电气设备状态监测的理论与实践

本书介绍电气设备状态监测的原理与方法。全书共分3篇、16章，从电介质的基本理论、电气设备的绝缘材料和结构以及电气绝缘的监测诊断技术三个方面，分别介绍了气体、液体、固体电介质的极化、电导、损耗、老化及击穿的机理，高压电气设备的绝缘材料、结构及其绝缘检测方法，电气绝缘状态检测的传感器系统、信号处理技术、故障诊断方法及电气设备寿命的综合管理。本书内容广泛，既涉及电气设备设计、制造、运行的基础理论，又注重吸收靠前外近年来在该领域所取得的新成果，可供高等学校高电压与绝缘技术、电气工程及其自动化等专业的研究生、本科生作为教材，也可供电力部门或相关行业的科研人员作参考用书。

第1篇电介质的基本理论
第1章电介质的定义及分类
1.1电介质的定义
1.2电介质的分类
1.2.1固体电介质
1.2.2液体电介质
1.2.3气体电介质
1.2.4真空绝缘
习题和思考题
第2章电介质的极化与损耗
2.1电介质的介电常数
2.1.1介电常数的定义
2.1.2电介质极化的宏观与微观参数的关系
2.1.3电介质的有效电场强度及介电常数
2.2电介质的极化
2.2.1恒定电场作用下电介质的极化
2.2.2交变电场作用下电介质的极化
2.3电介质的损耗
2.3.1气体电介质的损耗
2.3.2液体电介质的损耗
2.3.3固体电介质的损耗
2.3.4不均匀电介质的界面极化和损耗
2.4介电常数与损耗角正切的测量
2.4.1测量原理
2.4.2测量结果的影响因素
2.4.3试样与电极
2.4.4测量方法
习题和思考题
第3章电介质的电导
3.1电导的基本概念
3.2气体电介质的电导
3.2.1气体中载流子的形成和浓度的确定
3.2.2气体中离子的迁移率
3.2.3强电场下气体的电导
3.3液体电介质的电导
3.3.1液体电介质的离子电导
3.3.2液体电介质的电泳电导与华尔顿定律
3.3.3液体电介质在强电场下的电导
3.4固体电介质的电导
3.4.1固体电介质的离子电导
3.4.2固体电介质的电子电导
3.5固体电介质的表面电导
3.6电阻率与微电流的测量
3.6.1测量原理
3.6.2测量结果的影响因素
3.6.3试样与电极
3.6.4数字式兆欧表
习题和思考题
第4章电介质的老化
4.1老化及其类型
4.1.1概述
4.1.2老化的类型
4.2热老化及试验
4.2.1热老化机理
4.2.2热老化试验
4.3电老化及试验
4.3.1电老化的定义
4.3.2电老化的分类
4.3.3电化学腐蚀
4.3.4电老化试验
4.4特殊环境中的老化
4.4.1高能辐照老化
4.4.2微生物老化
4.4.3绝缘材料的疲劳
习题和思考题
第5章电介质的击穿
5.1气体电介质的击穿
5.1.1均匀电场中气体击穿的理论
5.1.2极不均匀电场中气体的击穿
5.2液体电介质的击穿
5.2.1高度纯净去气液体电介质的电击穿理论
5.2.2含气纯净液体电介质的气泡击穿理论
5.2.3工程纯液体电介质的杂质击穿
5.3固体电介质的击穿
5.3.1固体电介质的击穿类型
5.3.2固体电介质的热击穿
5.3.3固体电介质的电击穿
5.3.4不均匀电介质的击穿
5.3.5聚合物电介质的电-机械击穿
5.4介电强度试验
5.4.1概述
5.4.2工频电压下的介电强度试验
5.4.3直流电压下的介电强度试验
5.4.4冲击电压下的介电强度试验
习题和思考题
第2篇电气设备的绝缘材料及结构
第6章聚合物绝缘材料及其特性
6.1聚合物的基本概念
6.1.1高分子
6.1.2聚合物的分类及命名
6.2加聚物绝缘材料
6.2.1加聚反应
6.2.2常用的加聚物绝缘材料
6.3缩聚物绝缘材料
6.3.1缩聚反应
6.3.2常用的线型缩聚物绝缘材料
6.3.3常用的体型缩聚物绝缘材料
6.4绝缘纸及织物的浸胶和浸油
6.4.1绝缘纸的特性
6.4.2电介质的吸湿性
6.4.3浸渍工艺及其对复合材料结构的影响
习题和思考题
第7章旋转电机
7.1电机用绝缘材料
7.2电机的绝缘结构
7.2.1低压电机的绝缘结构
7.2.2高压电机的绝缘结构
7.2.3电机线圈的匝间绝缘
7.3电机的绝缘诊断方法
7.3.1常用的绝缘诊断技术
7.3.2其他绝缘诊断方法
7.3.3在线绝缘诊断
习题和思考题
第8章变压器
8.1变压器用绝缘材料
8.1.1充油变压器用绝缘材料
8.1.2油浸式变压器用绝缘材料
8.2变压器绝缘结构的分类
8.3变压器的老化诊断方法
8.3.1绝缘纸的老化诊断法
8.3.2油的老化诊断法
8.3.3变压器本体的老化诊断法
习题和思考题
第9章电力电缆
9.1电缆的绝缘材料及其绝缘结构
9.1.1电缆的绝缘材料
9.1.2电力电缆的绝缘结构
9.2电缆绝缘的诊断方法
9.2.1离线诊断法
9.2.2在线诊断法
习题和思考题
第10章绝缘子及套管
10.1绝缘子及套管的材料
10.1.1绝缘子的材料
10.1.2套管的材料
10.2绝缘子和电容套管的结构
10.2.1绝缘子的结构
10.2.2电容式套管的绝缘结构
10.3绝缘子及套管的试验方法
10.3.1绝缘子和套管的预防性试验
10.3.2绝缘子和套管的在线检测方法
习题和思考题
第11章电力电容器
11.1电力电容器的分类和结构
11.2电力电容器的材料及其性能
11.3电容器的局部放电
11.3.1概述
11.3.2局部放电的影响因素
11.3.3薄膜电容器的局部放电
11.3.4电容器的寿命
习题和思考题
第12章高压开关设备
12.1断路器的结构
12.1.1SF6封闭式组合电器
12.1.2高压SF6断路器
12.1.3高压真空断路器
12.1.4高压少油断路器
12.2高压开关设备的检测方法
12.2.1高压开关设备的故障分析
12.2.2高压开关设备的状态监测
12.3断路器故障诊断方法的应用
12.3.1SF6断路器状态监测与诊断
12.3.2真空断路器状态监测与诊断
12.3.3GIS外部诊断法
习题和思考题
第3篇电气设备绝缘的监测诊断技术
第13章绝缘监测的传感器系统
13.1电流传感器系统
13.1.1互感器型电流传感器
13.1.2磁敏电流传感器
13.2光纤传感器
13.2.1光纤传感器的表示方法
13.2.2用于高压监测的光纤传感器
13.3微带天线传感器
13.3.1微带天线的原理
13.3.2定子槽耦合器
习题和思考题
第14章数字信号处理技术
14.1时频联合分析
14.1.1基本概念
14.1.2时频分析原理
14.1.3局部放电信号的时频分析
14.2小波分析
14.2.1小波分析的基本原理
14.2.2绝缘状态检测中的小波分析技术
14.3人工神经网络
14.3.1神经网络的原理
14.3.2人工神经网络应用于绝缘状态判断
习题和思考题
第15章电气绝缘故障诊断方法
15.1模式识别
15.1.1模式识别的特征样本
15.1.2局部放电的模式识别
15.2专家系统
15.2.1专家系统的基本结构
15.2.2专家系统的分类
15.2.3专家系统的构建
15.2.4电气绝缘故障诊断专家系统实例
习题和思考题
第16章电气设备的状态维修与寿命管理
16.1电气设备的检修体制
16.1.1设备检修体制的演变
16.1.2我国电气设备检修体制
16.1.3以经济效益为中心的电气设备管理
16.2基于可靠性的设备维修
16.2.1可靠性
16.2.2以可靠性为中心的维修
16.2.3RCM维修决策的数学分析方法
16.2.4以可靠性为中心维修的实施
16.3电气设备的状态监测
16.3.1概述
16.3.2电气设备的状态监测
16.3.3电气设备的故障诊断
16.4电厂设备管理及检修系统实例
16.4.1系统的总体框架
16.4.2系统的主要功能
16.4.3系统模块及功能模型
16.4.4系统软硬件平台配置方案
习题和思考题
参考文献