教学大纲

课程大纲

发布时间:2023-04-23   点击:

第一章 电气物理基础

1-1电气宏观现象与内在微观特性

(宏观电气现象背后的微观过程)

1-2原子结构模型

(简述古代德谟克利特,道尔顿,原子实模型,枣糕模型,核式模型,电子云模型等)

1-3量子力学和统计力学概要

(量子力学基础、统计力学基础)

1-4电气工程中的“气”

(从中国古代文化,到电子云模型,引出对电气之“气”的认识)

1-5不同领域的高电压绝缘

第二章 固体能带理论基础

2-1固体电子论基础

2-2固体的能带理论

(经典能带理论针对晶体,而电气绝缘材料往往含有大量缺陷和杂质,形成大量位于带隙的非连续局域能级,在很大程度上决定着电介质的复杂特性)

2-3绝缘缺陷

2-4考虑缺陷的固体能带结构

第三章 固体的表面和界面

3-1固体表面与界面基础

(表面、界面的复杂性,对固体电介质特性的影响,直接决定很多高电场的现象)

3-2金属-电介质接触

3-3电子发射和电荷注入

(向真空和气体氛围——发射;向固体(液体)介质——注入)

3-4电荷输运特性

第四章 电压/电场激励下电介质特性

4-1从电阻/绝缘电阻的测量谈起

(从电阻/绝缘电阻的测量引出极化、电导现象)

4-2极化

(不同的极化类型)

4-3低场电导

(界面极化的复杂性,电导过程)

4-4高场电导-放电/击穿

4-5损耗

4-6老化

第五章 基本介电特性表征

5-1基本介电参数

(呼应上述的介电现象,电阻率——绝缘电阻;介电常数——电容量,介质损耗角正切值——介质损耗,击穿场强——击穿电压,4大经典介电参数,适用于普遍应用场合的高电压绝缘)

(下述3种特性本质上仍然是4大经典介电参数的表现)

5-2回复电压法

5-3极化去极化电流法

5-4频域介电谱法

第六章 扩展介电特性表征

4-1扩展介电特性

(对上述4大经典介电参数的扩展,适用于特殊场合应用的高电压绝缘,如脉冲功率、航天、高能物理、加速器和电真空等不同领域的真空氛围下的固体绝缘)

4-2陷阱特性

4-3二次电子发射特性

4-4解吸附气体特性

4-4材料微观特性分析

第七章 高电压绝缘劣化评估

(综述无机、有机绝缘介质,并以电力系统常见的四种典型绝缘材料为例)

7-1油纸绝缘

(广泛用于变压器、电抗器、套管、互感器等设备,尤其是高电压等级、大容量设备)

7-2环氧绝缘

(广泛用于高电压等级断路器、GIS,低电压等级互感器、开关柜、变压器、电抗器等)

7-3硅橡胶绝缘

(高压输电线路绝缘子、变电设备外绝缘等)

7-4交联聚乙烯绝缘

(广泛用于不同电压等级的电力电缆)

第八章 固体绝缘沿面放电/闪络特性

(表面、界面微观特性的复杂性,导致了界面耐电强度的薄弱,远低于体积和氛围的耐电强度)

8-1沿面放电/闪络特殊性

8-2现有沿面闪络模型

8-3电学及光学特性诊断

8-4沿面闪络模型发展

8-5闪络抑制方法与技术应用

第九章 绝缘放电与等离子体特性

(高电压绝缘与放电等离子体是一对矛盾体,矛盾的两方面:一方面不希望绝缘发生放电,因为会导致绝缘失效,另一方面又可主动利用绝缘产生放电而生成等离子体,进而利用等离子体的特殊电热光化学活性,用于不同的领域)

9-1不同类型绝缘放电与等离子体产生

(不同类型的放电形式,简述高温、低温等离子体;低温冷、低温热等离子体)

9-2电学特性诊断

9-3光学特性诊断

9-4其它诊断方法

9-5等离子体多学科应用(材料、环境、能源、航天、生物医学等)

(简述材料改性、合成制备、污染物分解、能源转化、等离子体催化、流动控制、点火稳燃、消毒灭菌、创伤修复、癌症治疗等等)


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