描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787111506140
本书理论分析精炼，设计计算方法适用。
作者40多年对SF6高压电器研究成果与设计经验的总结；
详尽介绍SF6高压电器的结构设计经验和设计计算方法；
以超前意识对SF6金属封闭式组合电器小型化和智能化提出见解；
对困惑高压电器行业多年的技术难题，作了比较科学的回答；
是高压电器研究、设计人员，以及相关专业师生的好帮手！
第4版前言
第3版前言
第2版前言
第1版代序
符号说明
第1章SF6的基本特性
1.1 SF6的物理性能
1.2 SF6的气体状态参数
1.3 SF6的化学性能
1.3.1 SF6具有良好的热稳定性
1.3.2 SF6电弧分解过程
1.3.3 SF6与开关灭弧室材料的化学反应
1.3.4 水和氧等杂质产生酸性有害物质
1.3.5 SF6电弧分解物中有剧毒的S2F
1.4 SF6的绝缘特性
1.4.1 SF6气体间隙的绝缘特性
1.4.2 SF6中绝缘子的沿面放电特性
1.4.3减小金属微粒危害的措施
1.5 SF6气体的熄弧特性
1.5.1 SF6气体特性创造了良好的熄弧条件
1.5.2 SF6中的气流特性
第2章SF6电器的气体管理
2.1 SF6气体的杂质管理
2.1.1 SF6气体的毒性
2.1.2生物试验方法
2.1.3电弧分解气体的毒性及处理
2.2 SF6气体的湿度管理
2.2.1水分进入开关的途径
2.2.2水分对开关性能的影响
2.2.3温度对SF6湿度测量值的影响
2.2.4 SF6湿度测量值的温度折算
2.2.5用相对湿度标定湿度限值科学准确
2.2.6 SF6湿度限值
2.2.7 SF6湿度测量方法
2.2.8 SF6湿度控制方法
2.2.9运行开关的水分处理
2.3 SF6气体的密封管理
2.3.1 SF6开关设备的密封结构
2.3.2密封环节的清擦与装配
2.3.3工程适用的检漏方法（真空监视、肥皂泡监视、充SF6及充He检漏）
2.3.4 SF6密度的监控及误差分析
附录2.A SF6湿度测量值的温度折算表
附录2.B 充SF6检漏一个密封环节允许漏气浓度增量ΔC及单点允许漏气率F吸的计算
附录2.C 充氦检漏允许泄漏率计算
第3章GCB/GIS总体设计
3.1设计思想的更新
3.2简单就是可靠、简单就是效益
3.3 GCB/GIS总体设计的核心
3.4 GCB/GIS总体结构设计要求
3.4.1 GCB灭弧室及操动机构的选择
3.4.2罐式与瓷柱式GCB的合理
分工
3.4.3高低档参数有机搭配
3.4.4结构整体化设计
3.4.5环境因素的影响
3.5 GCB/GIS可靠性的验证试验
3.5.1电寿命试验
3.5.2机械强度试验
3.5.3高低温环境下的操作试验
3.5.4耐风沙、暴雨、冰雪及污秽试验
第4章T?GCB/GIS出线套管设计
4.1 40.5-145kV出线套管内绝缘设计
4.1.1中心导体设计
4.1.2允许雷电冲击场强值E1的选择
4.2 252-363kV出线套管内绝缘设计
4.3 550-1100kV出线套管内绝缘设计
4.3.1中间电位内屏蔽的作用
4.3.2中间电位内屏蔽的设计
4.3.3中间电位及接地屏蔽设计尺寸的验算
4.3.4中间屏蔽支持绝缘子设计
4.4套管外绝缘设计
4.4.1瓷件基本尺寸及耐受电压的计算
4.4.2高海拔、防污秽型瓷套设计
4.4.3瓷套外屏蔽设计
4.5瓷套机械强度设计
4.5.1瓷套法兰胶装比
4.5.2瓷质与工艺
4.5.3瓷套内水压与抗弯强度设计
4.6 550kV SF6电流互感器支持套管中间
电位屏蔽设计实例
4.6.1中间电位屏蔽尺寸的优化设计
4.6.2中间电位屏蔽的加工工艺方案设计
第5章硅橡胶复合绝缘子的特点和设计
5.1复合绝缘子的特点和应用
5.2伞裙材料的选用
5.3绝缘子芯体（筒、棒）材料的选择
5.4复合绝缘子设计的四点要求
5.4.1机械强度设计要求
5.4.2刚度设计要求
5.4.3电气性能设计要求
5.4.4胶装及密封设计要求
5.5复合绝缘子长期运行的可靠性
5.5.1绝缘子表面亲（疏）水性与污闪
5.5.2硅橡胶疏水性的迁移与运行可靠性
5.5.3 HTV硅橡胶的高能硅氧键与运行可靠性
5.5.4抗电蚀能力与运行可靠性
5.5.5硅橡胶护套及伞裙组装工艺设计与运行可靠性
5.5.6水分入侵芯体对复合绝缘子机械强度的影响
第6章ＳＦ６电器绝缘结构设计――气体间隙、环氧树脂浇注件、真空浸渍管（筒）件
6.1 SF6气隙绝缘结构设计
6.1.1气隙电场设计基准
6.1.2 SF6气隙中电极优化设计
6.2环氧树脂浇注件设计
6.2.1绝缘件电场设计基准
6.2.2典型的绝缘筒（棒）结构设计
6.2.3绝缘筒（棒）机械强度设计
6.2.4盆式绝缘子设计10个要点
6.2.5盆式绝缘子强度要求
6.3真空浸渍环氧玻璃丝管（筒）设计
6.3.1真空浸渍管（筒）性能
6.3.2真空浸渍管（筒）绝缘件电气结构设计
6.3.3真空浸渍管（筒）绝缘件机械强度设计
第7章合闸电阻及并联电容器设计
7.1合闸电阻额定参数的选择
7.1.1电阻值R
7.1.2电阻投入时间t
7.1.3电压负荷
7.1.4电阻两次投入的时差Δt
7.2电阻片的特性参数
7.3合闸电阻设计计算
7.3.1设计步骤
7.3.2计算实例（一）
7.3.3计算实例（二）
7.4合闸电阻的触头及传动装置设计
7.4.1合闸电阻投切动作原理
7.4.2电阻片安装方式设计
7.4.3电阻触头及分合闸速度设计
7.5并联电容器设计
7.5.1并联电容器容量设计（800kV双
断口串联T?GCB计算例）
7.5.2电容元件及电容器参数选择
7.5.3电容器组的结构设计
第8章GCB/GIS的电接触和温升
8.1接触电阻
8.2梅花触头设计
8.2.1动触头设计
8.2.2触头弹簧圈向心力计算
8.2.3触片设计
8.2.4触指电动稳定性设计
8.2.5触指热稳定性设计
8.3自力型触头设计
8.3.1导电截面及触指数设计
8.3.2接触压力计算
8.3.3触头材料及许用变形应力
8.3.4旋压成形插入式触头（自力型触头的进化）
8.3.5铜钨触头及其质量控制
8.4表带触头的设计与制造工艺
8.4.1表带触头的特点
8.4.2表带触头的设计
8.4.3表带触头的材料、制作工艺及表面处理
8.4.4电动稳定性与热稳定性核算
8.5螺旋弹簧触头设计
8.5.1螺旋弹簧触头的特点
8.5.2螺旋弹簧触头及弹簧槽设计
8.5.3触头通流能力核算
8.5.4接触压力、接触电阻与热稳定性核算
8.5.5单圈接触压力的测试值
8.5.6单圈接触电阻的测试值
8.5.7弹簧触头焊点强度分析及焊点结构设计
8.5.8弹簧触头不能用于隔离开关主触头
8.5.9铜丝线径d0的选择
8.5.10弹簧触头安放位置的选择
8.5.11弹簧触头接触电阻的稳定性
8.5.12弹簧触头的选用和表面处理
8.6导体发热与温升计算
第9章GCB灭弧室数学计算模型的设计与估算
9.1平均分闸速度vf的设计
9.2触头开距lk及全行程l0设计
9.3喷嘴设计
9.3.1上游区设计
9.3.2喉颈部设计
9.3.3下游区设计
9.3.4喷嘴材料
9.4气缸直径的初步设计
9.4.1气缸直径Ｄc与机构操作力F
9.4.2气缸直径Dc的经验设计值
9.5分闸特性及其与喷嘴的配合
9.5.1分闸初期应有较大的加速度
9.5.2分闸速度对自能式灭弧室开断性能的影响
9.5.3分闸后期应有平缓的缓冲特性
9.5.4分闸特性与喷嘴的配合
9.5.5调整分、合闸速度特性的方法
9.6缓和断口电场的屏蔽设计
9.7双气室自能式灭弧室的发展
9.7.1 40.5-145kV自能式灭弧室逐步完善稳定
9.7.2触头双动灭弧室的产生
9.7.3双动双气室灭弧室设计要点
9.7.4对双气室和单气室灭弧室的评价
9.8近似量化类比分析法在灭弧室设计中的应用
9.8.1 252kV、40kA灭弧室开断试验结果分析与改进
9.8.2 252kV、50kA单气室自能式灭弧室的增容设计
9.8.3 800kV灭弧室设计要领
9.8.4特高压GCB灭弧室设计思路
9.9机构操作功及传动系统强度计算
9.9.1运动件等效质量计算
9.9.2机构操作功计算
9.9.3弹簧机构的分、合闸弹簧设计
9.9.4液压机构储能碟簧设计
9.9.5开关操作系统强度计算
第10章密封结构设计
10.1密封机理
10.2影响SF6电器泄漏量的因素
10.3 O形密封圈和密封槽的设计
10.3.1 O形密封圈直径（外径D）与线径d0的配合
10.3.2密封圈材质的选用
10.3.3密封圈表面要求
10.3.4密封槽尺寸设计
10.4 SF6动密封设计
10.4.1转动密封唇形橡胶圈设计
10.4.2 X形动密封圈设计
10.4.3矩形密封圈直动密封设计
10.5密封部位的防水防腐蚀设计
第11章GIS中的DS、ES和母线设计
11.1三工位隔离开关的基本结构
11.2DS及ES断口开距设计
11.3DS断口触头屏蔽设计
11.4DS分合闸速度设计
11.5 1100kV GIS―DS、ES设计的特殊问题
11.6快速接地开关设计
11.7GIS母线设计
11.7.1波纹管设计
11.7.2可拆卸母线外壳设计
11.7.3绝缘支持件设计
第12章SF6电器壳体设计
12.1壳体电气性能要求
12.2壳体材质及加工工艺选择
12.3壳体电气尺寸设计
12.4焊接壳体设计与计算
12.4.1焊接壳体强度设计因素
12.4.2焊接壳体壁厚设计
12.4.3焊接圆筒端盖（法兰）及盖板厚度设计
12.4.4焊接圆筒端部封头强度设计
12.4.5焊接结构及焊缝位置设计
12.5铸铝壳体设计与计算
12.5.1铸铝壳体强度设计因素
12.5.2铸造壳体厚度设计
12.6壳体耐电弧烧蚀能力设计
12.7壳体加工质量监控设计
12.7.1壳体强度监控
12.7.2焊缝气密性监控
12.7.3铸件壳体气密性监控
12.8壳体制造的质量管理
第13章吸附剂及爆破片设计
13.1吸附剂设计
13.1.1 F―03吸附剂性能简介
13.1.2 F―03吸附剂活化处理
13.1.3吸附剂用量设计
13.2爆破片设计
13.2.1爆破片的选型与安装
13.2.2爆破压力设计
13.2.3压力泄放口径设计
第14章环温对SF6电器设计的影响
14.1日照对SF6电器及户外隔离开关温升的影响
14.1.1考虑方法
14.1.2日照温升试验
14.1.3试验值分析
14.1.4结论
14.2高寒地区产品的设计与应用
14.2.1降低额定参数使用
14.2.2开关充SF6+N2混合气体
14.2.3 （SF6+CF4）混合气体的应用
14.2.4经济实用的低温产品设计方案――加热保温套设计
14.2.5高寒地区（40/50℃）产品的选择
第15章SF6电流互感器绕组设计
15.1 CT误差及准确级
15.1.1 CT误差的产生
15.1.2 CT准确级
15.2影响CT电流误差的因素
15.2.1一次电流的影响
15.2.2二次绕组匝数N2的影响
15.2.3平均磁路长度lcp的影响
15.2.4铁心截面积S的影响
15.2.5铁心材料的影响
15.2.6二次负荷的影响
15.2.7绕组阻抗ZCT的影响
15.3测量级和保护级绕组设计及误差计算步骤
15.3.1绕组及铁心内径设计
15.3.2铁心设计
15.3.3确定绕组的结构及阻抗
15.3.4测量级绕组误差计算步骤
15.3.5稳态保护级（5P、10P）绕组误差计算步骤
15.4 0.2级和5P级CT绕组设计及误差计算示例
15.4.1 0.2级、FS5、126kV、2×300/5A、30VA绕组设计及误差计算（**方案）
15.4.2 0.2级、FS5、126kV、2×300/5A、30VA绕组改进设计及误差计算（第二方案）
15.4.3 252kV、5P25、2×300/5A、50VA绕组设计及误差计算
15.5暂态保护特性绕组的基本特性参数
15.5.1设计暂态保护特性绕组的原始数据
15.5.2额定二次回路时间常数T
15.5.3额定瞬变面积系数Ktf
15.5.4铁心剩磁系数Ksc
15.5.5暂态特性CT绕组的分级
15.6暂态磁通密度增大系数Ktd与暂态误差ε^
15.6.1CT铁心未饱和时的暂态过程
15.6.2CT暂态面积系数Ktd
15.6.3暂态误差计算式
15.7暂态特性绕组设计计算步骤和计算示例
15.7.1 TPY绕组计算步骤
15.7.2 550kV、1250/1A、10VA、TPY绕组计算示例
15.7.3 550kV、2500/1A、15VA、TPY绕组计算示例
15.8铁心饱和及其对暂态绕组工作特性的影响
15.9影响CT暂态特性的因素及其改善措施
15.10 CT罩与CT线圈屏蔽设计
附录15.A SMC101等合金磁化曲线图
第16章GIS设计标准化
16.1 GIS设计非标准化的弊病
16.2 GIS设计标准化的重要意义
16.3 GIS结构设计标准化
16.3.1 GIS基本元件标准化
16.3.2 GIS基本接线间隔标准化的主要要求
16.3.3 126kV GIS标准化的基本接线间隔
16.3.4 252kV GIS标准化的基本接线间隔
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
16.3.6与各标准间隔对应的辅件标准化
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
16.3.8 GIS与电缆接口件标准化
16.3.9 GIS与变压器接口件标准化
16.4 GIS图样和设计文件的标准化及分类管理
16.4.1 GIS图样的标准化设计及管理
16.4.2 GIS基本间隔气体系统图的标准化设计
16.4.3 GIS基本单元的配套表（MX表）及各种汇总表的标准化
16.4.4 GIS基本间隔的配套表及各种汇总表的标准化
16.4.5 GIS工程设计通知书
16.4.6 GIS通用设计文件的标准化
第17章GIS小型化和智能化设计
（在线监测技术及应用）
17.1一次元件小型化
17.2二次监控智能化的目的与构成
17.3开发可靠性高、寿命长的信息传感器
17.3.1电流传感器
17.3.2电压传感器
17.3.3分合位置传感器
17.3.4分合速度传感器
17.3.5弹簧储能传感器
17.3.6 SF6气体密度及低湿度传感器
17.3.7温度、湿度传感器
17.3.8故障定位传感器
17.3.9压力传感器
17.3.10氧化锌避雷器（MOA）泄漏电流传感器
17.3.11局部放电传感器
17.4 PISA和光纤传输技术
17.5智能化就地控制柜和保护单元
17.5.1智能化就地控制柜和保护单元的构成
17.5.2电站二次系统的更新与简化
17.6 GIS运行状态分析软件及按运行状态维修GIS
17.6.1GIS运行状态巡检仪
17.6.2局部放电分析软件
17.6.3电寿命分析软件（电寿命折算及在线监测技术）
17.6.4 SF6密度及湿度分析软件
17.7 GCB智能操作
第18章超高频（UHF）局部放电电磁波的辐射、传输与接收
18.1超高频（UHF）局部放电电磁波的特征
18.1.1 GIS局部放电电磁波的频率与波长
18.1.2采用UHF法检测GIS局放的必要性
18.2 GIS超高频局放电磁波的种类及特征
18.3 GIS局放电磁波的辐射与传播
18.3.1电磁波辐射
18.3.2电磁波发射
18.3.3 GIS中局放电磁波的传播方式
18.3.4局放电磁波传输的三种工况
18.3.5 GIS中局放电磁波的传输特点
18.3.6微波传输中的阻抗匹配
18.4 UHF局放电磁波的接收
18.4.1局放信号的两种接收方式――电容耦合与电磁感应
18.4.2接收天线的效率和增益
18.4.3传感器的相对输出功率
18.4.4传感器的特性
18.5外部干扰的抑制
18.6局放源定位
18.6.1信号幅值定位
18.6.2信号时差定位
18.6.3平分面法定位
18.7内置式传感器的研究方向
18.7.1圆盘形电容耦合传感器
18.7.2偶极天线
18.8外置式传感器的研究方向
18.8.1缝隙传感器的设计
18.8.2矩形喇叭传感器的设计
18.8.3平面等角螺旋天线
18.9传感器的馈电与阻抗匹配
18.9.1传感器的馈电
18.9.2接头
18.9.3输入阻抗与负载阻抗的匹配
18.10超高频法局放诊断系统
18.11 GIS局放定期检测与全时在线监测
第19章SF6复合电器H?GIS的特点、应用与发展
19.1 H?GIS及PASS的定义和结构特征
19.1.1 H?GIS
19.1.2 PASS
19.2 AIS、GIS、H?GIS及PASS的特点分析
19.2.1结构和功能对比
19.2.2对H?GIS和PASS的评议
19.3选用H?GIS的技术经济分析
19.4 550kV H?GIS使用示例
19.5复合电器的演变
19.6电容式复合绝缘母线在GIS/H?GIS开关站的应用
19.6.1电容式复合绝缘母线的结构
19.6.2电容式复合绝缘母线的特性
19.6.3电容式复合绝缘母线与GIS/H?GIS配合使用及意义
第20章SF6气体绝缘输电线GIL设计
20.1 GIL的特点
20.2 GIL的应用
20.3 GIL的基本制造单元及气隔单元设计
20.4 GIL的热胀冷缩及其调节
20.5绝缘介质气压设计
20.6 GIL母线的电接触及母线支撑
20.7 GIL的外壳支撑
20.8 GIL的可拆母线单元设计
20.9 GIL中金属微粒的影响及预防
20.10直流GIL输电的可能性
第21章高压SF6电器的抗震设计
21.1地震特性参数
21.1.1地震烈度
21.1.2地震频率与地震周期
21.1.3地震波形
21.1.4地震加速度
21.2产品动力特性参数
21.2.1产品自振频率fg
21.2.2振动阻尼与阻尼比ξ
21.2.3弹性元件的刚度及弹性模量
21.2.4共振时的加速度（振幅）放大系数β
21.3高压电器设备抗震设计
21.3.1自振频率fg和阻尼比ξ
21.3.2加速度的放大系数β
21.3.3强度估算
21.3.4位移估算
21.3.5提高高压电器设备抗震能力的措施
21.4高压电器设备抗震能力的验证
21.4.1用计算机进行抗震能力计算
21.4.2抗地震性能试验
第22章GCB/GIS的典型开断、CT/VT的运行及设计注意事项
22.1断路器的典型开断
22.1.1 BTF开断
22.1.2 SLF开断
22.1.3反相开断
22.1.4并联开断
22.1.5空载变压器开断
22.1.6切合电容器组及空载长线
22.1.7切电抗器
22.1.8发展性故障开断
22.1.9超高压交流滤波器开断
22.2 GIS―DS的典型切合操作
22.2.1切合母线转换电流（环流）
22.2.2切小电容电流
22.3 GIS―FES的分合操作
22.3.1 FES短路关合
22.3.2 FES切合感应电流
22.4电网不同工况对CT的不同要求
22.4.1测量级绕组
22.4.2 5P及10P稳态保护级绕组
22.4.3暂态保护用绕组（TP）
22.4.4 10%误差曲线
22.4.5 CT参数要求对CT结构设计的影响
22.4.6使用CT时注意事项
22.5两种电压互感器的特征及运行中应处理好的主要问题
22.5.1电压互感器的误差
22.5.2电磁式电压互感器运行时注意事项
22.5.3电容式电压互感器的特点
第23章计算机辅助设计
23.1高压电场数值计算
23.1.1电场计算方法
23.1.2 LVQB―252 SF6电流互感器三维电场计算
23.1.3 GCB灭弧室电场计算及电场优化设计
23.2应力与变形分析
23.3抗震计算
23.4灭弧室开断能力计算
参考文献
第1版后记
第4版除了对一些章节内容作了少许补充修订之外，重点补充了以下内容：
（1）在第2章中，作者再次强调了进一步修改GB/T 8905―2012国标的必要性，希望有更多的SF6电器制造和使用者能理解和接受“按相对湿度进行水分的限值和控制更科学”的理念，促进该国标的修改――尽管这一更改对IEC相关标准和传统水分限值观念是个挑战。
（2）在第6章中，着力纠正了盆式绝缘子设计中对“楔形气隙危害”的不理解和处理不当的种种表现，并指出这些不当的设计已随产品进入电网，其中有些也存在于进口产品中，望相关人员注意。
（3）我国特高压产品有待进一步升级提高，第4版在第9章中补充了“特高压GCB灭弧室设计思路”，企图以敲边鼓的方式打开读者的研发思路。
（4）为加快GIS小型化，作者在第17章明确提出：“现在，抓紧研发和积极使用252kV三相共箱式GIS是时候了”。并对其中的关键技术――GCB短路开断三相热气流的冷却与排放，提出了结构设计思路。
（5）由于高压电器产品的设计制造者、运行维护管理者大都毕业于高电压绝缘或高低电器制造专业，对与SF6电器局部放电息息相关的微波技术比较生疏――这对研究和使用SF6电器局部放电智能监测技术是个障碍。在第4版中增写了第18章“超高频（UHF）局放电磁波的辐射、传输与接收”，将与局放有关的微波技术引入高压行业，有助于从理论上对局放有更深入的理解；在这一章，作者对各种局放传感器的研制方向也提出了一些建议。
（6）第19章中，作者首次提出了GIS/H?GIS与电容式复合绝缘母线联姻的可能性，指出了这种有机绝缘母线引入高压/超高压SF6电器后，具有减少SF6气体用量、减少开关站占地面积、降低电站投资等环保和经济上的重要意义。
（7）新增的第20章“SF6气体绝缘输电线GIL设计”，结合国内已投运的某些进口GIL技术提出了一些异议（如GIL外壳的支撑方式），对现场电焊连接GIL壳体和金属微粒的应对也提出一些新看法，可供有关工作人员参考。
（8）在第22章中补入了“超高压交流滤波器开断”，介绍了GCB在这种工况下所遇到的新问题，分析了现有GCB不适应这种工况而发生开关爆炸的事故原因，提出了改进现有开关结构、提高断口绝缘能力的有关措施，也为用户方提出了选择这类开关的建议。
我国高压电器正跨入创新升级的新发展时期，我们怎样把“中国制造”变为“中国创造”，怎样把高压电器“制造大国”变为“制造强国”，是我国输变电行业相关理论研究、设计制造、运行管理人员共同关心的大事。创新发展、理论先行，作者愿为此给正在拼搏中的年轻同行助一臂微力。
鉴于第4版有以上多方面的修改补充，也鉴于本书旧版难免有因技术进步而落伍的内容或其他原因造成的词语差错，为利于工作，作者建议本书的爱好者封存旧版本、使用新版本。
黎斌2015年6月
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