2 高电压工程1(极化 气体击穿)
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实验一气体间隙工频放电实验一、实验目的1.观察交流高压作用下气体的放电现象;2.研究间隙距离、电极形状、电极极性对几种典型电极构成的空气间隙击穿电压的影响。
二、实验内容1.测量标准球隙在不同距离下的击穿电压值,并与球隙的标准值相比较,如有差别分析原因。
2.测量尖-板、尖-尖电极在不同极性直流电压作用下的击穿电压和极间距离的关系。
三、理论概述I.空气间隙(工频或直流作用下)击穿的基本原理在正常大气条件下,当电极间的电场不强时,空气是十分良好的绝缘体。
但当电场强度升高到某一临界值后,空气间隙就丧失其绝缘能力而击穿。
实际工作中遇到的大多数电场都是不均匀电场,所以在设计时,估算所需绝缘和安全距离时,都是以不均匀电场来考虑的。
1.尖-板电极外加电压达到某一数值后,由于尖极附近电场强度较其他地方大,所以在该处首先电离,中性气体分子分离成电子和负离子,产生碰撞游离和电子崩,形成电晕放电。
当尖极为正时,游离出来的电子跑向强场区,很快进入正极,而正离子则形成空间电荷,进一步加强了原来的电场,容易形成流注。
这样就有利于游离区域向负极扩张,容易使游离发展而导致整个间隙的击穿。
当尖极为负时,靠近尖极向该极缓慢移动的正离子使极间电场进一步削弱,这样游离区域难于向正极发展,不容易形成流注。
结果在同一间隙距离下后者比前者的击穿电压高很多。
至于起晕电压,由于负尖易于发射电子,容易形成自持的电晕放电,而正尖只有依靠空间光电离的作用才能形成自持的电晕放电。
故负尖极的电晕起始电压略低于正尖的电晕起始电压。
2.尖-尖电极放电同时由两个尖端开始,放电由正尖向负尖发展。
将尖-板电极与尖-尖电极的情况进行比较,由于尖-板之间的电容稍大于棒棒之间的电容,所以在同一电压作用下,当间隙距离相同时,尖-板间隙中的电荷密度大,最大电场强度也较高。
显然,尖-尖间隙的放电电压要高于正尖—负板的放电电压,但由于尖-尖间隙中正离子形成的空间电荷有利于放电的发展,故其放电电压又低于负尖—正板的放电电压。
《高电压工程》课程教学大纲课程编号:08187111课程名称:高电压工程英文名称:High Voltage Engineering课程类型:学科基础课程要求:必修学时/学分:32/2 (讲课学时:28 实验学时:4 上机学时:0)适用专业:电气工程及其自动化一、课程性质与任务高电压工程是电气工程及其自动化专业的学科基础课。
主要任务是使学生掌握气体、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,目的是开展绝缘结构设计;掌握试验电压的产生和测量,试验方法,目的是开展高电压试验;掌握过电压的产生、发展及特点,对绝缘的破坏,目的是开展对过电压的防护。
本课程在理论、实践能力培养方面,着重设计、构思,使学生在解决高电压技术问题方面获得能力。
二、课程与其他课程的联系由于输电线路、电力系统中的所有高压电气设备都存在高电压问题,因此本课程是电气工程及其自动化专业大学阶段必须学习的,后续课程是本专业的所有专业课;先修课程是数学、大学物理、电路理论、电磁场理论。
三、课程教学目标1.学习高电压知识,其目的之一是将高等数学、工程数学、电路、电磁场理论等用于分析系统和设备绝缘的电场分布,进而进行绝缘结构的优化设计。
(支撑毕业要求1.3)2.学习高电压知识,能够针对电力系统或电气设备绝缘结构这一系统的、复杂的工程技术问题,选择和设计可行性方案,而且这个方案决定着系统或设备的总体结构和尺寸。
因此,也决定着小型化能否实现,决定着美观与否;能够从环保、经济等方面合理地选择绝缘材料开发设计经济、技术指标高的绝缘结构。
(支撑毕业要求11.3)3.学习高电压知识,能够了解、理解电介质的理化特性,能够针对复杂绝缘工程技术问题,采用环境、社会可持续发展的电介质,采用人工合成的绝缘材料,减少石油产品的使用。
(支撑毕业要求11.3)4.学习高电压知识,能够了解电气工程领域,特别是高电压与绝缘技术领域研究、应用概况,发展趋势与热点问题;能够开阔国际视野,能够运用本国语言、外国语言开展跨文化背景下的学术、技术沟通和交流;通过撰写实验报告等教学环节的训练,能够撰写学术技术报告,设计文稿,能够培养口头表达或回应能力。
《高电压工程》学习指导一第一篇气体放电的基本理论及液、固介质的击穿特性第一章电介质的极化、电导和损耗主要内容:电介质的极化、电导与损耗,电介质在外加电压或电场的作用下存在极化、电导和损耗等物理现象,这些现象从不同的角度揭示了电介质的绝缘性能。
重点掌握:电介质的极化;电介质的电导;电介质的损耗。
本章建议学时 4个课时。
第一节电介质的极化一、电介质的极性及分类(理解记忆)二、电介质极化的概念和极化的种类(理解记忆)三、电介质的相对介电常数(理解)四、电介质极化在工程上的意义(理解)第二节电介质的电导一、电介质电导的基本概念(理解)二、气体电介质的电导(理解)三、液体电介质的电导(理解)四、固体电介质的电导(理解)五、电介质电导在工程上的意义(理解)第三节电介质的损耗一、介质损耗的基本概念(了解)二、气体电介质的损耗(了解)三、液体电介质的损耗(了解)四、固体电介质的损耗(了解)五、电介质的损耗在工程上的意义(了解)第二章气体电介质的击穿特性主要内容:气体放电理论,带电质点的产生与消失,不均匀电场中气体放电的特点,稳态电压下的击穿,雷电冲击电压下的击穿,操作冲击电压下的击穿,提高气隙击穿电压的措施,界面电场分布的典型情况,均匀电场中的沿面放电,极不均匀电场中的沿面放电,受潮表面的沿面放电,染污绝缘表面的沿面放电。
重点掌握:电晕放电;极性效应;各态击穿电压;提高气隙击穿电压的措施;受潮表面的沿面放电,染污绝缘表面的沿面放电。
本章建议学时8个课时。
第一节气隙中带电质点的产生与消失一、原子的激发和游离(理解)二、气体间隙中带电质点的产生(掌握,理解记忆)三、气体间隙中带电质点的消失(掌握,理解记忆)第二节均匀电场中气体的击穿过程一、δd较小时的气体放电过程(理解)二、δd较大时的气体放电过程(理解)第三节不均匀电场中气体的击穿过程一、电晕放电(掌握。
会分析论述)二、极性效应(掌握。
会分析论述)三、短间隙不均匀电场中的放电过程(理解)四、长间隙不均匀电场中的放电过程(理解)第四节持续电压作用下空气的击穿电压一、均匀电场中的击穿电压(理解)二、稍不均匀电场中的击穿电压(理解)三、极不均匀电场中的击穿电压(理解)第五节雷电冲击电压下空气的击穿电压一、标准波形(理解会选择判断)二、击穿时间(掌握记忆)三、伏秒特性(掌握记忆)四、雷电冲击50%击穿电压(掌握记忆)第六节操作冲击电压下空气的击穿电压一、标准波形(理解会选择判断)二、操作冲击50%击穿电压(掌握记忆)第七节提高气体间隙击穿场强的方法一、改进电极形状以改善电场分布(掌握。
孩子的数字意识培养从数数到数学数字意识是指对数字和数量的理解、认知和运用能力。
它是孩子数学思维的基础,对他们日常生活和学习都具有重要的影响。
如何培养孩子的数字意识,让他们从简单的数数到具备一定的数学思维呢?下面我将探讨几个有效的培养方法。
一、通过数数游戏培养1. 数数物品:给孩子提供一些小巧物体,让他们逐个数数,并告诉他们每个物体代表一个数字。
可以使用豆子、糖果等小物品,引导他们运用手指逐个点数并说出数字。
逐渐增加物体的数量,让孩子练习更复杂的计数。
2. 数物体:让孩子观察一组物体,并要求他们数出其中的个数。
可以使用各种形状和颜色的积木或穿珠玩具等,逐渐提高难度,如要求孩子数出相同形状或颜色的数量。
3. 数数字:利用卡片或纸板上的数字卡片,让孩子按顺序数出数字,从1开始逐渐增加。
可以用很多种方式进行游戏,如让孩子按顺序贴卡片到黑板上,或者是把数字卡片放进一个小盒子里,让孩子摸出并说出数字。
二、通过数字与实际生活结合培养1. 数字图形:利用数字卡片或图形卡片,让孩子用对应的数字或图形组成形状。
可以用线连接数字,拼成各种形状,使孩子通过手脑协调锻炼数字和形状的对应关系。
2. 数字难题:提出一些简单的数学题目,让孩子利用数字意识解决问题。
例如,“桌子上有3个苹果,你拿走了2个,还剩几个?”通过这样的问题,让孩子在实际生活中运用数字思维,并培养他们的逻辑思维能力。
3. 数字游戏:利用数字游戏来培养孩子的数字理解能力。
例如,让孩子按照规定的顺序踩数字地板,或者玩数字接龙等游戏,通过游戏的方式巩固数字的记忆和理解。
三、通过书籍与媒体培养1. 绘本启蒙:通过绘本来引导孩子对数字的认识。
选择图文并茂的绘本,其中的图案和故事情节能够让孩子直观地感受到数字的含义和运用。
可以通过读绘本的方式,让孩子与数字产生联系并逐渐理解。
2. 数字歌曲和儿歌:学习数字可以通过听儿歌和数字歌曲来帮助。
这些歌曲旋律优美,节奏明快,既可以让孩子轻松愉快地学习数字,又能够巩固他们的记忆。