目錄
第1章 電介質(zhì)的極化、電導(dǎo)與損耗 1
1.1 電介質(zhì)的極化 1
1.1.1 電介質(zhì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本知識(shí) 1
1.1.2 電介質(zhì)的極化和相對(duì)介電常數(shù) 2
1.1.3 極化的基本形式 4
1.2 電介質(zhì)的電導(dǎo) 7
1.2.1 電介質(zhì)的吸收現(xiàn)象 7
1.2.2 電介質(zhì)的電導(dǎo) 8
1.3 電介質(zhì)的損耗 10
1.3.1 電介質(zhì)損耗的基本概念 10
1.3.2 介質(zhì)損耗因數(shù) 10
1.3.3 影響電介質(zhì)損耗的因素 12
習(xí)題 13
第2章 氣體放電理論 15
2.1 帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生和消失 15
2.1.1 帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生 15
2.1.2 氣體中帶電質(zhì)點(diǎn)的消失 20
2.2 均勻電場(chǎng)下氣體的放電機(jī)理 20
2.2.1 湯遜放電理論 21
2.2.2 流注放電理論 27
2.3 不均勻電場(chǎng)中的氣體放電特性 30
2.3.1 電場(chǎng)不均勻程度的劃分 30
2.3.2 電暈放電 30
2.3.3 極不均勻電場(chǎng)中氣隙放電的極性效應(yīng) 34
2.3.4 極不均勻電場(chǎng)長(zhǎng)間隙的擊穿過程 36
2.3.5 長(zhǎng)氣隙的預(yù)放電 36
2.4 雷電放電 37
2.4.1 概述 37
2.4.2 雷電的先導(dǎo)過程 38
2.4.3 雷電的主放電過程 39
2.4.4 雷電的后續(xù)分量 40
習(xí)題 41
第3章 氣隙的電氣強(qiáng)度 42
3.1 氣隙的擊穿時(shí)間 42
3.2 氣隙的伏秒特性和擊穿電壓的概率分布 43
3.2.1 電壓波形 43
3.2.2 伏秒特性 46
3.2.3 氣隙擊穿電壓的概率分布 49
3.3 大氣條件和海拔對(duì)氣隙擊穿電壓的影響 49
3.3.1 大氣條件對(duì)放電電壓的影響 49
3.3.2 海拔對(duì)放電電壓的影響 52
3.4 電場(chǎng)均勻程度對(duì)氣隙擊穿電壓的影響 52
3.4.1 均勻電場(chǎng)氣隙的擊穿特性 52
3.4.2 稍不均勻電場(chǎng)的擊穿特性 53
3.5 極不均勻電場(chǎng)氣隙的擊穿電壓 53
3.5.1 直流電壓作用下 54
3.5.2 工頻電壓作用下 54
3.5.3 雷電沖擊電壓 55
3.5.4 操作沖擊電壓作用下 56
3.5.5 疊加性電壓作用下 59
3.6 提高氣隙擊穿電壓的方法 60
3.6.1 改善電場(chǎng)分布 60
3.6.2 采用高度真空 61
3.6.3 增高氣壓 61
3.6.4 采用高耐電強(qiáng)度氣體 61
3.7 SF6氣體的特性 62
3.7.1 SF6氣體的理化特性 62
3.7.2 SF6氣體的絕緣特性 63
3.7.3 SF6氣體與其他氣體混合時(shí)的特性 63
3.7.4 氣體絕緣全封閉組合電器 65
3.7.5 SF6氣體的運(yùn)行和維護(hù) 65
3.8 氣隙的沿面放電 66
3.8.1 界面電場(chǎng)分布的典型情況 67
3.8.2 均勻電場(chǎng)中的沿面放電 67
3.8.3 極不均勻電場(chǎng)中的沿面放電 68
3.8.4 固體表面有水膜時(shí)的沿面放電 70
3.8.5 覆冰時(shí)的沿面放電 72
3.9 絕緣子表面污穢時(shí)的沿面放電 72
3.9.1 污閃的基本概念 72
3.9.2 污閃的基本過程 73
3.9.3 污穢程度的評(píng)價(jià) 74
3.9.4 防治污閃的措施 75
3.10 提高氣隙沿面閃絡(luò)電壓的方法 76
3.10.1 屏障 76
3.10.2 屏蔽 77
3.10.3 消除窄氣隙 77
3.10.4 絕緣表面處理 77
3.10.5 附加金具 77
3.10.6 阻抗調(diào)節(jié) 78
習(xí)題 78
第4章 固體、液體和組合絕緣的電氣強(qiáng)度 79
4.1 固體電介質(zhì)的擊穿特性 79
4.1.1 固體電介質(zhì)擊穿的機(jī)理 79
4.1.2 影響固體電介質(zhì)擊穿電壓的因素 82
4.1.3 提高固體電介質(zhì)擊穿電壓的方法 85
4.2 固體電介質(zhì)的老化 85
4.2.1 固體介質(zhì)的環(huán)境老化 85
4.2.2 固體介質(zhì)的電老化 86
4.2.3 電老化對(duì)絕緣壽命的影響 88
4.2.4 固體介質(zhì)的熱老化 89
4.3 液體電介質(zhì)的擊穿 91
4.3.1 液體電介質(zhì)的擊穿機(jī)理 91
4.3.2 影響液體電介質(zhì)擊穿電壓的因素 92
4.3.3 提高液體電介質(zhì)擊穿電壓的方法 96
4.4 組合絕緣的電氣強(qiáng)度 97
4.4.1 組合絕緣介質(zhì)的配合特性 97
4.4.2 組合絕緣中的電場(chǎng) 99
習(xí)題 102
第5章 電氣設(shè)備絕緣特性試驗(yàn) 103
5.1 絕緣電阻和吸收比的測(cè)量 103
5.1.1 兆歐表的工作原理 104
5.1.2 絕緣電阻的測(cè)試方法 105
5.1.3 吸收比的測(cè)量 105
5.1.4 影響因素 106
5.1.5 測(cè)量絕緣電阻時(shí)的注意事項(xiàng) 106
5.2 直流泄漏電流的測(cè)量 107
5.2.1 試驗(yàn)接線 107
5.2.2 直流電源的輸出參數(shù)的要求 108
5.2.3 微安表的保護(hù) 109
5.2.4 測(cè)量時(shí)的注意事項(xiàng) 109
5.2.5 與絕緣電阻測(cè)量方法的比較 109
5.3 介質(zhì)損耗角正切值的測(cè)量 110
5.3.1 QS1型電橋原理 110
5.3.2 接線方式 111
5.3.3 影響電橋準(zhǔn)確度的因素 111
5.3.4 測(cè)試時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng) 112
5.3.5 測(cè)量結(jié)果的分析判斷 114
5.4 局部放電的測(cè)量 115
5.4.1 測(cè)量原理 115
5.4.2 測(cè)量回路 116
5.4.3 注意事項(xiàng) 118
5.5 絕緣油中溶解氣體分析 118
5.5.1 特征氣體的組分分析 119
5.5.2 特征氣體的含量分析 119
5.5.3 特征氣體含量隨時(shí)間的增長(zhǎng)率 120
習(xí)題 122
第6章 電氣設(shè)備絕緣耐壓試驗(yàn) 123
6.1 工頻耐壓試驗(yàn) 123
6.1.1 工頻耐壓試驗(yàn)接線 123
6.1.2 工頻高壓試驗(yàn)變壓器 124
6.1.3 調(diào)壓方式 126
6.1.4 串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置 128
6.1.5 工頻高壓的測(cè)量 129
6.1.6 試驗(yàn)分析及注意事項(xiàng) 133
6.2 直流耐壓試驗(yàn) 134
6.2.1 直流耐壓試驗(yàn)的特點(diǎn) 134
6.2.2 直流高壓的產(chǎn)生 134
6.2.3 直流高壓的測(cè)量 140
6.3 沖擊耐壓試驗(yàn) 141
6.3.1 沖擊電壓波形近似計(jì)算 142
6.3.2 雷擊沖擊電壓的獲得 144
6.3.3 沖擊高電壓的測(cè)量 145
習(xí)題 148
第7章 線路和繞組的波過程 149
7.1 無(wú)損耗單導(dǎo)線線路中的波過程 149
7.1.1 波過程的一些物理概念 149
7.1.2 波動(dòng)方程 152
7.2 行波的折射和反射 154
7.2.1 折射波和反射波的計(jì)算 155
7.2.2 幾種特殊條件下的折、反射波 156
7.2.3 計(jì)算折射波的等值電路（彼德森法） 157
7.3 行波通過串聯(lián)電感和并聯(lián)電容 159
7.3.1 無(wú)限長(zhǎng)直角波通過串聯(lián)電感 159
7.3.2 無(wú)限長(zhǎng)直角波通過并聯(lián)電容 161
7.4 行波的多次折、反射 164
7.4.1 用網(wǎng)格法計(jì)算波的多次折、反射 164
7.4.2 串聯(lián)三導(dǎo)線典型參數(shù)配合時(shí)波過程的特點(diǎn) 165
7.5 行波在平行多導(dǎo)線系統(tǒng)中的傳播 166
7.5.1 平行多導(dǎo)線系統(tǒng)中的傳播方程 167
7.5.2 典型實(shí)例 168
7.6 沖擊電暈對(duì)線路波過程的影響 171
7.6.1 沖擊電暈的形成和特點(diǎn) 171
7.6.2 電暈對(duì)導(dǎo)線上波過程的影響 171
7.7 變壓器繞組中的波過程 173
7.7.1 變壓器繞組的簡(jiǎn)化等值電路 173
7.7.2 繞組中的初始電壓分布 174
7.7.3 繞組中的穩(wěn)態(tài)電壓分布 176
7.7.4 繞組中的振蕩過程 177
7.7.5 侵入波波形對(duì)振蕩過程的影響 177
7.7.6 改善繞組中電壓分布的方法 178
7.7.7 三相繞組中的波過程 180
7.7.8 沖擊電壓在繞組間的傳遞 181
7.8 旋轉(zhuǎn)電機(jī)繞組中的波過程 182
習(xí)題 183
第8章 雷電及防雷裝置 184
8.1 雷電參數(shù) 184
8.1.1 雷電放電的等值電路 184
8.1.2 雷電流波形和極性 186
8.1.3 雷暴日與雷暴小時(shí) 189
8.1.4 地面落雷密度和輸電線路落雷次數(shù) 190
8.2 避雷針、避雷線的保護(hù)范圍 190
8.2.1 避雷針的保護(hù)范圍 191
8.2.2 避雷線（又稱架空地線）的保護(hù)范圍 193
8.2.3 電氣幾何模型法 195
8.3 避雷器 196
8.3.1 保護(hù)間隙 196
8.3.2 管型避雷器 197
8.3.3 閥型避雷器 198
8.3.4 金屬氧化物避雷器 203
8.4 接地裝置 206
8.4.1 接地裝置和接地 206
8.4.2 輸電線路桿塔接地 209
8.4.3 發(fā)電廠、變電站接地裝置 211
8.4.4 降低接地電阻的措施 214
8.4.5 土壤電阻率的測(cè)量 215
8.4.6 接地電阻的測(cè)量 217
習(xí)題 219
第9章 輸電線路的防雷保護(hù) 220
9.1 輸電線路的感應(yīng)雷過電壓 220
9.1.1 雷擊線路附近大地時(shí)，線路上的感應(yīng)過電壓 220
9.1.2 雷擊線路桿塔時(shí)，導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓 222
9.2 輸電線路的直擊雷過電壓和耐雷水平 223
9.2.1 雷擊桿塔塔頂 223
9.2.2 雷擊避雷線檔距中央 226
9.2.3 雷繞過避雷線擊于導(dǎo)線或直接擊于導(dǎo)線 227
9.3 輸電線路的雷擊跳閘率 228
9.3.1 建弧率 228
9.3.2 有避雷線線路雷擊跳閘率的計(jì)算 229
9.4 輸電線路的防雷措施 232
習(xí)題 234
第10章 發(fā)電廠和變電站的防雷保護(hù) 235
10.1 發(fā)電廠、變電站的直擊雷保護(hù) 235
10.1.1 獨(dú)立避雷針 235
10.1.2 構(gòu)架避雷針 237
10.2 變電站的侵入波保護(hù) 237
10.2.1 閥式避雷器的保護(hù)作用分析 237
10.2.2 變壓器承受雷電波能力 242
10.2.3 變電站中變壓器距避雷器的最大允許電氣距離lm 243
10.3 變電站的進(jìn)線段保護(hù) 245
10.3.1 變電站的進(jìn)線段保護(hù)作用 245
10.3.2 雷電侵入波經(jīng)進(jìn)線段后的電流和陡度的計(jì)算 245
10.3.3 35kV及以上變電站的進(jìn)線段保護(hù) 247
10.3.4 35kV小容量變電站的簡(jiǎn)化進(jìn)線保護(hù) 248
10.4 變壓器防雷保護(hù)的幾個(gè)具體問題 248
10.4.1 三繞組變壓器的防雷保護(hù) 248
10.4.2 自耦變壓器的防雷保護(hù) 249
10.4.3 變壓器中性點(diǎn)保護(hù) 250
10.5 旋轉(zhuǎn)電機(jī)的防雷保護(hù) 251
10.5.1 旋轉(zhuǎn)電機(jī)的防雷保護(hù)特點(diǎn) 251
10.5.2 直配電機(jī)的防雷措施 252
10.5.3 直配電機(jī)的防雷保護(hù)接線 255
10.5.4 非直配電機(jī)的保護(hù) 256
習(xí)題 256
第11章 電力系統(tǒng)暫時(shí)過電壓 258
11.1 工頻過電壓 258
11.1.1 空載長(zhǎng)線路的電容效應(yīng) 259
11.1.2 不對(duì)稱短路引起的工頻電壓升高 263
11.1.3 甩負(fù)荷引起的工頻電壓升高 266
11.2 線性諧振過電壓 268
11.2.1 電力系統(tǒng)諧振過電壓 268
11.2.2 線性諧振 268
11.3 非線性諧振過電壓 271
11.3.1 鐵磁諧振（非線性諧振） 271
11.3.2 鐵磁諧振產(chǎn)生的物理過程 271
11.3.3 鐵磁諧振的特點(diǎn) 273
11.3.4 參數(shù)諧振 274
習(xí)題 274
第12章 電力系統(tǒng)操作過電壓 275
12.1 間歇電弧接地過電壓 275
12.1.1 間歇電弧接地過電壓產(chǎn)生原因 276
12.1.2 過電壓產(chǎn)生的物理過程 277
12.1.3 影響過電壓的因素 279
12.1.4 消弧線圈及其對(duì)限制電弧接地過電壓的作用 280
12.2 空載變壓器分閘過電壓 282
12.2.1 過電壓產(chǎn)生原因及物理過程 282
12.2.2 影響過電壓的因素及限壓措施 284
12.3 空載線路分閘過電壓 285
12.3.1 過電壓產(chǎn)生原因 285
12.3.2 過電壓產(chǎn)生的物理過程 285
12.3.3 影響過電壓的因素 287
12.3.4 限制過電壓措施 288
12.4 空載線路合閘過電壓 289
12.4.1 過電壓產(chǎn)生原因 289
12.4.2 過電壓產(chǎn)生的物理過程 290
12.4.3 影響過電壓的因素 291
12.4.4 限制過電壓措施 291
習(xí)題 292
第13章 電力系統(tǒng)絕緣配合 293
13.1 絕緣配合的基本概念和發(fā)展階段 293
13.1.1 絕緣配合的基本概念 293
13.1.2 絕緣配合的發(fā)展階段 294
13.2 絕緣配合方法 295
13.2.1 絕緣配合慣用法 295
13.2.2 絕緣配合統(tǒng)計(jì)法 298
13.2.3 簡(jiǎn)化統(tǒng)計(jì)法 299
13.3 輸變電設(shè)備絕緣水平的確定 299
13.4 架空輸電線路的絕緣配合 301
13.4.1 絕緣子串的選擇 301
13.4.2 空氣間距的選擇 303
習(xí)題 305
參考文獻(xiàn) 306
附錄1 一球接地時(shí)，球隙放電標(biāo)準(zhǔn)電壓表 307
附錄2 高壓電氣設(shè)備絕緣的耐壓試驗(yàn)電壓標(biāo)準(zhǔn) 311
附錄3 閥式避雷器電氣特性 313