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课程编码：08265070
课程名称：高电压工程
英文名称：High Voltage Engineering
开课学期：5
学时/学分：48 / 3（其中实验学时：8）
课程类型：专业限选
开课专业：电气工程及其自动化专业本科生
选用教材：梁曦东《高电压工程》 清华大学出版社 2003年9月第1版
主要参考书：张仁豫《高电压试验技术》 清华大学出版社2003年05月第1版
陈国呈译[日]《大电流能量技术与应用》 科学出版社2004年10月第1版
韩 旻《脉冲功率技术基础》 清华大学出版社2002年版
中野仪映[日]《高电压技术》 科学出版社2004年1月第1版
执笔人： 张秉仁
一、 课程性质、目的与任务
高电压工程是电工学科的一个重要分支，主要研究高电压、强电场下的各种电气物理问题，包括电力系统过电压及其限制、高电压绝缘特性、高电压试验设备、高电压产生方法和测量技术等。
20世纪60年代以来，高电压技术一直不断吸收其他学科领域的成果促进自身发展，也促进了电力传输、大功率脉冲技术、核物理等科技领域的发展，显示出强大的生机与活力。
《高电压工程》是电气工程及其自动化专业的技术基础课,是一门理论性和实践性均很强的核心骨干课程，具有完整的理论体系，同时又具有很强的实践性。
本课程的目的和任务是使学生了解和掌握气体的放电过程、液体和固体的电气性能，电气设备在高电压作用下绝缘电气性能的基本知识和绝缘监测与诊断技术，以及高电压试验和测量的基本技术；了解和掌握过电压的基本理论和防护方法，为今后从事高电压工程及相关领域的研究和技术工作打下专业基础。
二、教学基本要求
1.了解高电压工程的学科地位、基本内容和发展历史，了解本课程的任务和要求，了解高电压技术的应用范围和发展前景；
2．通过本课程的教学，使学生了解和掌握高电压工程领域的基本概念、基本思想、基本理论和基本技术方法，熟悉和掌握相应的基础知识；
3.掌握与高电压有关的气体、固体、液体介质的放电过程、绝缘特性以及电场结构、大气条件等影响放电的因素；高电压下的绝缘特点、绝缘方法以及沿面放电；交直流高电压与冲击高电压的产生方法、原理、基本装置以及对交直流高电压与冲击高电压的测量；雷电冲击过电压与操作冲击过电压的产生与防护等
4．了解高电压技术领域的新技术、新方法、新内容，如高电压技术在粒子加速器、大功率脉冲发生器、受控热核反应装置、静电喷涂、静电复印等方面的应用。
三、各章节内容及学时分配
绪 论（2学时）
第1章气体放电过程的分析（4学时）
第一节带电质点与气体放电
第二节低气压下均匀电场自持放电的汤逊理论和巴申定律
第三节高气压下均匀电场自持放电的流注理论
第四节高气压下不均匀电场气体击穿的发展过程
第2章不同电压形式下空气的绝缘特性（4学时）
第一节持续作用电压下空气的绝缘特性
第二节雷电冲击电压下空气的绝缘特性
第三节操作冲击电压下空气的绝缘特性
第四节提高气体间隙击穿电压的措施
第3章高压外绝缘及沿面放电（3学时）
第一节大气条件对空气间隙放电的影响
第二节高压外绝缘及高压绝缘子
第三节绝缘子的沿面放电
第四节绝缘子的污秽放电
第五节提高沿面放电电压的方法
第4章液体、固体电介质的电气性能（3学时）
第一节液体、固体电介质的极化、电导与损耗
第二节液体电介质的击穿
第三节固体电介质的击穿
第四节组合绝缘的电气性能
第5章绝缘监测和诊断（4学时）
第一节绝缘监测和诊断的基本概念
第二节绝缘电阻和泄漏电流的测量
第三节介质损耗角正切的测量
第四节局部放电的测量
第五节耐压试验
第六节各种预防性试验方法的特点总结
第七节绝缘的在线监测
第6章稳态高电压试验设备（3学时）
第一节交流高电压试验设备
第二节直流高电压试验设备
第7章稳态高电压的测量（3学时）
第一节稳态高电压的测量概述
第二节测量球隙
第三节高压静电电压表
第四节交流峰值电压表
第五节高压交流分压器及充气标准电容器
第六节高压直流分压器
第8章冲击高电压及大电流的产生（4学时）
第一节冲击电压发生器的基本原理
第二节冲击电压发生器放电回路的分析
第三节冲击电压发生器放电回路计算举例
第四节冲击大电流的产生
第9章冲击高电压的测量（3学时）
第一节球隙放电法测量冲击电压
第二节测量冲击电压的分压器
第三节利用光纤传输技术测量冲击高电压
第四节测量冲击高电压的示波器
第五节用作测量高电压的弱电仪器的抗干扰措施
第10章传输线的波过程（3学时）
第一节波阻抗
第二节波的折射、反射与衰减、变形
第三节通过并联电容与串联电感的波过程
第11章雷电过电压及其防护（3学时）
第一节雷电参数
第二节防雷保护的基本措施
第三节架空输电线路的雷电过电压
第四节发电厂、变电站的雷电过电压及其防护
第12章操作过电压及其防护（3学时）
第一节空载线路合闸过电压
第二节切除空载线路过电压
第三节切除空载变压器过电压
第四节操作过电压的限制措施
第五节绝缘配合的基本概念与基本方法
四．实验：
1实验目的与任务
使学生加深高电压物理现象的直观印象，增强实践能力，初步掌握高电压实验的基本方法，培养严格的实验操作习惯，树立安全第一的观念。
2实验教学基本要求
（1）掌握实验内容、方法及基本原理，熟悉实验所需设备、元件、仪器、仪表及试验；
（2）培养实验过程中严格执行实验规则,严格按实验程序进行操作的习惯；
（3）掌握高压实验中的安全措施（遮栏、联锁、接地和安全距离）以及试验前的安全检查内容,树立安全第一的绝对意识。
3实验教材或指导书
《高电压技术实验》讲义 张秉仁 孙淑琴
4实验项目一览表
序号
| 实验项目
| 内容提要
| 实验
类型
| 学时
分配
| 主要仪器
设 备
| 实验
地点
| 备注
|
1
| 空气间隙放电
| 不均匀电场和稍不均匀电场的放电
| 验证型
| 2
| 调压器、高压试验变压器
| 高电压
实验室
|
|
2
| 局部放电测量
| 测量绝缘材料内部的局部放电特征值
| 验证型
| 2
| 方波发生器；放大器、示波器
| 高电压
实验室
|
|
3
| 电介质材料性能测量
| 测量试品的体积电阻率，表面电阻率；tgδ和εr值；
| 设计型
| 2
| 高压交流变压器、高压直流电源；静电电压表、西林电桥
| 高电压
实验室
|
|
4
| 电晕放电及其电流测试
| 尖板交直流电晕放电及电流观测方法；
| 验证型
| 2
| 高压电源、调压器、示波器、环状平板铜电极
| 高电压
实验室
|
|
5
| MARX发生器
| 冲击电压发生装置、冲击电压测量
| 综合型
课 外
| 4
| 高压电源、调压器、示波器
| 高电压
实验室
| 重点项目
|
6
| 绝缘老化实验
| 绝缘电老化、热老化实验
| 综合型
课 外
| 2
| 绞线对试样、高频高压发生器
| 高电压
实验室
|
|
五 考核方式：笔试
