高電壓工程（第三版）

前言

第一版前言

第二版前言

第1篇 電介質(zhì)的電氣特性

1 氣體電介質(zhì)的絕緣特性

1．1 氣體中帶電粒子的產(chǎn)生和消失

l．2 均勻電場中氣體的擊穿

1．3 不均勻電場中氣體的擊穿

1．4 氣體間隙的穩(wěn)態(tài)擊穿電壓

1．5 雷電沖擊作用下氣體間隙的擊穿

1．6 操作沖擊作用下氣體間隙的擊穿

1．7 大氣條件對問隙擊穿電壓的影響

1．8 提高氣體間隙擊穿電壓的措施

1．9 沿面放電

習(xí)題

2 液體、固體電介質(zhì)的絕緣特性

2．1 電介質(zhì)的極化、電導(dǎo)與損耗

2．2 液體電介質(zhì)的擊穿

2．3 固體電介質(zhì)的擊穿

2．4 組合絕緣的電氣強度

2．5 電介質(zhì)的老化

習(xí)題

3 常用電氣設(shè)備的絕緣

3．1 絕緣子的絕緣

3．2 高壓套管的絕緣

3．3 電容器及電纜的絕緣

3．4 變壓器的絕緣

3．5 高壓電機的絕緣

3．6 GIS設(shè)備的絕緣

習(xí)題

第2篇 電氣設(shè)備絕緣試驗

4 絕緣性能試驗

4．1 絕緣電阻和泄漏電流測量

4．2 介質(zhì)損耗角正切的測量

4．3 局部放電測量

4．4 絕緣油的電氣試驗和氣相色譜分析

4．5 絕緣的在線監(jiān)測

習(xí)題

5 絕緣耐壓試驗

5．1 工頻耐壓試驗

5．2 直流耐壓試驗

5．3 沖擊耐壓試驗

5．4 沖擊電流試驗

習(xí)題

6 高電壓和大電流的測量

6．1 交流高壓的測量

6．2 直流高壓的測量

6．3 沖擊高壓的測量

6．4 沖擊電流的測量

習(xí)題l

第3篇 電力系統(tǒng)過電壓與絕緣配合

7 線路與繞組中的波過程

7．1 波沿均勻無損單導(dǎo)線的傳播

7．2 波的折射和反射

7．3 波通過串聯(lián)電感和并聯(lián)電容

7．4 波的多次折、反射，網(wǎng)格法

7．5 貝杰龍法計算過電壓

7．6 平行多導(dǎo)線系統(tǒng)中的波過程

7．7 波的衰減與變形

7．8 變壓器繞組中的波過程

7．9 旋轉(zhuǎn)電機繞組中的波過程

習(xí)題

8 雷電及防雷保護裝置

8．1 雷云放電及雷電過電壓

8．2 雷電參數(shù)及雷電活動特性

8．3 避雷針和避雷線

8．4 避雷器

8．5 接地技術(shù)與接地裝置

習(xí)題

9 電力系統(tǒng)防雷保護

9．1 輸電線路的防雷保護

9．2 發(fā)電廠和變電站的防雷保護

9．3 旋轉(zhuǎn)電機的防雷保護

習(xí)題

10 電力系統(tǒng)內(nèi)部過電壓

10．1 工頻過電壓(工頻電壓升高)

10．2 諧振過電壓

10．3 間歇性電弧接地過電壓

10．4 切除空載線路過電壓

lO．5 空載線路合閘過電壓

10．6 切除空載變壓器過電壓

習(xí)題

ll 電力系統(tǒng)絕緣配合

11．1 概j盔

11．2 中性點接地方式對絕緣水平的影響

11．3 絕緣配合的慣用法和電氣設(shè)備絕緣水平的確定

11．4 絕緣配合的統(tǒng)計法

11．5 架空輸電線路的絕緣配合

習(xí)題

12 高電壓技術(shù)在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用

12．1 帶電粒子束的產(chǎn)生及其作用

12．2 靜電應(yīng)用

12．3 放電等離子體的應(yīng)用

12．4 高電壓技術(shù)的其他應(yīng)用

附錄A 一球接地時，標(biāo)準(zhǔn)球隙放電電壓表

附錄B 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的有關(guān)設(shè)備參數(shù)

附錄c 外絕緣破壞性放電電壓的大氣校正因數(shù)

參考文獻

本書為“十二五”普通高等教育本科Ji別規(guī)劃教材。

本書共分為3篇12章，主要內(nèi)容有氣體電介質(zhì)的絕緣特性，液體、固體電介質(zhì)的絕緣特性，常用電氣設(shè)備的絕緣，絕緣性能試驗，絕緣耐壓試驗，高電壓和大電流的測量，線路與繞組中的波過程，雷電及防雷保護裝置，電力系統(tǒng)防雷保護，電力系統(tǒng)內(nèi)部過電壓，電力系統(tǒng)絕緣配合，高電壓大電流在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用。

《高電壓工程》(第1版)教材出版使用至今已經(jīng)超過10年，這10年正是我國電力工業(yè)發(fā)展最快的階段，裝機容量、發(fā)電量躍居世界首位，發(fā)電量、用電量等指標(biāo)的增長率甚至可以用空前絕后來形容。十年來我國的電壓等級連續(xù)邁上新臺階，交流1000 kV和直流±800 kV特高壓分別成為世界上目前投入商業(yè)運行的最高交、直流電壓等級。電力工業(yè)的大發(fā)展，有力地支撐了國民經(jīng)濟的快速前行。

我國的電力工業(yè)正在快速走向世界前列，必然要求高校的人才培養(yǎng)能夠適應(yīng)這一變化； 在超高壓、特高壓輸變電工程中大量采用的新技術(shù)、新標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)該及時在教學(xué)中有所體現(xiàn)。在大學(xué)的教學(xué)中，學(xué)科與行業(yè)的結(jié)合是各國面臨的共同課題。近年來，每次國際大電網(wǎng)委員會(CIGRE)都安排有電氣工程教育(electrical power engineering education,EPEE)的專題會議。在2012年8月CIGRE的EPEE專題會議上，筆者以清華大學(xué)電機系電氣工程教育的課程體系為例，交流了我們的探索和體會； 2014年8月CIGRE EPEE的主題更加明確表述為“How to Bridge the Gap Between Industry and Universities”。

這一問題可以從不同的角度進行思考、在不同的課程中進行嘗試，需要在教學(xué)過程中結(jié)合不同的內(nèi)容進行探索。大學(xué)的課程可劃分為公共基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課四個層次，大體上對應(yīng)著大學(xué)一年級到四年級的主要學(xué)習(xí)特點，反映著學(xué)生接受高等教育、掌握專業(yè)知識的層層遞進的過程。“高電壓工程”是本科生“電氣工程及其自動化”大專業(yè)的主要專業(yè)基礎(chǔ)課之一，我們對該課程的要求可以歸納為打下基礎(chǔ)、掌握特點和了解行業(yè)三個方面。希望學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，能夠?qū)Ω唠妷号c絕緣技術(shù)二級學(xué)科有全面的認(rèn)識，大體掌握其學(xué)科基礎(chǔ)、學(xué)科特點與主要內(nèi)容，并對相關(guān)行業(yè)的技術(shù)發(fā)展、技術(shù)政策和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有所認(rèn)識、有所了解。

這10年來，融入行業(yè)前沿的高電壓工程專業(yè)基礎(chǔ)課課程改革先后獲得清華大學(xué)和北京市教學(xué)成果一等獎，“高電壓工程”課程先后榮獲清華大學(xué)、北京市和國家精品課稱號，教學(xué)效果連續(xù)多年受到同學(xué)們的廣泛好評，這一點可以說是同學(xué)們對我們在教學(xué)上進行持續(xù)探索所給予的最大的鼓勵。

本次修訂，將原先高電壓產(chǎn)生與測量的4章進行了適當(dāng)?shù)木?，修改、合并為?章和第7章，將一部分更詳細的內(nèi)容留待后續(xù)課程講解； 根據(jù)電力系統(tǒng)日益增多的新需求，以及多年來我們在教學(xué)中感到需要增強的內(nèi)容，加強了電場分布與調(diào)控、電介質(zhì)材料、直流高電壓、SF6絕緣、接地、絕緣配合，改寫了污穢絕緣放電、電介質(zhì)的性能，新增了空間電荷、電場測量、色譜分析、斷路器的開斷與關(guān)合、特快速瞬態(tài)過電壓等相關(guān)內(nèi)容； 為便于讀者了解各國高電壓實驗室的基本情況，重寫了附錄B； 為便于讀者復(fù)習(xí)和整理，本次修訂大大增加了習(xí)題，并在每章開頭梳理了核心概念。由于十年來相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都經(jīng)歷了較大幅度的修訂，本教材按照最新的標(biāo)準(zhǔn)對相關(guān)內(nèi)容進行了必要的修改，電路圖和符號也采用了最新國家標(biāo)準(zhǔn)的表述方式。

本教材有幸承蒙談克雄教授和陳昌漁教授進行了認(rèn)真的審閱。兩位老教授不僅提出了很多寶貴的、有建設(shè)性的修改意見，并且提供了許多有價值的參考資料。博士后王家福、助理研究員莊池杰，以及研究生閻志鵬、仵超、高巖峰、黃建文、黃猛進行了大量的數(shù)據(jù)、圖片、曲線的查證、編輯、校對工作，在此一并致以衷心的感謝。

本次改版，梁曦東負(fù)責(zé)修訂了第0~3章、附錄，編寫了10.1節(jié)； 周遠翔負(fù)責(zé)修訂了第4~7章； 曾嶸負(fù)責(zé)修訂了第8~10章，并與周遠翔共同編寫了7.12節(jié)。限于編者的水平，書中難免仍有不當(dāng)之處，敬請廣大讀者批評指正。

梁曦東

2014年12月于清華園

《電氣化鐵路高電壓工程》內(nèi)容立足于電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)高壓電氣設(shè)備的運行與分析，涉及該系統(tǒng)的高電壓工程技術(shù)應(yīng)用和電氣試驗。

《電氣化鐵路高電壓工程》共七章，主要內(nèi)容包括緣介質(zhì)的電氣性能、緣評估及其試驗方法、高壓供電設(shè)備的緣、供電系統(tǒng)的雷閃過電壓及其防護、供電系統(tǒng)內(nèi)部過電壓及其限制措施、高壓供電系統(tǒng)的緣配合、高電壓產(chǎn)生設(shè)備與測量技術(shù)等，書的附錄部分有“高壓供電基礎(chǔ)試驗”的操作與方法。

《電氣化鐵路高電壓工程》可作為職業(yè)院校電氣化鐵道供電技術(shù)等專業(yè)的基礎(chǔ)教材，也可供強電類工程技術(shù)人員參考使用。

內(nèi)容簡介

《電氣化鐵道高電壓工程》為普通高等教育鐵道部規(guī)劃教材。全書共分十一章，具體內(nèi)容包括：氣體的絕緣特性與介質(zhì)的電氣強度、液體的絕緣特性與介質(zhì)的電氣強度、固體的絕緣特性與介質(zhì)的電氣強度、組合絕緣電介質(zhì)電氣強度、高電壓試驗、絕緣預(yù)防性試驗方法、牽引供電系統(tǒng)電氣設(shè)備預(yù)防性試驗、牽引供電設(shè)備電氣絕緣在線監(jiān)測、輸電線路和繞組中的波過程、牽引供電系統(tǒng)雷電過電壓及其防護、牽引供電系統(tǒng)內(nèi)部過電壓與絕緣配合等內(nèi)容。