电力工业的建立至今已有一个多世纪的历史。今天，电与人们的生产、生活、科学技术研究和社会文明建设息息相关，对现代社会的各个方面已产生直接或间接的巨大作用和影响，已成为现代文明社会的重要物质基础。
一、电的产生
1．公元前的琥珀和磁石
希腊七贤中有一位名叫泰勒斯的哲学家。公元前 600 年前后，泰勒斯看到当明的希腊人通过摩擦琥珀吸引羽毛， 用磁钱矿石吸引铁片的现象， 曾对其原因进行过一番思考。 据说他的解释是：“万物皆有灵。磁吸铁，故磁有灵。”这里所说的“磁”就是磁铁矿石。
磁铁矿石
希腊人把琥珀叫做“ elektron ”（与英文“电”同音）。他们从波罗的海沿岸进口琥珀，用来制作手镯和首饰。 当时的宝石商们也知道摩擦琥珀能吸引羽毛， 不过他们认为那是神灵或者魔力的作用。在东方，中国人民早在公元前 2500 年前后就已经具有天然的磁石知识。
琥珀
据《吕氏春秋》一书记载，中国在公元前 1000 年前后就已经有了指南针，他们在古代就已经用磁针来辨别方向了。
2．磁，静电
通常所说的摩擦起电，在公元前人们只知道它是一种现象。很长时间里，关于这一种现象的认识并没有进展。而罗盘则在 13 世经就已经在航海中得到了应用。那时的罗盘是把加工成针形的磁铁矿石放在秸秆里，使之能浮在水面上。到了 14 世纪初，又制成了用绳子把磁针吊起来的航海罗盘。 这种罗盘在 1492 年哥伦布发现美洲新大陆以及 1519 年麦哲伦发现环绕地球一周的航线时发挥了重要的作用 。
（1）磁，静电与吉尔伯特
英国人吉尔伯特是伊丽莎白女王的御医，他在当医生的同时，也对磁进行了研究。他
总结了多年来关于磁的实验结果，于 1600 年出了一本取名为《论磁学》的书。书中指出地
球本身就是一块大磁石，并且阐述了罗盘的磁倾角问题。
吉尔伯特还研究了摩擦琥珀吸引羽毛的现象，指出这种现象不仅存在于琥珀上，而且存
在于硫磺，毛皮，陶瓷，火漆，纸，丝绸，金属，橡胶等是摩擦起电物质系列。把这个系列
中的两种物质相互摩擦，系列中排在前面的物质将带正电，排在后面的物质将带负电。
那时候， 主要的研究方法就是思考， 而他主张真正的研究应该以实验为基础， 他提出这
种主张并付诸实践，在这点上，可以说吉尔伯特是近代科学研究方法的开创者。
摩擦起电
（2）雷和静电
在公元前的中国，打雷被认为是神的行为。说是有五位司雷电的神仙，其长者称为雷祖，雷祖之下是雷公和电母。 打雷就是雷公在天上敲大鼓， 闪电就是电母用两面镜子把光射向下界。到了亚里斯多德时代就已经比较科学了。 认为雷的发生是由于大地上的水蒸气上升，形成雷雨云， 雷雨云遇到冷空气凝缩而变成雷雨， 同时伴随出现强光。 认为雷是静电而产生的是英国人沃尔，那是 1708 年的事。
1748 年，富兰克林基于同样的认识设计了避雷针。能不能用什么办法把这种静电收集起来？这个问题很多科学家都考虑过。
1746 年，莱顿大学教授缪森布鲁克发明了一种存贮静电的瓶子，这就是后来很有名的“莱顿瓶”。缪森布鲁克本来想像往瓶子里装水那样把电装进瓶子里， 他首先在瓶子里灌上水， 然后用一根金属丝把摩擦玻璃棒扔到水里。 就在他的手接触到瓶子和棒的一瞬间， 他被重重地 “电击”了一下。据说他曾这样说过： “就算是国王命令，我也不想再做这种可怕的实验了 ”。
莱顿瓶
富兰克林联想到往莱顿瓶里蓄电的事，于 1752 年 6 月做了一个把风筝放到雷雨云里去的实验。其结果，发现了雷雨云有时带正电有时带负电的现象。这个风筝实验很有名， 许多科学家都很感兴趣，也跟着做。
富兰克林放风筝
1753 年 7 月，俄罗斯科学家利赫曼在实验中不幸遭电击身亡。通过用各种金属进行实验， 意大利帕维亚大学教授伏打证明了锌， 铅，锡，铁，铜银，金，石墨是个金属电压系列， 当这个系列中的两种金属相互接触时， 系列中排在前面的金属带正电， 排在后面的金属带负电。 他把铜和锌做为两个电极置于稀硫酸中， 从而发明了伏打电池。电压的单位 “伏特 ”就是以他的名字命名的。
19 世纪初，正是法国大革命后进入拿破仑时代。拿破仑从意大利归来，在 1801 年把伏打召
到巴黎，让他做电实验，伏打也因此获得了拿破仑授予的金质奖章和莱吉诺 -多诺尔勋章
（3）伏打电池的利用与电磁学的发展
伏打电池发明之后，各国利用这种电池进行了各种各样的实验和研究。德国进行了电解
水的研究，英国化学家戴维把 2000 个伏打电池连在一起，进行了电弧放电实验。戴维的实
验是在正负电极上安装木炭， 通过调整电极间距离使之产生放电而发出强光， 这就是电用于
照明的开始。
1820 年，丹麦哥本哈根大学教授奥斯特在一篇论文中公布了他的一个发现：在与伏打
电池连接了的导线旁边放一个磁针，磁针马上就发生偏转。俄罗斯的西林格读了这篇论文，
他把线圈和磁针组合在一起，发明了电报机（ 1831 年），这可说是电报的开始。其后，法
国的安培发现了关于电流周围产生的磁场方向问题的安培定律（ 1820 年），法拉第发现了
划时代的电磁感应现象（ 1831 年），电磁学得到了飞速发展。
二、电力设备的产生
可以说， 1820 年奥斯特所发现的电磁作用就是电动机的起源。 而 1831 年法拉第所发现
的电磁感应就是发电机的变压器的起源。
（1）发电机
1832 年，法国人毕克西发明了手摇式直流发电机，其原理是通过转动永磁体使磁通发
生变化而在线圈中产生感应电动势，并把这种电动势以直流电压形式输出。
1866 年，德国的西门子发明了自励式直流发电机。
1869 年，比利时的格拉姆制成了环形电枢，发明了环形电枢发电机。这种发电机是用水力来转动发电机转子的，经过反复改进，于 1847 年得到了 32KW的输出功率。
1882 年，美国的戈登制造出了输出功率 447KW，高 3 米，重 22 吨的两相式巨型发电机。
美国的特斯拉在爱迪生公司的时候就决心开发交流电机， 但由于爱迪生坚持只搞直流方
式，因此他就把两相交流发电机和电动机的专利权卖给了西屋公司。
1896 年，特斯拉的两相交流发电机在尼亚拉发电厂开始劳动营运， 3750KW，5000V 的交
流电一直送到 40 公里外的布法罗市。
1889 年，西屋公司在俄勒冈州建设了发电厂， 1892 年成功地将 15000 伏电压送到了皮
茨菲尔德。
（2）电动机
1834 年，俄罗斯的雅可比试制出了由电磁铁构成的直流电动机。 1838 年，这种电动机
开动了一艘船， 电动机电源用了 320 个电池。 此外， 美国的文波特和英国的戴比德逊也造出了直流电动机（ 1836 年），用作印刷机的动力设备。由于这些电动机都以电池作为电源，
所以未能广泛普及。
1887 年，前面所讲过的特斯拉两相电动机作为实用化感应电动机的发展计划开始启动。
1897 年，西屋公司制成了感应电动机，设立专业公司致力于电动机的普及。
（3）变压器
发电端在向外输送交流电的时候，要先把交流电压升高，到了用电端，又得把送来的交
流电压降低。因此，变压器是必不可少的。
1831 年，法拉第发现磁可以感应生成电，这就是变压器诞生的基础。
1882 年，英国的吉布斯获得了“照明与动力用配电方式”专利，其内容就是将变压器
用于配电，当时所用的变压器是磁路开放式变压器。
西屋引进了吉布斯的变压器，经过研究，于 1885 年开发出了实用的变压器。此外，在
此前一年的 1884 年，英国的霍普金森制成了闭合磁路式变压器。
三、电力工业兴起
电力工业就是将一次能源如煤炭、石油、天然气、核燃料、水能、风能、太阳能等经
发电设施转换成电能，再通过输电、变电与配电系统供给用户作能源的工业部门。
1850 年，马克思在看到一台电力机车模型后，就曾预言：“蒸汽大王在前一个世纪中翻转了整个世界， 现在它的统治已到末日， 另外一个更大得无比的革命力量──电力将取而代之。” 100 多年来的历史充分证实了马克思预言的正确。
1875 年，巴黎北火车站建成世界上第一座火电厂 , 安装经过改装的格拉姆直流发电机 ,
为附近照明供电 。
1879 年，美国旧金山实验电厂开始发电，这是世界上最早出售电力的电厂。
1882 年，美国建成纽约珍珠街电厂 , 装有 6 台直流发电机 , 总容量 900 马力（约 670 千
瓦），以 110 伏直流电供电灯照明。这是世界上第一座较正规的电厂。
在此前后， 世界各国陆续建成几座容量为千千瓦级的电厂。
1881 年在英国的戈德尔明建成世界上第一座水电站。
曾世界上第一座水电站
1882 年，美国在威斯康星州的福克斯河上建成第二座水电站， 水头 3 米, 装机容量 10.5千瓦。
进入 90 年代，水电站的规模发展到万千瓦级以至十万千瓦级。如美国尼亚加拉水电站（1895），设计容量 14.7 万千瓦，这是商业性水电站的发端。
20 世纪巴西和巴拉圭合建的伊泰普水电站 (如下图），中国的三峡电站没有建的时候这
里是世界上最大的水电站 , 装机 1260 万千瓦 , 年发电量 710 千瓦时 。
伊泰普水电站
20 世纪初，为适应电力工业发展的需要，电工制造业生产出万千瓦级的机组 ,如瑞士勃
朗－鲍威力有限公司生产的 1.5 万千瓦机组 (1902),美国西屋电气公司的 1 万千瓦机组
到 1912 年，汽轮发电机组的容量达到 2.5 万千瓦。进入 20 年代，美国已制成 10 万千
瓦的机组。电力工业已从萌芽发展到初具规模。
1913 年,全世界的年发电量已达 500 亿千瓦时。电力工业已作为一个独立的工业部门，
进入人类的生产活动领域。
四、电力系统进入迅速发展的时期
1916年，美国建成第一条90km的132kV线路。
1920年时世界装机为3000万kW，其中美国占2000万kW。
1922年，在加州建成220kV线路。1923年投运。
1929年，美国制成第一台20kW汽轮机组。
1932年，苏联建成第聂伯水电站，单机6.2万kW。
1934年，美国建成432km的287kV线路。
二战期间，德国试验四分裂导线，解决了380kV线路电晕问题，并制成440kV汞弧整流器，建成从易伯(Elbe)至柏林的100km地下直流电缆，大大促进了超高压交流输电的发展，和直流输电的振兴。
战后，美国于1955、1960、1963、1970和1973等年份分别制成并投运30万kW，50万kW，100万kW，115万kW和130万kW汽轮发电机组。
二战期间开发的核技术还为电力提供了新能源。1954年苏联制成功第一台5000kw核电机组。1973年法国试制成功120万kW核反应堆。
1954年，瑞典首先建立了380kV线路，采用2分裂导线，距离960km，将北极圈内的哈斯普朗盖特(Harspranget)水电站电力送至瑞典南部。
1954年，苏联在奥布宁斯克建成第一座核电站。
第一座核电站
1964年，美国建成500kV交流输电线路。苏联也于同年完成了500kV输电系统。
1965年，加拿大建成765kV交流线路。
1965年，苏联建成±400kV的470km高压直流输电线路，送电75万kW。 1970年，美国建成±400kV的1330km高压直流输电线路，送电144万kW。
1989年，苏联建成一条世界上最高电压1150kV、长1900k。
从20世纪开始，高电压与绝缘技术加强了与其他学科的相互渗透和联系，在不断吸取其他科技领域的新成果，促进了自身的更新和发展的同时，也使高电压与绝缘技术方面的新进展、新方法更广泛地应用到诸如大功率脉冲技术、激光等离子体、受控热核反应、原子物理、生态与环境保护、生物医学、高压静电工业应用等科技领域，显示出强大的生命力。
2009年，世界首个特高压直流输电工程，±800kV云南至广东直流工程投运！
2015年，全球总发电量23.1万亿千瓦时，2005-2015年年均增长2.9%。典型发达国家发电量71653亿千瓦时，2005-2015年年均增长-0.1%，比全球年均增长低3.0个百分点。金砖国家发电量91418亿千瓦时，2005-2015年年均增长6.6%，比全球年均增长低3.7个百分点。 “一带一路”典型国家发电量8179亿千瓦时，2005-2015年年均增长5.9%，比全球年均增长高3.0个百分点。
2005-2015年全球各类型国家发电量情况
根据《BP Statistical Review of World Energy June 2018》的报告，2017年电力产量仅比2016年增加2.8%。中国是世界上电力生产最多的而且是增幅最大的国家，发电量为6495.1 TWh，比2016年增加了6.2%，占世界总量的25.4%;而美国经济不景气，2017年发电量为4281.8 TWh，比去年减低了1.3%，占全球总量的16.8%
2013～2017年主要国家的电力生产量(单位：TWh)
总之， 目前世界各国都在关注未来电力工业的发展。随着计算机、微电子、材料科学等新兴学科的出现,高电压与绝缘技术这门学科的内容也正日新月异地得到改造和更新。电压等级也越来越高。尤其是中国的特高压，引领了特高压输电的标准，中国将带动其他国家，构建全球能源互联网。
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