1、黑龙江省高等教育自学考试电气工程与自动化（B080612） 专业（独立本科段）高电压技术考试大纲(课程代码4262)黑龙江省高等教育自学考试委员会办公室二一一年十一月一、课程性质与设置目的高电压技术是高等教育自学考试电气工程与自动化专业（独立本科段）的专业课。本主要研究高电压、强电场下各种电气物理问题，是从事电力系统的专业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，对考生的基础理论、基本知识和实践经验、技能都有较好的培养和锻炼。通过本课程的学习，使考生获得各种电介质的绝缘特性和提高抗电强度方法的知识；了解高电压试验设备原理、试验方法；掌握波过程的基本理论，具有分
2、析计算供电系统中大气过电压、操作过电压的能力，学会限制各种过电压的措施，理解供电系统中绝缘配合的原则。使考生进一步获得对电力系统稳、暂态过程定性分析技能，为今后从事专业工作打下坚实的基础。要求对电力系统过电压的种类、产生原因、分析方法、解决措施有基本的认识；特别是对物理过程与数学分析要求能够熟练掌握；能熟练地运用等效电路和数学手段分析电网的暂态过程。二、课程内容与考核目标第一章 电介质的极化、电导和损耗 (4学时)（一）学习目的与要求通过本章学习使学生了解和掌握各种电介质在电场中的各种物理属性。（二）课程内容第一节 电介质的极化（1学时）1、电子位移极化 2、离子位移极化3、转向极化4、空间电
3、荷极化第二节 电介质的介电常数（1学时）1、介电常数的物理意义 2、气体介质的相对介电常数3、液体介质的相对介电常数4、固体介质的相对介电常数第三节 电介质的电导（1学时）1、气体介质的电导2、液体介质的电导3、固体介质的电导第四节 电介质中的能量损耗（1学时）1、介质损耗的基本概念2、气体介质中的概念2、液体和固体介质中的概念（三）考核知识点与考核要求第一节 电介质的极化1、识记：电介质极化的种类各种极化过程的机理2、理解：各种极化过程的特性 第二节 电介质的介电常数1、识记：介电常数的物理意义 相对介电常数的定义2、理解：影响各种介质相对介电常数的因素 第三节 电介质的电导1、识记：电介质
4、和金属的电导的本质区别2、理解：影响各种介质电导的因素第四节 电介质中的能量损耗1、识记：介质损耗的基本概念2、理解：影响各种介质损耗的因素第二章 气体放电的物理过程 （8学时）（一）学习目的与要求通过本章学习使学生了解和掌握气体放电机理的微观基础、各种放电理论机理与应用范围。（二）课程内容第一节 气体中带电质点的产生和消失（1学时）1、气体中带电质点的产生2、气体中带电质点的消失 第二节 气体放电机理（2学时）1、电子崩的概念 2、汤森得气体放电理论3、流注放电理论第三节 电晕放电（1学时）1、电晕放电的物理过程和效应 2、直流输电线上的电晕3、交流输电线上的电晕第四节 不均匀电场气隙的击穿
5、（1学时）1、 短气隙的击穿2、 长气隙的击穿3、 长气隙的预放电第五节 雷电放电（2学时）1、 雷电的先导过程2、 雷电的主放电过程3、 雷电的后续分量第六节 气隙的沿面放电（1学时）（三）考核知识点与考核要求第一节 气体中带电质点的产生和消失1、理解：气体中带电质点的产生气体中带电质点的消失第二节 气体放电机理1、识记：电子崩的概念2、理解：汤森得气体放电理论流注放电理论第三节 电晕放电1、识记：电晕放电的物理过程和效应2、理解：直流输电线上的电晕交流输电线上的电晕第四节 不均匀电场气隙的击穿1、识记：长气隙的预放电2、理解：短气隙的击长气隙的击穿第五节 雷电放电1、理解：雷电的先导过程雷
6、电的主放电过程雷电的后续分量第六节 气隙的沿面放电1、识记：气隙的沿面放电的特点第三章 气隙的电气强度 （4学时）（一）学习目的与要求通过本章的学习使学生了解和掌握气隙的电气强度的概念、气隙的伏秒特性的物理意义和各种标准的测试电压波形。（二）课程内容第一节 气隙的击穿时间（1学时）第二节 气隙的伏秒特性和击穿电压的概率分布（1学时）1、 各种标准的测试电压波形2、 气隙的伏秒特性3、 气隙击穿电压的概率分布第六节 提高气隙击穿电压的方法（1学时）第七节 影响气隙沿面闪络电压的因素（1学时）（三）考核知识点与考核要求第一节 气隙的击穿时间1、识记：气隙的击穿时间组成2、理解：影响气隙击穿时间因素
7、第二节 气隙的伏秒特性和击穿电压的概率分布1、 理解：气隙的伏秒特性气隙击穿电压的概率分布2、简单应用：各种标准的测试电压波形第六节 提高气隙击穿电压的方法1、理解：各种提高气隙击穿电压的方法第七节 影响气隙沿面闪络电压的因素1、理解：影响气隙沿面闪络电压的因素第四章 固体、液体和组合绝缘的电气强度（2学时）（一）学习目的与要求通过本章学习使学生了解固体和液体电介质击穿的机理。（二）课程内容第一节 固体电介质击穿的机理（1学时）1、电击穿和热击穿2、固体电介质击穿的特点第五节 液体电介质击穿的机理（1学时）（三）考核知识点与考核要求第一节 固体电介质击穿的机理1、识记：固体电介质击穿的特点2、
8、理解：电击穿和热击穿的机理第二节 液体电介质击穿的机理1、识记：液体电介质击穿的特点第五章 电气设备绝缘实验（一）（4学时）（一）学习目的与要求通过本章的学习使学生了解和掌握检查性试验的种类、实验过程和相关数据的分析。（二）课程内容第一节 测定绝缘电阻（1学时）第二节 测定泄漏电流（1学时）第三节 测定介质损耗因数（1学时）第四节 局部放电的测试（1学时）（三）考核知识点与考核要求1、理解：4种实验相关的测试设备的使用方法2、简单应用：4种实验相关的实验过程和相关数据的分析第六章 电气设备绝缘实验（二）（4学时）（一）学习目的与要求通过本章学习使学生了解耐压试验的种类、实验过程和相关数据的分析
9、。（二）课程内容第一节 工频高压试验（2学时）第二节 直流高压试验（1学时）第三节 冲击高压试验（1学时）（三）考核知识点与考核要求1、理解：3种实验相关的测试设备2、简单应用：3种实验相关的实验过程和相关数据的分析第七章 线路和绕组中的波过程（14学时）（一）学习目的与要求通过本章的学习使学生了解和掌握通过数学、物理的角度描述行波的各种属性，让学生了解行波的本质是能量通过电磁波的形式移动并互相转换，并且通过实例讲解说明在电力系统中行波对系统中主要元件的各种影响。（二）课程内容第一节 无损耗单导线线路中的波过程（2学时）1、无损耗单导线线路的分布参数模型2、无损耗单导线线路的基本方程3、行波的
10、概念及特点第二节 行波的折射与反射（2学时）1、行波的折、反射规律2、彼得逊法则第三节 行波通过串联电感和并联电容（2学时）1、无限长直角波通过串联电感2、无限长直角波通过并联电容第四节 行波的多次折、反射（2学时）1、多次折、反射波的叠加过程第五节 无损耗平行多导线系统中的波过程（1学时）第六节 冲击电晕对线路波过程的影响（2学时）第九节 单相变压器绕组中的波过程（学时：2学时）1、绕组中的初始电压和入口电容（理解，核心）2、绕组中稳态电压分布和振荡过程（理解，核心）3、改善绕组中电位分布的方法（理解，核心）第十节 三相变压器绕组中的波过程（1学时）（三）考核知识点与考核要求第一节 无损耗单
11、导线线路中的波过程1、识记：无损耗单导线线路的分布参数模型2、理解 无损耗单导线线路的基本方程行波的概念及特点第二节 行波的折射与反射1、理解 行波的折、反射规律2、简单应用：彼得逊法则第三节 行波通过串联电感和并联电容1、识记：无限长直角波通过串联电感无限长直角波通过并联电容第四节 行波的多次折、反射1、理解： 多次折、反射波的叠加过程第七节 无损耗平行多导线系统中的波过程1、识记：无限长直角波通过串联电感第八节 冲击电晕对线路波过程的影响1、理解：冲击电晕对线路波过程的影响的两种机理第十一节 单相变压器绕组中的波过程1、识记：变压器绕组的入口电容2、理解：绕组中的初始电压分布绕组中稳态电压
12、分布和振荡过程改善绕组中电位分布的方法第十二节 三相变压器绕组中的波过程1、识记：各种接线方式时的三相变压器绕组波过程第八章 雷电及防雷装置（8学时）（一）学习目的与要求通过本章的学习使学生了解和掌握雷电现象的随机性，只能从统计意义上去描述雷电波的属性。工程设计中，避雷针、避雷线的保护范围的物理意义，让学生了解氧化锌避雷器的应用对电力系统过电压保护的重要意义。（二）课程内容第一节 雷电参数（2学时）1、雷电放电的等值电路2、雷电流的特点第二节 避雷针、避雷线的保护范围（2学时）1、折线法2、滚球法第三节 避雷器（2学时）1、保护间隙和管型避雷器2、 阀型避雷器3、 氧化锌避雷器第四节 接地装置
13、（2学时）1、接地和接地电阻的基本概念2、工作接地、保护接地和防雷接地（三）考核知识点与考核要求第一节 雷电参数1、理解：雷电放电的基本过程雷电流的特点第二节 避雷针、避雷线的保护范围1、综合应用：折线法计算避雷针、避雷线的保护范围滚球法计算避雷针、避雷线的保护范围第三节 避雷器1、理解：避雷器的工作原理避雷器的特点避雷器的应用范围第四节 接地装置1、识记：接地和接地电阻的基本概念工作接地、保护接地和防雷接地第九章 输电线路的防雷保护（6学时）（一）学习目的与要求了解从整个电力系统的角度输电线路的防雷保护的重要性，了解感应雷产生过电压的原理以及相应的保护措施。掌握直击雷的三种情况，及三种情况对
14、应的产生过电压的机理以及相应的保护措施。（二）课程内容第一节 输电线路的感应雷过电压（2学时）1、输电线路的感应雷过电压的过程2、雷击线路杆塔时导线上的感应电压第二节 输电线路的直击雷过电压和耐雷水平（2学时）1、雷击杆塔塔顶时的过电压和耐雷水平2、雷击避雷线档距梦轩阁中央时的过电压3、绕击时的过电压和耐雷水平第三节 输电读者居线路的雷击跳闸率（1学时）1、建弧率2、有避雷线线路的雷击跳闸率第四节 输电线路的防雷措施（1学时）（三）考核知识点与考核要求第一节 输电线路的感应雷过电压1、理解：感应雷过电压的形成过程感应雷过电压的两种分量2、识记 雷击线路杆塔时导线上的感应电压第二节 输电线路的直
15、击雷过电压和耐雷水平1、理解：雷击杆塔塔顶时的过电压和耐雷水平雷击避雷线档距中央时的过电压绕击时的过电压和耐雷水平第三节 输电线路的雷击跳闸率1、理解：建弧率有避雷线线路的雷击跳闸率第四节 输电线路的防雷措施1、识记： 输电线路的各种防雷措施第十章 发电厂和变电所的防雷保护（6学时）（一）学习目的与要求了解避雷针在装设时，其保护范围必须覆盖所有设备，同时还必须防止雷击避雷针时的反击事故。掌握避雷器的残压、入射波的陡度和设备离开避雷器的电气距离对保护性能的影响。（二）课程内容第一节 发电厂、变电所的直击雷保（1学时）第二节 变电所内阀型避雷器的保护作用（2学时）第三节 变电所的近线段保护（1学时
16、）第四节 变压器中性点的保护（1学时）第五节 旋转电机的的防雷保护（1学时）（三）考核知识点与考核要求第一节 第一节发电厂、变电所的直击雷保1、理解：避雷针的装设原则接地装置的布置原则第二节 变电所内阀型避雷器的保护作用1、理解 图解法求避雷器电压电气距离对避雷器保护性能的影响第三节 变电所的进线段保护1、识记： 进线段保护的作用原理第四节 变压器中性点的保护1、识记：变压器中性点的保护措施第五节 旋转电机的的防雷保护1、识记：旋转电机的的防雷保护措施第十一章 电力系统暂时过电压（4学时）（一）学习目的与要求通过本章的学习使学生了解工频过电压与大气过电压和操作过电压的区别，掌握工频过电压的产生
17、机理和电力系统对工频过电压的限制要求。（二）课程内容第一节 工频过电压（2学时）空载长线路电容效应引起的工频过电压不对称接地引起的工频过电压第二节 线性谐振过电压（2学时）（三）考核知识点与考核要求第一节 工频过电压1、识记：工频过电压危害2、理解 空载长线路电容效应引起的工频过电压不对称接地引起的工频过电压第二节 线性谐振过电压1、识记：谐振过电压作用原理第十二章 电力系统操作过电压（4学时）（一）学习目的与要求通过本章的学习使学生了解首先从能量的角度说明操作过电压的本质，然后从电容电流和合断路器的工作过程多个角度，了解空载线路分、合闸过电压原理。（二）课程内容第一节 间歇电弧接地过电压（1
18、学时）第二节 空载变压器分闸过电压（1学时）第三节 空载线路分闸过电压（1学时）第四节 空载线路合闸过电压（1学时）（三）考核知识点与考核要求第一节 间歇电弧接地过电压1、识记：间歇电弧接地过电压的发展过程2、理解 影响间歇电弧接地过电压的主要因素防止间歇电弧接地过电压的措施第二节 空载变压器分闸过电压1、识记：空载变压器分闸过电压的发展过程第三节 空载线路分闸过电压1、识记：空载线路分闸过电压的发展过程第四节 空载线路合闸过电压1、识记：空载线路合闸过电压的发展过程第十三章 电力系统的绝缘配合（2学时）（一）学习目的与要求通过本章的学习使学生了解绝缘配合的概念和原则。（二）课程内容第一节 绝
19、缘配合的概念和原则（2学时）1、绝缘配合的概念2、绝缘配合的原则（三）考核知识点与考核要求第一节 绝缘配合的概念和原则1、识记：绝缘配合的概念2、理解 绝缘配合的原则第十四章 发电厂和变电所信息系统的过电压保护（2学时）（一）学习目的与要求通过本章的学习使学生了解过电压侵入信息系统的途径，掌握各种保护措施的原理和应用原则。（二）课程内容第一节 侵入信息系统的过电压和过电压保护器（1学时）1、过电压的成因及侵入电子设备的途径2、共模电压和差模电压3、过电压保护器第二节 信息系统过电压的保护措施（0.5学时）第三节 过电压保护器的选择和配置（0.5学时）1、电源系统SPD的选择和配置2、信号线过电
20、压保护器的选择和配置（三）考核知识点与考核要求第一节 侵入信息系统的过电压和过电压保护器1、识记：过电压侵入电子设备的途径各种过电压保护器2、理解 共模电压和差模电压概念第二节 信息系统过电压的保护措施1、识记：各种过电压防护措施概念2、理解 各种过电压保护措施的工作原理第三节 过电压保护器的选择和配置1、识记：各种过电压防护等级2、理解 过电压保护措施的选择和配置原则三、 实施要求与有关说明一、关于“课程内容与考核目标”中有关提法的说明在本大纲的考核知识点与考核要求中，知识点的四个能力层次含义如下：识记：要求能够识别和记忆课程中的有关知识点的内容，并能根据考核的不同要求，做出正确的表述和选择
21、。理解：要求能够领悟和理解本课程中规定的有关知识点的内涵和外延，熟悉其内容要点和它们之间的区别和联系，并能够根据考核的不同要求做出解释、说明和论述。简单应用：要求能够运用本课程规定的少量知识点，分析和解决一般应用问题。 综合应用：要求能够运用本课程规定的多个知识点，分析和解决较复杂的应用问题。二、教材和参考书教 材：周泽存主编. 高电压技术(第三版) ，2007年2月 中国电力出版社。参考书：陈维贤主编. 电网过电压教程，1999，中国电力出版社。三、课程的学习指导1. 仔细阅读大纲。自学考试大纲是考生学习的依据，考生在自学之前必须仔细阅读大纲，了解课程的主要内容和总体要求。2. 根据大纲要求
22、，吃透知识点，紧紧扣住基本要求进行自学。3. 学习教材时要按照循序渐进，根据自己的学习基础按先难后易的顺序进行有效的学习。四、对社会助学的要求1. 以指定的教材为基础，本大纲为依据进行辅导。2. 对学习方法进行指导，提倡“仔细阅读教材，主动获取帮助，依靠自己学通”的学习方法。3. 注意考生自学能力的培养，引导学生独立学习、独立思考。五、学时分配大纲规定之理论学时共计72学时。章 序课 程 内 容学 时 数第一章电介质的极化、电导和损耗4第二章气体放电的物理过程8第三章气隙的电气强度4第四章固体、液体和组合绝缘的电气强度2第五章电气设备绝缘实验（一）4第六章电气设备绝缘实验（二）4第七章线路和绕
23、组中的波过程14第八章雷电及防雷装置8第九章输电线路的防雷保护6第十章发电厂和变电所的防雷保护6第十一章电力系统暂时过电压4第十二章电力系统操作过电压4第十三章电力系统的绝缘配合2第十四章发电厂和变电所信息系统的过电压保护2合 计72四、体系与题型举例一、填空题（每空2分，总计40分）1、气体中带电质点的消失主要有以下三种方式：带电质点受电场力的作用流入电极并中和电量、_和_。 2、击穿时间由三部分组成：升压时间、_和_。3、固体介质的击穿存在两种不同的机理：_和_。二、简答题（总计40分）1、气隙中的出现的自由电子不能成为有效电子的原因？（5分）三、计算题（总计20分）1、 某工厂的原油罐，直径D = 14m，高出地面hx= 10m，用独立避雷针保护，针距罐壁距离S = 5m。( 1 ) 列写单支避雷针的保护范围计算公式。（4分）( 2 ) 试设计避雷针的高度h。（6分）hxhSD14
