本書內(nèi)容包括：電力系統(tǒng)及其短路故障的計算、電力系統(tǒng)中的高低壓電器及其設(shè)計技術(shù)綜述、低壓電器概述等。
教育部為貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》，于2010年開始實施“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”(簡稱“卓越計劃”)。作為首批實施高校之一，湖南工程學(xué)院為推進“卓越計劃”，對相關(guān)專業(yè)的專業(yè)課程進行了整合，本書即是在對電氣工程及其自動化專業(yè)開設(shè)的“低壓電器”和“高壓電器”兩門課程內(nèi)容進行整合的基礎(chǔ)上編寫而成的。
本書所述的“高低壓電器”之“電器”，是指用于電力系統(tǒng)，對電能的產(chǎn)生、輸送和應(yīng)用起控制、保護、檢測、變換與切換及調(diào)節(jié)作用的電氣器具。按照額定電壓的大小不同，分為低壓電器和高壓電器。本書采用最新的國家標(biāo)準(zhǔn)。
本書結(jié)合行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)發(fā)展?fàn)顩r，在介紹高低壓電器基本原理的基礎(chǔ)上，以大量案例，較全面地反映了當(dāng)今國內(nèi)外高低壓電器的最新產(chǎn)品與技術(shù)發(fā)展情況。
本書首次將“低壓電器”和“高壓電器”作為一個整體進行介紹，它既可用于高等院校電氣類學(xué)生就高低壓電器進行集中課程或單獨課程的學(xué)習(xí)，也可以為相關(guān)行業(yè)企業(yè)工程技術(shù)人員進行產(chǎn)品設(shè)計和系統(tǒng)集成提供有益幫助。
全書共分三篇。其中，第1篇為電力系統(tǒng)及其對高低壓電器的基本要求，包括第1章電力系統(tǒng)及其短路故障的計算和第2章電力系統(tǒng)中的高低壓電器及其設(shè)計技術(shù)綜述；第2篇為低壓電器，包括第3章低壓電器概述、第4章低壓配電電器、第5章低壓控制電器和第6章低壓電器試驗技術(shù)；第3篇為高壓電器，包括第7章高壓電器概述、第8章電力系統(tǒng)短路故障的關(guān)合與開斷、第9章高壓斷路器及其操動機構(gòu)、第10章六氟化硫高壓斷路器和全封閉組合電器、第11章高壓真空開關(guān)電器、第12章其他高壓電器和第13章高壓開關(guān)設(shè)備試驗。
本書由湖南工程學(xué)院李靖教授（博士）編著。編寫過程中，得到了西安交通大學(xué)、清華大學(xué)、上海電器科學(xué)研究所（集團）有限公司、西安高壓電器研究院有限責(zé)任公司、桂林電器科學(xué)研究所、正泰電器、德力西電氣、良信電器、西開電氣、平高電氣、上海諾雅克電氣有限公司、廈門ABB開關(guān)有限公司、深圳市泰永電氣科技有限公司、沈陽二一三電器有限公司和湖南工程學(xué)院等單位許多同志的幫助，他們?yōu)楸緯峁┝舜罅繉氋F的專業(yè)資料。作為主審，賀湘琰老師對全書進行了審閱，提出了不少寶貴意見，在此一并表示感謝。
由于編者水平有限，書中不妥之處在所難免，懇請讀者批評指正。
編者
前言
第1篇電力系統(tǒng)及其對高低壓電器的基本要求
第1章電力系統(tǒng)及其短路故障的
計算1
1.1概述1
1.1.1動力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)間
的關(guān)系1
1.1.2電力系統(tǒng)中的電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)2
1.1.3電力系統(tǒng)的接線3
1.2電力系統(tǒng)的關(guān)合與開斷4
1.2.1電力系統(tǒng)關(guān)合與開斷的類型5
1.2.2電力系統(tǒng)關(guān)合與開斷時電弧的
燃燒與熄滅6
1.3電力系統(tǒng)短路故障6
1.3.1電力系統(tǒng)短路電流的定義6
1.3.2電力系統(tǒng)短路故障的形式7
1.3.3電力系統(tǒng)短路故障的關(guān)合7
1.3.4電力系統(tǒng)短路故障的開斷8
1.3.5電力系統(tǒng)開斷短路故障時的瞬態(tài)
恢復(fù)電壓9
1.4短路故障關(guān)合與開斷的計算12
1.4.1單相短路故障的關(guān)合12
1.4.2單相短路故障的開斷14
1.4.3三相短路故障的開斷18
1.5電容負荷的關(guān)合與開斷22
1.5.1空載長線關(guān)合與開斷時的過
電壓23
1.5.2無功補償用電容器組關(guān)合與
開斷時的過電壓25
1.6開斷小電感電流電路時的過電壓27
1.6.1小電感電流的出現(xiàn)27
1.6.2開斷空載變壓器時的過電壓28
1.7開斷近區(qū)故障時的過電壓與限制
措施28
1.7.1開斷近區(qū)故障時的過電壓28
1.7.2開斷近區(qū)故障時限制過電壓的
措施31
1.8失步故障的開斷31
1.8.1失步故障與聯(lián)絡(luò)用高壓斷路器31
1.8.2單相反相開斷時的失步故障
電流32
1.8.3單相反相開斷時高壓斷路器斷口上
的瞬態(tài)恢復(fù)電壓32
1.8.4三相反相開斷時首開相的工頻
恢復(fù)電壓32
思考題與習(xí)題33
第2章電力系統(tǒng)中的高低壓電器及其
設(shè)計技術(shù)綜述34
2.1概述34
2.1.1高低壓電器的定義34
2.1.2行業(yè)與產(chǎn)品的發(fā)展歷程35
2.1.3高低壓電器的技術(shù)發(fā)展37
2.2電力系統(tǒng)對高低壓電器的基本要求37
2.2.1電力系統(tǒng)對低壓電器的基本
要求38
2.2.2電力系統(tǒng)對高壓電器的基本
要求38
2.3高低壓電器與用電設(shè)備間的特性
配合41
2.3.1保護電器與被保護對象的特性
配合41
2.3.2高低壓電器之間的保護特性
配合41
2.3.3高低壓電器的保護特性42
2.4關(guān)于高低壓開關(guān)設(shè)備的解釋性說明43
2.5低壓電器研發(fā)新技術(shù)及應(yīng)用44
思考題與習(xí)題44第2篇低 壓 電 器
第3章低壓電器概述45
3.1低壓電器類型45
3.2低壓電器市場45
3.3低壓電器行業(yè)46
3.3.1行業(yè)狀況46
3.3.2產(chǎn)品現(xiàn)狀46
3.3.3發(fā)展趨勢47
3.4低壓電器技術(shù)的發(fā)展47
3.4.1標(biāo)準(zhǔn)47
3.4.2已應(yīng)用的技術(shù)47
3.4.3待研究的技術(shù)51
思考題與習(xí)題52
第4章低壓配電電器53
4.1低壓配電電器的定義、分類和性能53
4.1.1定義53
4.1.2分類53
4.1.3性能要求53
4.2低壓開關(guān)類電器55
4.2.1類型55
4.2.2用途55
4.2.3典型產(chǎn)品55
4.3低壓熔斷器類電器59
4.3.1原理59
4.3.2類型60
4.3.3結(jié)構(gòu)61
4.3.4主要技術(shù)參數(shù)61
4.3.5產(chǎn)品選擇62
4.3.6典型產(chǎn)品63
4.4低壓斷路器類電器64
4.4.1概述64
4.4.2分類64
4.4.3基本特性與技術(shù)參數(shù)66
4.4.4工作原理68
4.4.5低壓斷路器設(shè)計技術(shù)89
4.4.6典型產(chǎn)品的設(shè)計技術(shù)95
4.5終端電器100
4.5.1概況100
4.5.2特征101
4.5.3分類101
思考題與習(xí)題105
第5章低壓控制電器107
5.1定義與分類107
5.2接觸器109
5.2.1定義109
5.2.2分類109
5.2.3結(jié)構(gòu)111
5.2.4工作原理113
5.2.5技術(shù)現(xiàn)狀115
5.3繼電器117
5.3.1概況117
5.3.2中間繼電器118
5.3.3時間繼電器119
5.3.4熱繼電器121
5.3.5電流繼電器和電壓繼電器123
5.3.6速度繼電器124
5.4起動器125
5.5主令電器125
5.6變阻器和電阻器128
5.7電磁鐵128
5.7.1概況128
5.7.2電磁鐵的設(shè)計與優(yōu)化129
5.8低壓電器用銀基觸頭材料135
思考題與習(xí)題136
第6章低壓電器試驗技術(shù)138
6.1概述138
6.2一般檢查139
6.3動作范圍試驗144
6.3.1概述144
6.3.2動作特性試驗144
6.3.3保護特性試驗146
6.4溫升試驗149
6.4.1概述149
6.4.2試驗條件149
6.4.3試驗依據(jù)151
6.4.4試驗方法152
6.4.5試驗類型153
6.4.6試驗電路154
6.4.7試驗結(jié)果的判定154
6.5絕緣介電性能試驗154
6.5.1概述154
6.5.2絕緣電阻的測量155
6.5.3沖擊耐受電壓試驗156
6.5.4工頻耐受電壓試驗159
6.6額定接通與分?jǐn)嗄芰υ囼?60
6.6.1概述160
6.6.2接觸器的額定接通與分?jǐn)嗄芰?br />
試驗160
6.6.3低壓斷路器的額定接通與分?jǐn)?br />
能力試驗161
6.7短路接通與分?jǐn)嗄芰υ囼?62
6.8短時耐受電流能力試驗163
6.9壽命試驗164
6.9.1機械壽命試驗164
6.9.2電壽命試驗164
思考題與習(xí)題168第3篇高 壓 電 器
第7章高壓電器概述169
7.1高壓電器的定義169
7.2高壓電器的作用和特點170
7.3電力系統(tǒng)對高壓電器的要求及高壓
電器的工作條件170
7.3.1電力系統(tǒng)的兩類工作狀態(tài)170
7.3.2電力系統(tǒng)對高壓電器的要求170
7.3.3高壓電器的工作條件171
7.4高壓電器的工作環(huán)境171
7.5高壓電器的分類172
7.6高壓電器的基本技術(shù)參數(shù)177
7.6.1電壓178
7.6.2電流179
7.6.3開斷時間180
7.6.4額定絕緣水平181
7.7高壓電器設(shè)備的發(fā)展182
思考題與習(xí)題183
第8章電力系統(tǒng)短路故障的關(guān)合與
開斷184
8.1綜述184
8.2短路故障的關(guān)合184
8.3單相短路故障的開斷186
8.4三相短路故障的開斷188
8.4.1三相不接地短路故障的開斷188
8.4.2三相接地短路故障的開斷189
8.5電力系統(tǒng)的瞬態(tài)恢復(fù)電壓特性190
8.5.1雙頻電路190
8.5.2電力系統(tǒng)的瞬態(tài)恢復(fù)電壓191
8.6近區(qū)故障的開斷193
8.7失步故障的開斷195
8.7.1單相反相故障的開斷195
8.7.2三相反相故障開斷時首開相的
工頻恢復(fù)電壓196
8.8電容負荷的關(guān)合與開斷196
8.9大電感負荷的開斷200
思考題與習(xí)題201
第9章高壓斷路器及其操動機構(gòu)202
9.1高壓斷路器的定義和組成203
9.1.1高壓斷路器的定義203
9.1.2高壓斷路器的組成203
9.2電力系統(tǒng)對高壓斷路器的基本要求203
9.3高壓斷路器的種類、結(jié)構(gòu)與主要技術(shù)
參數(shù)206
9.3.1高壓斷路器的分類206
9.3.2高壓斷路器的主要技術(shù)參數(shù)209
9.3.3高壓斷路器參數(shù)的選擇211
9.4高壓電器產(chǎn)品型號的編制211
9.4.1產(chǎn)品型號的內(nèi)容211
9.4.2產(chǎn)品型號的命名原則212
9.4.3產(chǎn)品型號的組成212
9.5高壓斷路器的操動機構(gòu)214
9.5.1定義和工作原理214
9.5.2基本要求214
9.5.3分類方式215
9.5.4分閘方式216
9.5.5技術(shù)要求217
9.6高壓斷路器中的其他裝置217
9.7高壓斷路器的發(fā)展方向217
思考題與習(xí)題218
第10章六氟化硫高壓斷路器和全封閉
組合電器220
10.1概況220
10.1.1六氟化硫氣體220
10.1.2SF6高壓斷路器221
10.1.3六氟化硫全封閉組合電器223
10.2SF6高壓斷路器的種類及其工作
原理223
10.2.1按結(jié)構(gòu)形式不同的分類223
10.2.2按斷口數(shù)量不同的分類226
10.2.3按使用場所不同的分類226
10.2.4按滅弧室殼體絕緣方式不同的
分類226
10.2.5按滅弧原理不同的分類227
10.3SF6高壓斷路器的操動機構(gòu)234
10.3.1功能要求235
10.3.2原理和應(yīng)用235
10.3.3優(yōu)缺點比較238
10.3.4發(fā)展趨勢239
10.4六氟化硫全封閉組合電器(GIS)241
10.4.1概況241
10.4.2GIS的組成元件243
10.4.3GIS的三相共筒化、復(fù)合化和
小型化247
10.4.4GIS的二次系統(tǒng)現(xiàn)代化和
智能化247
思考題與習(xí)題248
第11章高壓真空開關(guān)電器249
11.1真空電弧的特性249
11.1.1真空間隙的擊穿249
11.1.2真空電弧的兩種形態(tài)與熄滅
原理250
11.1.3真空電弧的伏安（ui）特性
曲線251
11.1.4截斷電流和過電壓的限制252
11.2真空滅弧室254
11.2.1概況254
11.2.2結(jié)構(gòu)255
11.3高壓真空斷路器264
11.3.1概 述264
11.3.2現(xiàn)狀265
11.3.3應(yīng)用266
11.3.4構(gòu)成267
11.3.5特點267
11.3.6型號268
11.3.7設(shè)計268
11.3.8高壓真空斷路器的技術(shù)進步270
11.3.9高壓真空斷路器標(biāo)準(zhǔn)271
11.3.10影響高壓真空斷路器技術(shù)參數(shù)
的因素271
11.3.11高壓真空斷路器的分類274
11.3.12高壓真空斷路器的常見產(chǎn)品及
問題287
11.3.13高壓真空斷路器的操動機構(gòu)289
11.3.14操作過電壓298
11.4高壓真空接觸器299
思考題與習(xí)題301
第12章其他高壓電器302
12.1高壓隔離開關(guān)302
12.1.1定義、用途與分類302
12.1.2結(jié)構(gòu)型式303
12.1.3產(chǎn)品技術(shù)304
12.2中壓級自動轉(zhuǎn)換開關(guān)306
12.3高壓接地開關(guān)307
12.4高壓負荷開關(guān)308
12.4.1定義308
12.4.2技術(shù)參數(shù)308
12.4.3種類及其性能309
12.4.4應(yīng)用315
12.5高壓熔斷器315
12.5.1定義315
12.5.2特性315
12.5.3結(jié)構(gòu)316
12.6高壓避雷器318
12.6.1用途318
12.6.2間隙放電特性318
12.6.3管式避雷器319
12.6.4閥型避雷器320
12.6.5磁吹閥式避雷器320
12.6.6金屬氧化物避雷器（壓敏
電阻）320
12.7重合器與分段器322
思考題與習(xí)題322
第13章高壓開關(guān)設(shè)備試驗323
13.1概況323
13.2高壓開關(guān)設(shè)備試驗的類型323
13.3高壓開關(guān)設(shè)備試驗的方法326
13.4絕緣試驗328
13.4.1工頻耐壓試驗328
13.4.2沖擊電壓試驗329
13.4.3局部放電試驗330
13.4.4人工污穢試驗330
13.4.5泄漏電流試驗330
13.4.6無線電干擾試驗(RIV)330
13.5大容量試驗331
13.5.1概述331
13.5.2開斷和關(guān)合能力試驗331
13.5.3出線端進行短路開斷和關(guān)合
試驗332
13.5.4近區(qū)故障的開斷和關(guān)合試驗339
13.5.5電容電流的開斷和關(guān)合能力
試驗339
13.6短時和峰值耐受電流試驗340
13.7溫升和機械性能試驗341
13.7.1溫升試驗341
13.7.2回路電阻試驗344
13.7.3機械性能試驗344
13.8電磁兼容（EMC）試驗345
思考題與習(xí)題345
附錄346
參考文獻349
書單推薦
