高电压技术教案终稿
教案
（2008/2009学年第一学期）
课程名称高电压技术
课程编号
课程性质考查
教学时数 3 0
教学对象电力本
授课教师
职称讲师
邵阳学院电气工程系
（一）课程教学目的和要求
目的：高电压技术课程是电力专业的一门专业课，本课程主要内容由三部分组成：各类电介质在高电场下的电气绝缘特性，电气设备绝缘实验技术，电力系统过电压与绝缘配合。学习本课程的目的是让同学们学会正确认识和处理电力系统中绝缘与作用电压这一对矛盾，掌握从事电力系统设计、建设和运行的必要的基础知识。
要求：通过本课程的学习熟练掌握各类电介质在高电场下的电气绝缘特性，电气设备绝缘实验技术，电力系统过电压与绝缘配合。
（二）课程教学重点和难点
1、重点：
①：气体的放电基本物理过程和电气强度
②：绝缘预防性试验和高电压试验
③：雷电及防雷保护装置、电力系统防雷保护
④：电力系统内部过电压
⑤：电力系统绝缘配合
2、难点：
①：气体的放电基本物理过程和电气强度
②：线路和绕组中的波过程
③：雷电及防雷保护装置、电力系统防雷保护
④：电力系统内部过电压
⑤：电力系统绝缘配合
（三）教学方法：板书讲解。
（四）课时安排
总课时：30课时，其中：
气体的放电基本物理过程和电气强度：5课时
液体、固体介质的电气特性：3课时
电气设备绝缘预防性试验：3课时
绝缘的高电压试验：3课时
电气设备绝缘在线监测与诊断 1课时
线路和绕组中的波过程：4课时
雷电及防雷保护装置：2课时
电力系统防雷保护：3课时
电力系统内部过电压：4课时
电力系统绝缘配合：2课时
（五）考核方式
开卷考试。平时成绩占30%，考试成绩占70%。
（六）参考教材：周泽存主编，高电压技术（第二版），中国电力出版社。
第一章气体的放电基本物理过程和电气强度
教研室：电气教研室教师姓名：
第一节、汤逊理论和流注理论
气体放电类型：
非自持放电：依靠外电离因素的作用才能维持的放电过程
自持放电：因电压足够大，气隙中电离过程仅靠外施电压就可维持的放电过程。
结合教材中图1-1，1-2讲解。
汤逊理论
20世纪初，汤逊对电场均匀、气压低、气隙短的气体放电实验进行总结，得到较系统的气体放电理论即所谓的汤逊理论。
简介如下：
光源→电子（光电离）→电子向阳极方向运动（电场的作用）→碰撞电离→产生新的电子→产生剧增的电子崩/雪崩→电子崩中的正离子向阴极方向运动→加强阴极场强且撞击阴极表面→阴极表面发生电离→新的电子发射→新的循环过程。
为了定量分析气隙中气体放电过程，引入3三个参数：αβу
α：1个电子沿电场方向行经1CM平均发生的撞击电离次数。
β：1个正离子沿电场方向行经1CM平均发生的撞击电离次数。
у：每个碰撞阴极表面的正离子使阴极金属释放出的平均自由电子数。
结合教材中图1-4可得：
均匀电场中自持放电的条件为：у（eαd-1）≥1 (教材中为=号)
汤逊理论的实质：
1、电子碰撞电离是气体放电的主要原因
2、二次电子来源主要是正离子撞击阴极表面是阴极表面逸出的电子
3、逸出电子是维持气体放电的必要条件。
流注理论
汤逊理论可以较好的解决电场均匀、气压低、气隙短（pd≤26.66kPa.cm)的气体放电现象，但用来解释现实中发生的气压高、气隙长的气体放电现象（如雷电）时却出现了矛盾。主要表现在：
1、实测大气击穿时间远低于按汤逊理论推测的时间
2、在大气压力下的气体放电几乎与阴极材料无关
3、大气中发生气体击穿时会出现带有分支的明亮细长通道（均场中是均匀连续发展的）此时只能用流注理论来解释如下：
外电离因素→阴极附近产生起始电子→电子向阳极方向运动（电场的作用）→碰撞电离→初始电子崩（正离子与电子迁移速度不同，形状见图1-6）→空间电场产生畸变，即电子崩外围电场加强而崩内电场减弱→空间电场畸变程度加强（随着电子崩迁移过程的推进）→外施电压较低时电子崩到达阳极后就消失，外施电压达到气隙的最低击穿电压时→撞击电离程度较强→电子崩外围带电粒子较多+空间电场畸变程度较大→产生强烈的激励和反激励→产生大量光子→空间光电离→产生许多衍生/二次电子崩→衍生电子崩的头部即电子受崩内正离子吸引汇合到场强较弱的崩内正空间电荷区形成导电性能良好的混合通道，即所谓的流注→衍生崩残留的正离子则可以加强原电子崩的外围电场→产生新的衍生电子崩→流注继续往崩内正离子迁移方向即阴极方向发展→流注到达阴极时即整个间隙击穿。
流注理论的实质：
1、形成流注的必要条件是电子崩发展到足够程度，使原电场发生明显畸变，即崩外围
电场得到显著加强，进而引发空间光电离。
2、二次电子的主要来源是空间的光电离。
3、形成流注的条件及自持放电的条件
流注理论对气压高、气隙长的气体放电现象的解释：
1、光子的速度远大于电子，因而流注发展速度远大于汤逊理论的推算。
2、二次崩的发展具有随机性，所以流注的推进不可能均匀，甚至具有分支。
3、大气条件下气体放电的发展是依靠光电离，故阴极材料对气体击穿电压的影响不大。
4、在pd值较小的情况下难以完成足够的碰撞电离，因而不可能出现流注。
补充说明：强电负性气体（SF6）的击穿场强（89kV/cm）远大于非电负性气体（空气）
的击穿场强(30kV/cm)。
第二节、不均匀电场中的放电过程
一、稍不均匀电场和极不均匀电场的放电特点（结合图1-7）
稍不均匀电场：
①：4D＞d≥2D
②：随电压升高会出现电晕，但不稳定，马上转化为火花放电
③：f(=E max/E av)＜2
极不均匀电场：
①：d≥4D
②：电压达到某一临界值时，2球极表面出现蓝紫色晕光，即电晕
③：f(=E max/E av)＞4
QUESTION：稍不均匀电场与极不均匀电场中达到自持放电条件时分别会出现什么情况？
ANSWER：击穿、起晕。
二、电晕：在极不均匀电场中，在外电离因素及电场的作用下→产生激发电离→同时伴
随着可逆过程-复合→产生光辐射，即形成晕光。
电晕的负面作用：
①：无线电干扰（电离与复合过程的周期发生，形成高频脉冲）
②：耗能
③：噪声
④：产生化学反应如O3（强烈氧化剂），NO2（于空气中的水分形成硝酸类），对有机绝
缘造成损害。
电晕的积极作用：
①：改善电场分布
②：可以削弱雷电或操作电压冲击波的幅值和陡度
③：工业用途：静电除尘器净化工业废气、静电喷涂、臭氧发生器净水等
三、极不均匀电场中的放电过程
典型情况：棒-板电极（结合教材中图1-9，1-10讲解）
1：自持放电（电晕放电）前的阶段
①：对于正极性棒-板，起晕电压较高；对于负极性棒-板，起晕电压较低。
2：自持放电（电晕放电）后的阶段：电晕放电发展到击穿放电
①：对于正极性棒-板，击穿电压较低；对于负极性棒-板，击穿电压较高。
结论：
①：电离总是先从棒极开始，而与该电极的极性无关。
②：放电发展过程，与棒板电极的极性密切相关。
QUESTION：为什么电离总是先从棒极开始？
第三节空气间隙在各种电压下的击穿特性
电力系统中空气间隙得击穿电压可分为2种：
1、稳态电压：直流电压，工频交流电压
2、冲击电压：雷电冲击电压，操作冲击电压
空气间隙的击穿电压不仅取决于电压，还取决于电极的形状，即电场形式。
下面将分别讨论；
一、空气间隙在稳态电压下的击穿
1．均匀电场气隙的击穿
①：无极性效应
②：击穿时间短
③：击穿场强≈30kV/cm
④：在直流、工频电压下的击穿电压相同。
Q：为什么在直流、工频电压下的击穿电压相同？
2．稍不均匀电场气隙的击穿（高压标准电容器、单芯电缆、等）
①：有极性效应
②：击穿电压有一定的分散性。
③：击穿场强﹤30kV/cm
3．极不均匀电场中的击穿
实际工程中遇到的极不均匀电场间隙按电极的对称情况分为2类：棒-板型，棒-棒型棒-棒型：导线-导线
棒-板型：导线-大地
①：有极性效应（相对来说棒-棒型较不明显）
②：击穿电压有一定的分散性
③：击穿场强《30kV/cm
④：极间距离大小有很大影响
共同点：工频电压下击穿电压的分散性都比较小。
二、空气间隙在冲击电压下的击穿
1、在雷电冲击电压下的击穿
（1）雷电冲击电压标准波形（IEC和GB规定）
见教材中图1-18 。
+-1.2us/50us(+-30%, +-20%)
（2）冲击放电的时延
实验表明：气隙放电不仅需要足够幅值的电压，而且需要一定的电压作用时间。
见教材中图1-19 。
ts ：统计时延：从电压达到静态击穿电压U b开始到气隙中开始出现第一个有效电子。t f ：放电形成时延：从气隙中出现第一个有效电子到气隙击穿所需的时间。
t b ：放电总时间:= t1 + ts + t f
t lag：放电时延：= ts + t f
研究表明：
短气隙、电场均匀时：ts 》t f
长气隙、电场不均匀：t f》ts
（3）雷电50%冲击击穿电压
Q：对于某一个气隙，如果100KV和200KV都可以击穿它，那么，评定这个气隙耐冲击能力时，那个电压较合适呢？
在评定气隙绝缘耐冲击电压的能力时，应是刚好引发击穿的电压。但要准确得到这一值是比较困难的，因此工程上采用多次施加同一电压，其中半数导致气隙击穿的电压来反映其耐冲击能力，即所谓的50%冲击击穿电压，记为U50%。
Q：工频击穿电压U50%相比，哪个值较高？
见教材中图1-17，1-20，比较2图可得到结论。
（4）伏秒特性
刚才讲到，气隙的击穿不仅与电压幅值有关，还与电压作用时间有关。所以单纯地用U50%来评价气隙耐击穿能力是不够准确和全面的。所以工程上还有另一种方法来表征气隙的击穿特性，即所谓的伏秒特性，见教材中图1-22。（横坐标t b 为放电总时间即击穿时间）。
鉴于伏秒特性的分散性，工程上常用平均或50%伏秒特性曲线表征气隙的冲击击穿特性但伏秒特性的制作相当费时，有些情况下采用U50%就足够了。但仿真分析时一般用伏秒特性。
被保护设备的伏秒特性与保护间隙的伏秒特性的配合：
见教材中图1-23。
Q：被保护设备的伏秒特性曲线应该是哪条曲线才正确？（1）
2、在操作冲击电压下的击穿
见教材中图1-24。（IEC和GB规定）
+-250us/2500us(+-20%, +-60%)
研究表明：对于均匀电场及稍不均匀电场，气隙的U50%与工频击穿电压峰值几乎相同。但对于极不均匀电场，则呈U型曲线，见图1-25。
解释如下：
1、U型曲线左边是由于放电时延造成的
2、U型曲线右边是由于空间电荷的迁移改善了气隙中电场分布，从而提高了击穿电压。注意：
1、气隙的操作冲击电压不仅远低于雷电操作冲击电压，某些情波前时间下，甚至低于
工频击穿电压。因此，在确定电力设施的空间距离时必须慎重考虑。
2、操作冲击电压下的气隙击穿及放电时间的分散性比雷电冲击电压的分散性大很多。
3、极不均匀电场下的操作冲击击穿特性具有一定的“饱和”特性，这对发展特高压输
电技术是不利的。
第四节大气条件对气隙击穿特性的影响
自习。
第五节提高气体介质电气强度的方法
Q：研究气隙放电的目的是什么？
A：知道如何提高气体介质的电气强度。
Q：提高气体介质的电气强度可从哪方面入手？
通常的思路：
1、改善气隙中的电场分布
2、削弱或抑制气体介质的电离过程
一、改善电场分布
1、改进电极形状
2、利用空间电荷改善电场分布（电晕）
3、极不均匀电场中采用屏障改善电场分布（阻碍带电粒子运动，调整空间电荷分布）Q：被阻碍的带电粒子的极性根电晕电极同号还是异号？
二、削弱或抑制电离过程
1、采用高气压（减小电子的自由行程）
2、采用强电负性气体（SF6：电气强度为空气的2.5倍，灭弧能力为100倍以上）
但SF6的分解物有腐蚀性。研究表明：SF6混合N2，CO2，或空气会提高其电气强度。
第六节沿面放电及防污对策
沿面放电的概念：沿气体介质与固体介质的交界面上发展的放电。
主要有沿面滑闪（尚未击穿）和沿面闪络（沿面击穿）2种情况。
Q：在相同的放电条件下，沿面闪络电压与纯气隙的击穿电压相比哪个高？
Q：一个绝缘装置的实际耐压能力取决于它的气隙击穿电压吗？（它的沿面闪络电压），Q：输电线路和变电所外绝缘的绝缘水平取决于什么呢？
一、沿面放电界面电场分布与特点
1、均匀和稍不均匀电场中的沿面放电
沿面闪络电压远低于纯空气间隙，说明原先的均匀电场发生了畸变，原因有3：
①：股体介质与空气接触的状况
潮气吸附，形成水膜，其中的离子多聚于电极附近，从而使沿面电压分布不均。
②：固体介质与电极接触的状况
接触不良时存在小气隙，小气隙内将首先发生放电，产生的带电粒子沿固体介质表面移动，使原有电场发生畸变。
③：固体介质表面电阻不均匀，或不光滑也会使沿面电场畸变。
极不均匀电场中的沿面放电
2、具有强垂直分量（如图1-31B）套管
放电现象如图1-32所示
首先出现电晕放电，放电区逐渐形成许多火花细线（但仍属于辉光放电范畴），随着电压上升，出现滑闪放电，最后导致表面完全击穿，即沿面闪络。
3、具有弱垂直分量（如图1-31C）支柱绝缘子
因为垂直方向电场很弱，且固体介质是不可能击穿的，所以只可能出现沿面闪络。
三种典型界面电场分布下放电特性的比较：
1、平均沿面闪络场强，以情况1最高，3次之，2最低。
原因分析：强垂直分量的作用易引起热游离和滑闪放电。
*提高套管沿面闪络电压的方法：
1、减小比电容C0（见图1-33）
2、减小绝缘表面电阻。
二、固体介质表面有水膜时的沿面放电
自习
三、绝缘子污染状态下的沿面放电
1．污闪的发展过程
积污→受潮→干区→电晕放电或辉光放电→转变为局部电弧→干区扩大→一定条件下局部电弧逐渐发展延伸/爬电→最终完成整个通道的沿面闪络
值得注意的是，电力系统跳闸事故90%以上是由雷击事故引起，但污闪造成的损失却是雷击事故的10倍以上，因为一个区域内的绝缘子积污、受潮状况往往是差不多的，污闪事故自然也是发生于整个区域，因而是大面积大范围的。因此，：绝缘子在工作电压下不发生污闪，是电力系统外绝缘水平的重要考虑因素。
2、污秽等级的划分
自习
3、防止污闪的措施
见P35。
1、思考题：
1-1，1-3，1-10，1-13，P36
2、参考资料：
周泽存主编，高电压技术（第二版），中国电力出版社。。
3、课后分析（学生反映、经验教训、改进措施）：
第二章液体、固体介质的电气特性
教研室：电气教研室教师姓名：
第一节电介质的极化、电导和损耗
一般气体电介质的极化、电导和损耗都很微弱，所以通常只讨论液体和固体在这方面的特性。
一、电介质的极化
极化的概念：
理想的绝缘介质内部没有自由电荷，只有束缚电荷，即被紧密地束缚在局域位置上，不能作宏观距离移动，只能在介质内部活动的电荷。
一般情形下，未经电场作用的电介质内部的正负束缚电荷平均说来处处抵消，宏观上并不显示电性。
在外电场的作用下，束缚电荷的局部移动导致电介质的表面和内部不均匀的地方出现正负电荷,这种现象称为极化，出现的电荷称为极化电荷。极化电荷属于束缚电荷，不能自由运动。
这些极化电荷改变原来的电场。充满电介质的电容器比真空电容器的电容大就是由于电介质的极化作用。
极化有以下几种形式：（参见教材中表2-1）
①电子式极化，是在电场作用下原子核与负电子云之间相对位移，它们的等效中心不再重合而是分开一定的距离，从而形成电偶极矩。
②离子式极化，是在正负离子组成的物质中异极性离子沿电场向相反方向位移形成电偶极矩。这两种极化都同温度无关。
③偶极子式极化，某些电介质分子由于结构上的不对称性而具有固有电矩。在无外电场时，由于热运动,这些分子的取向完全是无规的，电介质在宏观上不显示电性。在外电场的作用下，每个分子的电矩受到电场的力矩作用,趋于同外场平行,即趋于有序化。这种极化同温度的关系密切。
④界面极化，是一种典型的空间电荷极化。在电场的作用下，带电质点在电介质中移动时，容易在两层介质的界面上堆积，造成电荷在在介质空间中的新的分布，从而产生电矩。这种极化称为空间电荷极化，由于电介质组分的不均匀性以及其他不完整性，例如杂质、缺陷的存在等，电介质中少量自由电荷停留在俘获中心或介质不均匀的分界面上而不能相互中和，形成空间电荷层，从而改变空间的电场。从效果上相当于增强电介质的介电性能。
电介质的极化是这四种极化机制的宏观总效果。电介质的极化是一个弛豫过程，从施加电场到达极化平衡需要一定的时间，这个滞后的时间用弛豫时间τ 描述。
Q：空间电荷计划与前面3种极化有何不同？共同点又是什么？
A：前者是由带电质点（电子、正、负离子）的移动形成的，后3者是由带电质点的弹性位移或转向形成的。
共同点是这些带电质点不能离开电介质到其它带电体，也不能在电介质内部自由移动。Q：如果我们查阅电介质的产品说明书，可能会发现它有一个漏电参数，既然电介质内部的带电质点不能离开电介质到其它带电体，那么，为什么还存在漏电现象呢？
A：因为实际的电介质内部总是存在一定的自由电荷。这些自由电荷可能是由杂质引起的。它们是造成电介质漏电的原因。
电介质极化的物理意义/产生的作用：产生附加电场。
Q：附加电场是削弱还是加强原电场呢？
二、电介质的电导
分离子电导和电子电导2种。
离子电导：
液体、固体电介质的基本物质（即其杂质）发生化学分解或热离解从而产生带电质点（正、负离子，电子）在电场作用下可形成电导电流。这就是离子电导。
电子电导：
电介质在高电场作用下，离子与电介质分子碰撞电离激发电子，这些电子在电场作用下形成电导电流。这就是电子电导。电介质中出现电子电导，意味着电介质击穿。
电介质的电导跟电场、温度有关，但主要取决于其杂质程度。
讨论电介质电导的工程意义：见P41。
一般介质都是组合绝缘，串联的多层介质在直流电压下的稳态分布与各层的电导成反比，此时应考量其电导率，使材料尽可能合理使用。
三、电介质的损耗
从以上电介质的极化和电导可以看出，介质在电压作用下有能量损耗（电导损耗，极化损耗）。
图2-3 电介质的等值电路图和相量图
C1支路：代表无损极化
R2-C2支路：代表有损极化、
R3支路：代表电导损耗
δ：介质损耗角
介质损耗：P=UI cosΦ=UI R=UI ctgδ=U2wCp tgδ
仅余材料的损耗特性有关，而与试验电压、试品容量、电源频率等因素无关。所以，一般用该参数来表征介质的品质。
tgδ值绝缘预防性试验最重要的项目之一。
液体电介质的损耗：
中极性或弱极性的电介质，损耗主要由电导引起，因此tgδ较小。
极性介质：电导损耗+极化损耗，因此tgδ较大。
影响因素：温度、电源频率。
固体电介质的损耗：
极性有机材料：与极性液体介质相似。
非极性有机材料：损耗主要由电导引起
影响因素：温度
无机绝缘材料（云母、陶瓷、玻璃）：除云母（损耗很小）外，有电导损耗+极化损耗，影响因素：温度、电源频率。
第二节液体介质的击穿
目前最常用的液体介质是矿物绝缘油（tgδ较小，成本较低）。
作用：
1、绝缘媒质
2、冷却媒质
液体介质在强电场的作用下，将出现由介质转变为导体的击穿过程。
液体击穿的概念：目前尚无统一的认识，原因在于杂质的存在对击穿的影响很大。
机理假设1：被俺盖的气体放电
液体介质中存在气穴/气泡，比如油中的挥发成分，气泡容易电离（Q：为什么？A：介电常数接近真空，约为1），电离后电导增加，油中电场畸变，致使电离程度进一步增加，直至击穿。
机理假设2：小桥理论
液体介质中的杂质特别是其中的纤维素极易吸潮，受潮纤维的介电常数必然增大，在强电场的作用下，其中的带电粒子容易发生极化并向电场较强的区域移动，由此沿电场方向排列成“杂质小桥”。“杂质小桥”的电导较大，电流也较大，发热较大，容易形成气泡，而气泡的唱腔场强较大，容易击穿，因而最终导致“小桥”击穿。
影响因素：除外施电压、电极特性外，主要有介质中的水、气含量及杂质，温度次之。减少杂质影响的办法：见P49。
第三节固体介质的击穿
击穿特点：
1、固有击穿强度高于液体和气体介质
2、击穿场强与电压作用时间有很大关系
3、一旦击穿，不可恢复
3种形式：
1、电击穿
①：材料内部的自由电子在强场下不断发生碰撞电离
②：材料内部的束缚电子在强场下被激活成为自由电子，导致电导率大增。
③：有些绝缘材料内部存储有载流子即空间电荷，强场下它可能自由移动导致击穿
④
在固体介质的电导很小、散热良好、内部不存在局部放电的情况下，击穿一般为电击穿。
2、热击穿
固体介质长期承受电压的作用时，介质会发热，温度升高增大电导率，发热更多。如果发热大于散热，最终会导致材料的热破坏而击穿。
热击穿一般所需时间较长。
注意：直流下很少发生热击穿，因为直流下介质中没有极化损耗，发热较小。
3、电化学击穿
若场强超过材料内部尤其是缺陷区域的击穿场强时，缺陷处（层间、裂纹处、空穴、杂质）容易发生局部放电，形成树枝状通道；同时放电形成的裂解产物如O3、H2会腐蚀通道，并随时间增长不断腐蚀直至整个介质击穿。这种击穿又叫局部放电，腐蚀击穿，或电老化。
电化学击穿一般所需时间最长。见教材图2-14。
第四节组合绝缘的电气强度
高压电气设备对绝缘的要求：良好的电气性能、热性能、机械性能，及理化（物理化学）性能。一般来说单一的电介质不能同时满足多种要求，因此实际的绝缘材料由多种电介质组合而成，即所谓组合绝缘。
一、介质的组合原则
组合绝缘一般为层状结构，其电气强度不仅与各介质的电气特性有关，还与介质的相互配合有关。当各层绝缘所受电场强度与其电气强度成正比时，整个组合绝缘的电气强度也最高，各层绝缘材料也得到充分合理的使用。这就是各层电压最理想的分配原则。
直流电压下：绝缘等效为绝缘电阻，各层绝缘分担的电压与其绝缘电阻成正比，应该把电气强度高、电导率大的材料放在电场最强处。
交流电压/冲击电压下：绝缘等效为电容，各层绝缘分担的电压与其电容成正比，应该把电气强度高、介电常数大（Q；为什么？A：介电常数大，电容也较大）的材料放在电场最强处。
组合绝缘必须遵循的另一个主要原则是：使各层介质的理化特性互为配合。因为其物理性能对组合绝缘的工艺过程的影响很大，而其化学性能则对绝缘体的老化过程影响较大。
第五节绝缘的老化
电气设备在长期的运行过程中，由于受到各种因素长期的作用，其物理。化学、机、电性能会发生不可逆的劣化，这种不可逆的变化称为老化。
促使绝缘老化的因素很多，最主要有电老化、热老化、机械应力老化和综合性的环境老化。
电老化：在高电压或强场下发生局部放电引起的老化。
热老化：温度过高引起。（其中液体介质的老化主要表现为油的氧化）。
机械应力老化（固体介质）：机械应力过大会是固体介质内部出现裂缝或气隙从而产生局部放电。例如瓷绝缘子的老化。
固体介质的环境老化：主要是光氧老化，如紫外光的照射
延缓绝缘老化的方法：见叫曹P61。
1、思考题：
2-3，2-4，2-7，P61
2、参考资料：
周泽存主编，高电压技术（第二版），中国电力出版社。。
3、课后分析（学生反映、经验教训、改进措施）：
第三章电气设备绝缘预防性试验
教研室：电气教研室教师姓名：
第一节绝缘电阻的测量
通常所说的绝缘电阻是指：吸收电流衰减完毕后所测得的稳态电阻值。
所谓吸收电流（结合教材图3-1，3-2讲解），由于绝缘介质一般是由多层介质组成，其等效电路如图3-1所示，电路通电时总电流I中有一个稳定的传导电流I g，同时电容上有一个充电过程，因而总电流I中还有一个充电分量i a，这就是所谓的吸收电流。可以看出，电容充电完后，吸收电流i a为0。
很显然，绝缘介质整体或局部受潮严重，或出现贯穿性缺陷时，I g显著增大，而i a迅速衰减。所以测量稳态绝缘电阻值能有效揭示绝缘的受潮情况。
但是，对于某些大型试品，I g的的变化范围本身就很大，而且的衰减时间较长（数分钟以上），因而难以给出绝缘电阻值作为判断标准。此时可以用测“吸收比”的方法。
“吸收比”的计算公式：K1= R t2/ R t1= I t1/ I t2 （K1 ≧1）一般取t1=15s,t2=60s. Q：K1至少要大于多少？为什么？（A：吸收电流i a在逐渐衰减）
绝缘状态良好时，K1? 1；反之，K1 ≈ 1。
对于超高压、大容量电力设备，其吸收电流的衰减时间过长，K1也不足以反映吸收
现象的全过程，此时可用“极化指数”K2作为另一判断标准。
K2 = R10min / R1min
一般对于K1〉1.3但绝缘电阻值仍很大的变压器，建议再测K2后再作判断。
值得注意的是：电气绝缘在耐压试验时被击穿，但此前测得的绝缘电阻（包括K1、K2）并不低，这是因为这些缺陷还没有贯通整个绝缘的缘故。可见，仅凭绝缘电阻、K1、K2来判断绝缘状态的好坏是不够可靠的。
二、绝缘电阻和K1、K2的测量
工具：手摇式兆欧表、数字式兆欧表
手摇式兆欧表的测量原理见教材图3-3。
其中的G端为屏蔽端，是L、E2端及试品表面的泄漏电流不流过电流线圈，从而不影响测量结果。（Q；为什么泄漏电流不流过电流线圈，就不影响测量结果？）注意事项：测量时要记录环境温度和湿度（是影响因素）。
第二节介质损耗角正切的测量
介质损耗角正切tgδ是绝缘损耗的重要指标。他能反映电气设备绝缘的整体性缺陷或小容量试品的严重局部缺陷。例如，套管和电流互感器的tgδ若超过了表3-1中规定的值，就意味着电介质严重发热。
一、tgδ的测量方法
（一）西林电桥（见图3-5）
外界电磁场会有干扰。消除干扰简单有效的方法是：将电桥的低压部分用接地的金属网屏蔽起来，引线全部采用屏蔽电缆。
属传统的手动调节型，电桥平衡工作量大，弊端多。
现有自动平衡测量仪器，速度快，稳定性高。
另有3种方法见P70 ～ P71。
二、影响tgδ测量的因素
见P71 ～ P73.
第三节局部放电的测量
作用：测定电气设备在不同电压下的局部放电强度和变化趋势，可判断绝缘内是否存在局部缺陷以及介质老化的速度和目前的状态。
一、局部放电基本知识
结合教材图3-12讲解。实际的测量装置比较麻烦。
交流电作用时：电压较高时，半周期内可以重复放电多次；
直流电作用时：单位时间内的放电次数远低于交流电作用下的放电次数。
原因：一旦气隙被击穿，空间电荷建立反电场，放电就熄灭。直到空间电荷通过介质内部电导中和，反电场减弱到一定程度为止。所以直流下局部放电的破坏作用远小于交流下的破坏作用。这也是直流下的工作电场强度可以大于交流工作电场强度的原因。
二、局部放电检测方法
（一）电气检测法
见图3-14。
对藕合电容的要求：见P77。
对阻塞阻抗的要求：见P77。
二者原因：放电脉冲等效频率很高。
（二）非电检测法
见P78。
第四节电压分布的测量
电压分布的测量主要运用于绝缘子/串的判断
测量绝缘子/串电压分布的作用：
电力系统中有大量绝缘子（线路绝缘子串、支柱绝缘子、高压套管等）在运行，当绝缘子/串某一部分因损坏而使绝缘电阻急剧下降时，则其表面电压分布会有明显的改变。因此，测量绝缘子的电压分布是发现绝缘子运行状况是否良好的手段。
绝缘子/串的等效电路如教材图3-15（a）所示，图3-15（B）为一500KV线路绝缘子串的电压分布曲线。
C：每片绝缘子的本体电容
C E: 每片绝缘子的对地电容
C L: 每片绝缘子与高压导线之间的电容
由图可见：靠近导线的1号绝缘子的电压最大（约占总电压的10%），这显然是对绝缘不利的。Q：为什么？
改善措施：安装均压环。
例如，330KV的线路绝缘子由19片绝缘子组成，首片电压约11.5%，安装均压环后降至7.1%。
判断方法：用正常分布曲线与实测分布曲线比较。一般当某片绝缘子电压为正常值一半以下时，可认为该片为劣质绝缘子，又叫低值或零值绝缘子。
1、思考题：
3-4， P81
2、参考资料：
周泽存主编，高电压技术（第二版），中国电力出版社。。
3、课后分析（学生反映、经验教训、改进措施）：
第四章绝缘的高电压试验
教研室：电气教研室教师姓名：
第一节工频高电压试验
目的：检验绝缘在工频交流工作电压下的性能，在许多场合（仪器短缺、技术难度大）也用来等效地检验绝缘对操作过电压和雷电过电压的耐受能力。
教材中图4-1为工频高电压试验的基本线路。
各元件的说明见图下所示。其中：
R1的作用：限制被试品放电时试验变压器的短路电流不超过允许值，以及高压绕组的电压梯度不超过危险值。
R2的作用：限制球隙放电时的电流不致于烧伤球隙表面。
一、高压试验变压器
工频高压试验变压器的特点：（与电力变压器相比）
（1）电压高
（2）容量小，体积小
（3）绝缘裕度小
（4）连续运行时间短
（5）漏抗较大，短路电流较小。
串级试验变压器的特点：
当单个试验变压器电压超过500KV时，不仅在绝缘设计上有困难，在运输上也有很
大困难。所以有必要采取串接式试验变压器，图4-2所示为累接式串级试验变压器原理。
T3的容量计算：P3 = U4I4 = U2I2
T2的容量计算：P2 = U3I3 = U2I2 + U4I4 = 2U2I2 = 2P3
T1的容量计算：P1 = U1I1= U2I2 + U3I3 = U2I2 + 2 U2I2= 3U2I2 = 3P3
利用系数：3P3/ 3P3+ 2P3+ P3 = 50%
同理，n级利用率为：2/（n+1）
所以，一般串级数不超过3级。
另外值得注意的是：各级变压器的接地部分往往是高压绕组的中部，因为这可以减少绝缘等级，如教材中图4-3所示。（如果是首段或尾端接地，则第一级对地绝缘应该是750KV。
二、工频高电压的测量
有关标准：IEC及我国国标都规定，工频高压的测量，无论是有效值还是峰值，都要求误差不超过3%。
测量设备：
1、球隙测压器（唯一能直接测量高达数兆伏的各类高电压峰值）
测量原理：外界条件不变时，击穿电压取决于球隙距离。将实测放电球隙距离与标准球隙放电电压表比较即可得知放电电压。
优点：唯一能直接测量高达数兆伏的各类高电压峰值。
2、静电电压表
测量原理：施加一稳态电压于一对平行平板电极（一版固定，一板可动），施力于可动板使之与静电力平衡，即可反映外加电压大小。
优点：不消耗能量，不改变被试品电压，内阻大，适合电压等级不高的试验。
3、峰值电压表
（1）利用测量整流电容电流（见教材图4-5）
（2）利用测量整流后电容器的充电电压得到电压峰值（见教材图4-6）
4、分压器（配低压表）
测量原理：用分压器分出小部分电压进行测量，然后乘以分压比即可。
三、试验中应注意的问题
1、测量系统应该直接接在被试品两端。（因一般TO都是容性，易造成工频升高）
2、被试品两端最好并联保护球隙以免产生过电压。
3、试验变压器或调压装置的铁心存在饱和现象导致波形畸变，可在其低压绕组并联L-C回路以提供谐波通道。
第二节直流高电压试验
目的：检验绝缘在直流电压下的性能。有时候一些大容量的交流设备（如长电缆段、电力电容器）在工频高压下试验时会出现很大的电容电流，因而容量要求很大，此时可用直流高压试验代替。
一、产生直流高电压的方法
工频高压整流成直流高压。见教材中的半波整流回路（图4-12）和倍压整流回路（图4-13）。
如欲获得更高的直流电压，可以倍压整流回路为基础，组成串级直流发生器（见图4-14）。
图4-14中的2’、2端口实际上就相当于图4-13中的输出端口（3与接地端）。
很显然，n级串接即可获得2nU m直流高电压。
二、直流高电压的测量
有关标准：IEC、GB
1、误差〈3%
2、脉动误差〈10%
方法：
1、用棒棒间隙测压器测量直流高电压的最大值，以前所用的球隙测压器误差大（仅
限直流）。
2、用静电电压表测直流高电压的平均值。
3、用高值电阻串接微安表或高值电阻分压器配低压仪表。
三、直流高压试验和泄漏电流试验
试验特点见教材P98。
值得注意的是，对于大多数组合绝缘来说，他们在直流下的电气强度远高于交流电
压下的电气强度。所以，足以常见的直流耐压试验往往被列为某些交流电气设备的绝缘
预防性项目。
第三节冲击高电压试验
目的：研究各种高压电气设备在雷电过电压和操作过电压作用下的绝缘性能。
因此，许多电气设备在作型式试验、出厂试验、大修后都要做冲击高电压试验。
教材中图4-17、4-18为获得冲击电压波前、波长波形的电路，4-19位合成回路。
其中：R2》R1 R，C1》C2
合成回路的原理分析：
开关S合上后，C1经R1向C2充电，形成波前；同时C1、C2向电阻R2放电，形成波长。
其中：R1、C2影响波前时间，R2、C1影响波长时间。
单级电压发生器能产生的最高电压一般不超过200～300KV，很显然，欲得到更高的冲击
电压，单级电压发生器是无能为力的，此时可利用多级冲击电压发生器。
2．多级冲击电压发生器
多级冲击电压发生器可以产生高达数兆伏的冲击电压。
工作原理：可简单概括为“并联充电，串联放电”。教材中图4-22为期原理图。其中R
足够大，R D足够小.
原理解释如下：
①：首先调整各级球隙的距离，使F1的放电电压略大于Uc，F2、F3的距离略大于F1的
距离.
②：升高充电电压到Uc值，对各级电容器充电。
③：时间足够长时各电容器皆可充电到Uc，即点1、3、5、7电位为0，点2、4、6、8
位“-U”。。
④：给F1发送一点火脉冲使F1接通，由于R D足够小，可认为点2与点3同电位，故点
3电位由0变为“-U”，则点4电位由“-U”变为“-2U”（C上的电压不能突变）
⑤：同时注意到R足够大，短暂放电过程中可将其视为开路，故点5电位仍为0.
⑥：此时F2上承受的电压绝对值为2U，所以F2击穿。
⑦：同理，F3、F4上承受的电压绝对值为3U、4U，所以F3、F4击穿。
⑧：F4击穿后，各级电容器即串联起来对Rd、R12、C2放电，在输出端即可得幅值较高的
高电压技术教案
课题：第一章高电压绝缘 教学目的：使学生对气体放电有一个基本的认识、培养专业兴趣。重点：介质的绝缘性能。 难点：对介质绝缘性能的理解。 组织教学：点名。 复习旧课： 引入新课：基本概念 §1—1 概述 一、电介质的极化 极化的基本形式有：电子式极化、离子式极化、偶极子极化 1、电子式极化： 可以存在于液体、固体、气体中。 E=0时（对称的）对外不显电性， E不等于0时（对称的）对外显电性。 特点：（1）极化过程快，10-15s且介电系数与电源无关。 （2）极化过程属于弹性，无损耗。 （3）其介电系数有负的温度系数。 2、离子式极化 （1）极化过程快，10 -13s，且介电系数与频率无关。 （2）极化过程属于弹性，无损耗。 （3）其介电系数有正的温度系数。 3、偶极子极化 极性电介质━由偶极子分子构成 特点：（1）极化过程长，10-10～10-2s，且介电系数与频率有关。 （2）极化过程属于非弹性，有损耗。 （3）其介电系数有关。 综述： 1）、气体的介电系数很小通常实践中介电系数约等于1，
2）、液体 ：a 、极性（3~6)，如：蓖麻油 b 、非极性（1.8~2.5)，如变压器油 c 、强极性（>10) ，如水、酒精 4、夹层式极化 组成：设备的绝缘由几种不同的材料组成 特点：1、进行过程特别长， 2、有明显的损耗。 等效图如右所示，过程分析： 在合闸瞬间：1 2210C C U U t =→ 到达稳态时：1 221 g g U U t =∞→ 若介质是均匀的，则C1/C2=g1/g2,可得 ∞→→=t t U U U U 21210， 即合闸后两层电荷不会发生重新分配。 若介质不均匀，则合闸后C1、C2上的电荷要重新分配。设 C1>C2,g1
高电压技术第7章习题答案教学文稿
高电压技术第7章习 题答案
第七章 输电线路和绕组中的波过程 7-1为什么需要用波动过程研究电力系统中过电压？ 7-2试分析波阻抗的物理意义及其与电阻之不同点？ 7-3试分析直流电势E 合闸于有限长导线(长度为l ，波阻为Z)的情况，末端对地接有电阻R(习题7-3图)。假设直流电源内阻为零。 (1)当R=Z 时，分析末端与线路中间2l 的电压波形； (2)∞=R 时，分析末端与线路中间2 l 的电压波形； (3)当R=0时，分析末端的电流波形和线路中间2 l 的电压波形。 习题7-3图 7-4母线上接有波阻抗分别为1Z 、2Z 、3Z 的三条出线，从Z1线路上传来幅值为E 的无穷长直角电压波。求出在线路Z3出现的折射波和在线路Z1上的反射波。 7-5有一直角电压波E 沿被阻抗为Z ＝500Ω的线路传播，线路末端接有对地电容C ＝O.0l F μ。 (1)画出计算末端电压的彼德逊等值电路，并计算线路末端电压波形； (2)选择适当的参数，把电容C 等值为线段，用网格独计算线路末端的电压波形； (3)画出以上求得的电压波形，并进行比较。
7-6波在传播中的衰减与畸变的主要原因？说明冲击电晕对雷电波波形影响的原因？ 7-7当冲击电压作用于变压器绕组时，在变压器绕组内将出现振荡过程，试分析出现振荡的根本原因，并由此分析冲击电压波形对振荡的影响。 7-8说明为什么需要限制旋转电机的侵入波陡度。
7-1为什么需要用波动过程研究电力系统中过电压？ 答：实际电力系统采用三相交流或双极直流输电，属于多导线线路，而且沿线路的电场、磁场和损耗情况也不尽相同，因此所谓均匀无损单导线线路实际上是不存在的。但为了揭示线路波过程的物理本质和基本规律，可暂时忽略线路的电阻和电导损耗，假定沿线线路参数处处相同，故首先研究均匀无损单导线中的波过程。 7-2 试分析波阻抗的物理意义及其与电阻之不同点？ 答：分布参数线路的波阻抗与集中参数电路的电阻虽然有相同的量纲，但物理意义上有着本质的不同： （1）波阻抗表示向同一方向传播的电压波和电流波之间比值的大小；电磁被通过波阻抗为Z 的无损线路时，其能量以电磁能的形式储存于周围介质中．而不像通过电阻那样被消耗掉。 （2）为了区别不同方向的行波，Z 的前面应有正负号。 （3）如果导线上有前行波，又有反行波，两波相遇时，总电压和总电流的比值不再等于波阻抗，即 Z u u u u Z i i u u i u b f b f b f b f ≠-+=++= （4）波阻抗的数值Z 只与导线单位长度的电感L 0和电容C 0有关，与线路长度无关。 7-3试分析直流电势E 合闸于有限长导线(长度为l ，波阻为Z)的情况，末端对地接有电阻R(如图7-24所示)。假设直流电源内阻为零。 (1)当R=Z 时，分析末端与线路中间 2 l 的电压波形； (2)R =∞时，分析末端与线路中间2 l 的电压波形； (3)当R=0时，分析末端的电流波形和线路中间2l 的电压波形。
高电压技术教学大纲2017版201711240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 V oltage Engineering 课程编号：C1036 学分：2.5 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1.3、2.1、2.5； 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1. 3、1. 4、2.2、2.5； 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4.2； 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1.3、2.1 、2.5； 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1.4、2.2、2.5、3.3；
高电压技术课程教学大纲
高电压技术课程教学大纲 （适用电气工程及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 本课程是电气工程及其自动化专业本科生的专业选修课程。它是研究电气设备的绝缘及其问题的学科。作为从事电力系统的设计、安装、调试及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需要掌握的专业知识。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。 （二）课程的主要任务 本课程的主要任务是：使学生掌握气体、液体及固体绝缘主要电气特性（特别是击穿过程）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,掌握电力系统中雷电过电压和主要内部过电压的产生机理、影响因素及防护措施等基本知识，正确理解电力系统绝缘配合的基本概念、理论依据和处理原则，以及使学生了解高电压试验及绝缘预防性试验中常用的高压试验装置及测试仪器的原理与用法，以及高电压试验的特点、基本程序和安全措施等。 （三）课程的教学目标 通过本课程的学习，使学生了解和掌握电气设备在高电压作用下绝缘电气性能的基本知识和高电压试验的基本技术；了解和掌握过电压的基本理论和过电压的保护方法；能针对各种不同的过电压采取不同的防护措施，并能根据系统电路及元器件的性质，设计保护的类型，为今后从事高电压工程领域的研究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，师生讨论学生自学，习题讨论课，实验，习题，答疑，质疑，期中测验和期末考试。 三、课程教学内容纲要
高电压技术(第二版)吴广宁电子教案
周次： 时间： 课题：气体放电的基本物理过程（一） 课时：2课时 教学目标：1、了解带电质点的产生与消失 2、掌握电子崩的形成与汤逊理论 重点、难点：电子崩的形成与汤逊理论 教具：教材粉笔 ￥ 教学方法：讲授法 时间分配：回顾10分钟授课65分钟小结10分钟作业布置5分钟 教学过程： 气体放电的基本物理过程 高压电气设备中的绝缘介质有气体、液体、固体以及其它复合介质。由于气体绝缘介质不存在老化问题，击穿后自愈能力强，且其成本廉价，因此气体成为了在实际应用中最常见的绝缘介质。 气体击穿过程的理论研究虽然还不完善，但是相对于其他几种绝缘材料来说最为完整。因此，高电压绝缘的论述一般都由气体绝缘开始。 1.1.1 带电质点的产生 气体放电是对气体中流通电流的各种形式统称。 } 由于空气中存在来自空间的辐射，气体会发生微弱的电离而产生少量的带电质点 正常状态下气体的电导很小，空气还是性能优良的绝缘体； 在出现大量带电质点的情况下，气体才会丧失绝缘性能 1、气体中电子与正离子的产生 电离是指电子脱离原子核的束缚而形成自由电子和正离子的过程。电离可一次完成，也可以是先激励再电离的分级电离方式。 （1）热电离 常温下，气体分子发生热电离的概率极小。气体中发生电离的分子数与总分子数的比值m 称为该气体的电离度。
（2）光电离 当满足以下条件时，产生光电离。 — （3）碰撞电离 高速运动的质点与中性的原子或分子碰撞时，如原子或分子获得的能量等于或大于其电离 能，则会发生电离。 （4）分级电离 电子在外界因素的作用下可跃迁到能级较高的外层轨道，称之为激励，其所需能量称为激 励能。原子或分子在激励态再获得能量而发生电离称为分级电离。 2、电极表面的电子逸出 （1）正离子撞击阴极 ！ （2）光电子发射 （3）强场发射 （4）热电子发射 3、气体中负离子的形成 电子亲合能：使基态的气体原子获得一个电子形成负离子时所放出的能量，其值越大则越 易形成负离子。 1.1.2 带电质点的消失 1.带电质点受电场力的作用流入电极 ； 2.带电质点的扩散； 。 3.带电质点的复合。 1.1.3 电子崩与汤逊理论 1、放电的电子崩阶段 （1）非自持放电和自持放电的不同特点 （2）电子崩的形成 外界电离因子在阴极附近产生 了一个初始电子，如果空间电 eEx mv 22 1
高电压技术 学习指南
1全方位、多样化的教学手段 本课程灵活运用多种先进的教学手段，有效调动学生的学习积极性，促进学生积极思考，培养学生的自主学习能力。除了常规性教学手段以外，本文主要介绍几种具有特色的教学手段。 1 与国外高校合作 《高电压技术》是一门古老而又充满新知识的学科，近年来，国内外大力发展高压直流输电、纳米绝缘材料技术等，而发达国家在这方面的发展则更为快速，但这些技术在现有教材中几乎没有涉及，为了让学生更多地了解《高电压技术》相关的更多新技术，西南交通大学高电压实验室每年都聘请国外专家学者前来交流，如美国康涅狄格大学S.A. Boggs教授（2000年度IEEE Millennium Medal获得者）、日本九州工业大学Ken Kimura教授（国际高电压与绝缘技术专业著名专家、日本绝缘学会主席）等，交流方式包括授课、讲座、共同开展实验等。 国外教授的来访，使学生更多地了解“高电压技术”领域的国外最新动向，亲身感受国外的教学模式；通过接触国外教授，学生的外语水平（尤其是听说能力）得到了锻炼，同时也提高了其外语写作的能力，为研究生阶段的学习奠定基础；《高电压技术》教师队伍与国外教授开展教学研讨，学习国外教学方法的先进之处；另外与国外大学开展学生互换的教学活动，如2006年，西南交大电气学院的三名学生被S.A. Boggs教授推荐到美国康涅狄格大学进一步深造学习，2005年韩国圆光大学学生来我校高电压实验室进行一个月的学习，通过学生互换的教学活动，使《高电压技术》课程建设真正走向国际化。 虽然与国外高校合作开展《高电压技术》课程教学工作确实能提高教学质量，但是由于语言的限制，这种教学方式并不能达到非常理想的效果，为了解决该问题，专门开设了用英语教学的“高电压技术”专业相关课程，如“Partial Discharge Detection in High V oltage Equipment”等，教学方式主要以课堂讨论为主，提高了学生的专业词汇量，锻炼了学生的听、说、读、写能力，为我校与国外高校合作开展《高电压技术》课程教学工作奠定了坚实的基础。 2 注重实践、课内外结合 为适应新世纪对电气工程复合型人才培养的需要，西南交大电气工程学院大力开展了对主干课程的改革[4]，《高电压技术》国家精品课程的改革首当其冲。通过《切实提高电气工程类专业工程实践能力的改革研究与实践》教育部教改项目研究，以铁道部重点实验室、科研项目和科研成果为依托，与学科建设、实验室建设和“211工程”建设密切结合，利用社会资源，建立校外实践教学基地，将理论、实验、实习、工程、科研、设计、创新有机结合，加强与国外教学专家的联系，更新教学理念，以科研推进教学，充分培养学生的自主性和创新性，从而建立了以“提高本科生的实践能力、创新能力和综合素质”为课程目标的教学体系[5]。 (1) 建立了校内外实践教学基地 实施了对低年级本科生高电压技术认知环节的教育与培养:从2000年开始，每年安排大二学生与该学科的研究生进行暑期交流，结合高电压工程、绝缘性能测试等方面的国家级、省部级的科研和工程项目，使学生逐步理解科研和工程的概念、实施方案的选择原则等。同时使他们学会了与人交流的艺术，明确了学习的目的，提高了学习的兴趣，对所学专业有了感性认识，增强了学习的动力。 建立了校内外实践教学基地，保证学生实习质量:利用校友、科研合作伙伴等各种社会资源，与四川省电力公司、成都铁路局、株洲电力机车厂、西安变压器有限责任公司、天威保定变压器厂、昆明铁路局以及第一、二、三、四铁道勘测设计院等国有大中型企业合作建
高电压技术课程教学大纲
《高电压技术》课程教学大纲 课程名称：高电压技术 / High Voltage Technical 课程代码：020315 学时： 32 学分 2 讲课学时： 32 上机/实验学时：0 考核方式：笔试或专题报告 先修课程：电力工程 适用专业：电气工程及自动化 开课院系：电气工程系 教材：周泽存.高电压技术.水利电力出版社.2004 主要参考书：邱毓昌. 高电压工程 .西安交通大学出版社.2002 一、课程的性质和任务 高电压技术是电气工程专业的一门主要专业课，也是一门理论性和实践性很强的专业课 程。气体放电理论、电介质分析理论、波过程理论等均属基础理论性质，高电压绝缘、高电压试验技术和过电压保护及限制措施等具有很明显的专业性质。本课程主要目的和任务是培养学生具备分析问题和解决问题的能力，使学生能运用所学知识对电力工程中的过电压事故进行分析，为以后从事电力专业及相关强电领域的工作打好必要的基本知识。 二、教学内容和基本要求 第一章气体放电的物理过程 1.放电过程的描述 2.均匀电场气隙的击穿 3.不均匀电场气隙的击穿 第二章气隙的击穿特性 1.气隙的击穿时间 2.气隙的伏秒特性 3.提高气隙击穿的方法 4.气体电介质的沿面放电 第三章固体电介质和液体电介质的击穿特性 1.固体电介质击穿的机理 2.影响固体电介质击穿电压的因素 3.提高固体电介质击穿电压的方法 4.液体电介质的击穿机理 5.影响液体电介质的击穿电压的方法 6.提高液体电介质的击穿的方法 第五章线路的波过程 1.无损耗单导线线路中的波过程
2.行波的折射与反射 3.行波通过串联电感和并联电容 4.行波的多次折、反射 第六章大气过电压及保护 1.输电线路的防雷保护 2.发电厂和变电所的直击雷保护 3.变电所进线段保护 第七章内部过电压及保护 1.操作过电压及限制措施 2.谐振过电压 3.电力系统绝缘配合 三、实验（上机、习题课或讨论课）内容和基本要求 本课程实验因教学时数及设备原因，暂不进行。 五、对学生能力培养的要求 本课程是一门理论性和实践性很强的专业课程，在教学中应注重分析能力和思维能力的培养，同时可结合教学内容组织校外进行实地参观学习。也可结合不同的专题进行分组调研。 六、说明 1．本课程与其它课程的联系与分工 本课程应在《电力工程》、《变配电工程》等课程后讲授。 2．课程内容的重点、难点 本课程重点是气体和固体介质的击穿特性和线路波过程理论分析及计算方法。课程难点是线路波过程分析及计算方法。 3．有关课程考核问题 本课程为考查课
长沙理工大学高电压技术考试试题-(1)教学内容
长沙理工大学高电压技术考试试题-(1)
一、填空 1、在极不均匀电场中，间隙完全被击穿之前，电极附近会发生 电晕 ，产生暗蓝色的晕光。 2、冲击电压分为 雷电冲击电压 和 操作冲击电压 。 3、固体电介质的击穿有 电击穿 、 热击穿 和 电化学击穿 等形式。 4、某110KV 电气设备从平原地区移至高原地区，其工频耐压水平将 下降 。 5、在线路防雷设计时，110KV 输电线路的保护角一般取 20o 。 6、 累暴日 是指一年中有雷暴的天数。 7、电压直角波经过串联电容后，波形将发生变化，变成 指数 波。 8、介质损失角正切的计算公式是C R I I /tan =δ，δtan 表示交流下的介质损耗。 9、工程实际中，常用棒－板或 棒－棒 电极结构研究极不均匀电场下的击穿特性。 10、下行的负极性雷通常可分为3个主要阶段：先导、主放电、余光。 11、影响固体介质击穿电压的主要因素有 电压作用时间 、 电场均匀程度 、 温度 、 累积效应 、 受潮程度 12、在对电力设备绝缘进行高电压耐压试验时，所采用的电压波形有 直流 、 交流 、 雷电过电压 、 操作冲击波 13、流注理论认为：二次电子崩的主要来源是 空间光电离 。 14、极化的基本形式有电子式极化、离子式极化、 偶极子式极化 、 夹层式极化 、和空间电荷极化。 15、液体电介质的击穿机理主要可用 电击穿理论 、 小桥理论 加以解释。 16、气体放电的主要形式：辉光放电、电晕放电、刷状放电、火花放电、电弧放电 。 17、绝缘耐压试验的项目主要有：交流耐压试验、直流耐压试验、 雷电冲击耐压试验 和操作冲击耐压试验。 18、影响球隙测量电压的可靠性的因素有 球面的尘污 和 球隙间空气游离不充分。 三、名词解释 （15分） 1、自持放电和非自持放电 答：必须借助外力因素才能维持的放电称为非自持放电 不需其他任何加外电离因素而仅由电场的作用就能自行维持的放电称为自持放电。 2、介质损失角正切 I c I C U C I I R I & 答：电流与电压的夹角 ?是功率因数角，令功率因数角的余角为δ ， 显然R I &是I &中的有功分量，其越大，说明介质损耗越大，因此δ角的大小可以反映介质损耗的大小。于是把δ角定义为介质损耗角。RC C U R U I I tg C R ωωδ1/=?== 3、吸收比和极化指数 答：加压60秒的绝缘电阻与加压15秒的绝缘电阻的比值为吸收比。 加压10分钟的绝缘电阻与加压1分钟的绝缘电阻的比值为极化指数。
高电压技术(第三版)课后习题集答案解析2教学内容
学习资料 第一章作业 1-1解释下列术语 （1）气体中的自持放电；（2）电负性气体； （3）放电时延；（4）50%冲击放电电压；（5）爬电比距。 答：（1）气体中的自持放电：当外加电场足够强时，即使除去外界电离因子，气体中的放电仍然能够维持的现象； （2）电负性气体：电子与某些气体分子碰撞时易于产生负离子，这样的气体分子组成的气体称为电负性气体； （3）放电时延：能引起电子崩并最终导致间隙击穿的电子称为有效电子，从电压上升到静态击穿电压开始到出现第一个有效电子所需的时间称为统计时延，出现有效电子到间隙击穿所需的时间称为放电形成时延，二者之和称为放电时延； （4）50%冲击放电电压：使间隙击穿概率为50%的冲击电压，也称为50%冲击击穿电压； （5）爬电比距：爬电距离指两电极间的沿面最短距离，其与所加电压的比值称为爬电比距，表示外绝缘的绝缘水平，单位cm/kV。
1-2汤逊理论与流注理论对气体放电过程和自持放电条件的观点有何不同？这两种理论各适用于何种场合？ 答：汤逊理论认为电子碰撞电离是气体放电的主要原因，二次电子来源于正离子撞击阴极使阴极表面逸出电子，逸出电子是维持气体放电的必要条件。所逸出的电子能否接替起始电子的作用是自持放电的判据。流注理论认为形成流注的必要条件是电子崩发展到足够的程度后，电子崩中的空间电荷足以使原电场明显畸，流注理论认为二次电子的主要来源是空间的光电离。 汤逊理论的适用范围是短间隙、低气压气隙的放电；流注理论适用于高气压、长间隙电场气隙放电。 1-3在一极间距离为1cm的均匀电场电场气隙中，电子碰撞电离系数α=11cm-1。今有一初始电子从阴极表面出发，求到达阳极的电子崩中的电子数目。 解：到达阳极的电子崩中的电子数目为 n a= eαd= e11?1=59874
高电压技术第一章 教案(1)
课题2014年 3 月 15日第 1 节 绪论简介什么是高电压技术 第一章气体电解质的电气强度1.1 气体中带点质的产生与消失 教案目的： 1.让学生知道开设高电压技术这门课程的目的，以及本门课程的主要内容及学习方法； 2.气体中带电粒子的产生及其迁移率和扩散，正离子和负离子的产生和消失。 重点及难点： 重点：1.高电压技术这门课程与实际生活的联系； 2.主要从哪几个方面对本门课程进行研究； 3.电介质概念的引入及其分类； 4.气体中带点质点的产生与消失。 难点：气体中带点质点产生与消失的方式。 教案内容及步骤（时间分配）： 组织教案：师生问候、填写日志、点名。（5分钟） 绪论 一、导入新课：从生活实际入手，以南方电网近几年出现的事故为例，借助线路输送容量、电压损耗和功率损耗公式说明高电压输电的优势，从而给出高压电技术的概念。(5) 二、讲授新课（15） 1.分析输送容量、电压损耗和功率损耗公式，进而引出高电压输电的优势 输送容量公式：，Z—线路波阻抗。 架空线路波阻抗：数百欧姆； 电缆线路波阻抗：几十欧姆。 电压损耗公式： 功率损耗公式： 2.高电压技术概念 高电压技术主要研究高电压、强电场下各种电气物理问题。研究高电压技术，目的是为了解决电力系统中过电压与绝缘这一对矛盾性的问题。 3.高电压技术等级的发展与提高 ●美国最早于1882年珍珠街发 电厂开始发电，仅用于照明。 ●从十九世纪末到二十世纪五 十年代，电压直线上升。 ●从二十世纪六十年代以后， 电压上升幅度加大。 ●采用750KV电压等级的有美、 苏、日、德、英、法、加、意、 中等国家。 ●二十世纪七十年代就有1500-2000KV
高电压技术教案
高电压技术教案 课题：第一章高电压绝缘 教学目的：使学生对气体放电有一个基本的认识、培养专业兴趣。重点：介质的绝缘性能。 难点：对介质绝缘性能的理解。 组织课题：第一章高电压绝缘 教学目的：使学生对气体放电有一个基本的认识、培养专业兴趣。重点：介质的绝缘性能。 难点：对介质绝缘性能的理解。 组织教学：点名。 复习旧课： 引入新课：基本概念 §1—1 概述 一、电介质的极化 极化的基本形式有：电子式极化、离子式极化、偶极子极化 1、电子式极化： 可以存在于液体、固体、气体中。 E=0时（对称的）对外不显电性， E不等于0时（对称的）对外显电性。 特点：（1）极化过程快，10-15s且介电系数与电源无关。 （2）极化过程属于弹性，无损耗。 （3）其介电系数有负的温度系数。 2、离子式极化 （1）极化过程快，10 -13s，且介电系数与频率无关。 （2）极化过程属于弹性，无损耗。 （3）其介电系数有正的温度系数。 3、偶极子极化
极性电介质━由偶极子分子构成 特点：（1）极化过程长，10-10～10-2s ，且介电系数与频率有关。 （2）极化过程属于非弹性，有损耗。 （3）其介电系数有关。 综述： 1）、气体的介电系数很小通常实践中介电系数约等于1， 2）、液体 ：a 、极性（3~6)，如：蓖麻油 b 、非极性（1.8~2.5)，如变压器油 c 、强极性（>10) ，如水、酒精 4、夹层式极化 组成：设备的绝缘由几种不同的材料组成 特点：1、进行过程特别长， 2、有明显的损耗。 等效图如右所示，过程分析： 在合闸瞬间：1 2210C C U U t =→ 到达稳态时：1 221 g g U U t =∞→ 若介质是均匀的，则C1/C2=g1/g2,可得 ∞→→=t t U U U U 2121 0， 即合闸后两层电荷不会发生重新分配。 若介质不均匀，则合闸后C1、C2上的电荷要重新分配。设 C1>C2,g1
高电压技术课程教学大纲
高电压技术课程教学大 纲 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
高电压技术课程教学大纲 （适用电气工程及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 本课程是电气工程及其自动化专业本科生的专业选修课程。它是研究电气设备的绝缘及其问题的学科。作为从事电力系统的设计、安装、调试及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需要掌握的专业知识。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。 （二）课程的主要任务 本课程的主要任务是：使学生掌握气体、液体及固体绝缘主要电气特性（特别是击穿过程）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,掌握电力系统中雷电过电压和主要内部过电压的产生机理、影响因素及防护措施等基本知识，正确理解电力系统绝缘配合的基本概念、理论依据和处理原则，以及使学生了解高电压试验及绝缘预防性试验中常用的高压试验装置及测试仪器的原理与用法，以及高电压试验的特点、基本程序和安全措施等。 （三）课程的教学目标 通过本课程的学习，使学生了解和掌握电气设备在高电压作用下绝缘电气性能的基本知识和高电压试验的基本技术；了解和掌握过电压的基本理论和过电压的保护方法；能针对各种不同的过电压采取不同的防护措施，并能根据系统电
路及元器件的性质，设计保护的类型，为今后从事高电压工程领域的研究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，师生讨论学生自学，习题讨论课，实验，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】：重点学习和掌握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及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；不均匀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失 二、汤逊理论和巴申定理 三、流注理论 四、不均匀电场中的放电过程 五、冲击电压下气体间隙的击穿特性 第二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
高电压技术教学大纲
《高电压技术》教学大纲 课程名称：高电压技术 课程代号：02326090 学时数：40（实验0学时）学分数：2.5 适用专业：电气工程及其自动化 一、本课程的地位、任务和作用 《高电压技术》是电气工程及自动化专业的一门重要专业必选课，是一门理论性和实践性都很强的课程。本课程的任务是使学生了解和掌握电气设备在高电压作用下绝缘电气性能的基本知识和高电压试验的基本技术；了解和掌握过电压的基本理论和过电压的保护方法，为今后从事高电压工程领域的研究和技术工作打下必要的专业基础。 二、本课程的相关课程 先修课程主要有：《工程电磁场》、《电气设备》及《电力系统分析》等。 三、本课程的基本内容及要求 第一篇电介质的电气强度 第一章气体放电的基本物理过程（4学时） 带电粒子的产生和消失；电子崩；自持放电条件；起始电压与气压的关系；气体放电的流注理论；不均匀电场中的放电过程；放电时间和冲击电压下的气隙击穿；沿面放电和污闪事故。 第二章气体介质的电气强度（4学时） 均匀和稍不均匀电场气隙的击穿特性；极不均匀电场气隙的击穿特性；大气条件对气隙击穿特性的影响及其校正；提高气体介质电气强度的方法；六氟化硫和气体绝缘电气设备。 第三章液体和固体介质的电气特性（4学时） 液体和固体介质的极化、电导和损耗；液体介质的击穿；固体介质的击穿；组合绝缘的电气强度。 第二篇电气设备绝缘试验 第四章电气设备绝缘预防性试验（6学时） 绝缘的老化；绝缘电阻、吸收比和泄漏电流的测量；介质损耗角正切的测量；局部 放电的测量；电压分布的测量；绝缘状态的综合判断。 第五章绝缘的高电压试验（5学时） 工频高电压试验；直流高电压试验；冲击高电压试验；高电压测量技术。 第三篇电力系统过电压与绝缘配合 第六章输电线路和绕组中的波过程（6学时） 波沿均匀无损单导线的传播；行波的折射和反射；行波的多次折、反射；波在多导线系统中的传播；波在有损耗线路上的传播；变压器绕组中的波过程；旋转电机绕组中的波过程。 第七章雷电放电及防雷保护装置（3学时）
高电压技术(第二版)吴广宁电子教案
高电压技术(第二版) 电子教案 课题：1.1 气体放电的基本物理过程（一） 课时：2课时 教学目标：1、了解带电质点的产生与消失 2、掌握电子崩的形成与汤逊理论 重点、难点：电子崩的形成与汤逊理论 教具：教材 粉笔 教学方法：讲授法 时间分配：回顾 10分钟 授课 65分钟 小结 10分钟 作业布置 5分钟 教学过程： 1.1 气体放电的基本物理过程 高压电气设备中的绝缘介质有气体、液体、固体以及其它复合介质。由于气体绝缘介质不存在老化问题，击穿后自愈能力强，且其成本廉价，因此气体成为了在实际应用中最常见的绝缘介质。 气体击穿过程的理论研究虽然还不完善，但是相对于其他几种绝缘材料来说最为完整。因此，高电压绝缘的论述一般都由气体绝缘开始。 1.1.1 带电质点的产生 气体放电是对气体中流通电流的各种形式统称。 由于空气中存在来自空间的辐射，气体会发生微弱的电离而产生少量的带电质点 正常状态下气体的电导很小，空气还是性能优良的绝缘体； 在出现大量带电质点的情况下，气体才会丧失绝缘性能 1、气体中电子与正离子的产生 电离是指电子脱离原子核的束缚而形成自由电子和正离子的过程。电离可一次完成，也可以是先激励再电离的分级电离方式。 （1）热电离 常温下，气体分子发生热电离的概率极小。气体中发生电离的分子数与总分子数的比值m 称为该气体的电离度。 （2）光电离 当满足以下条件时，产生光电离。 i h c W λ≤
（3）碰撞电离 高速运动的质点与中性的原子或分子碰撞时，如原子或分子获得的能量等于或大于其电离能，则会发生电离。 （4）分级电离 电子在外界因素的作用下可跃迁到能级较高的外层轨道，称之为激励，其所需能量称为激励能。原子或分子在激励态再获得能量而发生电离称为分级电离。 2、电极表面的电子逸出 （1）正离子撞击阴极 （2）光电子发射 （3）强场发射 （4）热电子发射 3、气体中负离子的形成 电子亲合能：使基态的气体原子获得一个电子形成负离子时所放出的能量，其值越大则越易形成负离子。 1.1.2带电质点的消失 1.带电质点受电场力的作用流入电极； 2.带电质点的扩散； 3.带电质点的复合。 1.1.3 电子崩与汤逊理论 1、放电的电子崩阶段 （1）非自持放电和自持放电的不同特点 （2）电子崩的形成 外界电离因子在阴极附近产生了一个初始电子，如果空间电场强度足够大，该电子在向阳极运动时就会引起碰撞电离，产生一个新的电子，初始电子和新电子继续向阳极运动，又 eEx mv 2 2 1
高电压技术教案终稿
教案 （2008/2009学年第一学期） 课程名称高电压技术 课程编号 课程性质考查 教学时数 3 0 教学对象电力本 授课教师 职称讲师 邵阳学院电气工程系
（一）课程教学目的和要求 目的：高电压技术课程是电力专业的一门专业课，本课程主要内容由三部分组成：各类电介质在高电场下的电气绝缘特性，电气设备绝缘实验技术，电力系统过电压与绝缘配合。学习本课程的目的是让同学们学会正确认识和处理电力系统中绝缘与作用电压这一对矛盾，掌握从事电力系统设计、建设和运行的必要的基础知识。 要求：通过本课程的学习熟练掌握各类电介质在高电场下的电气绝缘特性，电气设备绝缘实验技术，电力系统过电压与绝缘配合。 （二）课程教学重点和难点 1、重点： ①：气体的放电基本物理过程和电气强度 ②：绝缘预防性试验和高电压试验 ③：雷电及防雷保护装置、电力系统防雷保护 ④：电力系统内部过电压 ⑤：电力系统绝缘配合 2、难点： ①：气体的放电基本物理过程和电气强度 ②：线路和绕组中的波过程 ③：雷电及防雷保护装置、电力系统防雷保护 ④：电力系统内部过电压 ⑤：电力系统绝缘配合 （三）教学方法：板书讲解。 （四）课时安排 总课时：30课时，其中： 气体的放电基本物理过程和电气强度：5课时 液体、固体介质的电气特性：3课时 电气设备绝缘预防性试验：3课时 绝缘的高电压试验：3课时 电气设备绝缘在线监测与诊断 1课时 线路和绕组中的波过程：4课时 雷电及防雷保护装置：2课时
电力系统防雷保护：3课时 电力系统内部过电压：4课时 电力系统绝缘配合：2课时 （五）考核方式 开卷考试。平时成绩占30%，考试成绩占70%。 （六）参考教材：周泽存主编，高电压技术（第二版），中国电力出版社。 第一章气体的放电基本物理过程和电气强度 教研室：电气教研室教师姓名：
《高电压技术》课程教学大纲
《高电压技术》课程教学大纲 大纲执笔人：罗玉雄大纲审核人： 课程编号： 英文名称：High Voltage Techniques 学分：2.5 总学时：40。其中，讲授34 学时，实验 6 适用专业: 电气工程及其自动化 先修课程：电路理论，电机学，发电厂电气主系统，电磁场，电力系统稳态分析，电力系统暂态分析等。 一、课程性质与教学目的 本课程是电气工程及其自动化专业本科生的专业必修课程，是研究电气设备的 绝缘及其问题的学科。是从事电力系统的设计、安装、调试及其运行的工程技术人 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。 二、基本要求 本课程是电气工程及其自动化专业的专业课程，必修。通过本课程的教学，使学生掌握电力设备绝缘性能、试验方法和电力系统过电压及防护等方面的基本知识，并获得解决上述问题的初步能力和试验技能。 三、重点与难点 重点：各类电介质在高电场下的特性、电气设备绝缘试验技术、电力系统过电压 与绝缘配合。 难点内容：气体、液体、固体电介质的基本电气特性及电介质理论，波过程理论。 四、教学方法 课堂讲授、结合生产实际与案例教学（本课程配有6学时的试验）。
五、课程知识单元、知识点及学时分配 见表1。 表1 课程的知识单元、知识点及学时分配
六、实验、上机与实训教学条件及内容 实验内容 1气体放电实验 学时：2学时。 实验内容：研究不同电极情况下极间距离为0.5 , 1 , 1.5, 2 cm时放电电压的变化规律。 实验要求：熟悉安全规则和高压设备的接线和操作规则；了解极间间隙的变化对放电电压的影响。 主要仪器：单相高压试验变压器及其套件。 2 绝缘预防实验 学时：2学时。 实验内容：用兆欧表测量电容器的绝缘电阻R和吸收比K；利用直流高压测量阀型避雷器的泄漏电流。 实验要求：了解测量吸收比和绝缘电阻、泄漏电流的意义和方法。 主要仪器：单相高压试验变压器及其套件；兆欧表；阀型避雷器；整流二极管。 3 绝缘子链实验
《高电压技术》课程教学大纲
《高电压技术》课程教学大纲 High Voltage Technology 课程负责人：执笔人: 编写日期： 一、课程基本信息 1．课程编号：L08125 2．学分：2学分 3．学时：32（理论32） 4．适用专业：电气工程及其自动化、自动化专业等 二、课程教学目标及学生应达到的能力 本课程属电气工程及其自动化等相关专业选修的专业选修课程。 本课程的教学任务是培养电气工程及其自动化专业的学生具有电气设备绝缘及其试验和电力系统过电压的基本概念和主要知识，从而对电力系统更加全面地认识。 本课程的教学目标是使学生具有从事绝缘、过电压试验、测量等领域的设计、安装、运行、试验、研究工作的初步基础。 三、课程教学内容与基本要求 （一）课程简介、绪论（1课时） 主要内容：本课程的性质、任务与教学目标；本课程教学内容；本课程教学方法；本课程教学进程；本课程教学组织；本课程考核形式与基本要求；本课程使用教材、参考书与提供的其他相关课程资源。 1. 基本要求 （1）了解高电压技术发展简史。 （2）掌握高电压技术的研究对象及主要内容。 （3）了解高电压技术的现代应用及本课程的主要内容。 2. 课外学习要求 查阅相关书籍。 （二）电介质的电气强度（14课时） 主要内容：气体、液体、固体的绝缘特性与介质的电气强度。 1. 基本要求 （1）掌握气体的放电物理过程，电气强度沿面放电。 （2）掌握液体电介质的极化与损耗，电导及击穿。 （3）掌握固体电介质的极化与损耗，电导及击穿。 2. 学时分配 课堂教学14学时，其中，气体放电的基本物理过程（8学时）；液体放电的基本物理过程（4学时）；固体放电的基本物理过程（2学时）。 （三）电气绝缘与高电压试验（7学时) 主要内容：不同类型的高电压试验。 1. 基本要求
华科高电压附4 《高电压技术》教学大纲
《高电压技术》教学大纲 一课程的性质、目标和任务 本课程是电工学科的主要分支，是专业课，其中一部分内容也具有专业基础课的性质，是理论与实际相结合的主要课程。对电气工程与电子技术专业的学生来说，学习本课程的目的是学会正确认识和处理电力系统中绝缘与作用电压这一对矛盾，即通过学习使之具有电气设备绝缘及其试验和电力系统过电压及其防护等方面的基本概念和主要知识，同时具有从事绝缘和过电压及其相关领域的设计、运行、试验、研究工作的初步基础。 本课程的主要任务是：使学生掌握各种电介质主要电气特性(特别是击穿过程) 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，掌握高电压试验和绝缘预防性试验中常用的高压试验装置及测试仪器的原理与用法，以及高电压试验的特点。掌握电力系统中雷电过电压和主要内部过电压的产生机理、影响因素及防护措施等基本知识，正确理解电力系统绝缘配合的基本概念与方法，了解不断发展的高电压新技术及其应用。 二课程内容及学时分配的建议 绪论 高电压技术发展简史，高电压技术的研究对象与主要内容，高电压技术的现代应用 第一部分各类电介质在高电场下的特性 ＜一＞气体的放电基本物理过程和电气强度 ①汤逊理论和流注理论 气体中带电粒子产生、运动与消失，电子崩与自持放电，汤逊理论，巴申定律，流注理论 ②不均匀电场中的放电过程 电场型式对气体放电过程的影响，稍不均匀电场和极不均匀电场的放电过程与放电特点，电晕放电现象，极性效应 ③空气间隙在各种电压下的击穿特性 空气间隙在稳态电压（直流电压、工频交流电压）下的击穿特性，空气间隙在冲击电压（雷电冲击、操作冲击）下的击穿特性 ④大气条件对外绝缘击穿特性的影响 大气条件对气隙击穿电压的影响，标准大气条件与非标准大气条件下气隙击穿电压值间的简单换算
《高电压技术》课程教学大纲 - 安徽工程大学
《高电压技术》课程教学大纲 课程名称：《高电压技术》 适用专业：2015级电力系统自动化技术（专科函授） 辅导教材：《高电压技术（第3版）》常美玉编著中国的电力出版社 一、本课程的地位、任务和作用 《高电压技术》是电气工程及自动化专业的一门重要专业必选课，是一门理论性和实践性都很强的课程。本课程的任务是使学生了解和掌握电气设备在高电压作用下绝缘电气性能的基本知识和高电压试验的基本技术；了解和掌握过电压的基本理论和过电压的保护方法，为今后从事高电压工程领域的研究和技术工作打下必要的专业基础。 二、本课程的相关课程 先修课程主要有：《工程电磁场》、《电路分析》等。 三、本课程的基本内容及要求 第一章绪论 内容：电介质的极化、电导与损耗。 要求：掌握电介质的极化；了解质的介电常数；掌握电介质的电导和损耗。 第二章气体放电的基本物理过程 内容：气体中带电质点的产生和消失；气体放电过程的一般描述；均匀电场气隙的击穿；不均匀电场气隙的击穿。 要求：了解带电粒子的产生和消失及电子崩；了解自持放电条件，掌握气体放电的汤逊理论和流注理论；熟悉不均匀电场中的放电过程及电晕放电；掌握沿面放电及污闪。 第三章气体介质的电气强度 内容：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SF气体的电气特性。 方法；6 要求：了解气体介质的电气强度的影响因素；掌握提高气体介质电气强度的方法。 第四章液体和固体介质的电气特性 内容：固体、液体电介质击穿的机理；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。 要求：了解固体与液体介质的击穿和老化；掌握提高击穿电压的方法。