编辑推荐

随着电力需求量的不断增长和环境保护日益受到人们的关注，迫切需要发展高电压、大容量和结构紧凑的高压电气设备，以及不可燃、抗老化的优良绝缘材料。本书是高压电和绝缘工程方面的专著，内容包括气体放电、真空绝缘、雷电防护、绝缘试验等多个重要领域，其内容与现实中的电力工程应用息息相关，不仅具有重要的理论价值，也具有很高的应用参考价值。

内容简介

《高电压与绝缘工程》译自印度理工大学的拉温德拉?阿罗拉（Ravindra Arora）教授和德国德累斯顿工业大学沃尔夫冈?莫什（Wolfgang Mosch） 教授的著作 《High Voltage and Electrical Insulation Engineering》。全书共７章，内容涵盖气体放电、真空绝缘、雷电防护、绝缘试验等多个领域，既包含了高电压与绝缘技术中的基础理论，又探讨了工程应用中的关键问题。

本书适合于电气工程专业高年级本科生、研究生用作教材，也可供高电压技术专业和相近专业（应用物理专业、气体激光、等离子体技术等专业）的研究人员和研究生参考。

作者简介

肖登明，1953年12月出生，上海交通大学电子与电气工程学院教授，博士生导师，1982年毕业于西安交通大学高电压专业，1987年获硕士学位，1994年获博士学位。自1991年以来一直从事高电压与绝缘工程的研究。曾主持研究“大型油浸电力设备色谱在线监测系统”，达国际先进水平，2000年12月通过教育部主持的鉴定，并已在上海、广西、福建、江西、贵州等地的电力系统推广应用。2002年获得中国电力科学技术奖二等奖。主持研究 “高压断路器的在线监测”，获2009年中国电力科学技术奖二等奖，获3项发明专利。

主编“十五”规划教材《电气工程概论》、《电力设备在线监测与故障诊断》。

内页插图

目录

1 绪论
1．1 电荷的产生与消失
1．2 电场与磁场
1．3 电介质与电气绝缘
1．4 绝缘击穿
1．4．1 全局击穿
1．4．2 局部击穿
1．5 电晕、流注和极光
1．6 电容与电容器
1．6．1 杂散电容
参考文献

2 电场及其控制与估算
2．1 电场强度E
2．2 电介质的击穿场强Eb
2．2．1 电介质的局部击穿
2．3 电场的分类
2．3．1 电场的均匀度
2．3．1．1 接地对于电场分布的影响
2．4 电场的控制
2．5 电场的估算
2．5．1 静电势与静电场的基本方程
2．5．2 单一介质中各向同性的均匀电场估算方法
2．5．2．1 拉普拉斯方程的直接解法
2．5．2．2 静电场中的高斯定律
2．5．3 多介质中各向同性电场的估算方法
2．5．3．1 介质交界面平行于电场方向
2．5．3．2 介质交界面垂直于电场方向
2．5．3．3 介质交界面与电场方向相交
2．5．4 估算电场强度的数值方法
2．5．4．1 有限元法（FEM）
2．5．4．2 模拟电荷法（CSM）
2．5．5 电场数值优化
2．5．5．1 轮廓点的替代优化
2．5．5．2 通过改变优化电荷和轮廓点的位置进行优化
2．5．5．3 通过修改轮廓元素进行优化
2．6 结论
参考文献

3 空气和其他气体介质的绝缘特性
3．1 电场中电荷的产生机理
3．1．1 碰撞电离
3．1．2 热电离
3．1．3 光电离以及亚稳态粒子与分子之间的相互作用
3．2 均匀和稍不均匀场中的空气击穿
3．2．1 均匀电场中的空间电荷
3．2．2 电子崩的形成与发展
3．2．3 流注放电的发展
3．2．4 击穿机理
3．2．4．1 汤逊放电机理
3．2．4．2 流注放电机理
3．2．5 均匀电场的击穿电压特性（巴申定律）
3．2．6 稍不均匀场中的击穿电压特性
3．3 极不均匀电场的击穿特性
3．3．1 放电电子崩的发展
3．3．1．1 正极性针-板电极结构（正极性或阳极电晕）
3．3．1．2 负极性针-板电极结构（负极性或阴极电晕）
3．3．2 流注放电发展
3．3．2．1 正极性棒-板电极（正极性流注电晕）
3．3．2．2 负极性棒-板电极（负极性流注电晕）
3．3．2．3 极不均匀电场中对称正负电极间的放电
……
4 雷电和球形闪电的发展机理、危害和保护
5 真空的绝缘特性
6 液体电介质的分类、性能及绝缘强度
7 固体电介质的分类、性能以及在电场中的绝缘特性
索引

前言/序言

　　大地的独特之处在于它无论吸收了多少电荷都能保持电中性，即保持在零电位。因此，隔离电与大地的绝缘系统成了电存在的基础。电势越高，所需的绝缘水平就越高。了解和掌握各种电介质的绝缘性能是从事高电压工程的必要前提。为了建立一个能够长期稳定运行的绝缘系统，必须要对电介质在电场作用下的绝缘特性有充分的了解。
　　本书的内容源自几十年来，德国德累斯顿工业大学和位于印度坎普尔的印度理工学院面向研究生及高年级本科生的高电压工程的讲座内容。本书第一版曾名为《高电压绝缘工程》，于1995年在印度出版发行。在此后的二十多年中，我们实验室和世界上其他科研机构开展了大量的研究工作，一些新的理念和创新成果层出不穷，这促使我们重新审视已有内容，并撰写本书。
　　德累斯顿工业大学是欧洲最大、最古老的大学之一，并于1978年举行了其150周年校庆。德累斯顿工业大学对高电压工程的研究起始于20世纪初，并由Teopler和Blinde教授率先在气体放电领域开展了相关研究工作。得益于在高电压领域工作的机会，作者能够深入了解德累斯顿工业大学长期以来在高电压方向积累并发展的基础理论。
　　在本文的撰写过程中，作者参考了大量德语和英语文献。本书适用于研究生和工科高年级本科生阅读。从事研究、设计和实际操作的专业人士也能通过本书加深对某些专业知识的认知和理解。在解释某些特定的现象时，本书提供的都是实际测量曲线而并非只是示意曲线。
　　本书介绍了一种全新理论，即电介质的电场依赖特性。对于电场的分类，书中借助于施魏格尔因子，从概念上引入了“稍不均匀电场”这一独特的名词。
　　本书首次采用术语“局部击穿”，来代替目前的常用术语“局部放电”。在电气工程中，放电一词的字面意思是电荷的释放。放电也被描述为电荷转移的过程。在初始阶段，两个电极间的放电过程是电流通过电介质而进行的传导。当这种传导增强到放电电流可能造成两个电极间没有电势差时，该现象称为“击穿”较为恰当，即通常所说的放电。在极不均匀场环境下，电击穿过程可以限制在电介质内的某个区域内，而不会影响整个电介质，这种在局部击穿的过程称为局部击穿。在气体介质中，稳定的局部击穿过程称为电晕。在极不均匀场环境下，稳定的局部击穿总是发生在完全击穿之前。
　　本书在第1章绪论详细解释了高电压工程中常用的术语。由于某些术语常常被不恰当地解释和使用，在我们参与教学以及与学生互动的过程中，我们意识到了编写这一章的重要性。书中也包含了我们在修改研究生论文时与他们的讨论过程中形成的一些正确解释。
　　第2章对电场的描述是理解电介质电场依赖特性的基础。电场强度是衡量电介质承受电场作用大小的重要指标，它与电极的形状有关。因此，电场强度决定了电介质的整体性能。
　　本书的第3章介绍了气体介质的绝缘性能，这也是本书篇幅最长的一章。研究气体介质的绝缘性能对于了解和掌握其他电介质的绝缘特性有很大的帮助。在不同的电场环境中，空气的击穿强度可以在1～90kV/cm之间变化，如此之大的变化落差反映了气体绝缘强度对于电场环境的依赖特征。三种不同类型的电晕现象的区别及其特征也会在这一章中给出。此外，这一章还给出了SF6及其混合气体在不同电场环境下的绝缘特性，相信与GIS相关的专业人士能从本章中有所收获。
　　第4章中介绍了闪电的形成及发展过程，它与长间隙下气体的击穿过程密切相关。同时在这一章中.还描述了人造电荷引起球状闪电的经历。
　　在过去三十多年里，真空作为绝缘和灭弧介质得到了越来越广泛的应用，因此在第5章中对其进行了专门的讨论。
　　第6章和第7章分别介绍了液体和固体电介质的分类、性能及其应用。
　　本书是我们两人的第二本合著，第一本曾于1995年在印度出版发行。对于读者的建议，我们将积极采纳并表示感谢。