隨著電力需求量的不斷增長和環境保護日益受到人們的關注，迫切需要發展高電壓、大容量和結構緊湊的高壓電氣設備，以及不可燃、抗老化的優良絕緣材料。本書是高壓電和絕緣工程方麵的專著，內容包括氣體放電、真空絕緣、雷電防護、絕緣試驗等多個重要領域，其內容與現實中的電力工程應用息息相關，不僅具有重要的理論價值，也具有很高的應用參考價值。

內容簡介

《高電壓與絕緣工程》譯自印度理工大學的拉溫德拉?阿羅拉（Ravindra Arora）教授和德國德纍斯頓工業大學沃爾夫岡?莫什（Wolfgang Mosch）教授的著作《High Voltage and Electrical Insulation Engineering》。全書共７章，內容涵蓋氣體放電、真空絕緣、雷電防護、絕緣試驗等多個領域，既包含瞭高電壓與絕緣技術中的基礎理論，又探討瞭工程應用中的關鍵問題。

本書適閤於電氣工程專業高年級本科生、研究生用作教材，也可供高電壓技術專業和相近專業（應用物理專業、氣體激光、等離子體技術等專業）的研究人員和研究生參考。

作者簡介

肖登明，1953年12月齣生，上海交通大學電子與電氣工程學院教授，博士生導師，1982年畢業於西安交通大學高電壓專業，1987年獲碩士學位，1994年獲博士學位。自1991年以來一直從事高電壓與絕緣工程的研究。曾主持研究“大型油浸電力設備色譜在綫監測係統”，達國際先進水平，2000年12月通過教育部主持的鑒定，並已在上海、廣西、福建、江西、貴州等地的電力係統推廣應用。2002年獲得中國電力科學技術奬二等奬。主持研究 “高壓斷路器的在綫監測”，獲2009年中國電力科學技術奬二等奬，獲3項發明專利。

主編“十五”規劃教材《電氣工程概論》、《電力設備在綫監測與故障診斷》。

內頁插圖

1 緒論
1．1 電荷的産生與消失
1．2 電場與磁場
1．3 電介質與電氣絕緣
1．4 絕緣擊穿
1．4．1 全局擊穿
1．4．2 局部擊穿
1．5 電暈、流注和極光
1．6 電容與電容器
1．6．1 雜散電容
參考文獻

2 電場及其控製與估算
2．1 電場強度E
2．2 電介質的擊穿場強Eb
2．2．1 電介質的局部擊穿
2．3 電場的分類
2．3．1 電場的均勻度
2．3．1．1 接地對於電場分布的影響
2．4 電場的控製
2．5 電場的估算
2．5．1 靜電勢與靜電場的基本方程
2．5．2 單一介質中各嚮同性的均勻電場估算方法
2．5．2．1 拉普拉斯方程的直接解法
2．5．2．2 靜電場中的高斯定律
2．5．3 多介質中各嚮同性電場的估算方法
2．5．3．1 介質交界麵平行於電場方嚮
2．5．3．2 介質交界麵垂直於電場方嚮
2．5．3．3 介質交界麵與電場方嚮相交
2．5．4 估算電場強度的數值方法
2．5．4．1 有限元法（FEM）
2．5．4．2 模擬電荷法（CSM）
2．5．5 電場數值優化
2．5．5．1 輪廓點的替代優化
2．5．5．2 通過改變優化電荷和輪廓點的位置進行優化
2．5．5．3 通過修改輪廓元素進行優化
2．6 結論
參考文獻

3 空氣和其他氣體介質的絕緣特性
3．1 電場中電荷的産生機理
3．1．1 碰撞電離
3．1．2 熱電離
3．1．3 光電離以及亞穩態粒子與分子之間的相互作用
3．2 均勻和稍不均勻場中的空氣擊穿
3．2．1 均勻電場中的空間電荷
3．2．2 電子崩的形成與發展
3．2．3 流注放電的發展
3．2．4 擊穿機理
3．2．4．1 湯遜放電機理
3．2．4．2 流注放電機理
3．2．5 均勻電場的擊穿電壓特性（巴申定律）
3．2．6 稍不均勻場中的擊穿電壓特性
3．3 極不均勻電場的擊穿特性
3．3．1 放電電子崩的發展
3．3．1．1 正極性針-闆電極結構（正極性或陽極電暈）
3．3．1．2 負極性針-闆電極結構（負極性或陰極電暈）
3．3．2 流注放電發展
3．3．2．1 正極性棒-闆電極（正極性流注電暈）
3．3．2．2 負極性棒-闆電極（負極性流注電暈）
3．3．2．3 極不均勻電場中對稱正負電極間的放電
……
4 雷電和球形閃電的發展機理、危害和保護
5 真空的絕緣特性
6 液體電介質的分類、性能及絕緣強度
7 固體電介質的分類、性能以及在電場中的絕緣特性
索引

前言/序言

　　大地的獨特之處在於它無論吸收瞭多少電荷都能保持電中性，即保持在零電位。因此，隔離電與大地的絕緣係統成瞭電存在的基礎。電勢越高，所需的絕緣水平就越高。瞭解和掌握各種電介質的絕緣性能是從事高電壓工程的必要前提。為瞭建立一個能夠長期穩定運行的絕緣係統，必須要對電介質在電場作用下的絕緣特性有充分的瞭解。
　　本書的內容源自幾十年來，德國德纍斯頓工業大學和位於印度坎普爾的印度理工學院麵嚮研究生及高年級本科生的高電壓工程的講座內容。本書第一版曾名為《高電壓絕緣工程》，於1995年在印度齣版發行。在此後的二十多年中，我們實驗室和世界上其他科研機構開展瞭大量的研究工作，一些新的理念和創新成果層齣不窮，這促使我們重新審視已有內容，並撰寫本書。
　　德纍斯頓工業大學是歐洲最大、最古老的大學之一，並於1978年舉行瞭其150周年校慶。德纍斯頓工業大學對高電壓工程的研究起始於20世紀初，並由Teopler和Blinde教授率先在氣體放電領域開展瞭相關研究工作。得益於在高電壓領域工作的機會，作者能夠深入瞭解德纍斯頓工業大學長期以來在高電壓方嚮積纍並發展的基礎理論。
　　在本文的撰寫過程中，作者參考瞭大量德語和英語文獻。本書適用於研究生和工科高年級本科生閱讀。從事研究、設計和實際操作的專業人士也能通過本書加深對某些專業知識的認知和理解。在解釋某些特定的現象時，本書提供的都是實際測量麯綫而並非隻是示意麯綫。
　　本書介紹瞭一種全新理論，即電介質的電場依賴特性。對於電場的分類，書中藉助於施魏格爾因子，從概念上引入瞭“稍不均勻電場”這一獨特的名詞。
　　本書首次采用術語“局部擊穿”，來代替目前的常用術語“局部放電”。在電氣工程中，放電一詞的字麵意思是電荷的釋放。放電也被描述為電荷轉移的過程。在初始階段，兩個電極間的放電過程是電流通過電介質而進行的傳導。當這種傳導增強到放電電流可能造成兩個電極間沒有電勢差時，該現象稱為“擊穿”較為恰當，即通常所說的放電。在極不均勻場環境下，電擊穿過程可以限製在電介質內的某個區域內，而不會影響整個電介質，這種在局部擊穿的過程稱為局部擊穿。在氣體介質中，穩定的局部擊穿過程稱為電暈。在極不均勻場環境下，穩定的局部擊穿總是發生在完全擊穿之前。
　　本書在第1章緒論詳細解釋瞭高電壓工程中常用的術語。由於某些術語常常被不恰當地解釋和使用，在我們參與教學以及與學生互動的過程中，我們意識到瞭編寫這一章的重要性。書中也包含瞭我們在修改研究生論文時與他們的討論過程中形成的一些正確解釋。
　　第2章對電場的描述是理解電介質電場依賴特性的基礎。電場強度是衡量電介質承受電場作用大小的重要指標，它與電極的形狀有關。因此，電場強度決定瞭電介質的整體性能。
　　本書的第3章介紹瞭氣體介質的絕緣性能，這也是本書篇幅最長的一章。研究氣體介質的絕緣性能對於瞭解和掌握其他電介質的絕緣特性有很大的幫助。在不同的電場環境中，空氣的擊穿強度可以在1～90kV/cm之間變化，如此之大的變化落差反映瞭氣體絕緣強度對於電場環境的依賴特徵。三種不同類型的電暈現象的區彆及其特徵也會在這一章中給齣。此外，這一章還給齣瞭SF6及其混閤氣體在不同電場環境下的絕緣特性，相信與GIS相關的專業人士能從本章中有所收獲。
　　第4章中介紹瞭閃電的形成及發展過程，它與長間隙下氣體的擊穿過程密切相關。同時在這一章中.還描述瞭人造電荷引起球狀閃電的經曆。
　　在過去三十多年裏，真空作為絕緣和滅弧介質得到瞭越來越廣泛的應用，因此在第5章中對其進行瞭專門的討論。
　　第6章和第7章分彆介紹瞭液體和固體電介質的分類、性能及其應用。
　　本書是我們兩人的第二本閤著，第一本曾於1995年在印度齣版發行。對於讀者的建議，我們將積極采納並錶示感謝。

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