分配。
电荷要重新分配，这样在两层介质的交界面处会积累电荷，这种极化形式称夹层极化。
高电压技术教学大纲版11240学时
《高电压技术》教学大纲课程中文名称：高电压技术课程英文名称：High Voltage Engineering课程编号：C1036学分：学时：40（其中：讲课学时：40 实验学时：0 实践学时：0 ）先修课程：高等数学、大学物理、电路原理、电子技术基础、工程电磁场、电机学、电力系统分析、发电厂电气部分适用专业：电气工程及其自动化课程类别：专业核心课、学位课（如专业基础课程/必修）使用教材：沈其工. 高电压技术（4版）. 北京：中国电力出版社，2012开课单位：电气与新能源学院一、课程性质《高电压技术》课程是电气工程及其自动化专业必修的专业核心课程和学位课。
高电压技术是为解决高压输电的绝缘问题而形成的电气工程学科分支，主要介绍高电压下的绝缘问题、高电压的产生及测试技术、电力系统过电压的成因及其限制措施以及电力系统的绝缘水平与绝缘配合等内容。
本课程是一门专业课，又具备专业基础课的性质，本课程的特点是具有较强的实验性、理论性和学科交叉性。
二、教学目标：1、能运用大学物理、电磁场和绝缘放电的基本原理解释典型的气体绝缘放电现象、液体和固体绝缘的老化劣化现象，支撑指标点、、；2、能结合电力设备绝缘系统工程问题，运用绝缘放电的基本原理，解释典型的绝缘结构并能改进绝缘结构，支撑指标点、、、；3、掌握电气设备绝缘实验的原理和方法，能选择现代实验设备和工具，设计绝缘实验方案，支撑指标点；4、能结合工程问题，运用电路原理、波过程的基本理论和过电压计算软件对电力系统过电压进行计算和分析，支撑指标点、、；5、能结合电力系统过电压的形成机理，选择、设计过电压防护方法和设备，并能应用于电力系统过电压防护和电力设备绝缘配合设计，支撑指标点、、、；6、能够理解特高压、智能电网背景下高电压工程领域所面临的复杂工程问题及对社会、环境的影响，支撑指标点。
三、教学内容及要求第一章概论1.教学内容（1）了解高电压技术学科的产生与发展（2）了解高电压技术学科的研究内容、研究方法（3）了解本课程的性质任务和要求（4）电介质的极化、电导和损耗2.重点难点电介质的极化、电导和损耗的物理概念。
高电压工程基础第二版教学设计
高电压工程基础第二版教学设计引言高电压工程是电力工程中的一个重要学科，涉及电力系统中的一些高压、大电流技术，例如高压直流输电技术、高压断路器技术、变压器绝缘技术等等。
本教学设计是基于高电压工程基础第二版的教材，旨在帮助学生理解这些技术的原理和应用。
教学内容第一章高电压技术基础本章主要介绍高电压技术的基本概念、基本理论和基本技术。
包括高电压概念、高电压通用处理方法、高电压场的数学描述、电介质的基本概念和主要特性。
第二章高电压实验基础本章主要介绍高电压实验的基本理论和实验方法。
包括高电压实验室、高电压加强技术、高电压实验技术和实验安全。
第三章绝缘材料和器件本章主要介绍绝缘材料和器件的分类、性能及其应用。
包括绝缘材料的物理性质和电学特性、常用绝缘材料的分类和特性、绝缘材料的应用、绝缘材料的老化和损坏等。
第四章高压直流输电技术本章主要介绍高压直流输电技术的原理、特点、设备和应用。
包括双极、换流站、直流输电线路取代交流输电线路、高压直流输电技术的经济与环保效益等。
第五章高压断路器和电流互感器本章主要介绍高压断路器和电流互感器的原理、结构、性能和应用。
包括高压断路器的分类、动稳定性和故障处理、电流互感器的分类、性能和应用等。
第六章变压器的基本原理和技术本章主要介绍变压器的基本原理、结构、性能和应用。
包括变压器的基本原理、常用变压器的分类、变压器的电磁学、热学等问题、变压器的应用和事故处理。
教学方法本教学设计主要采用讲授、实验、课堂讨论、授课案例等多种教学方法，使学生能够全面掌握所学知识并能够运用于实际工作中。
其中高电压实验是学习高电压技术不可或缺的一部分，我们将安排多次高压实验，让学生亲身体验高电压技术的实际应用和安全操作。
教学评价教学评价包括考试、实验报告、小组课堂讨论、授课案例等多种评价方式，通过这些方式可以评价学生对所学知识的理解和掌握程度，评估教学的效果并进行必要的改进。
结语高电压工程基础是电力工程中一个重要的领域，我们希望通过本教学设计，让学生能够掌握高电压工程的基本理论和应用技术，为日后的工作做好充分准备。
《高电压工程》课程教学大纲(本科)
《高电压工程》课程教学大纲课程编号：08187111课程名称：高电压工程英文名称：High Voltage Engineering课程类型：学科基础课程要求：必修学时/学分：32/2 （讲课学时：28 实验学时：4 上机学时：0）适用专业：电气工程及其自动化一、课程性质与任务高电压工程是电气工程及其自动化专业的学科基础课。
主要任务是使学生掌握气体、液体和固体电介质的电气特性，特别是绝缘特性和击穿原理，目的是开展绝缘结构设计；掌握试验电压的产生和测量，试验方法，目的是开展高电压试验；掌握过电压的产生、发展及特点，对绝缘的破坏，目的是开展对过电压的防护。
本课程在理论、实践能力培养方面，着重设计、构思，使学生在解决高电压技术问题方面获得能力。
二、课程与其他课程的联系由于输电线路、电力系统中的所有高压电气设备都存在高电压问题，因此本课程是电气工程及其自动化专业大学阶段必须学习的，后续课程是本专业的所有专业课；先修课程是数学、大学物理、电路理论、电磁场理论。
三、课程教学目标1.学习高电压知识，其目的之一是将高等数学、工程数学、电路、电磁场理论等用于分析系统和设备绝缘的电场分布，进而进行绝缘结构的优化设计。
（支撑毕业要求1.3）2.学习高电压知识，能够针对电力系统或电气设备绝缘结构这一系统的、复杂的工程技术问题，选择和设计可行性方案，而且这个方案决定着系统或设备的总体结构和尺寸。
因此，也决定着小型化能否实现，决定着美观与否；能够从环保、经济等方面合理地选择绝缘材料开发设计经济、技术指标高的绝缘结构。
（支撑毕业要求11.3）3.学习高电压知识，能够了解、理解电介质的理化特性，能够针对复杂绝缘工程技术问题，采用环境、社会可持续发展的电介质，采用人工合成的绝缘材料，减少石油产品的使用。
（支撑毕业要求11.3）4.学习高电压知识，能够了解电气工程领域，特别是高电压与绝缘技术领域研究、应用概况，发展趋势与热点问题；能够开阔国际视野，能够运用本国语言、外国语言开展跨文化背景下的学术、技术沟通和交流；通过撰写实验报告等教学环节的训练，能够撰写学术技术报告，设计文稿，能够培养口头表达或回应能力。
第12章 暂时过电压
高电压工程基础
12.1.1 超高压系统中工频电压升高的重要性
➢ 工频电压升高的数值是决定保护电器工作条件的主要依 据，例如金属氧化物避雷器的额定电压就是按照电网中工频 电压升高来确定的。同时，工频电压升高幅值越大，对断路 器并联电阻热容量的要求也越高，从而给制造低值并联电阻 带来困难。
➢ 操作过电压与工频电压升高是同时发生的，因此工频电 压的升高直接影响操作过电压的幅值。
操作过电压即电磁 暂态过程中的过电 压；一般持续时间 在 0.ls（五个工频 周波）以内的过电 压称为操作过电压。
高电压工程基础
12.1 工频电压升高
暂态工频过电压 操作过电压
稳态工频过电压
一般而言，工频电压升高对 220kV 等级以下、线路不 太长的系统的正常绝缘的电气设备是没有危险的。但对超高 压、远距离传输系统绝缘水平的确定却起着决定性的作用。
高电压工程基础
12.1.3 工频电压升高的限制措施
目前我国规定：330kV，500kV，750kV 系统，母线上的暂 态工频过电压升高不超过最高工作相电压的 1.3 倍，线路不 超过 1.4 倍。
➢ 利用并联电抗器补偿空载线路的电容效应 U&2 jXpI&2
ZR jZctg( 'l )
U&1 U&2 cos 'l
高电压工程基础
➢ 铁磁谐振的特点
① 产生串联铁磁谐振的必要条件是：电感和电容的伏安特性 必须相交，因而，铁磁谐振可以在较大范围内产生。
② 对铁磁谐振电路，在同一电源电势作用下，回路可能有不 只一种稳定工作状态。在外界激发下，回路可能从非谐振工 作状态跃变到谐振工作状态，电路从感性变为容性，发生相 位反倾，同时产生过电压与过电流。
华北电力 北京 考研 高电压技术 教学大纲
《高电压技术》教学大纲课程编号：200620课程名称：高电压技术英文名称：High Voltage Technology总学时：40总学分：2.5适用对象：电气工程及其自动化专业先修课程：电路理论、电力系统分析基础一、课程性质、目的和任务《高电压技术》课程是为“电气工程及其自动化”专业设置的专业必修课，课程内容是电力工程技术人员必须掌握的专业知识。
本课程具有完整的理论体系，又是一门实践性很强的学科，对学生的基础理论、基本知识和实践经验、技能都有较好的培养和锻炼。
本课程主体内容旨在正确处理电力系统中过电压与绝缘这一对矛盾，掌握各种电介质和绝缘结构的电气特性、电力系统过电压及其防护措施、绝缘与高电压试验方面的知识。
二、教学要求和内容基本要求：掌握电介质电气性能及其放电机理物理概念和基本规律。
掌握高压电气设备绝缘预防性试验的基本测试手段及测试结果的分析与判断。
掌握波过程的物理概念。
掌握雷电过电压的成因和防护措施，了解过电压的常用计算方法。
了解内部过电压的主要类型和产生机理。
基本内容：1.电介质的极化、电导和损耗特性电介质极化的基本类型；电介质的介电常数及其影响因素；电介质的电导及其影响因素；电介质的损耗及其影响因素。
2.气体放电的物理过程气体中带电质点的产生和消失；气体放电过程的一般描述；均匀电场气隙的的击穿；不均匀电场气隙的击穿。
3.气隙的击穿特性气隙的击穿时间；气隙的伏秒特性；气隙的击穿电压；提高气隙击穿电压的方法；SF6气体的特性。
4.固体和液体电介质的击穿机理和特性固体、液体电介质的击穿机理；影响固体、液体电介质击穿电压的因素；提高固体、液体电介质击穿电压的方法。
5.电气设备的绝缘试验绝缘预防性试验包括电气设备绝缘电阻和泄漏电流测量；电气设备绝缘介质损耗测量。
6.线路中的波过程单导线线路中的波过程；行波的折射与反射；行波通过串联电感和并联电容；行波的多次折反射；无损平行多导线系统中的波过程；冲击电晕对线路波过程的影响。
高电压技术课程教学大纲
高电压技术课程教学大纲（适用电气工程与其自动化专业电气工程方向）（共 48 学时）一、课程的性质、地位、任务和教学目标（一）课程的性质和地位本课程是电气工程与其自动化专业本科生的专业选修课程。
它是探讨电气设备的绝缘与其问题的学科。
作为从事电力系统的设计、安装、调试与其运行的工程技术人员，都会遇到属于高电压的问题，因此需专修本门课程，也是从事电力系统的专业人员须要驾驭的专业学问。
本课程具有完整的理论体系，又是一门实践性很强的学科，对学生的基础理论、基本学问和实践阅历、技能都有较好的培育和熬炼。
（二）课程的主要任务本课程的主要任务是：使学生驾驭气体、液体与固体绝缘主要电气特性（特殊是击穿过程）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,驾驭电力系统中雷电过电压和主要内部过电压的产朝气理、影响因素与防护措施等基本学问，正确理解电力系统绝缘协作的基本概念、理论依据和处理原则，以与使学生了解高电压试验与绝缘预防性试验中常用的高压试验装置与测试仪器的原理与用法，以与高电压试验的特点、基本程序和平安措施等。
（三）课程的教学目标通过本课程的学习，使学生了解和驾驭电气设备在高电压作用下绝缘电气性能的基本学问和高电压试验的基本技术；了解和驾驭过电压的基本理论和过电压的爱护方法；能针对各种不同的过电压实行不同的防护措施，并能依据系统电路与元器件的性质，设计爱护的类型，为今后从事高电压工程领域的探讨和技术工作打下必要的专业基础。
二、课程教学环节组成本课程的教学环节包括课堂讲授，师生探讨学生自学，习题探讨课，试验，习题，答疑，质疑，期中测验和期末考试。
三、课程教学内容纲要（一）课堂讲授第一章气体的绝缘强度【目的和要求】：重点学习和驾驭汤逊理论和流注理论、空气间隙在各种电压下的击穿特性以与提高气体介质电气强度的方法。
【重点和难点】：气体放电的汤逊理论与流注理论；不匀称电场中气体间隙放电的极性效应。
【教学内容】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逝二、汤逊理论和巴申定理三、流注理论四、不匀称电场中的放电过程五、冲击电压下气体间隙的击穿特性其次节影响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、气体的性质和状态对放电电压的影响第三节沿面放电一、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其次章液体和固体介质的绝缘强度【目的和要求】：重点驾驭电介质的极化、电导和损耗、液体介质的击穿、固体介质的击穿。
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《高电压工程基础》教学大纲
课程学时：40学时（讲授36+实践4）适用专业: 电气工程及其自动化
先修课程：电路、发电厂电气主系统等
教材:《高电压工程基础》（第二版），施围，邱毓昌，张乔根. 机械工业出版社，2014参考书 1. 《电气工程基础》，（第二版）王锡凡主编，西安交通大学出版社，2009
2. 《高电压绝缘技术》，严璋，中国电力出版社，2002
3. 《高电压工程》，梁曦东，清华大学出版社，2004
一、课程的性质、目的及任务
《高电压工程基础》是电气工程及其自动化专业一门重要的专业课程，该课程理论性和实践性并重，着重强调工程应用中的理论知识。
通过对本课程的学习，使学生掌握气体放电的基本理论、液体和固体电介质的电气特性，掌握电气设备绝缘试验的相关知识，以及电力系统过电压产生机理及抑制措施等基本知识，具有从事绝缘、高电压技术等领域的设计、安装、运行、试验，及研究工作的专业知识基础。
二、教学内容及基本要求
第1章绪论
（1）教学内容
1.1 高压输电的必要性；1.2 我国电力工业的发展；1.3电力工业对高电压技术
发展的促进作用；1.4 新材料和新技术在高电压技术中的应用；1.5 高电压技术在
其他领域的应用。
（2）基本要求
掌握我国输电线路电压等级的划分；掌握高压输电产生的背景及高压输电的必
要性；掌握分裂导线的结构及优点；了解高电压技术在其他领域的应用；了解高电
压技术中的新技术；了解我国电力工业的发展。
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第2章气体放电的基本物理过程
（1）教学内容
2.1 带电质点的产生与消失；2.2 放电的电子崩阶段；2.3 自持放电条件；2.4 不均匀电场中气体放电的特点。
（2）基本要求
掌握气体中带电粒子的产生与消失；掌握气体的自持放电现象和流注放电理论、气隙的击穿特性及提高气体间隙抗电强度的方法；pd值较大和pd值较小时放电现象的异同，以及各自的自持放电条件；理解输电线上的电晕放电以及绝缘子表面的气体放电。
第3章气体间隙的击穿强度
（1）教学内容
3.1 稳态电压下的击穿；3. 2 雷电冲击电压下的击穿；3.3 操作冲击电压下的击穿；3.4大气密度和湿度对击穿的影响；3.5 SF6气体间隙中的击穿；3.6 提高气隙击穿电压的措施。
（2）基本要求
掌握直流电压、工频电压作用下气隙的击穿特点；掌握冲击电压下气隙的击穿特点；掌握雷电冲击以及操作冲击电压的标准波形、伏秒特性曲线的概念和做法；统计时延的含义；了解SF6气体的击穿特性；掌握大气条件对气体击穿的影响；掌握提高气隙击穿电压的措施。
第4章气体中沿固体绝缘表面的放电
（1）教学内容
4.1 界面电场分布的典型情况；4.2 均匀电场中的沿面放电；4.3 极不均匀电场中的沿面放电；4.4 受潮表面的沿面放电；4.5 脏污绝缘表面的沿面放电（2）基本要求
掌握均匀电场、强垂直分量、强平行分量三种情况下沿面放电的特点；了解表面凝露、表面淋雨对沿面放电的影响；了解污闪的发展过程；掌握污闪的概念、特点；掌握防止污闪的措施。
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