《高電壓技術(shù)》課程教學(xué)大綱

《高電壓技術(shù)》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱高電壓技術(shù)High-VoltageTechnique課程編碼CNE322621020開課院部新能源學(xué)院課程團(tuán)隊(duì)電力繼電保護(hù)課程組學(xué)分2.0課內(nèi)學(xué)時(shí)32講授32實(shí)驗(yàn)0上機(jī)0實(shí)踐0課外學(xué)時(shí)32適用專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化授課語言中文先修課程電路分析、大學(xué)物理（2-1）、大學(xué)物理（2-2）、電力工程基礎(chǔ)、電力系統(tǒng)分析、工程電磁場(chǎng)課程簡(jiǎn)介（限選）本課程是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)和自動(dòng)化專業(yè)的一門專業(yè)限選課。首先，通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠理解氣體、液體和固體絕緣的放電理論與電氣特性，掌握對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行絕緣試驗(yàn)的基本方法，并能夠進(jìn)行絕緣性能提升、電氣絕緣配合、電氣設(shè)備的絕緣老化及檢修等復(fù)雜工程問題的分析與計(jì)算；其次，通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握線路和繞組中波過程的理論，能夠進(jìn)行電力系統(tǒng)雷電過電壓、內(nèi)部過電壓、過電壓防護(hù)等工程問題的分析與計(jì)算；第三，使學(xué)生能夠合理分析和評(píng)價(jià)高電壓技術(shù)相關(guān)實(shí)踐活動(dòng)對(duì)社會(huì)、安全等方面的影響，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實(shí)際工程問題的能力，為今后從事有關(guān)高電壓與絕緣方面的工作及高層次學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。High-voltagetechniqueisarestrictedoptionalcourseinelectricalengineeringandautomationmajor.Bylearningthiscourse,studentscanfullyunderstandthedischargetheoryandelectricalperformanceofvariouskindsofinsulationsincludinggas,liquidandsoliddielectrics,andcanperformanalysisandcalculationsonsomecomplexengineeringproblemssuchasinsulationperformanceimprovement,insulationcoordinationandinsulationaging.Meanwhile,tomasterthewaveprocesstheoryinlinesandwindings,andtoperformanalysisandcalculationsonlightningovervoltage,internalovervoltageandcorrespondingprotectionmethods.Throughtrainingstudentstoanalyzeandsolvepracticalengineeringproblems,helpstudentslaythefoundationforfutureworkandfurtherstudyinhighvoltagefield.負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號(hào)代號(hào)課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：掌握高電壓技術(shù)的基本概念，能夠利用電介質(zhì)電氣強(qiáng)度、電氣特性、絕緣試驗(yàn)技術(shù)等基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行絕緣性能提升、電氣絕緣配合、電氣設(shè)備的絕緣老化及檢修等復(fù)雜工程問題的分析與計(jì)算。是1.41.42M2目標(biāo)2：掌握線路和繞組中波過程的理論，能夠進(jìn)行電力系統(tǒng)雷電過電壓、內(nèi)部過電壓、過電壓防護(hù)等工程問題的分析與計(jì)算。是1.41.43M3目標(biāo)3：能夠合理分析和評(píng)價(jià)高電壓技術(shù)相關(guān)實(shí)踐活動(dòng)對(duì)社會(huì)、安全等方面的影響，并理解應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。是6.26.2三、課程內(nèi)容序號(hào)章節(jié)號(hào)標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點(diǎn)支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時(shí)教學(xué)方式課外學(xué)時(shí)課外環(huán)節(jié)1緒論緒論高電壓技術(shù)課程主要內(nèi)容、課程特點(diǎn)以及學(xué)習(xí)方法建議M1,M30.5講授/討論//21.1第一章氣體的放電基本物理過程和電氣強(qiáng)度1.1．湯遜理論和流注理論第一章氣體的放電基本物理過程和電氣強(qiáng)度本章重點(diǎn)難點(diǎn)：氣體放電相關(guān)理論、提高氣體介質(zhì)強(qiáng)度措施、污閃的成因及對(duì)策。1.1．湯遜理論和流注理論氣體放電的基礎(chǔ)知識(shí)；自持放電和非自持放電；湯遜理論；巴申定律；流注理論。M11.5講授/討論1作業(yè)/自學(xué)31.21.2．不均勻電場(chǎng)中的放電過程1.2．不均勻電場(chǎng)中的放電過程稍不均勻電場(chǎng)的放電特點(diǎn)；極不均勻電場(chǎng)的放電過程和特點(diǎn)；極不均勻電場(chǎng)的電暈現(xiàn)象。M11講授/討論//41.31.3．空氣氣隙在各種電壓下的擊穿特性1.3．空氣氣隙在各種電壓下的擊穿特性空氣氣隙在穩(wěn)態(tài)電壓下的擊穿特點(diǎn)；空氣氣隙在沖擊電壓下的擊穿特點(diǎn)。M11講授/討論1作業(yè)/自學(xué)51.41.4．大氣條件對(duì)氣隙擊穿特性的影響1.4．大氣條件對(duì)氣隙擊穿特性的影響空氣密度、濕度、海拔高度對(duì)氣隙擊穿的影響。M10.5講授/討論//61.51.5．提高氣體介質(zhì)電氣強(qiáng)度的方法1.5．提高氣體介質(zhì)電氣強(qiáng)度的方法改善電場(chǎng)分布的措施；削弱或抑制電離過程的措施。M10.5講授/討論1作業(yè)/自學(xué)71.61.6．沿面放電及防污對(duì)策1.6．沿面放電及防污對(duì)策沿面放電電場(chǎng)的分布與特點(diǎn)；有水膜時(shí)的沿面放電；污閃的形成及對(duì)策。M1,M31講授/討論1作業(yè)/自學(xué)82.1第二章液體、固體介質(zhì)的電氣特性2.1．電介質(zhì)的極化、電導(dǎo)和損耗第二章液體、固體介質(zhì)的電氣特性本章重點(diǎn)難點(diǎn)：液體、固體介質(zhì)在電場(chǎng)下的四個(gè)行為參數(shù)；液體、固體介質(zhì)的擊穿特性。2.1．電介質(zhì)的極化、電導(dǎo)和損耗電介質(zhì)極化、電導(dǎo)的概念；電介質(zhì)損耗的成因及影響因素。M11講授/討論//92.22.2．液體介質(zhì)的擊穿2.2．液體介質(zhì)的擊穿液體介質(zhì)擊穿的概念；影響液體介質(zhì)擊穿的因素。M11講授/討論//102.32.3．固體介質(zhì)的擊穿2.3．固體介質(zhì)的擊穿固體介質(zhì)的擊穿理論；提高固體介質(zhì)擊穿強(qiáng)度的措施。M10.5講授/討論1作業(yè)/自學(xué)112.42.4．組合絕緣的電氣強(qiáng)度2.4．組合絕緣的電氣強(qiáng)度介質(zhì)的組合原則。M11講授/討論//122.52.5．絕緣的老化2.5．絕緣的老化。絕緣老化的原因；延緩絕緣老化的措施。M10.5講授/討論1作業(yè)/自學(xué)133.1第三章電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)3.1．絕緣電阻的測(cè)量第三章電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：絕緣電阻、損耗角正切值、局部放電、電壓分布的測(cè)量方法；利用測(cè)量結(jié)果判斷絕緣好壞的依據(jù)。3.1．絕緣電阻的測(cè)量多層介質(zhì)的吸收現(xiàn)象；利用絕緣電阻判斷絕緣好壞的依據(jù)。M11講授/討論1作業(yè)/自學(xué)143.23.2．介質(zhì)損耗角正切值的測(cè)量3.2．介質(zhì)損耗角正切值的測(cè)量損耗角正切值的測(cè)量方法；影響損耗角正切值測(cè)量的因素。M10.5講授/討論//153.33.3．局部放電的測(cè)量3.3．局部放電的測(cè)量局部放電的基本知識(shí)；局部放電的檢測(cè)方法。M11講授/討論1作業(yè)/自學(xué)163.43.4．電壓分布的測(cè)量3.4．電壓分布的測(cè)量絕緣介質(zhì)表面電壓分布不均勻的原因；利用電壓分布判斷絕緣好壞的依據(jù)。M10.5講授/討論//174.1第四章絕緣的高電壓試驗(yàn)4.1．工頻高電壓試驗(yàn)第四章絕緣的高電壓試驗(yàn)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：工頻高電壓、直流高電壓、沖擊高電壓測(cè)試的適用條件。4.1．工頻高電壓試驗(yàn)工頻高電壓試驗(yàn)的適用條件；試驗(yàn)變壓器的特點(diǎn)；工頻高電壓的測(cè)量方法。M10.5講授/討論1虛擬仿真實(shí)驗(yàn)184.24.2．直流高電壓試驗(yàn)4.2．直流高電壓試驗(yàn)直流高電壓試驗(yàn)的適用條件；產(chǎn)生直流高電壓的方法；直流高電壓的測(cè)量方法。M10.5講授/討論1虛擬仿真實(shí)驗(yàn)194.34.3．沖擊高電壓試驗(yàn)4.3．沖擊高電壓試驗(yàn)沖擊高電壓試驗(yàn)的適用條件；產(chǎn)生沖擊電壓的方法；進(jìn)行沖擊高壓試驗(yàn)的方法；沖擊電壓的測(cè)量方法。M11講授/討論1虛擬仿真實(shí)驗(yàn)205.1第五章電氣設(shè)備絕緣在線檢測(cè)與診斷5.1.電氣設(shè)備絕緣在線檢測(cè)第五章電氣設(shè)備絕緣在線檢測(cè)與診斷本章重點(diǎn)難點(diǎn)：電容性設(shè)備絕緣、MOA在線檢測(cè)方法。5.1.電氣設(shè)備絕緣在線檢測(cè)電氣設(shè)備絕緣的狀態(tài)維修；電容型設(shè)備絕緣在線檢測(cè)；金屬氧化物避雷器在線檢測(cè)。M12講授/討論2作業(yè)/自學(xué)215.25.2.數(shù)學(xué)工具在絕緣診斷中的應(yīng)用5.2.數(shù)學(xué)工具在絕緣診斷中的應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論在絕緣診斷中的應(yīng)用簡(jiǎn)介；小波分析在絕緣診斷中的應(yīng)用簡(jiǎn)介；專家系統(tǒng)在絕緣診斷中的應(yīng)用簡(jiǎn)介。M11講授/討論1作業(yè)/自學(xué)226.1第六章線路的波過程6.1．單導(dǎo)線波過程第六章線路的波過程本章重點(diǎn)難點(diǎn)：以雷電波為例，波的多次折射與反射的分析計(jì)算；彼德遜法則的應(yīng)用。6.1．單導(dǎo)線波過程行波的概念；波過程的物理圖景；電壓波、電流波符號(hào)的確定原則。M20.5講授/討論//236.26.2．波的折射與反射6.2．波的折射與反射特殊條件下行波的折射與反射；彼德遜法則；波的多次折射和反射。M21講授/討論1作業(yè)/自學(xué)246.36.3.波在傳播過程中的衰減與畸變6.3.波在傳播過程中的衰減與畸變波在傳播中的損耗、畸變?cè)蛞约皩?duì)線路參數(shù)的影響。M20.5講授/討論1作業(yè)/自學(xué)257.1第七章雷電及防雷保護(hù)裝置7.1．雷電過程與雷電參數(shù)第七章雷電及防雷保護(hù)裝置本章重點(diǎn)難點(diǎn)：雷電過程及參數(shù)；防雷設(shè)備的工作原理。7.1．雷電過程與雷電參數(shù)雷電放電過程；雷電相關(guān)參數(shù)的定義。M20.5講授/討論//267.27.2．防雷保護(hù)裝置7.2．防雷保護(hù)裝置避雷針、避雷線的保護(hù)原理和保護(hù)范圍的計(jì)算；避雷器的分類及工作基本原理；防雷接地裝置的分類與特點(diǎn)。M2,M31.5講授/討論1作業(yè)/自學(xué)278.1第八章電力系統(tǒng)防雷保護(hù)8.1．輸電線路的防雷保護(hù)第八章電力系統(tǒng)防雷保護(hù)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：線路防雷措施；發(fā)電廠和變電所的防雷措施。8.1．輸電線路的防雷保護(hù)防雷四原則；輸電線路雷電過電壓的分類及產(chǎn)生原理；輸電線路耐雷水平的計(jì)算；輸電線路雷擊跳閘率的計(jì)算。M2,M32講授/討論//288.28.2．發(fā)電廠和變電所的防雷保護(hù)8.2．發(fā)電廠和變電所的防雷保護(hù)發(fā)電廠、變電所的直擊雷防護(hù)措施；發(fā)電廠、變電所的雷電侵入波防護(hù)措施。M2,M31.5講授/討論1作業(yè)/自學(xué)298.38.3．旋轉(zhuǎn)電機(jī)的防雷保護(hù)8.3．旋轉(zhuǎn)電機(jī)的防雷保護(hù)直配電機(jī)的防雷措施；非直配電機(jī)的防雷措施。M2,M30.5講授/討論2課程報(bào)告309.1第九章電力系統(tǒng)內(nèi)部過電壓9.1．操作過電壓第九章電力系統(tǒng)內(nèi)部過電壓本章重點(diǎn)難點(diǎn)：系統(tǒng)內(nèi)部過電壓的產(chǎn)生原理及限制過電壓的措施。9.1．操作過電壓切除小電感負(fù)載過電壓、斷開小電容負(fù)載過電壓、空載線路合閘過電壓、間歇電弧接地過電壓的產(chǎn)生原理與限制過電壓的措施。M24講授/討論2作業(yè)/自學(xué)319.29.2．暫時(shí)過電壓9.2．暫時(shí)過電壓諧振過電壓、工頻電壓升高過電壓的產(chǎn)生原理與限制過電壓的措施。M21講授/討論//3210.1第十章電力系統(tǒng)絕緣配合10.1絕緣配合概念及絕緣配合方法第十章電力系統(tǒng)絕緣配合本章重點(diǎn)難點(diǎn)：電力系統(tǒng)絕緣配合的概念，常用絕緣配合方法。10.1絕緣配合概念及絕緣配合方法M11講授/討論2作業(yè)/自學(xué)四、考核方式序號(hào)考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評(píng)占比1平時(shí)作業(yè)1.每周布置2~3道題目，平均每次課1道題以上。2.（內(nèi)容）主要圍繞課程目標(biāo)1和2布置作業(yè)，二者比例約為1：1。3.成績(jī)采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成準(zhǔn)確性、是否按時(shí)上交、是否獨(dú)立完成評(píng)分。3.考核學(xué)生對(duì)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)基本知識(shí)的掌握能力，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能力題型主要有作圖、分析和計(jì)算題。20%2課程報(bào)告通過高電壓技術(shù)所學(xué)知識(shí)及查閱文獻(xiàn)，明確高電壓技術(shù)相關(guān)社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，撰寫課程報(bào)告，分析實(shí)踐活動(dòng)對(duì)社會(huì)、安全等方面的影響，并闡述應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。3.考核學(xué)生對(duì)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)知識(shí)的應(yīng)用能力，針對(duì)交直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中的控制問題，能夠根據(jù)用戶需求確定設(shè)計(jì)目標(biāo)，從技術(shù)角度優(yōu)選解決方案獲得有效結(jié)論。20%3期末考試1.閉卷考試，成績(jī)采用百分制，卷面成績(jī)總分100分。2.主要圍繞課程目標(biāo)1和2設(shè)計(jì)考題，二者比例約為1：1。3.主要考核學(xué)生對(duì)高電壓技術(shù)基本知識(shí)的掌握能力，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能力，題型主要有選擇題、填空題、簡(jiǎn)答題、分析題、計(jì)算題等。50%4考勤隨機(jī)點(diǎn)名、刷卡點(diǎn)名等5%5課堂表現(xiàn)隨機(jī)檢查學(xué)生上課精神狀態(tài)、回答問題情況5%五、評(píng)分細(xì)則序號(hào)課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評(píng)分等級(jí)1M1平時(shí)作業(yè)30%A-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖規(guī)范，解題思路清晰、步驟完整、格式合理、答案準(zhǔn)確。B-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式合理、答案準(zhǔn)確。C-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式比較合理、答案準(zhǔn)確。D-作業(yè)抄襲，未能按時(shí)完成，作圖不規(guī)范，解題思路混亂。2M2平時(shí)作業(yè)30%A-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖規(guī)范，解題思路清晰、步驟完整、格式合理、答案準(zhǔn)確。B-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式合理、答案準(zhǔn)確。C-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式比較合理、答案準(zhǔn)確。D-作業(yè)抄襲，未能按時(shí)完成，作圖不規(guī)范，解題思路混亂。3M1期末考試70%（見試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）4M2期末考試70%（見試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）5M3課程報(bào)告70%A-閱讀文獻(xiàn)9篇以上，找出3種以上的解決方案，并能清晰地描述各方案。相關(guān)社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)對(duì)比分析清楚，歸納全面正確，結(jié)論正確。報(bào)告撰寫符合規(guī)范，表述內(nèi)容層次分明，主題明確。在實(shí)踐活動(dòng)對(duì)社會(huì)、安全等方面影響上分析清楚、論述全面。B-閱讀文獻(xiàn)5篇以上，找出2種解決方案，并能清晰地描述各方案。相關(guān)社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)對(duì)比分析一般，歸納全面，結(jié)論較正確。報(bào)告撰寫基本符合規(guī)范，表述內(nèi)容層次較分明，主題基本明確。在實(shí)踐活動(dòng)對(duì)社會(huì)、安全等方面影響