《高电压技术》教学大纲

《高电压技术》教学大纲适用范围202X版本科人才培养方案课程代码05142061课程性质专业必修课学分3学分学时48学时（理论40学时，实验8学时）先修课程电路、电机学、电力系统分析、发电厂电气部分等后续课程无适用专业电气工程及其自动化开课单位电气工程与自动化学院一课程说明本课程是电气工程及其自动化专业的一门专业必修课本课程主要讲授高电压与绝缘技术领域的气体、固体及液体电介质的放电过程、绝缘特性，以及影响放电的多种因素；高电压、高场强下的绝缘特点，电气设备内绝缘与外绝缘的基本特性；多种过电压的产生原理、产生装置、测量方法和抗干扰措施；雷电与操作冲击过电压发生的原理、特点、防护措施,以及绝缘配合以电气绝缘材料及高电压技术的最新发展，使学生了解我国在电气工程领域的贡献和优势、与世界相关行业的差距，增强学生的民族自豪感和时代紧迫感，同时增强学生的法治观念、社会责任感和创新意识二课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标课程目标1:使学生理解电介质材料的低压电气特性及高压放电原理，掌握常见电气设备高电压相关试验原理及过程，掌握一般高电压防护装置的使用课程目标2具备较好的自学能力，能够通过多种信息手段查阅学习相关知识，能够对高电压学科有较全面的认识，掌握常见电气设备需要做的各种高压试验，掌握针对不同种类过电压的防护以及绝缘配合课程目标3能够理解“双碳目标”背景下高电压应用领域所面临的复杂工程问题及对社会、健康、安全、法律、文化的影响，培养具有扎实理论基础，较强实践能力和创新精神、严谨工程态度的电力人，具有终身学习的能力三课程目标与毕业要求《高电压技术》课程教学目标对电气工程及其自动化专业毕业要求的支撑见表lo表课程教学目标与毕业要求关系1支撑毕业要求指标点课程目标强度L工程知识

1.4能够将电气工程课程目标1:使学生理解电介质材料的低压电气特性及及其自动化专业知高压放电原理，掌握常见电气设备高电压相关试验原理识用于复杂电气工及过程，掌握一般高电压防护装置的使用H程问题解决方案的比较与优化

2.问题分析

2.1能够运用数学、课程目标1:使学生理解电介质材料的低压电气特性及自然科学和工程科高压放电原理，掌握常见电气设备高电压相关试验原理学的基本原理，识别及过程，掌握一般高电压防护装置的使用和判断复杂电气工课程目标2具备较好的自学能力，能够通过多种信息M程问题的关键环节手段查阅学习相关知识，能够对高电压学科有较全面的和参数认识，掌握常见电气设备需要做的各种高压试验，掌握针对不同种类过电压的防护以及绝缘配合

4.研究

4.1能够对电气工程课程目标2具备较好的自学能力，能够通过多种信息相关的物理现象、系手段查阅学习相关知识，能够对高电压学科•有较全面统特性进行研究和的认识，掌握常见电气设备需要做的各种高压试验，掌实验验证握针对不同种类过电压的防护以及绝缘配合课程目标3能够理解“双碳目标”背景下高电压应用领域所面H临的复杂工程问题及对社会、健康、安全、法律、文化的影响，培养具有扎实理论基础，较强实践能力和创新精神、严谨工程态度的电力人，具有终身学习的能力注表中（高）、（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度66H M

四、教学内容、基本要求与学时分配.理论部分1理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2表教学内容、基本要求与学时分配2理论学实验学对应的课程教学内容教学要求，教学重点难点时时目标.局电压技术的发展与应用概况教学要求了解高压输电的发展及

11.1高压输电的发展；应用；理解高电压、高场强下的电

1.2高电压、高场强下的特殊问气现象及应用题；L3高电压下的特殊现象及其应重点高电压、高场强下的电气现

2、31用象难点高电压、高场强下的电气特性应用.气体放电过程的分析教学要求掌握带电粒子的产生和

22.1带电质点与气体放电；消失方式；掌握气体放电理论和巴

2.2低气压下均匀电场自持放电的汤中定律；掌握自持放电的概念与条逊理论和巴申定律；件；掌握气体放电过程的影响因

1、

2、35素

2.3高气压下均匀电场自持放电的流重点气体放电的特点，各种电场注理论；型式下的气体放电理论

2.4高气压下不均匀电场气体击穿的难点不均匀电场下的气体放电发展过程击穿过程.不同电压形式下空气的绝缘特性教学要求理解不同电压作用下的

33.1电场分布的分析与电场调整；电场分布特点；掌握不同电压作用下的气体击穿特性；理解气体电气

3.2持续作用电压下空气的绝缘特强度的影响因素及提高措施性；重点不同电压型式对气体电气特

31、

2、

33.3雷电冲击电压下空气的绝缘特性的作用影响及改善措施性；难点冲击电压作用下的气体击

3.4操作冲击电压下空气的绝缘特穿性；

3.5提高气体间隙击穿电压的措施

4.高压外绝缘及沿面放电教学要求理解空气间隙放电的大

4.1大气条件对空气间隙放电的影气影响条件；理解沿面放电的概念；理解外绝缘与内绝缘的区别；响；理解不同条件下的沿面放电击穿

4.2高压外绝缘及高压绝缘子；

1、

2、33过程；掌握污闪及预防措施重点

4.3绝缘子的沿面放电；沿面放电理论及过程

4.4绝缘子的雨中放电；难点典型设备沿面放电过程分

4.5绝缘子的污秽放电析.液体、固体电介质的电气性能教学要求理解介电常数等相关参

55.1电介质电气性能的基本概念；数；掌握低压作用下的极化、电导、

5.2液体、固体电介质的极化、电导介质损耗相关概念及特点；掌握高与损耗；压作用下的液体、固体介质击穿理论及过程；理解液体、固体介质击

5.3液体电介质的击穿；

5.4固体电介质的击穿；穿的相关影响因素；理解组合绝缘

61、

2、3的概念和原则重点低压、高压

5.5电介质中的空间电荷；作用下的液体与固体的电气现象

5.6组合绝缘；难点介质损耗的产生，组合绝艳

5.7电介质的其他性能的配合

6.绝缘预防性试验教学要求理解介质电气实验的目

6.1基本概念；的和要求；掌握各种预防性实验的方法和分析；掌握各种耐压实验的

6.2绝缘电阻与泄漏电流的测量；方法和分析；理解绝缘的在线监测

6.3电介质损耗角正切的测量；

1、

2、344应用

6.4局部放电的测量；重点预防性实验和耐压实验的任

6.5绝缘油中溶解气体的色谱分析；务和要求

6.6各种预防性试验方法的特点；难点各种实验的测试分析

6.7绝缘在线监测

7.绝缘耐压试验教学要求理解交流高电压的产生

7.1交流高电压试验；原理；

7.2直流高电压试验；理解直流高电压的产生原理；理解冲击高电压的产生原理；理解冲击

7.3冲击高电压试验；大电流的产生原理；掌握各种高电

7.4高电压的测量技术

1、

2、334压测试方法；理解高压测试过程中的电磁干扰限制措施重点各种实验高压、大电流的产生原理及高电压测试方法难点直流高电压的产生

8.传输线的波过程教学要求理解行波相关概念；掌

8.1波阻抗；握不同环境中行波传输特性

61、

2、

38.2波的折射、反射与衰减、变形；（折、反射）；理解实际线路对

8.3通过并联电容与串联电感的波过行波传输影响；掌握平行导线、多程导线系统中的行波传输分析；理解并联电容、串联电感的行波传输理论分析重点线路的行波传输特性分析难点平行多导线等环境下的行波传输特性

9.雷电过电压及其防护教学要求理解雷电相关参数；掌

9.1雷电参数；握雷电危害方式；理解雷电过电压

9.2防雷保护的基本措施；的产生；掌握各种防雷措施重点

1、

2、

369.3架空输电线路的雷电过电压；避雷针、避雷器的选择难点雷

9.4发电厂、变电站的雷电过电压及电过电压的产生原理，不同场合下的防雷设计其防护.操作过电压与绝缘配合教学要求理解各种操作过电压的

1010.1高压断路器的分合闸；形成过程；掌握系统内部过电压的

10.2空载线路合闸过电压；限制措施

10.3切除空载线路过电压；重点系统操作过电压的类型及产

1、

2、33生原理

10.4特快速瞬态过电压；难点操作过电压的产生与限制

10.5操作过电压的限制措施；

10.6绝缘配合的基本概念与基本方法合计

408.实验部分2实验部分的教学内容、基本要求与学时分配见表3表实验项目、实验内容与学时3实验对应的课程实验项目实验内容和要求学时目标实验内容绝缘介质的绝缘电阻、吸收比、泄漏电流、介质损耗因数（tgb）等的测量

1.电介质材料性能测量

1、

2、34实验要求熟悉西林电桥等各种实验仪器装置的使用要求实验内容测试电介质材料（氧化锌避雷器）的直流

2.直流耐压实验耐压特性，检测其在

0.75UimA作用下的泄漏电流实

1、

2、32验要求熟悉直流高压发生器使用操作要求实验内容测试不同电极结构和不同气体间隙下的气

3.空气间隙放电实验体放电特性及实验高压的测量

21、

2、3实验要求熟悉实验变压器使用操作要求合计8

五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，结合讨论、视频资源共享、实验等教学手段完成课程教学任务和相关能力的培养学生比较全面地理解各种形态电介质在不同条件下的放电原理和特点,掌握常用实验装置及实验过程的基本理论和方法，熟悉各种过电压的产生机理，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；使学生具有进行电气设备的绝缘结构设计和绝缘特性测试的初步能力在实验教学环节中，介绍常用设备和仪器的原理、结构和使用维护方法以及综合实验内容的思路和方案设计等采用教师讲授和学生动手操作的方法；在实验前学生应复习和掌握与本实验有关的教学内容、认真阅读实验指导书；在实验中要严格遵守实验纪律，按操作规程使用仪器；实验结束后，按规定对仪器进行维护保养；每完成一项实验，要认真完成一份实验报告六课程资源

1.推荐教材

（1）方瑜等.高电压技术（第一版）[M].北京:中国电力出版社,

2021.

2.参考书

（1）赵智大.高电压技术[M].北京:中国电力出版社,

2013.

（2）沈其工等.高电压技术[M],北京:中国电力出版社,

2012.

（3）吴广宁.高电压技术[M],北京:机械工业出版社,

2014.

（4）严璋等,高电压绝缘技术[M].北京:中国电力出版社,

2015.

（5）拉温德拉・阿罗拉等.高电压与绝缘工程[M].上海:上海交通大学出版社,

2017.

（6）梁曦东.高电压工程（第二版）[M].北京:清华大学出版社,

2015.

3.期刊

（1）电网技术，国家电网公司主办

（2）高电压技术，国家高电压计量站，中国电机工程学会主办

（3）中国电机工程学报，中国电机工程学会主办

（4）绝缘材料，桂林电器科学研究所主办

（5）电磁避雷器,西安电瓷研究所主办

（6）IEEE Transactionson SmartGrid,US,IEEE（Institute ofElectrical andElectronicsEngineers）,电气与电子工程师学会主办

4.网络资源

（1）爱课程网

（2）精品课程网

七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表4表课程考核对课程目标的支撑4课程目标考核环节占比考核/评价细则1231根据课堂出勤情况和课堂回答问题情况进行考核，满分q q课堂表100分；10现2以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课532程总评成绩1根据每次阶段测试不少于3次答题情况单独评分，湖q q q分100分；阶段测2每次测试单独评分，取各次阶段测试成绩的平均值作为10试此环节的最终成绩；5323以阶段测试最终成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计过入课程总评成绩程1根据每个实验的实验操作完成情况和实验报告质量单独q q q性评分，满分100分；考核2每次实验单独评分，取各次实验成绩的平均值作为此环实验10节的最终成绩；5323以实验成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩1主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，qqq满分100分；2每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的作业10最终成绩；5323以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩1卷面成绩100分，以卷面成绩乘以其在总评成绩中所占qqV的比例计入课程总评成绩；2主要考核电介质的放电过程、绝缘特性测试，高电压、高场强下的绝缘特点，电气设备内绝缘与外绝缘的基本特性；期末考核60多种高电压的产生方法、产生装置、测量方法和抗干扰措施；10雷电与操作冲击过电压发生的原理、特点、防护措施，以及2525绝缘配合等内容；3考试题型为填空题、选择题、判断题、简答题、计算题和分析题等合计100分453718

八、考核与成绩评定考核方式及成绩评定

1.考核方式本课程主要以课堂表现、阶段测试、实验、作业、期末考试等方式对学生进行考核评价考核基本要求考核总成绩由期末试卷成绩和过程性考核成绩组成其中期末试卷成绩为100分权重60%,试题类型为填空题、选择题、判断题、简答题、计算题和分析题等类型，试卷中基本知识、基本理论、基本技能的试题分值不超过50%,综合应用题、分析题不低于50%；课堂表现、阶段测试、实验、作业等过程性考核成绩为100分权重40%；过程性考核和考试试题分值分配应与教学大纲各章节的学时基本成比例•过程性考核成绩的标准2过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表5表过程性考核方式评价标准5考核方所占比100x9090x8080x7070x60x60式重%积极参与教学活认真参与教学偶尔参与教学上课不认上课不认课堂表动，踊跃回答问活动，回答问活动，回答问真，偶尔参真，不参与25现题，准确率大于题准确率大于题准确率大于与教学活教学活动90%80%o70%动按时完成各阶段按时完成各阶按时完成各阶按时完成各按时完成各阶段测测试，思路清晰，段考试，思路段考试，思路阶段考试，阶段考试，25试准确率大于90%清晰，准确率清晰，准确率准确率大于准确率小于o大于80%o大于70%o60%o60%o作业完整，思路作业完整，准不交作业2次不交作业4不交作业5清晰，准确率大确率大于80%,以内，准确率次以内，准次以上，准作业25于90%,字迹工字迹工整大于70%确率大于确率小于整60%o60%o实验预习认真，实验前有预实验前有预实验前有预没有预习，能够熟练掌握方习，能够掌握习，基本能够习，不能掌不能完成实法与步骤，实验方法与步骤，掌握方法与步握方法与步验；实验操操作过程熟练、实验操作过程骤，实验操作骤，实验操作步骤有规范，遵规守纪、正确、规范，过程基本正作过程基本误；实验结实验25团结协作，实验遵规守纪、团确、无协作，正确，无协果不正确，结果详实、结论结协作，实验实验结果基本作，实验结没有分析讨清晰、讨论合理结果正确、讨正确，讨论一果基本正论论适当般确，无讨论。