1.1 SF6的物理性能 1
第1章 SF6的基本特性 1
1.2 SF6的气体状态参数 2
1.3 SF6的化学性能 3
1.3.1 SF6具有良好的热稳定性 3
1.3.2 SF6电弧分解过程 4
1.3.3 SF6与开关灭弧室材料的化学反应 4
1.3.4 水和氧等杂质产生酸性有害物质 4
1.3.5 SF6电弧分解物中有剧毒的S2F10吗？ 5
1.4 SF6的绝缘特性 5
1.4.1 SF6气体间隙的绝缘特性 5
1.4.2 SF6中绝缘子的沿面放电特性 11
1.5 SF6气体的熄弧特性 14
1.5.1 SF6气体特性创造了良好的熄弧条件 14
1.5.2 SF6中的气流特性 16
2.1.1 SF6气体的毒性 19
2.1.2 生物试验方法 19
第2章 SF6电器的气体管理 19
2.1 SF6气体的杂质管理 19
2.1.3 电弧分解气体的毒性及处理 20
2.2 SF6气体的水分管理 21
2.2.1 水分进入开关的途径 21
2.2.2 水分对开关性能的影响 22
2.2.3 水分的控制值 23
2.2.4 水分的检测方法 24
2.2.5 控制水分的方法 24
2.3.1 SF6开关设备的密封结构 25
2.3.2 密封环节的清擦与装配 25
2.3 SF6气体的密封管理 25
2.2.6 运行开关的水分处理 25
2.3.3 检漏方法 26
2.3.4 SF6密度的监控 28
第3章 GCB/GIS总体设计 30
3.1 设计思想的更新 30
3.2 GCB/GIS总体设计的核心 30
3.3 GCB/GIS总体结构设计要求 31
3.3.1 GCB灭弧室及操动机构的选择 31
3.3.5 环境因素的影响 32
3.3.4 结构整体化设计 32
3.3.2 罐式与瓷柱式GCB的合理分工 32
3.3.3 高低档参数有机搭配 32
3.4 GCB/GIS可靠性的验证试验 33
3.4.1 电寿命试验 33
3.4.2 机械强度试验 33
3.4.3 高低温环境下的操作试验 33
3.4.4 耐风沙、暴雨、冰雪*34及污秽试验 34
4.1 40.5～145kV出线套管内绝缘设计 35
4.1.1 中心导体设计 35
第4章 T·GCB/GIS出线套管设计 35
4.1.2 允许雷电冲击场强值E的选择 36
4.2 252～363kV出线套管内绝缘设计 37
4.3 550～1100kV出线套管内绝缘设计 38
4.3.1 中间电位内屏蔽的作用 38
4.3.2 中间电位内屏蔽的设计 39
4.3.3 中间电位及接地屏蔽设计尺寸的验算 39
4.3.4 中间屏蔽支持绝缘子设计 40
4.4 套管外绝缘设计 40
4.4.1 瓷件基本尺寸及耐受电压的计算 40
4.4.3 瓷套外屏蔽设计 42
4.4.2 高海拔、防污秽型瓷套设计 42
4.5 瓷套机械强度设计 43
4.5.1 瓷套法兰胶装比 43
4.5.2 瓷质与工艺 43
4.5.3 瓷套内水压与弯曲强度设计 44
4.6 550kVSF6电流互感器支持套管中间电位屏蔽设计实例 45
第5章 硅橡胶复合绝缘子的特点和设计 47
5.1 复合绝缘子的特点和应用 47
5.2 伞裙材料的选用 48
5.3 绝缘子芯体（筒、棒）材料的选择 49
5.4 复合绝缘子设计的四点要求 50
5.4.1 机械强度设计要求 51
5.4.2 刚度设计要求 52
5.4.3 电气性能设计要求 52
5.4.4 胶装及密封设计要求 53
5.5 复合绝缘子长期运行的可靠性 54
5.5.1 绝缘子表面亲（疏）水性与污闪 54
5.5.2 硅橡胶疏水性的迁移与运行可靠性 54
5.5.3 HTV硅橡胶的高能硅氧键与运行可靠性 54
5.5.5 硅橡胶护套及伞裙组装工艺设计与运行可靠性 55
5.5.6 水分入侵芯体对复合绝缘子机械强度的影响 55
5.5.4 抗电蚀能力与运行可靠性 55
第6章 SF6电器用环氧树脂浇注绝缘件设计 57
6.1 设计基准 57
6.2 典型的绝缘筒、棒设计 58
6.2.1 沿面放电距离的确定 58
6.3 绝缘筒（棒）机械强度设计 59
6.3.2 抗拉强度设计 59
6.3.1 许用应力 59
6.2.3 屏蔽罩设计 59
6.2.2 绝缘筒（棒）直经D(d)的设计 59
6.3.3 抗弯、抗扭强度设计 60
6.3.4 抗剪与抗压强度设计 61
6.4 盆式绝缘子设计 61
6.4.1 盆式绝缘子各部位允许场强 61
6.4.2 消除楔形气隙的不良影响 62
6.4.3 利用屏蔽坑减小三交区场强 62
6.5 P·GCB绝缘操作杆设计 63
7.1.2 电阻投入时间t 64
7.1.1 电阻值R 64
7.1 合闸电阻额定参数的选择 64
第7章 合闸电阻及并联电容器设计 64
7.1.3 电压负荷 65
7.1.4 电阻两次投入的时差△t 65
7.2 电阻片的特性参数 65
7.3 合闸电阻设计计算 66
7.3.1 设计步骤 66
7.3.2 计算实例（一） 66
7.3.3 计算实例（二） 69
7.4 合闸电阻的触头及传动装置设计 70
7.5 并联电容器设计 71
第8章 GCB/GIS的电接触设计 73
8.1 接触电阻 73
8.2 梅花触头设计 74
8.2.1 动触头设计 74
8.2.2 触头弹簧圈向心力计算 74
8.2.3 触片设计 75
8.2.4 触指电动稳定性设计 75
8.2.5 触指热稳定性设计 76
8.3.3 触头材料及许用变形应力 77
8.3.2 接触压力计算 77
8.3.1 导电截面及触指数设计 77
8.3 自力型触头设计 77
8.3.4 镟压成形插入式触头（自力型触头的进化） 78
8.4 表带触头的设计与制造工艺 78
8.4.1 表带触头的特点 78
8.4.2 表带触头设计 78
8.4.3 表带触头的材料、制作工艺及表面处理 79
8.4.4 电动稳定性与热稳定性核算 79
8.5.2 螺旋弹簧滑动触头设计要点 80
8.5.1 螺旋弹簧滑动触头的特点 80
8.5 螺旋弹簧滑动触头设计 80
第9章 GCB灭弧室数学计算模型的设计与估算 82
9.1 平均分闸速度vf的设计 82
9.2 触头开距lk及全行程l0设计 84
9.3 喷嘴设计 84
9.3.1 上游区设计 84
9.3.2 喉颈部设计 85
9.3.3 下游区设计 87
9.3.4 喷嘴材料 88
9.4.2 按短路开断电流设计气缸直径Dc 89
9.4.1 气缸直径Dc与机构操作力F 89
9.4 气缸直径的初步设计 89
9.5 分闸特性及其与喷嘴的配合 92
9.5.1 分闸初期应有较大的加速度 92
9.5.2 分闸速度对自能式灭弧室开断性能的影响 93
9.5.3 分闸后期应有平缓的缓冲特性 93
9.5.4 分闸特性与喷嘴的配合 94
9.6 罐式断路器外壳直径设计 94
9.7 机构操作功估算 94
9.7.1 定分闸弹簧功 94
9.7.2 合闸弹簧设计 95
9.7.3 调整分、合闸速度特性的方法 97
9.7.4 近似量化类比分析法在灭弧室设计中的应用 98
第10章 密封结构设计 99
10.1 密封机理 99
10.2 影响SF6电器泄漏量的因素 99
10.3O 形密封圈和密封槽的设计 102
10.4 SF6动密封设计 103
10.4.1 转动密封设计 103
10.4.2 动密封设计 104
11.1 DS及ES断口开距设计 105
11.2 S断口触头屏蔽设计 105
第11章 GIS中的DS和ES设计 105
11.3 DS分合闸速度设计 106
11.4 快速接地开关合闸速度设计 107
11.5 1100kVGIS-DS、ES设计的特殊问题 107
第12章 SF6电器壳体设计 109
12.1 壳体电气性能要求 109
12.2 壳体材质及加工工艺选择 109
12.4.1 壳体强度监控 110
12.4.2 焊缝气密性监控 110
12.4 壳体加工质量监控设计 110
12.3 壳体强度计算 110
12.4.3 铸件壳体气密性监控 111
第13章 吸附剂及爆破片设计 112
13.1 吸附剂设计 112
13.1.1 F—03吸附剂性能简介 112
13.1.2 F—03吸附剂活化处理 112
13.1.3 吸附剂用量设计 113
13.2.3 压力泄放口径设计 114
13.2.2 爆破压力设计 114
13.2 爆破片设计 114
13.2.1 爆破片的选型与安装 114
第14章 环温对SF6电器设计的影响 115
14.1 日照对SF6电器及户外隔离开关温升的影响 115
14.1.1 考虑方法 115
14.1.2 日照温升试验 115
14.1.3 试验值分析 115
14.1.4 结论 116
14.2 高寒地区产品的设计与应用 117
14.2.1 降低额定参数使用 117
14.2.2 开关充SF6+N2混合气体 118
14.2.3 经济实用的低温产品设计方案——加热保温套设计 120
第15章 SF6电流互感器绕组设计 123
15.1 CT误差及准确级 123
15.1.1 CT误差的产生 123
15.1.2 T准确级 125
15.2.4 铁心截面积S的影响 126
15.2.3 平均磁路长度lcp的影响 126
15.2.5 铁心材料的影响 126
15.2.2 二次绕组匝数N2的影响 126
15.2.1 一次电流的影响 126
15.2 影响CT电流误差的因素 126
15.2.6 二次负荷的影响 127
15.2.7 绕组阻抗ZCT的影响 127
15.3 测量级和保护级绕组设计及误差计算步骤 127
15.3.1 绕组及铁心内径设计 127
15.3.2 铁心设计 127
15.3.3 确定绕组结构及阻抗 128
15.3.4 测量级绕组误差计算步骤 129
15.4 0.2级和5P级CT绕组设计及误差计算示例 130
15.4.1 0.2级，FS5,126kV,2×300/5A,30VA绕组设计及误差计算（第一方案） 130
15.4.2 0.2级，FS5,126kV,2×300/5A,30VA绕组改进设计与计算（第二方案） 132
15.4.3 252kV,5P25,2×300/5A,50VA绕组设计计算 133
15.5 暂态保护绕组的基本特性参数 135
15.5.1 设计暂态保护特性绕组的原始数据 135
15.5.2 额定二次回路时间常数T2 136
15.5.3 额定瞬变面积系数Ktf 136
15.5.4 铁心剩磁系数Ksc 136
15.5.5 暂态特性CT绕组的分级 136
15.6.1 CT铁心未饱和时的暂态过程 137
15.6 暂态磁通密度增大系数Ktd与暂态误差ε 137
15.6.2 CT暂态面积系数Ktd 138
15.6.3 暂态误差计算式 139
15.7 暂态特性绕组设计计算步骤和计算示例 140
15.7.1 TPY绕组计算步骤 140
5.7.2 550kV,1250/1A,10VA,*141TPY绕组计算示例 141
15.7.3 550kV,2500/1A,15VA,TPY绕组计算示例 143
15.8 铁心饱和及其对暂态绕组工作特性的影响 144
15.9 影响CT暂态特性的因素及其改善措施 145
附录SMC101等合金磁化曲线图 147
16.2 GIS设计标准化的重要意义 154
第16章 GIS设计标准化 154
16.1 CIS设计非标准化的弊病 154
16.3 GIS结构设计标准化 155
16.3. 1GIS基本元件标准化 155
16.3.2 GIS基本接线间隔标准化的主要要求 155
16.3.3 126kVGIS标准化的基本接线间隔 155
16.3.4 252kVGIS标准化的基本接线间隔 159
16.3.5 与各标准间隔对应的GIS主回路联结件及其内导标准化 164
16.3.6 与各标准间隔对应的辅件标准化 164
16.3.7 与各标准间隔对应的就地控制柜及气体监控柜的标准化 164
16.3.8 GIS与电缆接口件标准化 164
16.3.9 GIS与变压器接口件标准化 167
16.4.1 GIS图样的标准化设计及管理 169
16.4 GIS图样和设计文件的标准化及分类管理 169
16.4.2 GIS基本间隔气体系统图的标准化设计 170
16.4.3 GIS基本单元的配套表（MX表）及各种汇总表的标准化 170
16.4.4 GIS间隔的配套表及各种汇总表的标准化 170
16.4.5 GIS工程设计通知书 171
16.4.6 GIS通用设计文件的标准化 171
第17章 GIS小型化和智能化设计（在线监测技术及应用） 172
17.1 一次元件小型化 172
17.2.1 开发可靠性高、寿命长的信息传感器 174
17.2 二次监控智能化 174
17.2.2 PISA和光纤传输技术 182
17.2.3 智能化就地控制柜和保护单元 182
17.2.4 GIS运行状态分析软件及按运行状态维修GIS 183
17.2.5 GCB智能操作 190
第18章 GIS的派生产品——H·GIS的设计 191
18.1 H·GIS及PASS的定义和结构特征 191
18.1.1 H·GIS 191
18.1.2 PASS 194
18.2.2 对H·GIS和PASS的评议 197
18.2 AIS、GIS、H·GIS及PASS的特点分析 197
18.2.1 结构和功能对比 197
18.3 选用H·GIS的技术经济分析 199
18.4 550kVH·GIS使用示例 199
第19章 高压SF6电器的抗震设计 200
19.1 地震特性参数 200
19.1.1 地震裂度 200
19.1.2 地震频率与地震周期 200
19.1.3 地震波形 200
19.1.4 地震加速度 201
19.2 品动力特性参数 202
19.2.1 产品自振频率fg 202
19.2.2 振动阻尼与阻尼比ε 202
19.2.3 弹性元件的刚度及弹性模量 202
19.2.4 共振时的加速度（振幅）放大系数β 203
19.3 高压电器设备抗震设计 205
19.3.1 自振频率fg和阻尼比ε 205
19.3.2 加速度的放大系数β 205
19.3.4 位移估算 206
19.3.5 提高高压电器设备抗震能力的措施 206
19.3.3 强度估算 206
19.4 高压电器设备抗震能力的验证 207
19.4.1 计算机进行抗震能力计算 207
19.4.2 抗地震性能试验 208
第20章 GCB/GIS的典型开断、CT/VT的运行及设计注意事项 210
20.1 断路器的典型开断 210
20.1.1 BTF开断 210
20.1.2 SLF开断 212
20.1.3 反相开断 214
20.1.4 并联开断 215
20.1.5 空载变压器开断 216
20.1.6 切合电容器组及空载长线 216
20.1.7 切电抗器 220
20.1.8 发展性故障开断 221
20.2 GIS-DS的典型切合操作 221
20.2.1 切合母线转换电流（环流） 221
20.2.2 切小电容电流 222
20.3.2 FES切合感应电流 223
20.4 电网不同工况对CT的不同要求 223
20.3.1 FES短路关合 223
20.3 GIS-FES的分合操作 223
20.4.1 测量级绕组 224
20.4.2 5P及10P稳态保护级绕组 224
20.4.3 暂态保护用绕组（TP） 225
20.4.4 10％误差曲线 225
20.4.5 CT参数要求对CT结构设计的影响 226
20.4.6 CT使用注意事项 227
20.5 两种电压互感器的特征及运行中应处理好的主要问题 227
20.5.1 电压互感器的误差 227
20.5.3 电容式电压互感器的特点 228
20.5.2 电磁式电压互感器运行注意事项 228
第21章 计算机辅助设计 229
21.1 高压电场数值计算 229
21.1.1 电场计算方法 229
21.1.2 LVQB-252SF6电流互感器三维电场计算（示例） 229
21.1.3 GCB灭弧室电场计算及电场优化设计 233
21.2 应力与变形分析 233
21.3 抗震计算 235
21.4 灭弧室开断能力计算 236
附录A近似量化类比分析法在灭弧室设计中的应用 240
参考文献 245
后记 247