電力電纜輸電線路設(shè)計課程教學(xué)大綱

電力電纜輸電線路設(shè)計課程教學(xué)大綱課程中文名稱：電力電纜輸電線路設(shè)計課程英文名稱：PowerCableTransmissionLineDesign課程編號：204T0588學(xué)分：2學(xué)時：32（其中：講課學(xué)時：32實驗學(xué)時：0實踐學(xué)時：0）先修課程：電路原理(一)/(二)?工程電磁場?輸電線路力學(xué)基礎(chǔ)(一)/(二)?高電壓技術(shù)適用專業(yè)：電氣工程及其自動化（輸電線路工程方向）課程類別：專業(yè)核心課/必修課使用教材：自編教材開課單位：電氣與新能源學(xué)院課程簡介：“電力電纜輸電線路設(shè)計”是電氣工程及其自動化（輸電線路工程方向）專業(yè)的專業(yè)核心課，該課程的教學(xué)內(nèi)容涉及電力電纜的基本概念、基本理論、計算方法和電力電纜輸電線路設(shè)計等。通過本課程的教學(xué)，使學(xué)生對電力電纜理論和方法有比較系統(tǒng)的認(rèn)識和正確的理解，能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程科學(xué)的知識和方法用于解決輸電線路工程問題，為后續(xù)的專業(yè)學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)，努力實現(xiàn)學(xué)生知識、能力和情懷的協(xié)調(diào)發(fā)展。一、課程性質(zhì)本課程主要介紹電力電纜線路特點及選型，電纜種類及結(jié)構(gòu)，電纜的電氣計算、截面選擇和機(jī)械性能計算，電纜附件及附屬設(shè)施、敷設(shè)與保護(hù)、構(gòu)筑物設(shè)計及防火設(shè)計等內(nèi)容，其目的是解決電力電纜輸電線路中的工程問題。該課程理論性和工程應(yīng)用性均較強(qiáng)，概念和公式較多，與工程實際聯(lián)系密切。二、課程目標(biāo)：課程目標(biāo)1：通過本課程的教學(xué)，深入挖掘課程內(nèi)容中有關(guān)道德品質(zhì)、職業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神等典型思政元素，課前、課中和課后三管齊下滲透到教學(xué)全過程，以激發(fā)學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)熱情，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀及價值觀，培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)，增強(qiáng)學(xué)生的科研興趣和能力；培養(yǎng)學(xué)生具有全球視野和民族本位精神，負(fù)有家國情懷和責(zé)任擔(dān)當(dāng)，以實現(xiàn)“春風(fēng)化雨，潤物無聲”的立德樹人的根本任務(wù)。課程目標(biāo)2：通過本課程的教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生獲得以下知識。了解電力電纜在電力系統(tǒng)中的作用，掌握電力電纜的結(jié)構(gòu)型式、特點及工作原理，掌握電力電纜電氣參數(shù)及損耗計算方法，了解掌握電力電纜載流量的計算，了解并掌握電力電纜機(jī)械性能計算，電纜附件及附屬設(shè)施、敷設(shè)與保護(hù)、構(gòu)筑物設(shè)計及防火設(shè)計等知識，對電力電纜輸電線路設(shè)計能夠有比較全面和系統(tǒng)的認(rèn)識及理解。課程目標(biāo)3：通過本課程的教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生獲得以下能力：培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力，根據(jù)問題的特征、性質(zhì)以及實際情況，抓住主要矛盾，運用所學(xué)的理論和方法進(jìn)行分析研究。培養(yǎng)學(xué)生獨立獲取知識的能力，逐步掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，閱讀并理解電力電纜輸電線路設(shè)計相關(guān)教材、參考書和科技文獻(xiàn)，不斷地擴(kuò)展知識面，增強(qiáng)獨立思考的能力，更新知識結(jié)構(gòu)。課程目標(biāo)4：通過本課程的教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生獲得以下能力：培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)觀察和思維的能力，運用電力電纜輸電線路設(shè)計所涉及到的基本理論，通過分析、綜合、演繹和歸納等方法培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，對所涉問題有一定深度的理解。三、課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系1.工程知識指標(biāo)點1.4：能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程科學(xué)的知識和數(shù)學(xué)模型方法用于輸電線路專業(yè)工程問題解決方案的比較與綜合。課程目標(biāo)1，課程目標(biāo)22.問題分析指標(biāo)點2.3：能認(rèn)識到解決輸電線路工程問題有多種方案可選擇，會通過文獻(xiàn)研究尋求可替代的解決方案。課程目標(biāo)1，課程目標(biāo)33.設(shè)計/開發(fā)解決方案指標(biāo)點3.1：掌握輸電線路工程設(shè)計和產(chǎn)品開發(fā)全周期、全流程的基本設(shè)計/開發(fā)方法和技術(shù)，了解影響設(shè)計目標(biāo)和技術(shù)方案的各種因素。課程目標(biāo)1，課程目標(biāo)4四、教學(xué)內(nèi)容及要求第一章緒論（2學(xué)時）1.教學(xué)內(nèi)容（1）電力電纜輸電線路特點、原則及應(yīng)用范圍（2）電力電纜輸電線路設(shè)計的內(nèi)容及深度，（3）技術(shù)接口及流程2.重點難點：了解電力電纜輸電線路特點、設(shè)計原則和應(yīng)用范圍，掌握輸電線路設(shè)計的內(nèi)容及深度，了解電力電纜技術(shù)接口及流程。3.課程思政融入點：通過介紹我國電力電纜的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀，激發(fā)學(xué)生的愛國情懷和文化自信，提高學(xué)生的社會責(zé)任感。4.考核要點：電力電纜輸電線路設(shè)計原則及典型應(yīng)用等。5.教學(xué)方法：課堂講授6.作業(yè)安排：通過文獻(xiàn)或者網(wǎng)絡(luò)資源查找電力電纜輸電線路在電力系統(tǒng)中的典型應(yīng)用。第二章電纜路徑（2學(xué)時）1.教學(xué)內(nèi)容（1）電纜路徑收資及協(xié)議（2）路徑選擇原則及技術(shù)要求（3）外部設(shè)施間距要求（4）海底電纜路由選擇2.重點難點：掌握電力電纜路徑選取原則及技術(shù)、掌握和理解電力電纜外部設(shè)施間間距要求（包括電纜與電纜、管道、道路和構(gòu)筑物間的距離），了解海海底電纜路由的選擇方法。3.課程思政融入點：舉例說明我國電力電纜路徑選擇的典型實例，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神。4.考核要點：電力電纜路徑選擇原則及技術(shù)要求5.教學(xué)方法：課堂講授、課堂探討。6.作業(yè)安排：教材課后習(xí)題。第三章電纜種類及結(jié)構(gòu)（2學(xué)時）1.教學(xué)內(nèi)容（1）電力電纜的種類；（2）電力電纜的結(jié)構(gòu)；（3）海底電纜種類與結(jié)構(gòu)；2.重點難點：掌握電力電纜的種類，包括電力電纜分類方法和品種；掌握電力電纜的結(jié)構(gòu)，包括導(dǎo)電線芯，絕緣層和保護(hù)層；掌握海底電纜的種類和結(jié)構(gòu)。3.課程思政融入點：介紹電力電纜的發(fā)展過程，舉例說明科技發(fā)展對我國電力電纜輸電線路的促進(jìn)作用。4.考核要點：電力電纜的結(jié)構(gòu)5.教學(xué)方法：課堂講授、課堂探討。6.作業(yè)安排：教材課后習(xí)題。第四章電纜的電氣計算（6學(xué)時）1.教學(xué)內(nèi)容（1）電纜線路參數(shù)計算（2）電纜護(hù)層的感應(yīng)電壓（3）通信干擾2.重點難點：掌握電纜參數(shù)計算方法，包括線路參數(shù)和電纜線路串聯(lián)阻抗；掌握電纜護(hù)層的感應(yīng)電壓，包括沖擊和工頻電壓作用下電纜護(hù)套的感應(yīng)電壓計算，多回路并聯(lián)電纜護(hù)套的感應(yīng)電壓計算及單芯電纜外護(hù)套過電壓保護(hù)方案。3.課程思政融入點：通過與國際先進(jìn)技術(shù)的橫縱對比，從對比中看優(yōu)勢、找不足、明方向，引導(dǎo)學(xué)生把愛國情懷作為自身不斷奮斗的動力。4.考核要點：電纜線路參數(shù)計算、感應(yīng)電壓計算；5.教學(xué)方法：課堂講授、課堂探討。6.作業(yè)安排：教材課后習(xí)題。第五章電纜截面的選擇（8學(xué)時）1.教學(xué)內(nèi)容（1）損耗計算；（2）熱阻計算；（3）長期允許載流量計算（4）電纜允許過載電流計算；（5）電纜經(jīng)濟(jì)截面選擇；2.重點難點：掌握損耗計算中導(dǎo)體交流電阻的計算，介質(zhì)損耗的計算，金屬套、屏蔽層損耗的計算、鎧裝、加強(qiáng)層和鋼管損耗的計算、環(huán)流損耗的計算等；熱阻的計算，長期允許載流量的計算，電纜運行短時、周期性過載電流和允許短路電流計算，電纜經(jīng)濟(jì)截面選擇。3.課程思政融入點：通過多人協(xié)作建立電力電纜載流量計算對應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，采用數(shù)值計算得到溫度分布，引導(dǎo)學(xué)生在以后的工作和學(xué)習(xí)中應(yīng)具備團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。4.考核要點：損耗的計算方法、熱阻計算、載流量計算和電纜經(jīng)濟(jì)截面的選擇；5.教學(xué)方法：課堂講授、課堂探討。6.作業(yè)安排：教材課后習(xí)題。第六章電纜的機(jī)械性能計算（6學(xué)時）1.教學(xué)內(nèi)容（1）電纜護(hù)層的機(jī)械強(qiáng)度計算（2）直埋電纜承載力計算；（3）排管敷設(shè)電纜的牽引力和側(cè)壓力的計算；（4）隧道、電纜溝輻射是電纜軸向力計算；（5）垂直敷設(shè)時電纜軸向力計算；（6）海底電纜的機(jī)械性能計算；（7）電纜的熱穩(wěn)定性條件；2.重點難點：掌握電力護(hù)層的機(jī)械強(qiáng)度計算方法，包括護(hù)層應(yīng)力計算和強(qiáng)度校驗；掌握直埋電纜承載力計算方法，掌握排管敷設(shè)電纜的牽引力和側(cè)壓力的計算方法，掌握隧道、電纜溝敷設(shè)時電纜軸向力計算；掌握垂直敷設(shè)時電纜軸向力的計算方法；3.課程思政融入點：通過多人協(xié)作建立電力電纜機(jī)械性能計算對應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，采用數(shù)值計算得到機(jī)械應(yīng)力分布，引導(dǎo)學(xué)生理解自主開發(fā)軟件的重要性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。4.考核要點：電纜的機(jī)械性能計算方法5.教學(xué)方法：課堂講授、課堂探討。6.作業(yè)安排：教材課后習(xí)題。第七章電纜附件及附屬設(shè)施（2學(xué)時）1.教學(xué)內(nèi)容（1）電纜附件（2）電纜附屬設(shè)施2.重點難點：電纜附件基本要求，電纜終端，電纜中間接頭，護(hù)層保護(hù)器，電纜接地箱，并聯(lián)電抗器；電纜附屬設(shè)施，包括供配電系統(tǒng)，照明系統(tǒng)，接地系統(tǒng)。3.課程思政融入點：電力電纜的附件及附屬設(shè)施必不可少，是電纜的重要組成部分。引入相關(guān)典型案例，鼓勵學(xué)生熱愛科學(xué)，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，為科技事業(yè)貢獻(xiàn)自己的一份力量。4.考核要點：電纜附件及附屬設(shè)施5.教學(xué)方法：線上線下混合、課堂講授、課堂探討。6.作業(yè)安排：教材課后習(xí)題。第八章電纜敷設(shè)與保護(hù)、構(gòu)筑物和防火設(shè)計（4學(xué)時）1.教學(xué)內(nèi)容（1）電纜敷設(shè)與保護(hù)；（2）電纜構(gòu)筑物設(shè)計；（3）電纜防火設(shè)計；2.重點難點：電纜敷設(shè)方式選擇；地下直埋敷設(shè)，電纜溝及電纜隧道，電纜排管敷設(shè)，電纜加工橋架敷設(shè)，垂直敷設(shè)，電纜構(gòu)筑物尺寸的確定，電纜的支持與固定。掌握電纜構(gòu)筑物設(shè)計和電纜防火設(shè)計。3.課程思政融入點：引入我國目前電纜敷設(shè)與保護(hù)應(yīng)用案例，使學(xué)生能明白作為電氣工作者的重要性，建立崇高的職業(yè)道德和責(zé)任心，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和求真務(wù)實精神。4.考核要點：電纜敷設(shè)與保護(hù)、構(gòu)筑物設(shè)計和防火設(shè)計。5.教學(xué)方法：線上線下混合、課堂講授、課堂探討。6.作業(yè)安排：教材課后習(xí)題。五、教學(xué)內(nèi)容對課程目標(biāo)的支撐關(guān)系章節(jié)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時分配支撐的課程目標(biāo)講課實驗實踐第1章緒論（1）了解電力電纜輸電線路特點、輸電線路設(shè)計原則和設(shè)計應(yīng)用范圍；（2）電力電纜輸電線路設(shè)計的內(nèi)容及深度，技術(shù)接口及流程；2課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2第2章電纜路徑（1）理解電纜路徑收資及協(xié)議的初步知識（2）掌握路徑選擇原則及技術(shù)要求（3）掌握外部設(shè)施間距要求（4）掌握海底電力電纜路由選擇2課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3第3章電纜種類及結(jié)構(gòu)（1）掌握電力電纜的種類；（2）掌握電力電纜的結(jié)構(gòu)；（3）了解海底電力電纜種類及結(jié)構(gòu)；2課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3第4章電纜的電氣計算（1）掌握電纜參數(shù)計算方法；（2）掌握電纜護(hù)層的感應(yīng)電壓；（3）通信干擾6課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3第5章電纜截面的選擇（1）理解損耗計算方法；（2）掌握熱組的計算方法；（3）掌握電纜長期允許載流量計算方法（4）掌握電纜允許過載電流計算方法（5）掌握電纜經(jīng)濟(jì)截面的選擇方法；8課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4第6章電纜的機(jī)械性能計算（1）掌握電纜護(hù)層的機(jī)械強(qiáng)度計算方法（2）掌握直埋電纜承載力計算；（3）掌握排管敷設(shè)電纜的牽引力和側(cè)壓力的計算；（4）掌握隧道、電纜溝輻射是電纜軸向力計算；（5）掌握垂直敷設(shè)時電纜軸向力計算；（6）掌握海底電纜的機(jī)械性能計算；（7）了解電纜的熱穩(wěn)定性條件；6課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4第7章電纜附件及附屬設(shè)施（1）電纜附件（2）電纜附屬設(shè)施2課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4第8章電纜敷設(shè)與保護(hù)、構(gòu)筑物和防火設(shè)計（1）電纜敷設(shè)與保護(hù)（2）電纜構(gòu)筑物設(shè)計（3）電纜防火設(shè)計4課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4六、考核方式及成績評定標(biāo)準(zhǔn)1.課程考核方式：閉卷考試占60%，平時成績占40%。平時成績包括課堂考勤、課堂表現(xiàn)和課程作業(yè)，其中，課堂考勤及課堂表現(xiàn)占20%，課程作業(yè)占20%。課程成績=平時成績×40%+期末考試成績×60%。成績的具體構(gòu)成如下：支撐畢業(yè)要求課程目標(biāo)考核與評價方式合計平時成績（40%）期末考試（60%）課堂考勤及課堂表現(xiàn)（根據(jù)出勤率、課堂問題回答情況、課堂討論參與情況進(jìn)行打分，最后按滿分20分成績計入課程總成績。）課程作業(yè)（根據(jù)作業(yè)完成情況、作業(yè)書寫情況、作業(yè)正確率、作業(yè)完成次數(shù)進(jìn)行打分，最后按滿分20分成績計入課程總成績）課程考試（試卷題型包括計算題、簡答題和應(yīng)用題等，以卷面成績的60%計入課程總成績。）課程目標(biāo)155指標(biāo)點1.1課程目標(biāo)2552030指標(biāo)點1.2課程目標(biāo)3552535指標(biāo)點2.1課程目標(biāo)45101530總分占比%202060100說明：根據(jù)實際情況，每個課程目標(biāo)的成績比例可以在上下10%的范圍內(nèi)浮動，但必須保證總成績?yōu)?00分。2.課程考核評分標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)考核要求評分標(biāo)準(zhǔn)高于預(yù)期達(dá)到預(yù)期低于預(yù)期優(yōu)秀良好合格不合格課程目標(biāo)1課堂考勤、課程總結(jié)拓展（5）5430-2課程目標(biāo)2課堂互動、課后作業(yè)、課堂討論和期末考試（30）27-3024-3618-230-17課程目標(biāo)3課堂互動、課后作業(yè)、課堂討論和期末考試（35）32-3528-3121-300-20課程目標(biāo)4課堂互動、課后作業(yè)、課堂討論和期末考試（30）27