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，湖南工程學院為推進“卓越計劃”，對相關專業(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)開設的“低壓電器”和“高壓電器”兩門課程內容進行整合的基礎上編寫而成的。
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、輸送和應用起控制、保護、檢測、變換與切換及調節(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準。
本書結合行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)發(fā)展狀況，在介紹高低壓電器基本原理的基礎上，以大量案例，較全面地反映了當今國內外高低壓電器的最新產(chǎn)品與技術發(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生就高低壓電器進行集中課程或單獨課程的學習，也可以為相關行業(yè)企業(yè)工程技術人員進行產(chǎn)品設計和系統(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計技術綜述；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；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)短路故障的關合與開斷、第9章高壓斷路器及其操動機構、第10章六氟化硫高壓斷路器和全封閉組合電器、第11章高壓真空開關電器、第12章其他高壓電器和第13章高壓開關設備試驗。
本書由湖南工程學院李靖教授（博士）編著。編寫過程中，得到了西安交通大學、清華大學、上海電器科學研究所（集團）有限公司、西安高壓電器研究院有限責任公司、桂林電器科學研究所、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
的關系1
1.1.2電力系統(tǒng)中的電能質量標準參數(shù)2
1.1.3電力系統(tǒng)的接線3
1.2電力系統(tǒng)的關合與開斷4
1.2.1電力系統(tǒng)關合與開斷的類型5
1.2.2電力系統(tǒng)關合與開斷時電弧的
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)
恢復電壓9
1.4短路故障關合與開斷的計算12
1.4.1單相短路故障的關合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電容負荷的關合與開斷22
1.5.1空載長線關合與開斷時的過
電壓23
1.5.2無功補償用電容器組關合與
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)恢復電壓32
1.8.4三相反相開斷時首開相的工頻
恢復電壓32
思考題與習題33
第2章電力系統(tǒng)中的高低壓電器及其
設計技術綜述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關于高低壓開關設備的解釋性說明43
2.5低壓電器研發(fā)新技術及應用44
思考題與習題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低壓電器技術的發(fā)展47
3.4.1標準47
3.4.2已應用的技術47
3.4.3待研究的技術51
思考題與習題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結構61
4.3.4主要技術參數(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基本特性與技術參數(shù)66
4.4.4工作原理68
4.4.5低壓斷路器設計技術89
4.4.6典型產(chǎn)品的設計技術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結構111
5.2.4工作原理113
5.2.5技術現(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
思考題與習題136
第6章低壓電器試驗技術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額定接通與分斷能力試驗160
6.6.1概述160
6.6.2接觸器的額定接通與分斷能力
試驗160
6.6.3低壓斷路器的額定接通與分斷
能力試驗161
6.7短路接通與分斷能力試驗162
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高壓電器設備的發(fā)展182
思考題與習題183
第8章電力系統(tǒng)短路故障的關合與
開斷184
8.1綜述184
8.2短路故障的關合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
工頻恢復電壓196
8.8電容負荷的關合與開斷196
8.9大電感負荷的開斷200
思考題與習題201
第9章高壓斷路器及其操動機構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、結構與主要技術
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按結構形式不同的分類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234
10.3.1功能要求235
10.3.2原理和應用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
思考題與習題248
第11章高壓真空開關電器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結構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應用266
11.3.4構成267
11.3.5特點267
11.3.6型號268
11.3.7設計268
11.3.8高壓真空斷路器的技術進步270
11.3.9高壓真空斷路器標準271
11.3.10影響高壓真空斷路器技術參數(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
思考題與習題301
第12章其他高壓電器302
12.1高壓隔離開關302
12.1.1定義、用途與分類302
12.1.2結構型式303
12.1.3產(chǎn)品技術304
12.2中壓級自動轉換開關306
12.3高壓接地開關307
12.4高壓負荷開關308
12.4.1定義308
12.4.2技術參數(shù)308
12.4.3種類及其性能309
12.4.4應用315
12.5高壓熔斷器315
12.5.1定義315
12.5.2特性315
12.5.3結構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
思考題與習題322
第13章高壓開關設備試驗323
13.1概況323
13.2高壓開關設備試驗的類型323
13.3高壓開關設備試驗的方法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開斷和關合能力試驗331
13.5.3出線端進行短路開斷和關合
試驗332
13.5.4近區(qū)故障的開斷和關合試驗339
13.5.5電容電流的開斷和關合能力
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
思考題與習題345
附錄346
參考文獻349
書單推薦
