本书着重介绍、总结现代电力学科新型绝缘材料的发展和应用，主要分为五个部分：绝缘材料及其在电气电子工程上的应用，固体、液体和气体绝缘材料的击穿现象，高电压和大电流的产生方法和原理以及测量方法等，在电力传输系统和绝缘配合中的过电压现象，高压测试技术、设备测试和高压实验室的规划。 同时，本书结合和了大量工程实际案例进行论述，，配有丰富的思考题与习题，部分题目给出了参考答案。
经典译作
翻 译 说 明
高电压工程是电气工程专业的二级学科之一，以研究各种电介质的绝缘性能与放电现象为主，是保障电气设备和电力系统安全稳定运行的基础性学科。高电压工程虽然是工科中一个比较古老的学科，但随着科技的发展和时代的变迁，它又焕发出了新的生机。
进入21世纪以来，我国电力工业高速发展，相关技术从之前的与世界并跑，到现在的在世界上领跑，全国范围内的装机容量和发电量都跃居世界首位，输电网络的电压等级连续迈上新的台阶。新时代新形势下的电力行业需要新科学新技术进行有力支撑。本书总结了各种传统和新型绝缘材料的特性和应用，归纳了针对远距离大容量输电所需要的输电技术、高压发生器和测试方法等，其中最具特色的是包括了特高压实验室的设计、规划和建立。这些技术和知识正是我国大力发展特高压输电背景下所急需的。电气专业的学生和相关从业人员可以从本书中学到现代电力发展所需的知识，提升自身素质，紧跟行业发展步伐。原版前言
1．概述
现代社会对大规模发电和输电的需求促进了特高压输电的产生。如美国等发达国家，电
力输送等级已经达到765kV。在印度750kV交流输电系统已经开始运行，在未来十年将会被750～1100kV的电网系统连接起来。
2．目标读者
在现代工业社会，一个电气工程师或电气工程的学生需要掌握高压技术知识，以及足够的高电压工程背景。不幸的是，目前，和电气工程其他领域相比，高压工程方面的教科书并不多。其中，没有一本书能完全深入全面地包括高电压技术的所有范围，且条理清晰地展现出来。因此，我们试图编写这本书，来归纳高压工程方面不同的知识点，作为学习电气工程、电子工程和应用物理的本科最后一年或者研究生一个续期的课程教材。
这本书提供了绝缘材料、击穿现象、过电压和测试技术的最新信息，可以供从事电气设备设计和开发的工业电气工程师以及供用电设备建设运维的工程师使用，也可供电气设计、设备测试、输配电技术和粒子加速等领域的工程师自学使用。
3．关于这本书
这本书分为以下五个部分：
（1）绝缘材料及其在电气电子工程上的应用。
（2）固体、液体和气体绝缘材料的击穿现象。
（3）高压直流、交流和冲击电压和电流的产生和测量。
（4）在电力传输系统和绝缘配合中的过电压现象。
（5）高压测试技术、设备测试和高压实验室的规划。
书中的大部分内容源自标准的教科书和参考书籍，而且被简化和重新整理来适应学生和工程师的需要。同时也参考了一些研究出版物，相关标准规则也在书中应用，来帮助读者更方便寻找原始参考资料。
4．主要特点
（1）包括了最新高电压领域工业标准。
（2）HVDC系统和测试扩展到包含最新技术，如EHV系统的浪涌抑制器、HVDC传输系统的分压器和HVDC晶闸管和系统的测试。
（3）高压实验室的设计规划和布局。
（4）提供了习题，适合应试者举一反三：包括47个例题，14个简答题，140个复习题，34个提问，199个多选题。
5．章节架构
本书分为11章。
第1章介绍了高压工程的基本概念，包括电场强度的数值计算方法（FEM、CSM、BEM技术）。
第2章主要介绍气体的导电和击穿，包括基本的粒子碰撞过程、SF6和SF6空气混合气体的击穿现象。本章还有一节专门介绍巴申定律。
第3章是关于液体介质的传导和击穿，包括液体绝缘的最新发展。
第4章和第5章是关于固体介质的击穿和绝缘材料的应用，包括最新的固体绝缘材料及其在电气设备中的应用。
第6章讨论了高电压和大电流的产生。
第7章是高电压与大电流的测量，这一章也解释了电场强度的测量、测量装置、冲击测试和测量系统。
第8章是关于过电压现象和绝缘配合。这个版本还加入了过电压和GIS测试内容（第5章和第8章）。
第9章讨论材料和设备的非破坏性试验。
第10章是关于电气设备的高压试验。
第11章是关于高压实验室的设计、规划和建立。它也包括高压试验实验室的最新发展，包括UHV实验室、CPRI和海得拉巴实验室的简介。世界范围内的高压实验室的详细信息也有更新（见表11-6）。本版加入了HVDC晶闸管和设备的试验。
本版提供了100个新的问题，以各种形式，包括多选题、复习题和习题，帮助自学的学生学习和理解。在有必要的部分也进行了文字的更新。
6．在线学习中心
本书由详细的在线学习中心补充，网址是http://www.mhhe.com/hve5。
它包括以下内容：对于学生互动测试，有用的深入阅读网站。
对于老师，部分问题的求解手册，包括书中图表的幻灯片。
7．感谢
首先，作者希望向所有校正者表达感谢。
作者希望对以下单位和人士的支持表达感谢：UHV实验室的中央电力研究机构，提供了其机构的细节信息；瑞士哈弗莱公司，提供了其产品的照片；班加罗尔的高压试验系统。
作者向印度科学理工学院的院长和尼赫鲁科技大学的副校长表达诚挚的感谢，感谢他们持续的鼓励。
希望学生、读者、学者和工程师能够持续支持这本书。
8．反馈
非常欢迎读者提出对本书的建议，任何建议都会帮助我们在下一版中提升。
M.S.Naidu V.Kamaraju
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肖登明，1982年毕业于西安交通大学电气工程系（学士），87年毕业于广西大学电气工程系（硕士）、94年毕业于西安交通大学电气工程系（博士）。现为上海交通大学电气工程系教授、博士生导师。肖登明教授20年来一直从事电气工程领域的教学和科研工作。
目 录
翻译说明
原版前言
第1章 概述 1
1.1 电场强度 1
1.2 气体绝缘与真空绝缘 1
1.3 液体绝缘介质 2
1.4 固体和复合材料 2
1.5 电场强度的评估与控制 3
1.6 电场计算的数值方法 6
1.7 浪涌电压及其分配和控制 12
习题与思考题 13
参考文献 14
第2章 气体中的导电与击穿 17
2.1 作为绝缘介质的气体 17
2.2 碰撞过程 17
2.3 电离过程 19
2.4 汤逊电流增长方程 21
2.5 二次电离时电流的增长 21
2.6 汤逊击穿准则 22
2.7 通过实践确定?和?系数 22
2.8 电负性气体中的击穿 24
2.9 击穿的时间延滞 25
2.10 气体击穿的流注理论 26
2.11 巴申定律 28
2.12 不均匀电场中的击穿与电晕放电 31
2.13 击穿后的现象及其应用 34
2.14 使用气体和混合气体作为绝缘材料的参考因素 34
2.15 真空绝缘 36
习题与思考题 40
参考文献 43
第3章 液体介质中的传导和击穿 44
3.1 液体绝缘介质 44
3.2 纯液体和工业用油 47
3.3 在纯液体中的导通和断开 48
3.4 液体绝缘介质中的传导和击穿 49
3.5 绝缘油（液体）的测试：变压器油 51
3.6 结论 51
习题与思考题 52
参考文献 54
第4章 固体介质的击穿 55
4.1 引言 55
4.2 本征击穿 55
4.3 电致机械击穿 56
4.4 热击穿 57
4.5 实际应用中的固体电介质击穿 58
4.6 复合电介质的击穿 60
4.7 实际应用中的固体电介质 62
习题与思考题 75
参考文献 77
第5章 绝缘材料的应用 78
5.1 简介 78
5.2 电力变压器中的绝缘 78
5.3 旋转电机中的应用 79
5.4 断路器中的应用 80
5.5 电缆中的应用 81
5.6 电力电容器中的应用 82
5.7 高压套管中的应用 84
5.8 小功率电机中的应用 84
习题与思考题 84
参考文献 85
第6章 高电压和大电流发生器 87
6.1 直流高电压发生器 87
6.2 交流高电压的产生 99
6.3 脉冲电压的产生 104
6.4 脉冲电流的产生 113
6.5 脉冲发生器的运行和控制 116
习题与思考题 122
参考文献 126
第7章 高电压与大电流的测量 127
7.1 高压直流电压的测量 127
7.2 高压交流和脉冲电压的测量 133
7.3 大电流的测量直流，交流和脉冲 159
7.4 用于脉冲电压和电流测量的阴极射线示波器 168
习题与思考题 174
参考文献 177
第8章 电力系统中的过电压与绝缘配合 179
8.1 过电压的自然起因雷电现象 179
8.2 由开关操作、系统故障和其他非正常情况引起的过电压 197
8.3 高压及超高压电力系统的绝缘配合原理 205
习题与思考题 221
参考文献 225
第9章 电气设备与材料的非破坏性实验 227
9.1 引言 227
9.2 直流电阻率的测量 227
9.3 介电常数和损耗角正切的测量 230
9.4 局部放电的测量 238
习题与思考题 246
参考文献 248
第10章 电气设备的高压测试 250
10.1 绝缘子和套管的测试 250
10.2 隔离开关和断路器的测试 253
10.3 电缆的测试 255
10.4 变压器测试 258
10.5 浪涌抑制装置的测量 261
10.6 无线电干扰测试 263
10.7 HVDC高压直流换流阀和设备测试 264
习题与思考题 267
参考文献 269
第11章 高压实验室的设计规划和布局 271
11.1 引言 271
11.2 高压实验室测试装置 271
11.3 高压实验室开展的研究 271
11.4 高压实验室等级划分 272
11.5 大型高压实验室的规模和设备额定值 273
11.6 冲击实验室的接地 280
习题与思考题 282
参考文献 282
附录 本书重要公式 284 |
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