淺談輸變電技術的高中電學基礎

董潤澤

（山東省新泰市第一中學，新泰 271200）

高中物理知識體系涵蓋了聲、光、熱、電、力五大板塊，電學部分是電氣工程技術的重要基礎知識，而大學電氣工程專業的知識也大多從高中電學知識體系上進行延伸和拓展。其中輸變電技術是電氣重要的技術之一，保障社會和經濟的電力需求，因此，在進行高中電學學習時，可適當與輸送變電技術進行融合理解，進而提高學習的應用度和廣闊性。

1 認識輸變電技術

輸送變電[1]，顧名思義，輸電、送電與變電，指的是電廠向電網的遠距離輸電時，需要將低壓升為高壓，電網向用戶送電時，需要將高壓降為低壓，這期間涉及到的各項技術便為輸變電技術、送變電技術。

圖1 輸、送變電技術

2 輸送變電技術中蘊含的高中電學知識

2.1 遠距離輸電

我們都知道，家中和學校的供電電壓均為220V，也就是普通用戶的電壓為220V，但電力在從電廠、經過電網輸送到普通用戶端時，如果采用220V，線路的損耗將非常大。這是因為當線路電壓較低時，根據交流電UI的比例，電流就會相對較高。當線路中的電流高時，一是損失了大多數的電能，二是其過程中的產生的熱量會對導線產生危害。因此，電廠的電需要經過升壓變電站，進行升壓，以節約電能。這類情境經常出現在物理習題中，如下圖為遠距離輸電模型。分析思路：發電機→升壓變壓器→遠距離輸電線→降壓變壓器→用電器。

這類題目通常需要計算輸電線上的電流，電路損耗，升變壓器、降變壓器的原、副線圈匝數之比等，這需要我們理解遠距離輸電模型，認識導線的電壓損失、功率損失及其降低輸電損耗的途徑等。

圖2 遠距離輸電模型

2.2 輸送線路接地電阻測量

電力能源在進行高壓輸送時，需要技術人員對輸電線路進行巡視維護，做好預防風險措施，確保線路安全運行。其中有一項防護措施便是防雷擊，雷雨天氣下，如果輸電設備遭到雷擊，很容易導致斷路、短路，從而影響供電質量、供電安全，因此，做好預防措施是重中之重。目前常見的預防措施有接地電阻測量、避雷針帶電檢測等，這需要技術人員熟悉電氣接地的設計、直流輸電系統接地的基本要求、接地電阻、接觸電位差、跨步電位差的計算等。而在高中物理電學部分，我們已接觸到了許多涉及生活實際的物理電路以及電阻測量的常見方法。

表1 輸電線路設備常見的接地電阻測量方式

3 結束語

輸變電技術與我們的生產、生活息息相關，輸變電運維能力在供電安全質量方面責任重大。高中電學知識既是輸變電等電氣技術的基礎，在電學基礎知識上，可以逐漸感知電氣技術的基礎理論及其相關運用，延伸至對電氣技術等相關領域的拓展學習，解決實際問題！