《高电压绝缘》课程教学大纲（本科）.docx

《高电压绝缘》课程教学大纲课程编号：08188111课程名称：高电压绝缘英文名称：High Voltage Insulation课程类型：专业课课程要求：选修学时/学分：48/3 （讲课学时：44 实验学时：4上机学时：0）适用专业：电气工程及其自动化（高电压与绝缘技术方向）一、 课程性质与任务高电压绝缘是电气工程及其自动化专业，特别是高电压与绝缘技术方向学生学习和掌握电力系统中的输电线路和各种高压电气设备绝缘结构设计的专业课本课程在教学内容方面着重讲述电力电容器、电力电缆、高压套管、高压电流互感器、电力变压器和高压电机的绝缘特点、绝缘结构、绝缘材料、绝缘配合、绝缘设计；同时为了正确地选择电介质，进行输电线路和各种高压电气设备的绝缘结构设计，本课程还讲述气体、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；讲述绝缘试验的内容本课程支撑着输电线路和各种电气设备绝缘结构设计或绝缘试验类毕业设计课题，目的是使学生具有发现、分析和解决高电压绝缘问题能力二、 课程与其他课程的联系先修课程包括大学物理、高等数学、电路、电磁场、高电压工程等，这些课程是学习高电压绝缘的基础平行课程是电力工程，高压电器，电机、变压器设计等，由于这些课程很少涉及到绝缘设计内容，因此本课程为输电线路和各种高压电气设备提供绝缘设计知识。

三、 课程教学目标1. 培养学生树立正确的工程设计思想，了解绝缘设计过程中我国有关的经济、环境、法律、安全、健康、伦理等政策和法规2. 学习高电压绝缘的基本概念和基本理论知识，掌握常用电气设备的结构、特性等基本知识支撑毕业能力要求1.3）3. 培养学生具有发现、分析、解决实际工程问题的能力，具有创新思想、创新意识和创新能力4. 培养学生的工程实践能力，使学生获得工程师的基本训练，具有运用标准、规范、手册、图册和查阅相关技术资料的能力支撑毕业能力要求6.1）5. 学习电介质的电气绝缘特性、击穿原理，掌握在输电线路和各种高压电气设备绝缘结构设计过程中正确地选择电介质，进行绝缘结构设计6. 学习电力电容器、电力电缆、高压套管、高压电流互感器、电力变压器和高压电机的绝缘设计7. 掌握外绝缘设讣的主要原则，掌握液体和固体电介质的极化、电导、损耗和击穿等物理过程（支撑毕业能力要求1.3）8. 学习高电压绝缘试验，具有解决高电压及其绝缘技术问题的能力9. 理解高压电气设备绝缘试验的基本原则、目的和意义，理解提高外绝缘能力的常用措施支撑毕业能力要求7.2）10. 了解高电压技术的前沿和发展趋势支撑毕业能力要求10.2）四、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容教学要求学时教学方式对应课程教学目标1一、基本概念与知识1. 高电压及电压等级划分2. 高压输电和输电的发展概况3. 为什么采用高压输电4. 高电压绝缘的研究对象5. 课程的内容和学习方法1. 了解高电压及电压等级划分2. 了解高压输电、输电的发展概况和为什么采用高压输电3. 了解高电压绝缘的研究对象4. 了解课程的内容和学习方法2讲授讨论1、 2、 3、4、5、102二、气体击穿过程的理论分析和击穿电压的实验数据1 .均匀电场中气体击穿的发展过程1. 了解均匀电场中气体击穿的发展过程，包括非自持放电与自持放电2. 掌握汤逊气体放电理论，包括自持放电条件、击穿电压、巴申定律和汤逊气体放电理论的适用范围3. 掌握流拄气体放电理论，包括流拄的形成，自持放电条件，击穿电压2讲授自学讨论1、 2、 3、4、53二、气体击穿过程的理论分析和击穿电压的实验数据1. 不均匀电场中气体击穿的发展过程2. 冲击电压下气体击穿1. 了解稍不均匀电场与极不均匀电场的划分2. 掌握稍不均匀电场中的自持放电条件和击穿3. 掌握极不均匀电场击穿，极性效应,饱和特性4. 掌握冲击电压的标准波形5. 掌握冲击电压下空气击穿及50%击穿电压2讲授自学讨论1、 2、 3、4、54三、气体中沿面放电及高压绝缘子1. 了解绝缘子的性能要求和材料2. 掌握气体中沿固体介质表面放电，包括均匀电场中沿面放电；极不均匀电场中具有强垂直分量时的沿面放电，滑闪放电现象，极不均匀电场中具有弱垂直分量时的沿面放电，提高沿面放电电压的措施3. 掌握介质表面淋雨和介质表面赃污时的沿面放电4. 了解影响放电电压高低的主要因素2讲授自学讨论1、 2、 3、4、5及提高放电电压的七要措施5四、液体、固体电介质的电气绝缘性能1. 电介质的极化、电导和损耗2. 液体、固体电介质的击穿1. 掌握电介质的极化现象、类型，电介质的电导及载流子的种类，电介质的损耗2. 了解研究极化、电导和损耗的意义在绝缘设计过程中如何正确地选择电介质3. 掌握液体、固体电介质的击穿原理4讲授自学讨论1、 2、 3、4、56五、电力电容器绝缘1. 电力电容器的结构、分类及用途2. 电容器的性能-比特性3. 电力电容器采用的液体电介质4. 电力电容器采用的固体电介质5. 组合绝缘6. 工作场强选取4讲授自学讨论1、 2、 3、4、 5、 6、77六、电力电缆绝缘1 .电力电缆的结构、特点2. 纸绝缘电缆、橡胶绝缘电缆、塑料绝缘电缆3. 电缆绝缘中的电场分布及其改善4. 电缆终端4讲授自学讨论1、 2、 3、4、 5、 6、78七、高压套管绝缘].高压套管的结构、特点2. 充油套管3. 电容式套管，包括油纸绝缘和胶纸绝缘套管4. 电容式套管的设计原理及设计实例4讲授自学讨论1、 2、 3、4、 5、 6、79八、高压电流互感器绝缘1. 高压电流互感器的结构、特点2. 高压电流互感器的设计原理及设计实例2讲授自学讨论1、 2、 3、4、 5、 6、710九、电力变压器绝缘1. 电力变压器的结构、特点2. 电力变压器绝缘分类3. 变压器油、绝缘纸、组合绝缘4. 变压器主绝缘设计5. 变压器内部过电压保护6. 变压器纵绝缘设计6讲授自学讨论1、 2、 3、4、 5、 6、711十、高压电机绝缘1. 电机绝缘的特点、结构和工作条件2. 沥青云母带绝缘、环氧粉云母带绝缘3. 匝间绝缘4. 高压电机防晕技术4讲授自学1、 2、 3、4、 5、 6、712d■*—*、绝缘试验实验1：绝缘电阻和吸收比测量试验实验2：介质损失角正切值和介质电容测最试验实验3：局部放电测量试验1. 掌握绝缘试验的目的、方法、要求2. 通过实验加深对气体放电理论的理解3. 学会介质损失角正切值的测量方法4. 学习实验方法，进行实验结果分析84讲授实验1、 2、 3、4、5、89实验4：绝缘油的电气试验和气相色谱分析实验5：工频、直流、冲击耐压试验五、 其他教学环节（课外教学环节、要求、目标）1. 拓展培养。

针对高压电气设备的绝缘结构设计，分组（电力电容器、电力电缆、高压套管、高压电流互感器、电力变压器和高压电机绝缘讨论、设计组）讨论如何正确地选择电介质进行绝缘结构设计，并开展实际绝缘结构设计2. 组织学生开展针对绝缘试验的研究、讨论，并进行如何设计试验方法和步骤才能实现等价性要求；如何进行试验参数测量才能更有效，更准确六、 教学方法本课程以课堂教学为主，结合作业、出勤情况与学习态度、拓展培养、讨论课、实验课等教学环节完成本课程教学在课堂教学中，理论联系实际，通过讲授、提问、讨论、典型案例分析等教学方法和手段使学生理解和掌握本课程的理论体系和应用，使学生在绝缘设计与绝缘试验方面受到工程师的基本培养和训练；其它教学环节紧密配合理论教学内容，重点使学生了解本课程与实际工程技术问题的密切联系，实现有的放矢，将该课程做实，培养学生解决共性与关键技术问题的思路、思想以及创新精神和思维，努力使学生毕业以后能够尽快地进入角色七、 考核及成绩评定方式最终成绩由出勤情况、拓展培养成绩、实验课成绩和期末笔试成绩等组合而成各部分所占比例如下：出勤情况：10%:包括学生的学习态度、课堂回答问题等情况的考察拓展培养成绩：20%；主要考核学生对于高压电气设备绝缘结构设计的理解和掌握。

实验课成绩：20%；主要考核学生对试验的方法、要求的掌握以及发现、分析和解决问题的能力期末笔试成绩：50%重点考核学生对本课程的理解与理论的掌握情况，考核其工程术语的运用和文字表达能力，其题型包括基本概念、基本原理简答题，绝缘设计类、实验类考题，计算题等八、 教材及参考书目教材：[1]高电压绝缘技术（第2版）.严璋，朱德恒.科学出版社，2011.参考书目：[I]高电压工程.梁曦东，陈昌渔，周远翔.清华大学出版社，2010.⑵高电压工程基础.施围，邱貌昌，张乔根.机械工业出版社，2006.课程教学大纲修订小组成员：林莘，厉伟。