《高電壓技術(shù)》說(shuō)課稿--高春鳳

1、高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)課程分析課程分析 機(jī)電工程學(xué)院電工教研室 高春鳳 教學(xué)反饋與教學(xué)效果課程定位和性質(zhì)教學(xué)目標(biāo)教學(xué)方法與手段教學(xué)評(píng)價(jià)與考核方式教學(xué)內(nèi)容及課時(shí)安排教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)學(xué)情分析2022-6-17電路分析電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)電力系統(tǒng)分析主要研究高電壓、強(qiáng)電場(chǎng)下的各種電氣物理問(wèn)題。電氣工程類專業(yè)限選課（32學(xué)時(shí)）高電壓技術(shù)前續(xù)基礎(chǔ)課程后續(xù)拓展課程電子技術(shù)1）課程定位1 1課程定位和性質(zhì)課程定位和性質(zhì)工廠供電 氣體放電理論、電介質(zhì)分析理論、波過(guò)程理論等均屬基礎(chǔ)理論性質(zhì)。 l高電壓絕緣、高電壓試驗(yàn)技術(shù)和過(guò)電壓保護(hù)及限制措施等具有很明顯的專業(yè)性質(zhì)。l高電壓技術(shù)的理論直接來(lái)源于實(shí)驗(yàn)及生產(chǎn)實(shí)際，理論正在逐

2、步完善，很多問(wèn)題是學(xué)術(shù)的研究熱點(diǎn)。2）課程性質(zhì)極強(qiáng)的理論性實(shí)踐性很強(qiáng) 站在科學(xué)前沿1)1)知識(shí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)l 掌握各類電介質(zhì)在高電場(chǎng)下的電氣絕緣特性；l掌握電氣設(shè)備絕緣實(shí)驗(yàn)技術(shù)；l掌握波過(guò)程的基本理論；l掌握輸電線路、發(fā)電廠和變電所防雷保護(hù)原理及措施；l掌握電力系統(tǒng)內(nèi)部過(guò)電壓產(chǎn)生的原因、發(fā)展過(guò)程、影響因素以及限制措施；l掌握電力系統(tǒng)過(guò)電壓與絕緣配合的原則。2.2.教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo) 2 2）能力目標(biāo)）能力目標(biāo)l培養(yǎng)學(xué)生能正確分析選擇不同電氣性能的電介質(zhì)，知道常用電氣設(shè)備的絕緣構(gòu)造；l會(huì)做電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)，并能根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)做出設(shè)備絕緣性能的初步判斷；l能理解電力系統(tǒng)中過(guò)電壓產(chǎn)生原因，熟悉發(fā)電

3、廠、變電站及線路的過(guò)電壓保護(hù)裝置的作用，能配置發(fā)電廠、變電站及線路的過(guò)電壓保護(hù)裝置。3)3)素質(zhì)目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)l使學(xué)生具有電力系統(tǒng)安全運(yùn)行、電氣設(shè)備安裝、調(diào)試所需的絕緣測(cè)試、試驗(yàn)，以及過(guò)電壓防護(hù)能力，為學(xué)生獲得“電氣試驗(yàn)工”、“變電檢修工”職業(yè)資格證書及參加電力系統(tǒng)的運(yùn)行（值班）、維護(hù)、安裝、調(diào)試及試驗(yàn)等實(shí)際工作打下理論和技能基礎(chǔ)。2.2.教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo) 具體項(xiàng)目具體項(xiàng)目學(xué)時(shí)安排學(xué)時(shí)安排高電壓絕緣高電壓絕緣 氣體電介質(zhì)的電氣特性氣體電介質(zhì)的電氣特性 7液體、固體介質(zhì)的電氣特性液體、固體介質(zhì)的電氣特性 3電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn) 電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性實(shí)驗(yàn)電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性實(shí)驗(yàn) 3電氣設(shè)備破

4、壞性實(shí)驗(yàn)電氣設(shè)備破壞性實(shí)驗(yàn) 3電力系統(tǒng)雷電過(guò)電壓電力系統(tǒng)雷電過(guò)電壓及防雷保護(hù)及防雷保護(hù) 輸電線路和繞組中的波過(guò)程輸電線路和繞組中的波過(guò)程 5防雷保護(hù)防雷保護(hù) 6電力系統(tǒng)內(nèi)部過(guò)電壓電力系統(tǒng)內(nèi)部過(guò)電壓 3.5電力系統(tǒng)絕緣配合電力系統(tǒng)絕緣配合0.5合計(jì)合計(jì)323.3.教學(xué)內(nèi)容及課時(shí)安排教學(xué)內(nèi)容及課時(shí)安排氣體放電的基本物理過(guò)程氣體放電的基本物理過(guò)程影響氣體放電電壓的因素影響氣體放電電壓的因素沿面放電沿面放電一、氣體電介質(zhì)的電氣特性氣體電介質(zhì)的電氣特性氣體中帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生和消失；氣體中帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生和消失；湯遜理論和巴申定律；湯遜理論和巴申定律；流注理論；流注理論；不均勻電場(chǎng)中的放電過(guò)程；不均勻電場(chǎng)中的

5、放電過(guò)程；沖擊電壓下氣體間隙的擊穿特性。沖擊電壓下氣體間隙的擊穿特性。電場(chǎng)形式對(duì)放電電壓的影響；電場(chǎng)形式對(duì)放電電壓的影響；電壓波形對(duì)氣隙擊穿電壓的影響；電壓波形對(duì)氣隙擊穿電壓的影響；氣體的性質(zhì)和狀態(tài)對(duì)放電電壓的影響；氣體的性質(zhì)和狀態(tài)對(duì)放電電壓的影響；提高氣隙擊穿電壓的措施提高氣隙擊穿電壓的措施。沿面放電的物理過(guò)程；沿面放電的物理過(guò)程；影響氣隙沿面放電電壓的因素；影響氣隙沿面放電電壓的因素；提高氣隙沿面放電電壓的措施。提高氣隙沿面放電電壓的措施。4.4.教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)1）高電壓絕緣）高電壓絕緣二、液體、固體介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度二、液體、固體介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度電介質(zhì)的極化、電導(dǎo)和損耗；電介

6、質(zhì)的極化、電導(dǎo)和損耗；液體、固體介質(zhì)的擊穿機(jī)理；液體、固體介質(zhì)的擊穿機(jī)理；影響液體、固體介質(zhì)擊穿電壓的因素；影響液體、固體介質(zhì)擊穿電壓的因素；提高液體、固體介質(zhì)擊穿電壓的措施。提高液體、固體介質(zhì)擊穿電壓的措施。4.4.教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)1）高電壓絕緣）高電壓絕緣一、電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性實(shí)驗(yàn)一、電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性實(shí)驗(yàn)絕緣電阻及吸收比的測(cè)量；絕緣電阻及吸收比的測(cè)量；泄漏電流的測(cè)量；泄漏電流的測(cè)量；介質(zhì)損耗角正切的測(cè)量。介質(zhì)損耗角正切的測(cè)量。工頻交流高壓的產(chǎn)生與測(cè)量；工頻交流高壓的產(chǎn)生與測(cè)量；直流高壓的產(chǎn)生與測(cè)量；直流高壓的產(chǎn)生與測(cè)量；沖擊高壓的產(chǎn)生與測(cè)量。沖擊高壓的產(chǎn)生與測(cè)量。2）電氣

7、設(shè)備絕緣試驗(yàn)）電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn) 4.4.教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)二、電氣設(shè)備破壞性實(shí)驗(yàn)二、電氣設(shè)備破壞性實(shí)驗(yàn)4.4.教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)3）電力系統(tǒng)雷電過(guò)電壓及防雷保護(hù)）電力系統(tǒng)雷電過(guò)電壓及防雷保護(hù) 波動(dòng)方程的建立及波動(dòng)方程的解。 沖擊電暈對(duì)線路波過(guò)程的影響沖擊電暈對(duì)線路波過(guò)程的影響一、輸電線路和繞組中的波過(guò)程輸電線路和繞組中的波過(guò)程 行波的折射和反射行波的折射和反射 行波通過(guò)串聯(lián)電感和并聯(lián)電容行波通過(guò)串聯(lián)電感和并聯(lián)電容 行波的多次折反射行波的多次折反射 無(wú)損耗平行多導(dǎo)線系統(tǒng)中的波過(guò)程無(wú)損耗平行多導(dǎo)線系統(tǒng)中的波過(guò)程 無(wú)損單導(dǎo)線中的波過(guò)程無(wú)損單導(dǎo)線中的波過(guò)程折反射波及折反射系

8、數(shù)；彼得遜法則；等值波法則。無(wú)窮長(zhǎng)直角波旁過(guò)電容；無(wú)窮長(zhǎng)直角波通過(guò)電感。網(wǎng)格法。波動(dòng)方程；等值波阻抗；耦合系數(shù)。沖擊電暈對(duì)線路波過(guò)程的影響。4.4.教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)3）電力系統(tǒng)雷電過(guò)電壓及防雷保護(hù)）電力系統(tǒng)雷電過(guò)電壓及防雷保護(hù) 雷電及防雷設(shè)備雷電及防雷設(shè)備輸電線路的防雷保護(hù)輸電線路的防雷保護(hù)發(fā)電廠和變電所的防雷保護(hù)發(fā)電廠和變電所的防雷保護(hù)二、防雷保護(hù)二、防雷保護(hù)雷電的電氣參數(shù)；雷電的電氣參數(shù)；避雷針、避雷線的保護(hù)范圍；避雷針、避雷線的保護(hù)范圍；避雷器；防雷接地裝置。避雷器；防雷接地裝置。輸電線路的感應(yīng)雷過(guò)電壓；輸電線路的感應(yīng)雷過(guò)電壓；輸電線路的直擊雷過(guò)電壓和耐雷水平；輸電線路的

9、直擊雷過(guò)電壓和耐雷水平；輸電線路的雷擊跳閘率；輸電線路的雷擊跳閘率；輸電線路的防雷措施。輸電線路的防雷措施。發(fā)電廠、變電所的直擊雷保護(hù)；發(fā)電廠、變電所的直擊雷保護(hù)；變電所內(nèi)避雷器的保護(hù)作用；變電所內(nèi)避雷器的保護(hù)作用；變電所進(jìn)線段保護(hù)；變電所進(jìn)線段保護(hù)；變電所避雷器雷電侵入波保護(hù)布置方式。變電所避雷器雷電侵入波保護(hù)布置方式。4.4.教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)3）電力系統(tǒng)雷電過(guò)電壓及防雷保護(hù)）電力系統(tǒng)雷電過(guò)電壓及防雷保護(hù) 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)過(guò)電壓電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)過(guò)電壓電力系統(tǒng)操作過(guò)電壓電力系統(tǒng)操作過(guò)電壓三、電力系統(tǒng)內(nèi)部過(guò)電壓電力系統(tǒng)內(nèi)部過(guò)電壓 空載長(zhǎng)線電容效應(yīng)引起的工頻電壓升高及限制措施；空載長(zhǎng)線電容

10、效應(yīng)引起的工頻電壓升高及限制措施；鐵磁諧振過(guò)電壓產(chǎn)生的機(jī)理及限制措施。鐵磁諧振過(guò)電壓產(chǎn)生的機(jī)理及限制措施。切除空載線路過(guò)電壓產(chǎn)生的機(jī)理及限制措施；切除空載線路過(guò)電壓產(chǎn)生的機(jī)理及限制措施；合空載線路過(guò)電壓產(chǎn)生的機(jī)理及限制措施；合空載線路過(guò)電壓產(chǎn)生的機(jī)理及限制措施；切除空載變壓器過(guò)電壓產(chǎn)生的機(jī)理及限制措施；切除空載變壓器過(guò)電壓產(chǎn)生的機(jī)理及限制措施；電弧接地過(guò)電壓產(chǎn)生的機(jī)理及影響因素。電弧接地過(guò)電壓產(chǎn)生的機(jī)理及影響因素。電力系統(tǒng)絕緣配合的原則及方法。電力系統(tǒng)絕緣配合的原則及方法。四、電力系統(tǒng)絕緣配合四、電力系統(tǒng)絕緣配合重點(diǎn)突出、精講多練，盡量使用現(xiàn)代教學(xué)手段如多媒重點(diǎn)突出、精講多練，盡量使用現(xiàn)代教學(xué)

11、手段如多媒體教學(xué)，在增加信息量的前提下也能保證教學(xué)質(zhì)量。體教學(xué)，在增加信息量的前提下也能保證教學(xué)質(zhì)量。 結(jié)論結(jié)論思想活躍，精力思想活躍，精力旺盛旺盛學(xué)習(xí)目標(biāo)明確學(xué)習(xí)目標(biāo)明確電氣類大二學(xué)生，電氣類大二學(xué)生，理論知識(shí)基礎(chǔ)相理論知識(shí)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱對(duì)薄弱易于接受新鮮易于接受新鮮事物事物5.5.學(xué)情分析學(xué)情分析124注重學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)，注重學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)，提高知識(shí)獲取能力提高知識(shí)獲取能力 采用多媒體教學(xué)手段，采用多媒體教學(xué)手段，改善教學(xué)效果改善教學(xué)效果 類比法教學(xué)，類比法教學(xué)，提高教學(xué)效果提高教學(xué)效果 啟發(fā)式教學(xué)，啟發(fā)式教學(xué)，培養(yǎng)良好的思維習(xí)慣培養(yǎng)良好的思維習(xí)慣 36.6.教學(xué)方法與手段教學(xué)方法與手段高電壓技

12、術(shù)內(nèi)容比較抽象；有些理論和計(jì)算不很完善；有些現(xiàn)象有很大的隨機(jī)性和偶然性，高電壓技術(shù)內(nèi)容比較抽象；有些理論和計(jì)算不很完善；有些現(xiàn)象有很大的隨機(jī)性和偶然性，所以學(xué)習(xí)中重點(diǎn)掌握的是分析和解決問(wèn)題的基本思路和方法。所以學(xué)習(xí)中重點(diǎn)掌握的是分析和解決問(wèn)題的基本思路和方法。124注重學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)，注重學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)，提高知識(shí)獲取能力提高知識(shí)獲取能力 采用多媒體教學(xué)手段，采用多媒體教學(xué)手段，改善教學(xué)效果改善教學(xué)效果 類比法教學(xué)，類比法教學(xué)，提高教學(xué)效果提高教學(xué)效果 啟發(fā)式教學(xué)，啟發(fā)式教學(xué)，培養(yǎng)良好的思維習(xí)慣培養(yǎng)良好的思維習(xí)慣 36.6.教學(xué)方法與手段教學(xué)方法與手段 在知識(shí)的講授上，不直接把結(jié)論告訴學(xué)生，而是帶領(lǐng)

13、學(xué)生圍繞研究對(duì)象在知識(shí)的講授上，不直接把結(jié)論告訴學(xué)生，而是帶領(lǐng)學(xué)生圍繞研究對(duì)象“絕緣絕緣”去思考。比如去思考。比如“如何提高絕緣性能如何提高絕緣性能”、“如何判斷絕緣狀況的優(yōu)劣如何判斷絕緣狀況的優(yōu)劣”、“如何限制施加在絕緣上的過(guò)電壓如何限制施加在絕緣上的過(guò)電壓”讓學(xué)生直接面對(duì)讓學(xué)生直接面對(duì)“如果是我們，將如何如果是我們，將如何解決這個(gè)問(wèn)題解決這個(gè)問(wèn)題”，進(jìn)而啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生，讓學(xué)生在思考中尋找答案，直至問(wèn)題的解決。，進(jìn)而啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生，讓學(xué)生在思考中尋找答案，直至問(wèn)題的解決。124注重學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)，注重學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)，提高知識(shí)獲取能力提高知識(shí)獲取能力 采用多媒體教學(xué)手段，采用多媒體教學(xué)手段，改善教

14、學(xué)效果改善教學(xué)效果 類比法教學(xué)，類比法教學(xué)，提高教學(xué)效果提高教學(xué)效果 啟發(fā)式教學(xué)，啟發(fā)式教學(xué)，培養(yǎng)良好的思維習(xí)慣培養(yǎng)良好的思維習(xí)慣 36.6.教學(xué)方法與手段教學(xué)方法與手段例如，如何形象的解釋例如，如何形象的解釋“高氣壓下氣隙的擊穿電壓可以提高高氣壓下氣隙的擊穿電壓可以提高”這一問(wèn)題？我們?cè)诮虒W(xué)中采用了這一問(wèn)題？我們?cè)诮虒W(xué)中采用了類比法：高氣壓下的氣體間隙，好比是擠滿人的教室，一個(gè)人從教室的一頭擠到另一頭，類比法：高氣壓下的氣體間隙，好比是擠滿人的教室，一個(gè)人從教室的一頭擠到另一頭，速度不可能快了，動(dòng)能就不會(huì)大；電子在電場(chǎng)中就好比這個(gè)人在教室中一樣，動(dòng)能小，這速度不可能快了，動(dòng)能就不會(huì)大；電子在

15、電場(chǎng)中就好比這個(gè)人在教室中一樣，動(dòng)能小，這樣的能量就不足以碰撞游離去產(chǎn)生更多的帶電質(zhì)點(diǎn)，以至于由量變到質(zhì)變導(dǎo)致?lián)舸┑陌l(fā)生。樣的能量就不足以碰撞游離去產(chǎn)生更多的帶電質(zhì)點(diǎn)，以至于由量變到質(zhì)變導(dǎo)致?lián)舸┑陌l(fā)生。 124注重學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)，注重學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)，提高知識(shí)獲取能力提高知識(shí)獲取能力 采用多媒體教學(xué)手段，采用多媒體教學(xué)手段，改善教學(xué)效果改善教學(xué)效果 類比法教學(xué)，類比法教學(xué)，提高教學(xué)效果提高教學(xué)效果 啟發(fā)式教學(xué)，啟發(fā)式教學(xué)，培養(yǎng)良好的思維習(xí)慣培養(yǎng)良好的思維習(xí)慣 36.6.教學(xué)方法與手段教學(xué)方法與手段對(duì)于電介質(zhì)擊穿理論和過(guò)電壓防護(hù)知識(shí)的講授，可充分利用多媒體技術(shù)，在多媒體課件中可插入對(duì)于電介質(zhì)擊穿理論和

16、過(guò)電壓防護(hù)知識(shí)的講授，可充分利用多媒體技術(shù)，在多媒體課件中可插入現(xiàn)場(chǎng)圖片或視頻，采用流動(dòng)的畫面將放電理論、雷電形成、發(fā)展過(guò)程的動(dòng)態(tài)過(guò)程展現(xiàn)給學(xué)生，融現(xiàn)場(chǎng)圖片或視頻，采用流動(dòng)的畫面將放電理論、雷電形成、發(fā)展過(guò)程的動(dòng)態(tài)過(guò)程展現(xiàn)給學(xué)生，融視聽(tīng)技術(shù)于一體，把抽象的問(wèn)題變得更為直觀、更易理解和掌握。視聽(tīng)技術(shù)于一體，把抽象的問(wèn)題變得更為直觀、更易理解和掌握。 成績(jī)構(gòu)成成績(jī)構(gòu)成比例比例說(shuō)明說(shuō)明考核時(shí)間考核時(shí)間平時(shí)考核平時(shí)考核10%10%平時(shí)出勤情況平時(shí)出勤情況平時(shí)做好記錄，期末統(tǒng)計(jì)平時(shí)做好記錄，期末統(tǒng)計(jì)過(guò)程考核過(guò)程考核20%20%上課表現(xiàn)和作業(yè)完成上課表現(xiàn)和作業(yè)完成平時(shí)做好記錄，期末統(tǒng)計(jì)平時(shí)做好記錄，期末統(tǒng)計(jì)期末考試期末考試70%70%必要的理論知識(shí)必要的理論知識(shí)學(xué)院統(tǒng)一安排學(xué)院統(tǒng)一安排7.7.教學(xué)評(píng)價(jià)與考核方式教學(xué)評(píng)價(jià)與考核方式 1 1）教學(xué)評(píng)價(jià)）教學(xué)評(píng)價(jià) 學(xué)生評(píng)教督導(dǎo)和領(lǐng)導(dǎo)聽(tīng)課試卷分析2）考核方式）考核方式8.8.教學(xué)反饋與教學(xué)效果教學(xué)反饋與教學(xué)效果 教師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，教學(xué)方法靈活多樣，教學(xué)效果良好，教師能熟練應(yīng)用現(xiàn)代化教學(xué)手段教學(xué)。 課后輔導(dǎo)答疑彌補(bǔ)