电气设备状态监测的理论与实践PDF电子书下载

第1篇 电介质的基本理论 3

第1章 电介质的定义及分类 3

1.1 电介质的定义 3

1.2 电介质的分类 3

1.2.1 固体电介质 4

1.2.2 液体电介质 7

1.2.3 气体电介质 9

1.2.4 真空绝缘 10

习题和思考题 10

第2章 电介质的极化与损耗 11

2.1 电介质的介电常数 11

2.1.1 介电常数的定义 11

2.1.2 电介质极化的宏观与微观参数的关系 12

2.1.3 电介质的有效电场强度及介电常数 13

2.2 电介质的极化 16

2.2.1 恒定电场作用下电介质的极化 16

2.2.2 交变电场作用下电介质的极化 18

2.3 电介质的损耗 21

2.3.1 气体电介质的损耗 21

2.3.2 液体电介质的损耗 22

2.3.3 固体电介质的损耗 23

2.3.4 不均匀电介质的界面极化和损耗 25

2.4 介电常数与损耗角正切的测量 26

2.4.1 测量原理 27

2.4.2 测量结果的影响因素 28

2.4.3 试样与电极 29

2.4.4 测量方法 32

习题和思考题 36

第3章 电介质的电导 37

3.1 电导的基本概念 37

3.2 气体电介质的电导 39

3.2.1 气体中载流子的形成和浓度的确定 40

3.2.2 气体中离子的迁移率 41

3.2.3 强电场下气体的电导 43

3.3 液体电介质的电导 44

3.3.1 液体电介质的离子电导 44

3.3.2 液体电介质的电泳电导与华尔顿定律 46

3.3.3 液体电介质在强电场下的电导 46

3.4 固体电介质的电导 48

3.4.1 固体电介质的离子电导 48

3.4.2 固体电介质的电子电导 48

3.5 固体电介质的表面电导 53

3.6 电阻率与微电流的测量 56

3.6.1 测量原理 56

3.6.2 测量结果的影响因素 57

3.6.3 试样与电极 58

3.6.4 数字式兆欧表 63

习题和思考题 64

第4章 电介质的老化 66

4.1 老化及其类型 66

4.1.1 概述 66

4.1.2 老化的类型 67

4.2 热老化及试验 68

4.2.1 热老化机理 68

4.2.2 热老化试验 70

4.3 电老化及试验 76

4.3.1 电老化的定义 76

4.3.2 电老化的分类 77

4.3.3 电化学腐蚀 79

4.3.4 电老化试验 79

4.4 特殊环境中的老化 89

4.4.1 高能辐照老化 89

4.4.2 微生物老化 89

4.4.3 绝缘材料的疲劳 90

习题和思考题 90

第5章 电介质的击穿 92

5.1 气体电介质的击穿 92

5.1.1 均匀电场中气体击穿的理论 93

5.1.2 极不均匀电场中气体的击穿 98

5.2 液体电介质的击穿 99

5.2.1 高度纯净去气液体电介质的电击穿理论 99

5.2.2 含气纯净液体电介质的气泡击穿理论 101

5.2.3 工程纯液体电介质的杂质击穿 102

5.3 固体电介质的击穿 104

5.3.1 固体电介质的击穿类型 104

5.3.2 固体电介质的热击穿 104

5.3.3 固体电介质的电击穿 107

5.3.4 不均匀电介质的击穿 108

5.3.5 聚合物电介质的电-机械击穿 112

5.4 介电强度试验 113

5.4.1 概述 113

5.4.2 工频电压下的介电强度试验 113

5.4.3 直流电压下的介电强度试验 120

5.4.4 冲击电压下的介电强度试验 123

习题和思考题 125

第2篇 电气设备的绝缘材料及结构 129

第6章 聚合物绝缘材料及其特性 129

6.1 聚合物的基本概念 129

6.1.1 高分子 129

6.1.2 聚合物的分类及命名 129

6.2 加聚物绝缘材料 130

6.2.1 加聚反应 130

6.2.2 常用的加聚物绝缘材料 130

6.3 缩聚物绝缘材料 133

6.3.1 缩聚反应 133

6.3.2 常用的线型缩聚物绝缘材料 133

6.3.3 常用的体型缩聚物绝缘材料 136

6.4 绝缘纸及织物的浸胶和浸油 137

6.4.1 绝缘纸的特性 137

6.4.2 电介质的吸湿性 137

6.4.3 浸渍工艺及其对复合材料结构的影响 137

习题和思考题 141

第7章 旋转电机 142

7.1 电机用绝缘材料 142

7.2 电机的绝缘结构 146

7.2.1 低压电机的绝缘结构 146

7.2.2 高压电机的绝缘结构 148

7.2.3 电机线圈的匝间绝缘 148

7.3 电机的绝缘诊断方法 150

7.3.1 常用的绝缘诊断技术 150

7.3.2 其他绝缘诊断方法 152

7.3.3 在线绝缘诊断 153

习题和思考题 154

第8章 变压器 155

8.1 变压器用绝缘材料 155

8.1.1 充油变压器用绝缘材料 155

8.1.2 油浸式变压器用绝缘材料 157

8.2 变压器绝缘结构的分类 158

8.3 变压器的老化诊断方法 159

8.3.1 绝缘纸的老化诊断法 159

8.3.2 油的老化诊断法 162

8.3.3 变压器本体的老化诊断法 162

习题和思考题 164

第9章 电力电缆 165

9.1 电缆的绝缘材料及其绝缘结构 165

9.1.1 电缆的绝缘材料 165

9.1.2 电力电缆的绝缘结构 168

9.2 电缆绝缘的诊断方法 169

9.2.1 离线诊断法 171

9.2.2 在线诊断法 179

习题和思考题 189

第10章 绝缘子及套管 190

10.1 绝缘子及套管的材料 190

10.1.1 绝缘子的材料 190

10.1.2 套管的材料 193

10.2 绝缘子和电容套管的结构 194

10.2.1 绝缘子的结构 194

10.2.2 电容式套管的绝缘结构 197

10.3 绝缘子及套管的试验方法 199

10.3.1 绝缘子和套管的预防性试验 199

10.3.2 绝缘子和套管的在线检测方法 205

习题和思考题 209

第11章 电力电容器 210

11.1 电力电容器的分类和结构 210

11.2 电力电容器的材料及其性能 213

11.3 电容器的局部放电 219

11.3.1 概述 219

11.3.2 局部放电的影响因素 221

11.3.3 薄膜电容器的局部放电 224

11.3.4 电容器的寿命 225

习题和思考题 226

第12章 高压开关设备 227

12.1 断路器的结构 227

12.1.1 SF6封闭式组合电器 227

12.1.2 高压SF6断路器 228

12.1.3 高压真空断路器 230

12.1.4 高压少油断路器 230

12.2 高压开关设备的检测方法 231

12.2.1 高压开关设备的故障分析 231

12.2.2 高压开关设备的状态监测 233

12.3 断路器故障诊断方法的应用 234

12.3.1 SF6断路器状态监测与诊断 234

12.3.2 真空断路器状态监测与诊断 236

12.3.3 GIS外部诊断法 238

习题和思考题 244

第3篇 电气设备绝缘的监测诊断技术 247

第13章 绝缘监测的传感器系统 247

13.1 电流传感器系统 247

13.1.1 互感器型电流传感器 247

13.1.2 磁敏电流传感器 251

13.2 光纤传感器 251

13.2.1 光纤传感器的表示方法 252

13.2.2 用于高压监测的光纤传感器 253

13.3 微带天线传感器 256

13.3.1 微带天线的原理 256

13.3.2 定子槽耦合器 259

习题和思考题 262

第14章 数字信号处理技术 263

14.1 时频联合分析 263

14.1.1 基本概念 263

14.1.2 时频分析原理 266

14.1.3 局部放电信号的时频分析 267

14.2 小波分析 269

14.2.1 小波分析的基本原理 269

14.2.2 绝缘状态检测中的小波分析技术 271

14.3 人工神经网络 275

14.3.1 神经网络的原理 275

14.3.2 人工神经网络应用于绝缘状态判断 280

习题和思考题 281

第15章 电气绝缘故障诊断方法 282

15.1 模式识别 282

15.1.1 模式识别的特征样本 282

15.1.2 局部放电的模式识别 285

15.2 专家系统 287

15.2.1 专家系统的基本结构 287

15.2.2 专家系统的分类 288

15.2.3 专家系统的构建 289

15.2.4 电气绝缘故障诊断专家系统实例 290

习题和思考题 293

第16章 电气设备的状态维修与寿命管理 294

16.1 电气设备的检修体制 294

16.1.1 设备检修体制的演变 294

16.1.2 我国电气设备检修体制 298

16.1.3 以经济效益为中心的电气设备管理 300

16.2 基于可靠性的设备维修 301

16.2.1 可靠性 301

16.2.2 以可靠性为中心的维修 307

16.2.3 RCM维修决策的数学分析方法 308

16.2.4 以可靠性为中心维修的实施 312

16.3 电气设备的状态监测 313

16.3.1 概述 313

16.3.2 电气设备的状态监测 317

16.3.3 电气设备的故障诊断 321

16.4 电厂设备管理及检修系统实例 322

16.4.1 系统的总体框架 322

16.4.2 系统的主要功能 323

16.4.3 系统模块及功能模型 327

16.4.4 系统软硬件平台配置方案 329

习题和思考题 332

参考文献 333