高壓開關電器發(fā)展前沿技術

前言
第1章緒言1
11開關電器的智能化技術1
12環(huán)境友好型電器3
13直流開斷技術的新發(fā)展4
14真空斷路器的容性負荷投切和相控開斷6
15開關電器中的電工新材料和新器件7
16開關電器的機構可靠性理論與方法7
第2章開關電器智能化技術9
21國內(nèi)外進展情況9
211智能電器的主要技術特征9
212高壓開關設備的智能化10
213新型電流傳感技術12
214混合式電力開斷技術14
215智能電器的主要發(fā)展趨勢15
22電力系統(tǒng)大電流測量理論與技術15
221電流傳感技術的發(fā)展現(xiàn)狀16
222磁傳感器陣列式電流傳感器19
223基于磁傳感器陣列的時域電流測量方法21
23基于超聲波的液壓機構壓力測量技術29
231高壓斷路器液壓機構超聲測量方案30
232液壓測量系統(tǒng)的硬件結構34
233液壓測量系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)38
24超高頻局部放電檢測技術41
241UHF法理論分析42
242天線理論基礎42
243UHF天線的結構與尺寸44
244UHF天線性能參數(shù)46
245天線系數(shù)的標定49
246UHF天線局部放電測試實驗50
25智能電器控制單元的EMC設計51
251概述51
252智能電器控制單元電路板的EMC設計52
253時域宏模型結合電路仿真的混合設計方法57
26暫態(tài)電磁干擾對智能電器控制單元的耦合效應分析64
261概述64
262暫態(tài)電磁干擾通過電子式電流互感器的傳導耦合效應研究65
263外場激勵下多芯屏蔽電纜的傳輸特性研究71
27本章小結85
28參考文獻85
第3章高壓直流開斷技術87
31高壓直流斷路器發(fā)展概述87
311中國直流輸電工程建設87
312高壓直流斷路器綜述89
313高壓直流斷路器的研究難點91
32高壓直流斷路器的發(fā)展現(xiàn)狀92
321機械式直流斷路器的發(fā)展現(xiàn)狀92
322全固態(tài)式直流斷路器的發(fā)展現(xiàn)狀94
323混合式直流斷路器的發(fā)展現(xiàn)狀95
324限流式直流斷路器的發(fā)展現(xiàn)狀98
33高壓直流斷路器的分類和開斷原理101
331機械式直流斷路器開斷原理101
332全固態(tài)式直流斷路器開斷原理104
333混合式直流斷路器開斷原理104
334限流式直流斷路器開斷原理106
34高壓直流斷路器的關鍵參數(shù)106
341電流電壓定義106
342時間定義107
343額定電流開斷108
344高壓直流故障108
345系統(tǒng)穩(wěn)定性113
35高壓直流斷路器的測試方法114
351直接測試方法114
352間接測試方法115
36參考文獻118
第4章高電壓等級真空開斷技術123
41真空開斷技術在高電壓等級中的應用123
411真空開斷技術簡介123
412高電壓等級真空斷路器的發(fā)展124
42高電壓等級真空開斷的關鍵技術125
421真空滅弧室絕緣耐壓特性研究125
422大電流真空電弧研究133
423真空斷路器溫升研究142
424真空斷路器操作特性研究144
43高電壓等級真空開斷技術最新動態(tài)149
431陶瓷外殼真空滅弧室149
432額定電流提升技術149
433SF6替代氣體外絕緣151
434新型操動機構技術151
435“真空”組合電器153
436“超導”組合電器153
437新型高壓直流斷路器154
438超特高壓真空斷路器155
44本章小結156
45參考文獻156
第5章真空斷路器容性開斷技術165
51概述165
52容性投切的電路暫態(tài)過程166
521容性合閘過程166
522容性分閘過程170
53真空斷路器容性開斷研究現(xiàn)狀172
531合閘預擊穿過程的研究173
532分閘重擊穿過程的研究174
54容性電流開斷實驗回路177
541采用LC振蕩和變壓器方式的容性合成實驗回路177
542采用LC振蕩方式的直流恢復電壓容性合成實驗回路179
543采用變壓器方式的同步容性合成實驗回路181
55容性電流開斷技術研究184
551涌流控制技術184
552雙斷口技術184
553帶固定斷口真空斷路器技術186
554觸頭材料與制備工藝186
555相控合分閘技術186
556分合閘速度控制技術187
56老煉技術對容性開斷性能的改善189
561真空滅弧室老煉技術概述189
562納秒連續(xù)脈沖老煉裝置及其控制190
563納秒連續(xù)脈沖老煉效果及分析193
564納秒連續(xù)脈沖老煉對真空斷路器重擊穿概率的影響195
57本章小結196
58參考文獻196
第6章相控合分技術201
61概述201
62相控合分技術的基本原理202
621并聯(lián)電容器組的相控合分203
622并聯(lián)電抗器的相控合分203
623空載變壓器的相控合分205
624空載長線的相控合分208
625短路電流的相控開斷209
63相控合分技術對電力開關的技術要求211
631電氣性能要求211
632機械性能要求213
633相控控制器的性能要求214
64適用于相控操作的快速真空斷路器216
641基于電磁斥力操動機構的快速真空斷路器216
642快速真空斷路器的機械性能219
643快速真空斷路器的相控開斷性能222
65基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的短路電流過零點預測算法231
651BP神經(jīng)網(wǎng)絡232
652BP神經(jīng)網(wǎng)絡的優(yōu)缺點及改進方法233
653神經(jīng)網(wǎng)絡的構建與訓練236
654基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的過零點預測算法優(yōu)化237
66參考文獻238
第7章操動機構可靠性研究242
71概述242
72CIGRE關于運行中高壓斷路器的可靠性調(diào)查243
721術語和定義243
722運行中斷路器可靠性調(diào)查243
73國內(nèi)外高壓斷路器可靠性研究現(xiàn)狀248
74斷路器可靠性物理和失效物理249
741金屬材料失效機理249
742沖擊載荷作用下金屬材料的疲勞斷裂251
743可靠性物理和失效物理（RP/PoF）介紹253
75126kV真空斷路器操動機構可靠性研究255
751彈簧操動機構機械可靠性255
752分離磁路式永磁操動機構機械可靠性258
753快速斥力機構機械可靠性261
76本章小結263
77參考文獻263
第8章超導技術在開關設備中的應用264
81國內(nèi)外研究現(xiàn)狀264
811超導限流器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀264
812超導限流器在直流系統(tǒng)中與斷路器配合的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀267
82超導限流直流開斷方案研究269
821限流直流開斷的拓撲結構269
822限流器的理想限流波形270
823限流器的限流特性270
824限流器對直流斷路器開斷的影響276
825電阻型超導限流器和直流斷路器的配合281
83直流超導限流器的限流特性282
831直流超導限流器中超導線圈的繞制設計282
832直流超導限流器的限流特性測試285
8410kV超導限流直流斷路器的設計和實驗287
84110kV超導限流單元設計287
84210kV直流斷路器單元設計291
84310kV超導限流直流斷路器實驗方法293
84410kV超導限流直流斷路器實驗結果295
85本章小結297
86參考文獻297
第9章高壓開關設備中SF6氣體替代研究303
91引言303
92常規(guī)氣體305
93SF6混合氣體309
94新型環(huán)保氣體312
941八氟環(huán)丁烷（cC4F8）312
942三氟碘甲烷（CF3I）315
943氟化腈類氣體319
944氟化酮類氣體325
95干燥空氣絕緣+真空開斷技術330
96本章小結332
97參考文獻332
第10章直流熔斷器技術及應用341
101概述341
1011直流熔斷器的應用與發(fā)展342
1012直流熔斷器的國家標準343
102當前直流熔斷器研究的關鍵技術344
1021直流熔斷器的過載開斷特性344
1022混合式熔斷器的研究347
1023直流熔斷器的實驗方法研究351
1024直流熔斷器模型的研究354
1025直流熔斷器的發(fā)展方向355
103電動汽車用直流熔斷器356
1031概述356
1032電動汽車電氣系統(tǒng)組成356
1033電動汽車內(nèi)直流熔斷器類型358
1034電動汽車內(nèi)直流熔斷器的選型359
1035電動汽車用直流熔斷器的試驗364
104光伏用直流熔斷器367
1041概述367
1042光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成與分類367
1043光伏發(fā)電系統(tǒng)的保護對象介紹372
1044光伏發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)直流熔斷器的選型373
1045光伏用直流熔斷器的試驗378
105城市軌道交通用直流熔斷器381
1051概述381
1052城市軌道交通供電系統(tǒng)介紹382
1053軌道交通用直流熔斷器的選型384
106參考文獻388
第11章電力半導體器件電力開關390
111電力半導體器件390
1111電力半導體器件概述390
1112電力半導體器件的分類及其工作原理391
1113不可控器件——電力二極管392
1114半控型器件——晶閘管393
1115典型全控型器件395
1116寬禁帶半導體器件399
1117應用于電力開斷的典型電力半導體器件的選擇404
112電力半導體器件在電力開斷中的應用408
1121固態(tài)斷路器408
1122混合型斷路器412
113電力半導體器件應用于電力開斷所面臨的問題及解決方案426
1131電力半導體器件的保護426
1132電力半導體器件的均壓均流427
1133電力半導體器件的散熱與冷卻429
114參考文獻430