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第1篇 电介质的基本理论3

第1章 电介质的定义及分类3

1.1 电介质的定义3

1.2 电介质的分类3

1.2.1 固体电介质4

1.2.2 液体电介质7

1.2.3 气体电介质9

1.2.4 真空绝缘10

习题和思考题10

第2章 电介质的极化与损耗11

2.1 电介质的介电常数11

2.1.1 介电常数的定义11

2.1.2 电介质极化的宏观与微观参数的关系12

2.1.3 电介质的有效电场强度及介电常数13

2.2 电介质的极化16

2.2.1 恒定电场作用下电介质的极化16

2.2.2 交变电场作用下电介质的极化18

2.3 电介质的损耗21

2.3.1 气体电介质的损耗21

2.3.2 液体电介质的损耗22

2.3.3 固体电介质的损耗23

2.3.4 不均匀电介质的界面极化和损耗25

2.4 介电常数与损耗角正切的测量26

2.4.1 测量原理27

2.4.2 测量结果的影响因素28

2.4.3 试样与电极29

2.4.4 测量方法32

习题和思考题36

第3章 电介质的电导37

3.1 电导的基本概念37

3.2 气体电介质的电导39

3.2.1 气体中载流子的形成和浓度的确定40

3.2.2 气体中离子的迁移率41

3.2.3 强电场下气体的电导43

3.3 液体电介质的电导44

3.3.1 液体电介质的离子电导44

3.3.2 液体电介质的电泳电导与华尔顿定律46

3.3.3 液体电介质在强电场下的电导46

3.4 固体电介质的电导48

3.4.1 固体电介质的离子电导48

3.4.2 固体电介质的电子电导48

3.5 固体电介质的表面电导53

3.6 电阻率与微电流的测量56

3.6.1 测量原理56

3.6.2 测量结果的影响因素57

3.6.3 试样与电极58

3.6.4 数字式兆欧表63

习题和思考题64

第4章 电介质的老化66

4.1 老化及其类型66

4.1.1 概述66

4.1.2 老化的类型67

4.2 热老化及试验68

4.2.1 热老化机理68

4.2.2 热老化试验70

4.3 电老化及试验76

4.3.1 电老化的定义76

4.3.2 电老化的分类77

4.3.3 电化学腐蚀79

4.3.4 电老化试验79

4.4 特殊环境中的老化89

4.4.1 高能辐照老化89

4.4.2 微生物老化89

4.4.3 绝缘材料的疲劳90

习题和思考题90

第5章 电介质的击穿92

5.1 气体电介质的击穿92

5.1.1 均匀电场中气体击穿的理论93

5.1.2 极不均匀电场中气体的击穿98

5.2 液体电介质的击穿99

5.2.1 高度纯净去气液体电介质的电击穿理论99

5.2.2 含气纯净液体电介质的气泡击穿理论101

5.2.3 工程纯液体电介质的杂质击穿102

5.3 固体电介质的击穿104

5.3.1 固体电介质的击穿类型104

5.3.2 固体电介质的热击穿104

5.3.3 固体电介质的电击穿107

5.3.4 不均匀电介质的击穿108

5.3.5 聚合物电介质的电-机械击穿112

5.4 介电强度试验113

5.4.1 概述113

5.4.2 工频电压下的介电强度试验113

5.4.3 直流电压下的介电强度试验120

5.4.4 冲击电压下的介电强度试验123

习题和思考题125

第2篇 电气设备的绝缘材料及结构129

第6章 聚合物绝缘材料及其特性129

6.1 聚合物的基本概念129

6.1.1 高分子129

6.1.2 聚合物的分类及命名129

6.2 加聚物绝缘材料130

6.2.1 加聚反应130

6.2.2 常用的加聚物绝缘材料130

6.3 缩聚物绝缘材料133

6.3.1 缩聚反应133

6.3.2 常用的线型缩聚物绝缘材料133

6.3.3 常用的体型缩聚物绝缘材料136

6.4 绝缘纸及织物的浸胶和浸油137

6.4.1 绝缘纸的特性137

6.4.2 电介质的吸湿性137

6.4.3 浸渍工艺及其对复合材料结构的影响137

习题和思考题141

第7章 旋转电机142

7.1 电机用绝缘材料142

7.2 电机的绝缘结构146

7.2.1 低压电机的绝缘结构146

7.2.2 高压电机的绝缘结构148

7.2.3 电机线圈的匝间绝缘148

7.3 电机的绝缘诊断方法150

7.3.1 常用的绝缘诊断技术150

7.3.2 其他绝缘诊断方法152

7.3.3 在线绝缘诊断153

习题和思考题154

第8章 变压器155

8.1 变压器用绝缘材料155

8.1.1 充油变压器用绝缘材料155

8.1.2 油浸式变压器用绝缘材料157

8.2 变压器绝缘结构的分类158

8.3 变压器的老化诊断方法159

8.3.1 绝缘纸的老化诊断法159

8.3.2 油的老化诊断法162

8.3.3 变压器本体的老化诊断法162

习题和思考题164

第9章 电力电缆165

9.1 电缆的绝缘材料及其绝缘结构165

9.1.1 电缆的绝缘材料165

9.1.2 电力电缆的绝缘结构168

9.2 电缆绝缘的诊断方法169

9.2.1 离线诊断法171

9.2.2 在线诊断法179

习题和思考题189

第10章 绝缘子及套管190

10.1 绝缘子及套管的材料190

10.1.1 绝缘子的材料190

10.1.2 套管的材料193

10.2 绝缘子和电容套管的结构194

10.2.1 绝缘子的结构194

10.2.2 电容式套管的绝缘结构197

10.3 绝缘子及套管的试验方法199

10.3.1 绝缘子和套管的预防性试验199

10.3.2 绝缘子和套管的在线检测方法205

习题和思考题209

第11章 电力电容器210

11.1 电力电容器的分类和结构210

11.2 电力电容器的材料及其性能213

11.3 电容器的局部放电219

11.3.1 概述219

11.3.2 局部放电的影响因素221

11.3.3 薄膜电容器的局部放电224

11.3.4 电容器的寿命225

习题和思考题226

第12章 高压开关设备227

12.1 断路器的结构227

12.1.1 SF6封闭式组合电器227

12.1.2 高压SF6断路器228

12.1.3 高压真空断路器230

12.1.4 高压少油断路器230

12.2 高压开关设备的检测方法231

12.2.1 高压开关设备的故障分析231

12.2.2 高压开关设备的状态监测233

12.3 断路器故障诊断方法的应用234

12.3.1 SF6断路器状态监测与诊断234

12.3.2 真空断路器状态监测与诊断236

12.3.3 GIS外部诊断法238

习题和思考题244

第3篇 电气设备绝缘的监测诊断技术247

第13章 绝缘监测的传感器系统247

13.1 电流传感器系统247

13.1.1 互感器型电流传感器247

13.1.2 磁敏电流传感器251

13.2 光纤传感器251

13.2.1 光纤传感器的表示方法252

13.2.2 用于高压监测的光纤传感器253

13.3 微带天线传感器256

13.3.1 微带天线的原理256

13.3.2 定子槽耦合器259

习题和思考题262

第14章 数字信号处理技术263

14.1 时频联合分析263

14.1.1 基本概念263

14.1.2 时频分析原理266

14.1.3 局部放电信号的时频分析267

14.2 小波分析269

14.2.1 小波分析的基本原理269

14.2.2 绝缘状态检测中的小波分析技术271

14.3 人工神经网络275

14.3.1 神经网络的原理275

14.3.2 人工神经网络应用于绝缘状态判断280

习题和思考题281

第15章 电气绝缘故障诊断方法282

15.1 模式识别282

15.1.1 模式识别的特征样本282

15.1.2 局部放电的模式识别285

15.2 专家系统287

15.2.1 专家系统的基本结构287

15.2.2 专家系统的分类288

15.2.3 专家系统的构建289

15.2.4 电气绝缘故障诊断专家系统实例290

习题和思考题293

第16章 电气设备的状态维修与寿命管理294

16.1 电气设备的检修体制294

16.1.1 设备检修体制的演变294

16.1.2 我国电气设备检修体制298

16.1.3 以经济效益为中心的电气设备管理300

16.2 基于可靠性的设备维修301

16.2.1 可靠性301

16.2.2 以可靠性为中心的维修307

16.2.3 RCM维修决策的数学分析方法308

16.2.4 以可靠性为中心维修的实施312

16.3 电气设备的状态监测313

16.3.1 概述313

16.3.2 电气设备的状态监测317

16.3.3 电气设备的故障诊断321

16.4 电厂设备管理及检修系统实例322

16.4.1 系统的总体框架322

16.4.2 系统的主要功能323

16.4.3 系统模块及功能模型327

16.4.4 系统软硬件平台配置方案329

习题和思考题332

参考文献333