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第1章 绪论1

1.1 高压输电的必要性1

1.2 我国电力工业的发展3

1.3 电力工业对高电压技术发展的促进作用5

1.4 新材料和新技术在高电压技术中的应用7

1.5 高电压技术在其他领域的应用9

第2章 气体放电的基本物理过程10

2.1 带电质点的产生与消失10

2.1.1 气体中电子与正离子的产生10

2.1.2 电极表面的电子逸出12

2.1.3 气体中负离子的形成13

2.1.4 带电质点的消失14

2.2 放电的电子崩阶段14

2.2.1 非自持放电和自持放电的不同特点14

2.2.2 电子崩的形成15

2.2.3 影响碰撞电离系数的因素16

2.3 自持放电条件17

2.3.1 pd值较小时的情况17

2.3.2 pd值较大时的情况18

2.3.3 电负性气体的情况19

2.4 不均匀电场中气体放电的特点20

2.4.1 稍不均匀电场和极不均匀电场的不同特点20

2.4.2 极不均匀电场中的电晕放电21

2.4.3 不均匀电场中放电的极性效应23

习题25

第3章 气体间隙的击穿强度26

3.1 稳态电压下的击穿26

3.1.1 均匀电场中的击穿26

3.1.2 稍不均匀电场中的击穿27

3.1.3 极不均匀电场中的击穿28

3.2.1 冲击电压的标准波形29

3.2 雷电冲击电压下的击穿29

3.2.2 放电时延30

3.2.3 50％击穿电压及冲击系数30

3.2.4 伏-秒特性31

3.3 操作冲击电压下的击穿33

3.3.1 操作冲击电压下击穿的U形曲线33

3.3.2 操作冲击电压的推荐波形33

3.3.3 长空气间隙在操作冲击电压下的击穿强度34

3.4 大气密度和湿度对击穿的影响34

3.4.1 大气校正因数35

3.4.2 海拔的影响36

3.5 SF6气体间隙中的击穿36

3.5.1 均匀和稍不均匀电场中的击穿36

3.5.2 极不均匀电场中的击穿38

3.5.3 影响击穿场强的因素39

3.5.4 快速暂态过电压下的击穿41

3.6 提高气隙击穿电压的措施42

3.6.1 改善电场分布的措施42

3.6.2 削弱电离过程的措施43

习题45

第4章 气体中沿固体绝缘表面的放电46

4.1 界面电场分布的典型情况46

4.2 均匀电场中的沿面放电46

4.3 极不均匀电场中的沿面放电48

4.3.1 具有强垂直分量时的沿面放电48

4.3.2 具有弱垂直分量时的沿面放电49

4.4 受潮表面的沿面放电51

4.4.1 表面凝露对沿面放电的影响52

4.4.2 表面淋雨对沿面放电的影响52

4.5 脏污绝缘表面的沿面放电53

4.5.2 影响污闪电压的因素54

4.5.1 污闪的发展过程54

4.5.3 污秽等级的划分55

4.5.4 防止污闪的措施56

习题57

第5章 液体和固体介质的电气特性58

5.1 电介质的极化、电导与损耗58

5.1.1 电介质的极化58

5.1.2 电介质的电导60

5.1.3 电介质的能量损耗61

5.2 液体介质的击穿62

5.2.1 影响液体介质击穿的因素63

5.2.2 减小杂质影响的措施64

5.3 固体介质的击穿65

5.3.1 电击穿65

5.3.2 热击穿66

5.3.3 电化学击穿67

5.4 组合绝缘的特性70

5.4.1 油-屏障绝缘和油纸绝缘的特点70

5.4.2 多介质系统中的电场70

5.4.3 电场调整的方法71

5.5 绝缘的老化72

5.5.1 电介质的热老化73

5.5.2 介质的电老化73

5.5.3 机械力的影响73

5.5.4 环境的影响74

习题74

第6章 电气设备绝缘的预防性试验75

6.1 绝缘电阻的测试75

6.1.1 多层介质的吸收现象75

6.1.2 绝缘电阻和吸收比的测量77

6.2 泄漏电流的测量78

6.3.1 西林电桥的基本原理80

6.3 介质损耗角正切值的测量80

6.3.2 外界电磁场对电桥的干扰82

6.3.3 影响tgδ测量结果的因素82

6.3.4 数字化测量方法83

6.4 局部放电的测试84

6.4.1 局部放电的检测回路84

6.4.2 局部放电的测量阻抗和测量仪器85

6.4.3 用超声波探测器测量局部放电85

6.5 电压分布的测量86

6.6 绝缘油的电气试验和气相色谱分析87

6.7 绝缘状态的在线监测88

6.7.1 tgδ的在线监测88

6.7.2 局部放电的在线监测89

6.7.3 油中气体含量的在线监测91

习题91

7.1.1 工频高电压的产生92

7.1 交流高电压试验92

第7章 电气设备绝缘的高电压试验92

7.1.2 串联谐振交流高压的产生95

7.1.3 交流高压试验96

7.2 直流高电压试验97

7.2.1 直流高电压的产生97

7.2.2 直流高电压的试验100

7.3 冲击电压试验101

7.3.1 冲击电压发生器与参数计算101

7.3.2 截断波的产生方法104

7.3.3 操作冲击电压的获得105

7.3.4 陡波前冲击电压的产生105

7.4 稳态高电压的测量106

7.4.1 气体放电间隙106

7.4.2 静电电压表108

7.4.3 利用高压电容器的测量方法108

7.4.4 高压分压器109

7.5 冲击电压的测量111

7.5.1 球间隙测量冲击电压的幅值111

7.5.2 冲击电压分压器112

7.6 光电与数字化测量技术116

7.6.1 光电测量技术116

7.6.2 数字化测量技术117

习题118

第8章 线路和绕组中的波过程120

8.1 波在单根均匀无损导线上的传播120

8.1.1 单根输电线路的等效电路120

8.1.2 波阻抗与波速120

8.1.3 波动方程及其解122

8.1.4 前行波和反行波123

8.2 行波的折射与反射124

8.2.1 折射系数和反射系数124

8.2.2 彼德逊法则126

8.2.3 等效波法则127

8.3 行波通过串联电感与旁过并联电容128

8.3.1 直角波通过串联电感128

8.3.2 直角波旁过并联电容129

8.4 行波的多次折、反射132

8.5 行波在无损平行多导线系统中的传播134

8.6 冲击电晕对线路上波过程的影响137

8.7 变压器绕组中的波过程138

8.7.1 单绕组中的波过程138

8.7.2 三相绕组中的振荡过程142

8.7.3 绕组间波的传递143

8.7.4 变压器的内部保护143

8.8 旋转电机绕组中的波过程144

习题145

9.1 雷电放电的发展过程146

第9章 雷电及防雷装置146

9.2 雷电参数147

9.3 避雷针和避雷线150

9.4 避雷器152

9.4.1 保护间隙153

9.4.2 管式避雷器153

9.4.3 阀式避雷器153

9.5 防雷接地159

习题162

第10章 输电线路的防雷保护163

10.1 输电线路防雷的原则和措施163

10.2 线路感应雷过电压164

10.2.1 无避雷线时的感应雷过电压165

10.3 输电线路的直击雷过电压166

10.3.1 无避雷线时直击雷过电压166

10.2.2 有避雷线时的感应雷过电压166

10.3.2 有避雷线时直击雷过电压168

10.4 输电线路雷击跳闸率的计算171

习题173

第11章 发电厂和变电所的防雷保护174

11.1 发电厂和变电所的直击雷保护174

11.1.1 装设避雷针（线）的原则174

11.1.2 避雷针（线）的设计计算174

11.1.3 几个具体问题175

11.2 发电厂和变电所的行波保护176

11.2.1 避雷器的保护作用176

11.2.2 变电所的进线保护179

11.3 变电所防雷的几个具体问题182

11.3.1 三绕组变压器和自耦变压器的防雷保护182

11.3.2 变压器的中性点保护183

11.4 气体绝缘变电所的防雷保护184

11.3.3 配电变压器的防雷保护184

11.4.1 GIS变电所雷电过电压保护的特点185

11.4.2 GIS变电所常用的雷电保护接线185

11.5 旋转电机的防雷185

11.5.1 旋转电机防雷保护的特点186

11.5.2 直配电机的防雷保护186

11.5.3 非直配电机的防雷保护188

习题188

第12章 暂时过电压189

12.1 工频电压升高189

12.1.1 超高压系统中工频电压升高的重要性189

12.1.2 工频电压升高的原因190

12.1.3 工频电压升高的限制措施193

12.2.1 谐振的类型195

12.2 谐振过电压195

12.2.2 铁磁谐振过电压196

习题198

第13章 操作过电压199

13.1 中性点不接地系统电弧199

接地引起的过电压199

13.1.1 过电压发展的物理过程199

13.1.2 限制过电压的措施201

13.2 合闸空载线路引起的过电压202

13.2.1 产生过电压的物理过程203

13.2.2 影响过电压的因素204

13.2.3 限制过电压的措施204

13.3 切除空载线路引起的过电压205

13.3.1 产生过电压的物理过程205

13.3.2 影响过电压的因素206

13.3.3 限制过电压的措施206

13.4.1 产生过电压的物理过程207

13.4 切除空载变压器产生的过电压207

13.4.2 影响过电压的因素208

13.4.3 限制过电压的措施208

13.5 GIS中快速暂态过电压（VFTO）209

13.5.1 VFTO产生的机理209

13.5.2 VFTO的特性209

13.5.3 VFTO的影响因素210

13.5.4 VFTO的危害211

13.5.6 GIS的VFTO计算实例212

13.5.5 VFTO的防护212

习题214

第14章 电力系统过电压计算215

14.1 概述215

14.2 单相电磁暂态过程的元件模型217

14.2.1 集中参数电路模型217

14.2.2 分布参数电力模型——单相无损线的Bergeron等效计算电路219

14.2.4 电源支路的模拟223

14.2.3 线路损耗近似的处理方法223

14.2.5 单相暂态等效计算网络的形成及求解224

14.3 多相电磁暂态过程的数学模型227

14.4 开关元件与非线性元件模型228

14.5 初始值的确定229

习题229

第15章 电力系统的绝缘配合230

15.1 绝缘配合的基本概念与方法230

15.1.1 绝缘配合的原则230

15.1.2 绝缘配合的方法231

15.2 输变电设备绝缘水平的确定232

15.3 输电线路绝缘水平的确定237

15.3.1 绝缘子片数的确定237

15.3.2 输电线路空气间隙的确定238

习题240

参考文献241