编辑推荐

　　《GIS（气体绝缘金属封闭开关设备）原理与应用》是气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）的全面参考指南，涉及GIS基本原理、技术、应用、设计规范、试验和所有权问题。实践和理论方面由一直致力于GIS技术研究的经验丰富的专家把控。专家们为读者提供了GIS工程立项、过程管理、安装和系统后期维护所需知识。随着新项目的开展和更多公司的参与，GIS的应用日益广泛，本书为工科学生和制造业人士提供了深入了解此技术的途径。

　　《GIS（气体绝缘金属封闭开关设备）原理与应用》主要特点：

　　● 由GIS问世以来一直致力于此技术发展的专家撰写；

　　● 既涉及GIS实践，又涉及GIS理论；

　　● 内容基础详实先进，易于GIS现有及未来用户理解；

　　● 章节按照教程编写，为进一步阅读和学习提供有用的参考；

　　● 为电力、机械和土木工程师以及三、四年级电力工科学生提供有价值的指导。

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内容简介

　　《GIS（气体绝缘金属封闭开关设备）原理与应用》主要介绍了气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）的原理、功能、设计、制造、试验、安装、维护等方面的内容，特别是在GIS工程应用、过程管理、安装和系统后期的维护方面做了深入阐述，对GIS的技术发展具有积极的推动作用。与同类书相比，本书内容丰富全面、通俗易懂，具有很强的指导性和实用性。

作者简介

　　Hermann Koch于1986年在电气工程获得他在达姆施塔特理工大学和新泽西理工学院的学位。他在高压领域的研究工作于1990年完成，他的博士论文是关于非破坏性测试的局部放电测量。 1991年，他在西门子在德国埃尔兰根的电力传输部门总部开始了他的职业生涯。他从事气体绝缘技术的HV断路器，气体绝缘变电所和输电线路的研究。负责销售、开发气体混合技术（如GIL、GIS和GIL的业务开发）以及协调西门子能源传输部门标准化活动的技术支持。目前，他是西门子能源传输标准化和气体绝缘高压系统原理专家。他是IEEE Fellow和IEEE PES代表委员会GIS书籍工作组主席。在IEC他是SC 17C高压开关设备的秘书。在CIGRE，他是SC B3变电站战略咨询组的成员。他发表了150篇技术论文，在气体绝缘技术领域拥有31项专利。

目录

编写人员名单
译者序
原书序
原书致谢第1章绪论1
1.1概述1
1.1.1组织机构1
1.1.2专家2
1.1.3指南内容3
1.1.4指南及讨论小组3
1.2术语和定义4
1.2.1GIS4
1.2.2金属封闭开关设备和控制设备5
1.2.3气体绝缘金属封闭开关设备5
1.2.4气体绝缘开关设备的外壳5
1.2.5GIS气室5
1.2.6外壳的设计压力6
1.2.7气体监测系统6
1.2.8绝对漏气率6
1.2.9相对漏气率6
1.2.10通气隔板6
1.2.11气体区6
1.2.12汇控柜6
1.2.13支持绝缘子6
1.2.14隔板6
1.2.15传动装置7
1.2.16外壳的设计压力7
1.2.17隔板的设计压力7
1.2.18压力释放装置的动作压力7
1.2.19外壳和隔板的例行试验压力7
1.2.20外壳和隔板的型式试验压力7
1.2.21额定充入压力pre7
1.2.22套管7
1.2.23主回路7
1.2.24辅助回路8
1.2.25外壳的设计温度8
1.2.26使用周期8
1.2.27运输单元8
1.2.28混合技术开关设备8
1.3标准和参考8
1.3.1标准8
1.3.2目前与GIS有关的大部分标准9
1.4额定值12
1.4.1简介12
1.4.2额定电压13
1.4.3额定绝缘水平14
1.4.4额定工频14
1.4.5额定持续电流14
1.4.6额定短时耐受电流15
1.4.7额定峰值耐受电流15
1.4.8辅助回路和控制回路的额定电压16
第2章基本信息17
2.1历史17
2.1.1简介17
2.1.2发展阶段17
2.2GIS物理特性31
2.2.1电场31
2.2.2气体击穿32
2.2.3激发与电离32
2.2.4自由电子33
2.2.5平均自由程33
2.2.6电子/气体分子碰撞33
2.2.7击穿33
2.2.8SF634
2.2.9GIS内部电场控制35
2.2.10GIS断路器36
2.3可靠性和有效性36
2.3.1简介36
2.3.2历史回顾37
2.3.3CIGRE调查38
2.3.4GIS与AIS的可靠性43
2.4设计45
2.4.1简介45
2.4.2SF6气体45
2.4.3外壳46
2.4.4原理47
2.4.5操作47
2.5安全47
2.5.1简介47
2.5.2设计和安装要求48
2.5.3建筑要求51
2.5.4接地要求52
2.5.5外壳烧穿52
2.5.6在高压绝缘子后工作的要求53
2.5.7建筑物内释放SF6气体53
2.6接地和连接53
2.6.1简介53
2.6.2GIS与AIS的接地54
2.6.3GIS外壳电流54
2.6.4GIS接地的一般规则55
2.6.5极快速瞬态56
2.6.6GIS接地连接细节56
2.7选择GIS的因素58
2.7.1简介58
2.7.2影响因素58
2.7.3电力系统61
2.7.4环境61
2.7.5经济学61
2.7.6小结61
2.8SF662
2.8.1什么是SF662
2.8.2背景信息64
2.8.3SF6制造商和用户72
2.8.4SF6气体处理74
2.8.5气体处理设备85
2.8.6寿命周期评估案例研究：维尔茨堡89
2.8.7京都议定书92
2.8.8SF6的使用要求93
参考文献94
第3章技术96
3.1简介96
3.1.1材料96
3.1.2钢97
3.1.3铝97
3.2模块化组件、设计和研发过程98
3.2.1模块化设计98
3.2.2设计特点107
3.2.3设计过程108
3.3生产110
3.3.1简介110
3.3.2GIS工厂111
3.3.3绝缘部件112
3.3.4操作杆和管113
3.3.5筒体的加工114
3.3.6清洗和脱脂114
3.3.7压力和气密性试验115
3.3.8外壳喷漆116
3.3.9功能单元预装116
3.3.10总装117
3.3.11质量保证118
3.3.12区域制造业118
3.4规范发展118
3.4.1简介118
3.4.2规范文件119
3.5互感器设备144
3.5.1电流互感器144
3.5.2电压互感器144
3.5.3CT和VT的瞬态过电压146
3.6交界面146
3.6.1电力变压器与GIS直接连接146
3.6.2用于额定电压52kV以上的GIS的电缆连接151
3.6.3套管153
3.7气体绝缘避雷器155
3.8气体绝缘母线156
3.8.1简介156
3.8.2三相绝缘母线管道156
3.8.3单相绝缘母线管道157
3.8.4母线管道连接架空线路158
3.8.5连接断路器的母线管道158
3.8.6连接变压器的母线管道159
3.8.7连接到电缆的母线管道159
3.8.8架空线下穿过的母线管道160
3.8.9地上母线管道160
3.8.10布置在沟道中的母线管道162
3.8.11布置在隧道中的母线管道163
3.8.12直接掩埋母线管道165
3.8.13现场装运166
3.8.14现场组装166
参考文献167
第4章控制与监测168
4.1简介168
4.2GIS监测168
4.2.1气体监测169
4.2.2局部放电170
4.2.3局部放电监测策略174
4.2.4断路器监测175
4.2.5其他监测176
4.3汇控柜176
4.3.1简介176
4.3.2间隔控制器178
4.3.3控制方案179
4.4数字通信180
4.4.1简介180
4.4.2基本的数字通信标准181
4.4.3开关设备通信标准184
4.4.4引用标准189
4.4.5类别190
参考文献191
第5章试验194
5.1简介194
5.2型式试验194
5.2.1绝缘试验195
5.2.2主回路电阻测量195
5.2.3温升试验196
5.2.4短时耐受电流和峰值耐受电流试验196
5.2.5密封性试验196
5.2.6低温和高温试验197
5.2.7外壳强度试验198
5.2.8断路器设计试验199
5.2.9操作和机械寿命试验199
5.3例行试验199
5.3.1绝缘试验199
5.3.2主回路电阻测量200
5.3.3密封性试验200
5.3.4外壳压力试验200
5.3.5机械操作试验201
5.3.6辅助和控制回路试验201
5.3.7隔板的压力试验201
5.4现场试验201
5.4.1气体泄漏和气体质量（水分、纯度、密度）202
5.4.2电气试验：接触电阻202
5.4.3电气试验：交流电压耐受试验202
5.4.4电气试验：交流电压耐受试验的要求和条件203
5.4.5电气试验：交流电压耐受试验的结构和应用203
5.4.6电气试验：直流

前言/序言

　　《GIS（气体绝缘金属封闭开关设备）原理与应用》讨论GIS(气体绝缘金属封闭开关设备)，虽新近出版，但其开端却很久远。多年前，为IEEE(美国电气电子工程师学会)制定GIS行业标准的有关技术专家开始汇编指南，并且在IEEE重要会议上发布。指南的推广深受工程师及本行业欢迎，故汇编工作一直持续。每过一阶段，特约撰稿人就会有目的地请参会者提供有益的反馈信息。以此方式，在下次发布之前，改善、调整技术素材和信息流程。

　　多年后，随着精良作品出现，将这些知识重新整理并汇总成一本有价值的书的需求渐高。因此，技术专家们在Hermann Koch的带领下，有目的地聚集起来，竭力为GIS行业编订了这本优秀的参考书。本书全面汇集扩展了GIS知识，与目前其他任何有关GIS信息的行业书籍相比，易于理解。

　　《GIS（气体绝缘金属封闭开关设备）原理与应用》以定义、GIS基础理论、可靠性、设计原理、安全问题、影响因素及六氟化硫（SF6）气体的基本信息为开篇，然后单独设立一章着重介绍设计技术、模块元件、制造、规范发展、互感器和避雷器、连接件、母线系统选择。之后章节详尽描述控制及监测、试验、安装、运行和维护。之后一章提供了多种母线应用方案、安装实例及一个研究案例，章末附以移动及混合技术开关设备（MTS）应用及未来发展信息。最后一章论及其他有价值主题，包括环境影响、寿命周期成本分析、极快速瞬态(VFT)、电磁场分析等。

　　本书涉及GIS技术、设计和应用等诸多领域。很高兴本书出版，可供电力工程师了解利用GIS设备的优点，为相关决策者、公共事业领导、学生及未来几代人所用。也很荣幸能与为GIS事业奉献时间、精力的同事们共享我的工程职业生涯。

　　John Randolph

　　2011～2012年IEEE PES变电站委员会主席

　　2014年5月于旧金山