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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

⑤提高气体介质电气强度的方法

改善电场分布，削弱或抑制电离过程

⑥SF6强电负性气体的绝缘性能、理化特性及工程应用

⑦沿面放电

沿面放电界面电场分布与特点，固体介质表面有水膜或污秽状态下的沿面放电，提高沿面放电电压的方法（包括防污闪）

＜二＞液体、固体介质的电气特性

①电介质的极化、电导和损耗

电介质的极化，电介质的电导、损耗，电介质的等效电路

②液体、固体介质的击穿

液体、固体介质击穿、影响因素及提高其击穿电压的方法

③组合绝缘的电气强度

介质的组合原则及组合绝缘中的电场

④绝缘的老化

绝缘老化的类型与一般规律，延缓老化的方法

第二部分电气设备绝缘试验技术

＜三＞电气设备绝缘预防性试验

①绝缘电阻的测量

多层介质的吸收现象，绝缘电阻与吸收比测量

②介质损耗角正切的测量

tg的测量方法及影响其测量的因素

③局部放电的测量

局部放电及检测方法

④电压分布的测量

绝缘表面（绝缘子）电压分布的测量方法

＜四＞绝缘的高电压试验

①工频高电压试验

试验用工频高电压的产生与工频高电压试验，工频高电压的测量②直流高电压试验

产生直流高电压的方法，直流高电压的测量，直流高电压试验和泄漏电流试验

③冲击高电压试验

冲击电压发生器与雷电冲击高电压试验，操作冲击波的产生，冲击高电压的测量

＜五＞电气设备绝缘在线检测与诊断

①电气设备绝缘的状态维修

电气设备绝缘的状态维修现状与前景

②电容型设备绝缘在线检测

电容型设备绝缘特征参数的选择，在线检测的实现

③金属氧化物避雷器在线检测

金属氧化物避雷器在线检测原理与方法

④神经网络、小波分析、专家系统在绝缘诊断中的应用

结合现场实例介绍理论方法的基本应用

第三部分电力系统过电压与绝缘配合

＜六＞线路和绕组中的波过程

①单导线波过程

均匀无损长线波过程，波动方程及其解

②波的折射与发射

折射波与反射波的计算，计算折射波的等值电路法则──彼德逊法则，计算波的多次折、反射的方法──网格法

③多导线系统的波过程

平行多导线系统波过程的麦克斯韦方程组

④波在传播过程中的衰减与畸变

波的衰减与畸变效应及其实际应用

⑤绕组中的波过程

变压器绕组中的波过程（单绕组、三相绕组及绕组间），旋转电机绕组中的波过程

＜七＞雷电及防雷保护装置

①雷电放电及其电气参数

②防雷保护装置

避雷针（线），避雷器种类、动作原理、特性参数及应用，防雷接地，雷电流流过接地装置的效应与特点

＜八＞电力系统防雷保护

①输电线路的防雷保护

输电线路防雷原理、防雷措施、耐雷（直击雷、感应雷过电压）性能分析

②发电厂和变电站的防雷保护

发、变电站的直击雷防护，对雷电侵入波防护，变电所防雷的几个具体问题

③旋转电机的防雷保护

旋转电机防雷的特点与保护接线

＜九＞电力系统内部过电压

①操作过电压

切、合空载线路过电压，断续弧光接地过电压，切除空载变压器过电压，产生的原因、发展过程、影响因素、限制措施

②暂时过电压

工频电压升高，谐振过电压的基本概念

＜十＞电力系统绝缘配合

电力系统绝缘配合概念与方法

实验

①导线波过程

②直流高电压作用下空气间隙的击穿

③冲击发生器（演示）

④沿面放电（演示）

⑤油中小桥效应（演示）

学时分配③：４

⑤：２

②：１．５

③：１②：０．５

高电压技术第二版习题答案

第一章气体放电的基本物理过程（1）在气体放电过程中，碰撞电离为什么主要是由电子产生的？答：气体中的带电粒子主要有电子和离子，它们在电场力的作用下向各自的极板运动，带正电荷的粒子向负极板运动，带负电荷的粒子向正极板运动。电子与离子相比，它的质量更小，半径更小，自由行程更大，迁移率更大，因此在电场力的作用下，它更容易被加速，因此电子的运动速度远大于离子的运动速度。更容易累积到足够多的动能，因此电子碰撞中性分子并使之电离的概率要比离子大得多。所以，在气体放电过程中，碰撞电离主要是由电子产生的。（2）带电粒子是由哪些物理过程产生的，为什么带电粒子产生需要能量？答：带电粒子主要是由电离产生的，根据电离发生的位置，分为空间电离和表面电离。根据电离获得能量的形式不同，空间电离又分为光电离、热电离和碰撞电离，表面电离分为正离子碰撞阴极表面电离、光电子发射、热电子发射和强场发射。原子或分子呈中性状态，要使原子核外的电子摆脱原子核的约束而成为自由电子，必须施加一定的外加能量，使基态的原子或分子中结合最松弛的那个电子电离出来所需的最小能量称为电离能。（3）为什么SF6气体的电气强度高？答：主要因为SF6气体具有很强的电负性，容易俘获自由电子而形成负离子，气体中自由电子的数目变少了，而电子又是碰撞电离的主要因素，因此气体中碰撞电离的能力变得很弱，因而削弱了放电发展过程。 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：汤逊理论的基本观点：电子碰撞电离是气体电离的主要原因；正离子碰撞阴极表面使阴极表面逸出电子是维持气体放电的必要条件；阴极逸出电子能否接替起始电子的作用是自持放电的判据。它只适用于低气压、短气隙的情况。气体放电流注理论以实验为基础，它考虑了高气压、长气隙情况下空间电荷对原有电场的影响和空间光电离的作用。在初始阶段，气体放电以碰撞电离和电子崩的形式出现，但当电子崩发展到一定程度之后，某一初始电子的头部集聚到足够数量的空间电荷，就会引起新的强烈电离和二次电子崩，这种强烈的电离和二次电子崩是由于空间电荷使局部电场大大增强以及发生空间光电离的结果，这时放电即转入新的流注阶段。 1-3 在一极间距离为1cm 的均匀电场气隙中，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。答：e αd=e11=59874。 1-5 试近似估算标准大气条件下半径分别为1cm 和1mm 的光滑导线的电晕起始场强。P15皮克公式 1-6 气体介质在冲击电压下的击穿有何特点？其冲击电气强度通常用哪些方式表示？答：在持续电压（直流、工频交流）作用下，气体间隙在某一确定的电压下发生击穿。而在冲击电压作用下，气体间隙的击穿就没有这种某一个确定的击穿电压，间隙的击穿不仅与电 cm ,1m ,/5.58)1.03 .0(1*1*30)3.01(30/39)13.0(1*1*30)3.01(301.01导线半径空气相对密度光滑导线导线表面粗糙系数--=-=+=+==+=+===r m cm kV r m E cm kV r m E m c m c δδδδδ

高电压技术复习要点

高电压技术复习要点（2013-2014-1 0912121-2）（王伟屠幼萍编著高电压技术）第1章气体放电的基本物理过程 1.何为原子的激励和电离。 2.气体电离的形式及基本概念。 3.气体碰撞电离与哪些因素有关。 4.气体产生放电的首要前提。 5.热电离与碰撞电离的异同。 6.影响逸出功的因素。 7.金属电极表面电离的四种形式。 8.负离子形成对气体放电的影响。 9.气体放电过程中存在哪三种带电质点。 10.带电粒子的自由行程及特性。 11.影响平均自由行程的因素。 12.带电粒子的迁移率。为何电子的迁移率和平均自由行程大于离子。 13.何为带电离子的扩散，何原因所致。 14.带电粒子消失的主要方式。 15为何电子与离子间的复合概率远小于正、负离子复合概率。 16.气体放电分为哪两类。 17.非自持放电自持放电 18.绘制并说明“气体中电流与电压的关系曲线”及对应的放电过程。 19.阐述Townsend理论。 20.电子碰撞电离系数；正离子表面电离系数。 21.自持放电条件表达式。 22.影响电子碰撞电离系数的因素。 23.Paschen定律，击穿电压为何具有最小值。 24.当pd>200(cm.133Pa)后，击穿过程与Townsend理论的差异主要有哪些。 25. Townsend理论的适用范围。 26.流注理论的特点；流注 27.正流注、负流注以及二者形成的不同之处。 28根据放电特征，电场均匀程度如何划分。 29.电晕放电；防止和减轻电晕放电的根本途径。 30.极性效应 31.雷电放电的三个主要阶段。 32.沿面放电。 33.固体介质表面电场分布的三种典型情况。 34.极不均匀电场具有强垂直分量时沿面放电过程。 35.滑闪放电以什么为特征。沿面放电与什么有关。比电容。

《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：0808000415 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

大学教材课后习题答案免费下载链接下部

大学教材课后习题答案免费下载链接（上中下）190-290 本资料由https://www.wendangku.net/doc/ed11294344.html,上网购返利网分享汽车理论习题答案(考研_作业).pdf→→ https://www.wendangku.net/doc/ed11294344.html,/s/1zobam 汽车理论第五版_课后习题答案(正确).pdf→→ https://www.wendangku.net/doc/ed11294344.html,/s/1o67DaHk 波动习题答案.pdf→→https://www.wendangku.net/doc/ed11294344.html,/s/1pJDGFyj 泵与风机课后习题答案.pdf→→https://www.wendangku.net/doc/ed11294344.html,/s/1gdBph3H 流体力学习题解答李晓燕吴邦喜.pdf→→ https://www.wendangku.net/doc/ed11294344.html,/s/1qWM2gAo 液压与气压传动习题答案.pdf→→ https://www.wendangku.net/doc/ed11294344.html,/s/1bnksUmV 物理化学第五版习题解答（上下册）.pdf→→ https://www.wendangku.net/doc/ed11294344.html,/s/1sjvvFPj 物理学教程第二版马文蔚下册课后答案完整版_cropped.pdf→→https://www.wendangku.net/doc/ed11294344.html,/s/1sj98Mct 物理学第五版上册习题答案.pdf→→ https://www.wendangku.net/doc/ed11294344.html,/s/1jG1F9NS 王勖成《有限单元法》1-5章课后习题答案.pdf→→ https://www.wendangku.net/doc/ed11294344.html,/s/1nt8vc3B 理论力学教程_第三版_周衍柏_课后习题答案_总汇(1).pdf→→

理论力学教程_第三版_周衍柏_课后习题答案_总汇.pdf→→https://www.wendangku.net/doc/ed11294344.html,/s/1eQABmxW 电力系统分析课后习题答案.pdf→→ https://www.wendangku.net/doc/ed11294344.html,/s/1bngpktD 电动力学习题答案chapter5.pdf→→ https://www.wendangku.net/doc/ed11294344.html,/s/1pJ7AZ5x 电子商务法律与法规综合复习题与答案.pdf→→ https://www.wendangku.net/doc/ed11294344.html,/s/1c0nEFUo 电子测量技术基础课后习题答案上1,2,5,6,7,8.pdf→→https://www.wendangku.net/doc/ed11294344.html,/s/1hq3f7Is 电子线路习题答案梁明理版.pdf→→ https://www.wendangku.net/doc/ed11294344.html,/s/1bn5rEIr 电工学简明教程（第二版）学习辅导与习题解答.pdf→→https://www.wendangku.net/doc/ed11294344.html,/s/1mgHQ6xi 电机与拖动基础第三版李发海答案（全）.pdf→→https://www.wendangku.net/doc/ed11294344.html,/s/1dD25KyP 电气测试技术第三版_课后习题答案%28林德杰%29.pdf→→https://www.wendangku.net/doc/ed11294344.html,/s/1jGwVRE2 电磁场与电磁波习题答案 (6).pdf→→ https://www.wendangku.net/doc/ed11294344.html,/s/1bnrK3pX 电磁场与电磁波习题答案 (7).pdf→→

高电压技术

gaodianya jishu 高电压技术 high voltage technique 以试验研究为基础的应用技术。主要研究在高电压作用下各种绝缘介质的性能和不同类型的放电现象，高电压设备的绝缘结构设计，高电压试验和测量的设备及方法，电力系统的过电压、高电压或大电流产生的强电场、强磁场或电磁波对环境的影响和防护措施，以及高电压、大电流的应用等。高电压技术对电力工业、电工制造业以及近代物理的发展(如X射线装置、粒子加速器、大功率脉冲发生器等)都有重大影响。工程上把 1000伏及以上的交流供电电压称为高电压。高电压技术所涉及的高电压类型有直流电压、工频交流电压和持续时间为毫秒级的操作过电压、微秒级的雷电过电压、纳秒级的核致电磁脉冲(NEMP)等。 20世纪以来，随着电能应用的日益广泛，电力系统所覆盖的范围越来越大,传输的电能也越来越多,这就要求电力系统的输电电压等级不断提高。就世界范围而言，输电线路经历了 110、150、230千伏的高压，287、400、500、735～765千伏的超高压和 1150千伏的特高压（工业试验线路）的发展。直流输电也经历了±100、±250、±400、±450、±500以及±750千伏的发展。这几个阶段都与高电压技术解决了输电线路的电晕现象、过电压的防护和限制以及静电场、电磁场对环境的影响等问题密切相关。这一发展过程以及物理学中各种高电压装置的研制又促进了高电压技术的进步。60年代以来，为了适应大城市电力负荷日益增长的需要，以及克服城市架空输电线路走廊用地的困难，地下高压电缆输电发展迅速（由220、275 、345千伏发展到70年代的400、500千伏电缆线路）；同时，为减少变电所占地面积和保护城市环境,全封闭气体绝缘组合电器(GIS)得到越来越广泛的应用。这些都提出许多高电压技术的新问题。高电压技术的内容很广，大致分为电力系统过电压及其限制，高电压绝缘特性研究，高电压试验设备、方法和测量技术几方面。电力系统过电压及其限制研究电力系统中各种过电压，以便合理确定其绝缘水平是高电压技术的重要内容。电力系统的过电压包括雷电过电压（又称大气过电压、外部过电压）和内部过电压。其中雷电过电压由雷云直接或间接对变电所或输电线路 (避雷线、杆塔或导线)放电造成。一般雷电过电压幅值较高,超过系统的额定工作电压,但作用时间较短,波头时间大多数为1.5～2微秒，平均波长时间为30微秒，大于50微秒的很少。雷击除了会威胁输电线路和电工设备的绝缘外，还会危害高建筑物、通信线路、天线、飞机、船舶、油库等设备的安全。因此，这些方面的防雷也属于高电压技术的研究对象。电力系统内部过电压是因正常操作或故障等原因使电磁状态发生变化，引起电磁能量振荡而产生的。其中衰减较快、持续时间较短的称为操作过电压；无阻尼或弱阻尼、持续时间长的称为暂态过电压。对110～220千伏电力系统，内部过电压水平一般取 3倍最大工作电压；对330～500千伏电力系统，需要采取一些限制措施，取2～2.5倍。对特高压电力系统，进一步限制内部过电压具有巨大的经济价值，从前景来看限制到1.5～1.8倍最大工作电压是完全可能的。高电压绝缘特性研究高压电工设备的绝缘应能承受各种高电压的作用，包括交流和直流工作电压、雷电过电压和内部过电压。研究电介质在各种作用电压下的绝缘特性、介电强度和放电机理，以便合理解决电工设备的绝缘结构问题是高电压技术的重要内容。雷电过电压和内部过电压对输电线路和电工设备的绝缘是个严重的威胁。因此，研究各种气体、液体和固体绝缘材料在不同电压下的放电特性是高电压技术的重要课题。其中气体包括大气条件下的空气、压缩空气、六氟化硫气体及高真空等常用作输电线路和电工设备绝缘及其他用途的材料。因此，研究如何提高气体绝缘的放电电压，研究影响气体放电的各种因素，如间隙大小、电极形状、作用电压的极性和类型、气体的压力、温度、湿度和杂质等，对确保电工设备的经济合理和安全运行有重要意义。在采取措施限制雷电过电压和内部过电压的情况下，随着电压等级的提高，工作电压对绝缘特性的影响越来越重要。在工作电压作用下超高压输电线路和电工设备的电晕放电、局部放电、绝缘老化、静电感应、无线电干扰、噪声等现象都是高电压技术研究的课题。在工程上经常利用一些气体放电的特性来解决许多高电压技术领域中所遇到的科学技术问题，如利用球隙放电测量高电压；用各种间隙放电来限制过电压；利用电晕放电时产生稳定的电晕层以改善电场分布，从而提高间隙的放电电压等。高电压试验设备、方法和测量技术高电压领域的各种实际问题一般都需要经过试验来解决。因此，高电压试验设备、试验方法以及测量技术在高电压技术中占有格外重要的地位。为了在试验室(见图)或现场研究电介质或电工设备的绝缘特性以及适应于不同科技领域的高电压技术的应用，需要有各种类型的高电压发生装置。常见的高电压发生装置有：由工频试验变压器（见图）及其调压设备等组成的工频试验设备；模拟雷电过电压或操作过电压的冲击电压发生装置（见图）；利用高压硅堆等作为整流阀的高压直流发生装置（见图）。

高电压技术复习重点

绪论 1、输电电压一般分为高压，超高压，特高压。高压指35～220kv，超高压指330～1000kv，特高压指1000kv及以上。高压直流通常指±600kv及以下的直流输电电压，±600kv以上的称为特高压直流。 2、电介质的极化：通常电介质显中性，但是如果其处于电场中，则电荷质点将顺着电场方向产生位移。极化时电介质内部电荷总和为零，但会产生一个与外施电场方向相反的内部电场。 3、流过介质中的电流可以分为三部分：纯电容电流分量，吸收电流，电导电流。 4、电介质损耗：处于电场中的绝缘介质，必然会存在一定的能量损耗，而这些由极化、电导等所引起的损耗就称为介质损耗。 5、介质损耗来源①由介质电导形成的漏电流在交变电压下具有有功电流的性质，由它所引起的功率损耗称为介质电导损耗；②由介质中与时间有关的各种极化过程所引起的损耗。第一章 1、电离方式可分为热电离，光电离，碰撞电离。 2、汤逊放电理论的适用范围：汤逊理论是在低气压、pd较小的条件下在放电实验的基础上建立的。pd过小或过大，放电机理将出现变化，汤逊理论就不在再适用了。 3、电晕放电现象：在极不均匀场中，当电压升高到一定程度后，在空气间隙完全击穿之前，小曲率电极附近会有薄薄的发光层。 4、电晕放电的危害：①引起功率损耗②形成高频电磁波对无线电广播和电视信号产生干扰③产生噪声。对策：采用分裂导线。利用：①净化工业废气的静电除尘器②净化水用的臭氧发生器③静电喷涂。 5、下行的负极性雷通常可分为三个阶段：先导放电，主放电和余光。 6、提高气体击穿电压的措施：①电极形状的改进。②空间电荷对原电场的畸变作用。③极不均匀场中屏障的作用。④提高气体压力的作用。⑤高真空和高电气强度气体SF6的采用。 7、污闪：由于绝缘子常年处于户外环境中，因此在表面很容易形成一层污物附着层。当天气潮湿时污秽层受潮变成了覆盖在绝缘子表面的导电层，最终引发局部电弧并发展成闪络。 8、污闪发展过程：①污秽层的形成②污秽层的受潮③干燥带形成与局部电弧产生 ④局部电弧发展成闪络。 9、等值盐密法：把绝缘子表面的污秽密度，按照其导电性转化为单位面积上NaCl 含量的一种表示方法。是目前世界范围内应用最广泛的方法。 10、气体放电过程中产生带电质点最重要的方式是什么，为什么？碰撞电离，碰撞电离主要由电子的碰撞引起，因为电子体积小，其自由行程比离子大得多，所以在电场中获得的动能比离子大得多。其次，由于电子质量非常小，当电子动能不足以使中性质点电离时，会遭到弹射而不损失动能。而离子因其质量与被碰撞的中性质点相近，每次碰撞都会使其速度减小，影响其动能的积累。

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；

高电压技术答案

高电压技术-在线作业_A 用户名：最终成绩：100.0 一单项选择题 1. 不变畸变升高减弱本题分值： 5.0 用户得分： 5.0 用户解答：升高知识点： 2. 波阻抗的大小与线路的几何尺寸有关波阻抗是前行波电压与前行波电流之比对于电源来说波阻抗与电阻是等效的线路越长，波阻抗越大本题分值： 5.0 用户得分： 5.0 用户解答：线路越长，波阻抗越大知识点： 3. 偶极子极化离子式极化空间电荷极化电子式极化若电源漏抗增大,将使空载长线路的末端工频电压（）下列表述中，对波阻抗描述不正确的是（）极化时间最短的是（）

本题分值： 5.0 用户得分： 5.0 用户解答：电子式极化知识点： 4. 弹性极化极化时间长有损耗温度影响大本题分值： 5.0 用户得分： 5.0 用户解答：弹性极化知识点： 5. 电化学击穿热击穿电击穿各类击穿都有本题分值： 5.0 用户得分： 5.0 用户解答：电击穿知识点： 6. 16kA 120kA 下列不属于偶极子极化特点的是（）若固体电介质被击穿的时间很短、又无明显的温升，可判断是（）根据我国有关标准，220kV 线路的绕击耐雷水平是（）

80kA 12kA 本题分值： 5.0 用户得分： 5.0 用户解答： 12kA 知识点： 7. 不确定降低增高不变本题分值： 5.0 用户得分： 5.0 用户解答：降低知识点： 8. 某气体间隙的击穿电压UF 与PS 的关系曲线如图1 所示。当时，U F 达最小值。当时，击穿电压为U 0，若其它条件不变，仅将间隙距离增大到4/3倍，则其击穿电压与U 0相比，将（）。

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

发输变电基础_考试分值分布

发输变电基础考试分值分布上午段：高等数学 24题流体力学 12题普通物理 12题计算机应用基础 10题普学 12题电工电子技术 12题理论力学 13题工程经济 10题材料力学 15题合计120题，每题1分。考试时间为4小时。下午段：电路与电磁场 18题模拟电子技术和数字电子技术 12题电气工程基础 30题合计60题，每题2分。考试时间为4小时。上、下午总计180题，满分为240分。考试时间总计为8小时一、1、《普通物理》程守洙、江之永主编： 2、《普通物理学》（第三版）。高等教育，1979年。二、《普学》 1. 大学编：《普学》（第三版）。高等教育，1988年。 2. 同济大学编：《普学》。同济大学，1993年。 3. 国璞编：《大学化学》。清华大学，1994年。 4. 余纯海、齐昌瑶编：《工程化学》。东北林业大学，1996年。三、《理论力学》 1. 工业大学理论力学教研室编：

《理论力学》（第六版）。高等教育。四、材料力学 1. 训方、胡增强编著，金心全修订：《材料力学》（第四版）。高等教育。 2. 鸿文主编：《材料力学》（第四版）。高等教育。五、《流体力学》 1、西南交通大学力学教研室：《水力学》。高等教育，1991年。 2、郝中堂、周均长主编：《应用流体力学》。大学，1991年。六、计算机应用基础 1. 徐惠民等编：《计算机基础与因特网应用教程》。机械工业，2001年。七、电工电子技术 1. 曾煌主编：《电工学》（上、下册）（第六版）。高等教育。 2. 程守洙、江之永主编：《普通物理学》下册（第三版电学部分）。高等教育，1979年。八、工程经济 1. 傅家骥、仝允桓主编：《工业技术经济学》（第三版）。清华大学，1996年。 2. 吴添祖主编：《技术经济学概论》。高等教育，1998年。九、电路与电磁场邱关源主编：《电路》（第四版）上、下册。高等教育。十、、模拟电子技术康华光主编：《电子技术基础》（模拟部分）。高等教育。十一、数字电子技术

(完整版)高电压技术第1章习题

第1章气体的绝缘特性与介质的电气强度 1-1气体放电过程中产生带电质点最重要的方式是什么，为什么？ 1-2简要论述汤逊放电理论。 1-3为什么棒－板间隙中棒为正极性时电晕起始电压比负极性时略高？ 1-4雷电冲击电压的标准波形的波前和波长时间是如何确定的？ 1-5操作冲击放电电压的特点是什么？ 1-6影响套管沿面闪络电压的主要因素有哪些？ 1-7具有强垂直分量时的沿面放电和具有弱垂直分量时的沿面放电，哪个对于绝缘的危害比较大，为什么？ 1-8某距离4m的棒-极间隙。在夏季某日干球温度=30℃，湿球温度=25℃，气压=99.8kPa 的大气条件下，问其正极性50%操作冲击击穿电压为多少kV?（空气相对密度=0.95）1-9某母线支柱绝缘子拟用于海拔4500m的高原地区的35kV变电站，问平原地区的制造厂在标准参考大气条件下进行1min工频耐受电压试验时，其试验电压应为多少kV？

1-1气体放电过程中产生带电质点最重要的方式是什么，为什么？答: 碰撞电离是气体放电过程中产生带电质点最重要的方式。这是因为电子体积小，其自由行程(两次碰撞间质点经过的距离)比离子大得多，所以在电场中获得的动能比离子大得多。其次．由于电子的质量远小于原子或分子，因此当电子的动能不足以使中性质点电离时，电子会遭到弹射而几乎不损失其动能；而离子因其质量与被碰撞的中性质点相近，每次碰撞都会使其速度减小，影响其动能的积累。 1-2简要论述汤逊放电理论。答: 设外界光电离因素在阴极表面产生了一个自由电子，此电子到达阳极表面时由于α过程，电子总数增至d e α个。假设每次电离撞出一个正离子，故电极空间共有（d e α－1）个正离子。这些正离子在电场作用下向阴极运动，并撞击阴极．按照系数γ的定义，此（d e α－1）个正离子在到达阴极表面时可撞出γ（d e α－1）个新电子，则(d e α-1)个正离子撞击阴极表面时，至少能从阴极表面释放出一个有效电子，以弥补原来那个产生电子崩并进入阳极的电子，则放电达到自持放电。即汤逊理论的自持放电条件可表达为r(d e α-1)=1或γd e α＝1。 1-3为什么棒－板间隙中棒为正极性时电晕起始电压比负极性时略高？答:（1）当棒具有正极性时，间隙中出现的电子向棒运动，进入强电场区，开始引起电离现象而形成电子崩。随着电压的逐渐上升，到放电达到自持、爆发电晕之前，在间隙中形成相当多的电子崩。当电子崩达到棒极后，其中的电子就进入棒极，而正离子仍留在空间，相对来说缓慢地向板极移动。于是在棒极附近，积聚起正空间电荷，从而减少了紧贴棒极附近的电场，而略为加强了外部空间的电场。这样，棒极附近的电场被削弱，难以造成流柱，这就使得自持放电也即电晕放电难以形成。（2）当棒具有负极性时，阴极表面形成的电子立即进入强电场区，造成电子崩。当电子崩中的电子离开强电场区后，电子就不再能引起电离，而以越来越慢的速度向阳极运动。一部份电子直接消失于阳极，其余的可为氧原子所吸附形成负离子。电子崩中的正离子逐渐向棒极运动而消失于棒极，但由于其运动速度较慢，所以在棒极附近总是存在着正空间电荷。结果在棒极附近出现了比较集中的正空间电荷，而在其后则是非常分散的负空间电荷。负空

高电压技术第三版课后习题答案

第一章作

?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? e?d? e11?1?59874 答：到达阳极的电子崩中的电子数目为59874个。

高电压技术重要知识点

高电压技术重要知识点-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

高电压技术各章知识点第一篇电介质的电气强度第1章气体的绝缘特性与介质的电气强度 1、气体中带电质点产生的方式热电离、光电离、碰撞电离、表面电离 2、气体中带电质点消失的方式流入电极、逸出气体空间、复合 3、电子崩与汤逊理论电子崩的形成、汤逊理论的基本过程及适用范围 4、巴申定律及其适用范围击穿电压与气体相对密度和极间距离乘积之间的关系。两者乘积大于时,不再适用 5、流注理论考虑了空间电荷对原有电场的影响和空间光电离的作用，适用两者乘积大于时的情况 6、均匀电场与不均匀电场的划分以最大场强与平均场强之比来划分。 7、极不均匀电场中的电晕放电电晕放电的过程、起始场强、放电的极性效应 8、冲击电压作用下气隙的击穿特性雷电和操作过电压波的波形冲击电压作用下的放电延时与伏秒特性 50%击穿电压的概念 9、电场形式对放电电压的影响均匀电场无极性效应、各类电压形式放电电压基本相同、分散性小极不均匀电场中极间距离为主要影响因素、极性效应明显。 10、电压波形对放电电压的影响电压波形对均匀和稍不均匀电场影响不大对极不均匀电场影响相当大完全对称的极不均匀场：棒棒间隙极大不对称的极不均匀场：棒板间隙 11、气体的状态对放电电压的影响湿度、密度、海拔高度的影响 12、气体的性质对放电电压的影响在间隙中加入高电强度气体,可大大提高击穿电压，主要指一些含卤族元素的强电负性气体，如SF6 13、提高气体放电电压的措施电极形状的改进空间电荷对原电场的畸变作用极不均匀场中屏障的采用提高气体压力的作用

电力系统教学大纲

新疆大学“电力系统分析”课程教学大纲课程英语名称：Power System Analysis 课程编号：C125704-05（120064）课程类型：专业选修（限选）课程总学时：128 学时学分：8 学分适用对象：适合于电气工程及其自动化专业的民族本科生先修课程：电路，电磁场，电机学使用教材：《电力系统》华智明，重庆大学出版社．2005年参考教材：《电力系统稳态分析》（第二版），陈珩，北京，中国电力出版社．1995年《电力系统暂态分析》，（第二版），李光琦，北京，中国电力出版社，1995年《电子数字计算机的应用—电力系统分析》，西安交通大学等，北京，水利电力出版社，1995年一、课程性质、目的和任务本课程是电气工程及其自动化专业的主要专业课程之一，是一门理论性和实践性都很强的课程。通过本课程的学习，使学生对电力系统的组成、运行特点、分析方法有全面的了解；熟悉电力系统各元件的特点、数学模型和相互间的关系，理解并掌握电力系统稳态和暂态分析分析的物理概念、原理和方法；并在工程分析计算和解决实际问题的能力上得到训练和培养，为今后进一步的学习和在实践中的应用打下一定的基础。本课程为高低压电气设备、电力系统继电保护、电力系统自动装置和高电压技术以及其他相关专业选修课程奠定理论基础。二、教学基本要求 1．全面介绍电力系统的组成和运行情况，电力系统故障的概念、各元件参数标幺值的计算和同步发电机突然三相短路的物理过程。 2．深入的说明本课程中的重要物理概念和电力系统各主要元件的特性、数学模型以及相互间的关系，为进一步掌握和研究电力系统分析和运行问题提供良好的基础。 3．详细介绍电力系统稳态和暂态分析的基本原理和分析、计算方法。使学生能够独立地对有关内容、问题进行分析、计算，并给出正确的结论。三、教学内容及要求教学内容： 1．电力系统的基本概念电力系统的组成和生产过程电力系统运行的特点和基本要求电力系统负荷的构成和变化规律电力系统结线方式电力系统的电压等级电力系统中性点运行方式 181

高电压技术复习资料题及规范标准答案

高电压技术复习题及答案一、选择题 (1)流注理论未考虑 B 的现象。 A．碰撞游离B．表面游离C．光游离D．电荷畸变电场 (2)先导通道的形成是以 C 的出现为特征。 A．碰撞游离B．表面游离C．热游离D．光游离。 (3) 电晕放电是一种 A 。 A．自持放电B．非自持放电C．电弧放电D．均匀场中放电 (4) 气体内的各种粒子因高温而动能增加，发生相互碰撞而产生游离的形式称为 C 。 A.碰撞游离 B.光游离 C. 热游离 D. 表面游离 (5) 以下哪个不是发生污闪最危险的气象条件？ D 。 A. 大雾 B. 毛毛雨 C. 凝露 D.大雨 (6) SF6 气体具有较高绝缘强度的主要原因之一是 D 。 A．无色无味性B．不燃性C．无腐蚀性D．电负性

(7) 冲击系数是 B 放电电压与静态放电电压之比。A．25% B．50% C．75% D．100% (8) 在高气压下，气隙的击穿电压和电极表面 A 有很大关系A．粗糙度B．面积C．电场分布D．形状 (9)雷电流具有冲击波形的特点：___C__。 A．缓慢上升，平缓下降B．缓慢上升，快速下降C．迅速上升，平缓下降D．迅速上升，快速下降 (10) 在极不均匀电场中，正极性击穿电压比负极性击穿电压___A__。A.小B．大C．相等D．不确定 (11) 下面的选项中，非破坏性试验包括_ADEG__，破坏性实验包括__BCFH__。 A.绝缘电阻试验 B.交流耐压试验 C.直流耐压试验 D.局部放电试验 E.绝缘油的气相色谱分析 F.操作冲击耐压试验 G.介质损耗角正切试验 H. 雷电冲击耐压试验 (12)用铜球间隙测量高电压，需满足那些条件才能保证国家标准规定

《高电压技术》课程教学大纲选修

《高电压技术》课程教学大纲学分：3 总学时：54 理论学时：54 面向专业：电气工程及自动化大纲执笔人：赵法起大纲审定人：李有安课程编号：一、说明 1.课程的性质、地位和任务《高电压技术》是电气类专业的一门专业选修课，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。 2.课程教学的基本要求先修课程：《电路》、《模拟电子电路》、《电机学》、《电磁场》、《电气设备》、《电力系统分析》等。本课程在教学过程中应注意联系生产实践中具体设备讲解概念和基本理论，培养学生的自学能力、分析和解决问题能力及实践能力。教学方法上以传统讲授与多媒体教学手段相结合，以“少而精”为原则，重点介绍高电压技术中的基本物理过程、现象和试验方法，不过多地介绍烦琐的公式推导和试验步骤。开展电子课件的研制，演示放电过程、波过程、内过电压和外过电压的形成过程。适当介绍利用计算机进行过电压计算的方法。本课程的教学环节包括：课堂讲授、习题课、课外作业等。通过本课程各个教学环节的学习，重点培养学生工程应用能力的提高。 3.课程教学改革总体设想：为解决授课学时少授课内容多的矛盾，在有限的教学时间里较好的完成授课任务，必须做到重点突出、精讲多练，尽量使用现代教学手段如多媒体教学等，在增加信息量的前提下也能保证教学质量。采用启发式教学，培养学生的自学能力。课堂上增加讨论，调动学生的学习兴趣，以及学习的主观能动性。二、教学大纲内容第一章气体放电的基本物理过程（讲课6学时） §1-1 带电粒子的产生和消失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。 §1-2 电子崩电子崩产生的原因及其运动规律 §1-3 自持放电条件推倒自持放电的条件：γ（e(ad)-1）=1,及放电特性 §1-4 气体放电的流注理论空间电荷，空间光电离对气体放电的影响，解释高电压下的放电现象。

高电压技术课后习题答案详解

1-1气体放电过程中产生带电质点最重要的方式是什么，为什么答: 碰撞电离是气体放电过程中产生带电质点最重要的方式。这是因为电子体积小，其自由行程(两次碰撞间质点经过的距离)比离子大得多，所以在电场中获得的动能比离子大得多。其次．由于电子的质量远小于原子或分子，因此当电子的动能不足以使中性质点电离时，电子会遭到弹射而几乎不损失其动能；而离子因其质量与被碰撞的中性质点相近，每次碰撞都会使其速度减小，影响其动能的积累。 1-2简要论述汤逊放电理论。答: 设外界光电离因素在阴极表面产生了一个自由电子，此电子到达阳极表面时由于α过程，电子总数增至d eα个。假设每次电离撞出一个正离子，故电极空间共有（d eα－1）个正离子。这些正离子在电场作用下向阴极运动，并撞击阴极．按照系数γ的定义，此（d eα eα－1）个正离子在到达阴极表面时可撞出γ（d －1）个新电子，则(d eα-1)个正离子撞击阴极表面时，至少能从阴极表面释放出一个有效电子，以弥补原来那个产生电子崩并进入阳极的电子，则放电达到自持放电。即汤逊理论的自持放电条件可表达为r(d eα-1)=1或γd eα＝1。 1-3为什么棒－板间隙中棒为正极性时电晕起始电压比负极性时略高答:（1）当棒具有正极性时，间隙中出现的电子向棒运动，进入强电场区，开始引起电离现象而形成电子崩。随着电压的逐渐上升，到放电达到自持、爆发电晕之前，在间隙中形成相当多的电子崩。当电子崩达到棒极后，其中的电子就进入棒极，而正离子仍留在空间，相对来说缓慢地向板极移动。于是在棒极附近，积聚起正空间电荷，从而减少了紧贴棒极附近的电场，而略为加强了外部空间的电场。这样，棒极附近的电场被削弱，难以造成流柱，这就使得自持放电也即电晕放电难以形成。（2）当棒具有负极性时，阴极表面形成的电子立即进入强电场区，造成电子崩。当电子崩中的电子离开强电场区后，电子就不再能引起电离，而以越来越慢的速度向阳极运动。一部份电子直接消失于阳极，其余的可为氧原子所吸附形