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第一篇 高电压绝缘及试验 2

第1章 气体放电的基本物理过程 2

1.1气体中带电粒子的产生与消失 2

1.1.1带电粒子的产生 2

1.1.2带电粒子在气体中的运动 5

1.1.3带电粒子的消失 6

1.2气体放电机理 7

1.2.1非自持放电与自持放电 7

1.2.2汤逊理论 8

1.2.3流注理论 11

1.3不均匀电场中的放电过程 14

1.3.1稍不均匀电场和极不均匀电场的放电特征 14

1.3.2电晕放电 14

1.3.3极不均匀电场气隙中的击穿、极性效应 16

1.4雷电放电 19

1.5沿面放电 20

1.5.1均匀电场中的沿面放电 21

1.5.2极不均匀电场具有强垂直分量时的沿面放电 22

习题 23

第2章 气体介质的电气强度 25

2.1放电时间和冲击电压下空气间隙的伏秒特性及击穿电压的概率分布 25

2.2均匀与稍不均匀电场间隙的击穿特性 30

2.3极不均匀电场间隙的击穿特性 31

2.3.1直流电压下的击穿电压 32

2.3.2工频电压下的击穿电压 32

2.3.3冲击电压下的击穿电压 32

2.4大气条件对间隙击穿特性的影响及其校正 35

2.4.1对空气密度的校正 35

2.4.2对湿度的校正 36

2.4.3对海拔高度的校正 36

2.5提高气体介质电气强度的方法 36

2.5.1改进电极形状以改善电场分布 36

2.5.2利用空间电荷畸变电场的作用 37

2.5.3极不均匀电场中屏障的作用 38

2.5.4高气压的作用 40

2.5.5高真空的作用 42

2.5.6高电气强度气体的作用 43

2.6影响气体沿面闪络电压的因素和提高闪络电压的方法 46

2.6.1影响气体沿面闪络电压的因素 46

2.6.2提高间隙沿面闪络电压的方法 52

习题 59

第3章 电介质的电气特性 60

3.1电介质的极化、电导和损耗 60

3.1.1电介质的极化 60

3.1.2电介质的介电常数 62

3.1.3电介质的电导 66

3.1.4电介质的损耗 69

3.2液体电介质的电气强度 73

3.2.1液体电介质的击穿过程 73

3.2.2影响液体电介质击穿电压的因素 74

3.2.3提高液体电介质击穿电压的方法 76

3.3固体电介质的电气强度 77

3.3.1固体介质的击穿过程 77

3.3.2影响固体电介质击穿电压的主要因素 79

3.3.3提高固体电介质击穿电压的方法 81

3.4电介质的其他性能 81

3.4.1热性能 81

3.4.2机械性能 83

3.4.3吸潮性能 83

3.4.4化学性能及抗生物特性 83

习题 83

第4章 电气设备绝缘预防性试验 85

4.1绝缘电阻、吸收比和泄漏电流的测量 86

4.1.1泄漏电流和绝缘电阻 86

4.1.2绝缘电阻的测量 88

4.1.3泄漏电流测量 90

4.2介质损耗角正切的测量 91

4.2.1测tanδ用的西林电桥 92

4.2.2测tanδ的功效 94

4.2.3测tanδ时应注意的事项 94

4.3局部放电的测量 95

4.4绝缘油中溶解气体的色谱分析 97

4.5绝缘耐压试验 98

4.5.1工频交流耐压试验 98

4.5.2直流耐压试验 99

4.5.3冲击耐压试验 101

习题 106

第5章 电气设备绝缘在线监测 107

5.1介损的在线监测 107

5.2局部放电在线监测 109

5.3油中气体含量在线监测 110

习题 110

第二篇 电力系统过电压及保护 112

第6章 输电线路和绕组中的波过程 112

6.1波沿均匀无损单导线的传播 112

6.1.1波过程的物理概念 113

6.1.2波过程计算的基本方程 115

6.2行波的折射和反射 117

6.2.1折射波和反射波的计算 118

6.2.2等值集中参数定理（彼得逊法则） 120

6.2.3行波通过串联电感与旁过并联电容 122

6.3行波的多次折、反射 125

6.3.1用网格法计算波的多次折、反射 125

6.3.2多次折、反射波过程的特点 126

6.4波在多导线系统中的传播 128

6.4.1波在平行多导线系统中的传播（大地为理想导体） 128

6.4.2平行多导线的等值波阻抗 129

6.4.3平行多导线的耦合系数 130

6.5波在有损线路中的传播 131

6.5.1线路电阻和线路对地电导的损耗 132

6.5.2冲击电晕对波过程的影响 132

6.6变压器绕组中的波过程 134

6.6.1单绕组中的波过程 134

6.6.2绕组间波的传递 138

6.6.3变压器的内部保护 139

习题 139

第7章 雷电及防雷保护装置 141

7.1雷电参数 141

7.1.1雷电放电过程 141

7.1.2雷电放电的计算模型 142

7.1.3雷电流的等值波形 143

7.1.4雷电参数的统计数据 144

7.2避雷针、避雷线的保护范围 145

7.2.1避雷针（线）的保护原理 145

7.2.2避雷针（线）的保护范围 146

7.3避雷器 149

7.3.1避雷器保护原理和基本类型 149

7.3.2保护间隙和管式避雷器 150

7.3.3阀式避雷器 151

7.3.4氧化锌避雷器 156

7.4接地装置 159

7.4.1接地装置及其功能 159

7.4.2接地分类 160

7.4.3接地电阻的定义及其特性 160

7.4.4输电线路杆塔接地 162

7.4.5发电厂和变电所的接地 163

习题 163

第8章 输电线路的防雷保护 164

8.1输电线路的感应雷过电压 164

8.1.1雷击线路附近大地时，线路上的感应雷过电压 164

8.1.2雷击线路杆塔时，导线上的感应过电压 166

8.2输电线路的直击雷过电压和耐雷水平 166

8.2.1雷击杆塔塔顶时的过电压和耐雷水平 166

8.2.2雷击导线时的过电压和耐雷水平 169

8.2.3雷击避雷线档距中央时的过电压 170

8.3输电线路的雷击跳闸率 171

8.3.1建弧率 171

8.3.2有避雷线线路雷击跳闸率的计算 171

8.4输电线路的防雷措施 172

习题 174

第9章 发电厂和变电所的防雷保护 175

9.1发电厂、变电所的直击雷保护 175

9.1.1独立避雷针 176

9.1.2构架避雷针 176

9.2变电所内避雷器的保护作用 177

9.2.1避雷器安装在设备旁 177

9.2.2避雷器安装在距设备一定距离处 178

9.3变电所的进线段保护 183

9.3.1 35 kV及以上变电所的进线段保护 183

9.3.2 35 kV小容量变电所的简化进线保护 185

9.4三绕组变压器和自耦变压器的防雷保护 185

9.4.1三绕组变压器的防雷保护 185

9.4.2自耦变压器的防雷保护 186

9.5变压器中性点保护 187

9.6旋转电机的防雷保护 188

9.6.1直配电机防雷 188

9.6.2非直配电机防雷 191

习题 191

第10章 电力系统内部过电压 192

10.1工频过电压 192

10.1.1空载长线路电容效应引起的工频过电压 193

10.1.2不对称接地引起的工频过电压 196

10.1.3甩负荷引起的工频过电压 197

10.2操作过电压 198

10.2.1空载线路合闸过电压 199

10.2.2切除空载线路过电压 201

10.2.3切除空载变压器过电压 202

10.2.4间歇电弧接地过电压 204

10.2.5操作过电压的限制措施 205

10.3谐振过电压 208

10.3.1谐振的类型 208

10.3.2铁磁谐振过电压 209

习题 211

第11章 电力系统的绝缘配合 212

11.1绝缘配合的原则 212

11.2绝缘配合的方法 215

11.3架空线路绝缘水平的确定 218

11.4变电站电气设备绝缘水平的确定 220

习题 222

附录 223

参考文献 227