序

第3版前言

第2版前言

第1版前言

第一章　电气安全基础1

第一节　电气安全问题立论1

一、电气安全问题的背景1

二、电气安全问题的工程现状1

三、本课程研究的范围和重点2

第二节　电气危害3

一、电气危害的分类3

二、电气危害的主要加害源简介4

三、电气危害的特点4

四、电气危害的规律5

第三节　绝缘技术基础5

一、绝缘材料6

二、绝缘结构8

三、绝缘检测9

第四节　接地技术基础14

一、电气“地”与电气“接地” 14

二、接地的分类14

三、接地装置原理构成及接地电阻15

四、参考地、局部地概念及接地

电阻的形成15

第五节　工程接地装置17

一、人工接地极18

二、自然接地极20

三、跨步电压与转移电压20

四、接地电阻测量21

第六节　外界影响及环境技术基础23

一、外界影响23

二、电工电子产品环境条件与环境试验26

第七节　安全认证及电气安全相关的

标准化组织27

一、电气产品安全认证的基本概念27

二、常见认证简介28

三、与电气安全相关的标准化组织简介29

思考与练习题29

第二章　低压配电系统31

第一节　城市电网与供配电系统31

一、城市电网简介31

二、供配电系统概念34

第二节　低压配电系统结构36

一、低压配电系统配电设施与装置36

二、低压配电系统网络接线37

第三节　低压系统接地形式和导体配置41

一、术语解释41

二、低压系统单线与多线接线图表示法43

三、低压系统接地形式43

四、低压系统导体配置46

第四节　常用低压配电电器47

一、低压开关、隔离器47

二、低压熔断器47

三、低压断路器50

第五节　低压系统短路电流计算56

一、低压系统短路电流计算的特点56

二、三相与两相短路及短路电流计算56

三、单相短路及短路电流计算57

四、计算示例60

第六节　低压配电线路的过电流保护62

一、过电流及保护原则62

二、低压配电线路的短路保护62

三、低压配电线路的过负荷保护66

第七节　低压配电线路带电导体截面积

选择67

一、相线导体截面积选择67

二、中性线导体截面积选择68

思考与练习题69

第三章　电击防护技术原理与措施72

第一节　电流通过人体产生的效应72

一、电击形式及对应的防护形式72

二、人体通过电流时产生的生理反应72

三、人体阻抗74

四、工程标准及典型量值75

第二节　电气设备及装置的电击防护措施79

一、绝缘措施79

二、机械阻隔类防护措施79

三、空间间距阻隔类防护措施80

四、外壳防护等级81

五、用电设备电击防护形式分类83

第三节　低压系统间接电击防护性能分析84

一、TT系统间接电击防护性能分析85

二、TN系统间接电击防护性能分析87

三、IT系统间接电击防护性能分析91

第四节　剩余电流保护96

一、剩余电流概念及其与电击防护的

关系96

二、剩余电流保护装置98

三、剩余电流保护设置102

四、剩余电流保护的相关问题104

第五节　电气分隔防护107

一、电气分隔的概念性问题107

二、采用隔离变压器的电气分隔及其

电击防护效果分析109

三、电气分隔防护的性质及安全条件111

第六节　特低电压防护113

一、特低电压及其量值113

二、低压电气装置特低电压防护类别115

三、特低电压防护的性质及安全条件115

四、FELV系统的防护118

第七节　非导电环境与等电位联结119

一、非导电环境119

二、等电位联结120

思考与练习题129

第四章　电击防护工程应用133

第一节　低压系统电击防护工程体系133

一、低压电气装置的安全防护与

电击防护133

二、电击防护措施的分类及组合134

三、外界影响与电击防护136

第二节　低压系统接地形式和用电设备电击

防护类别选择137

一、低压系统接地形式选择及其与电击

防护的关系137

二、用电设备电击防护类别选择及其与

电击防护的关系139

第三节　自动切断电源的故障防护的

工程设计计算140

一、自动切断电源的故障防护对切断

时间的要求141

二、TN系统自动切断电源故障防护

有效性判断142

三、TT系统自动切断电源故障防护

有效性判断146

四、IT系统自动切断电源故障防护

有效性判断147

第四节　保护导体及其选择150

第五节　故障防护的检验152

一、故障回路阻抗测量152

二、RCD动作电流检验155

三、保护联结导体连续性测试155

第六节　电击防护措施的综合应用示例156

一、住宅的电击防护156

二、装有浴盆或淋浴盆场所的

电击防护161

三、医院胸腔手术室的电击防护163

思考与练习题165

第五章　雷电及建筑物雷电防护168

第一节　雷电与雷电参数168

一、雷电的形成与危害168

二、对地雷闪的雷击形式与组合形式170

三、雷电参数171

第二节　雷电能量在导体上的传输173

一、传输线173

二、传输线上的行波176

三、导体上雷电能量传输与传输

线的关系179

第三节　综合防雷体系179

一、与建筑物防雷相关的

主要技术领域179

二、综合防雷体系结构181

三、工程防雷系统的形成182

第四节　雷电防护等级与建筑物

防雷类别划分184

一、雷电防护等级与建筑物防雷

类别的概念184

二、现状防雷工程对建筑物防雷

类别的划分186

第五节　建筑物外部防雷系统187

一、建筑物外部防雷系统的构成188

目　录　·Ⅺ

二、接闪器的保护范围191

三、典型接闪器保护范围计算示例192

四、接触电压和跨步电压电击

危险性防护195

第六节　建筑物内部防雷系统196

一、沿金属管线侵入雷电电涌引起的电火花

危险的防护196

二、电磁感应现象及其引起的电火花

危险的防护198

三、反击及其防护198

第七节　建筑物上的雷击电磁脉冲

防护措施202

一、传统建筑物防雷与雷击电磁脉冲

防护的关系202

二、雷击电磁脉冲防护的

防雷区及划分202

三、实施在建筑物上的雷击电磁脉冲

防护措施204

思考与练习题209

第六章　供配电系统过电压保护211

第一节　过电压与设备耐压211

一、过电压211

二、电气设备耐受电压212

第二节　避雷器214

一、避雷器的工作原理214

二、避雷器的类别与特性215

三、阀式避雷器的主要参数216

第三节　变配电所外部过电压保护219

一、阀式避雷器的保护原理219

二、变配电所电气设备的过电压保护222

三、变配电所的进线段保护222

四、10/038kV变配电所过电压

保护示例223

第四节　低压系统故障引起的工频过

电压及防护226

一、中性导体中断或阻抗过大引起的

中性点位移过电压226

二、接地故障过电压230

三、相中单相短路故障过电压232

第五节　高压系统故障引起的低压系统暂时

过电压及防护233

一、高低压系统纵向绝缘破坏导致的直接

传导性过电压233

二、变配电所高压接地故障引起的低压系统

暂时过电压234

三、高压系统技术条件与低压系统关系的

一些讨论240

思考与练习题241

第七章　低压配电系统电涌保护244

第一节　电涌244

一、电涌及来源244

二、电涌强度计算247

第二节　电涌保护器252

一、电涌保护器的原理与类别252

二、电涌保护器的冲击分类试验254

三、电涌保护器的主要参数256

第三节　低压系统电涌保护配置259

一、电涌保护对象分级259

二、电涌保护的目的及在综合防雷

体系中的地位259

三、电涌保护对象的耐受水平259

四、电涌保护的布局260

五、电压保护模式261

第四节　电涌保护器选择263

一、主要参数选择263

二、类型选择268

第五节　电涌保护的级间配合268

一、级间配合的原理、原则和类型268

二、级间配合的方法271

第六节　电涌保护与低压系统其他保护及接

地形式的配合272

一、电涌保护与其他保护的配合272

二、电涌保护在各接地形式系统中的

应用276

思考与练习题280

第八章　电气环境安全281

第一节　电气火灾概述281

一、电气火灾的火源281

二、电气火灾的起因、特点与危害282

第二节　电气火灾预防及电热效应防护285

一、在设备和线缆形式选择上采取的火灾

预防措施285

二、在配电系统构造上采取的火灾

预防措施286

三、施工安装环节应注意的火灾

预防事项290

·Ⅻ· 电气安全　第3版

四、电热效应防护290

第三节　爆炸和火灾危险性场所电气

安全简介291

一、危险性物质291

二、危险性环境292

三、爆炸危险性场所电气设备选择292

四、火灾危险性场所电气设备选择295

第四节　静电防护296

一、静电的产生与危害296

二、静电危害的防护300

第五节　电磁污染与电磁兼容305

一、电磁干扰基本形式306

二、电磁兼容性及其原则评价307

思考与练习题310

附录311

参考文献3252100433B

主要讨论电力用户范围内面向非电气专业人员的电气安全问题，重点在于工程技术措施。全书共分六章，第壹章介绍与电气安全相关的基础知识，第二章介绍低压配电系统，第三～六章分别介绍电击防护、建筑物防雷、过电压及电涌保护和电气环境安全问题。附录中所收录的数据可用于学生了解实例和完成作业，也可部分满足课程设计与毕业设计需要。

本书第2版自2008年问世至今已经走过6个年头，承蒙很多高校材料力学教学第一线的老师和同学以及业余读者的关爱和支持，已经连续印刷了10次。 2012年获得清华大学优秀教材特等奖；同年，相应的教学成果获得北京市高等学校优秀教学成果一等奖。2012年本书第3版被列入 “十二五”普通高等教育本科国家级规划教材；2013年被批准为清华大学“985”三期名优教材建设项目立项。

最近的6年里，著者秉承不断提高课程重量、着力培养学生创新思维能力的教育与教学理念，先后在清华大学、南京航空航天大学、北京工业大学以及北京邮电大学从事“材料力学”研究型教学的研究与实践，坚持全过程讲授这门课程，授课对象每年约200名。在同事和同学们的支持与帮助下，对于教育和教学改革又有了一些新的体会和收获。材料力学（第3版）将着重反映6年来我们在研究型教学方面所取得的成果。主要有: 怎样在基于普遍提高教学质量的基础上，培养学生的创新思维能力；怎样提高课程的吸引力，增强课程教学的学术性；怎样挖掘基本教学内容的深度；怎样对传统内容中的某些概念、理论和方法加以改革和更新，突出挑战性。基于此，本书第3版修订的主要内容有以下几方面。

第一，调整了部分章节，将材料的力学性能从“第2章 轴向载荷作用下杆件的材料力学问题”中独立出来，形成“第3章 常温静载下材料的力学性能”； 重写了“剪力图与弯矩图”作为第6章；将原来的第6章分为3章: “第7章 平面弯曲正应力分析与强度设计”和“第8章 弯曲剪应力分析与弯曲中心的概念”以及“第9章 斜弯曲、弯曲与拉伸或压缩同时作用时的应力计算与强度设计”；将原来的第8章分为: “ 应力状态与应变状态分析”和“一般应力状态下的强度设计准则及其工程应用”，分别列为第11章和12章；将原来的12章也分为两章: “动载荷与动应力概述”和“疲劳强度与构件寿命估算概述”，分别列为第16章和第17章。

第二，增加了部分教学内容，主要有: 部分非金属材料的力学性能；梁的位移叠加法中的逐段刚化法；应变分析；细长压杆实验结果；线性累积损伤与疲劳寿命估算等。

第三，将力系简化的方法引入横截面的内力分析，改革传统剪力图与弯矩图的画法。

第四，正确处理变形与位移概念的联系与区别，将确定梁的转角和挠度的章节名改为“梁的位移分析与刚度设计”。

第五，在部分章节引入“反问题”: 相对于正问题，反问题的解答不是唯一的，通过对于反问题的思考，一方面可以加深对于正问题的理解；另一方面可以激励创新思维。

第六，在部分章节设计了“开放式思维案例”作为学生课外学习和研究的资源。最近几年的教学实践表明，这对于刺激思维鼓励创新是一种有效的措施。材料力学（第3版）第七，增加了若干工程案例以及灾难性工程事故的力学解析。

第八，增加和改变了部分例题和习题。

随着课程研究型教学在更多高校开展、深入和发展，材料力学的课程教学以及教材建设还会遇到一些新问题，我们将一如既往地坚持“在教学中研究，在研究中教学”，以不断提高人才培养质量为己任，在教学实践的基础上，不断提高材料力学教材的质量。

这一版的初稿于2012年下半年—2013年上半年在国内完成；2013年7—8月在加拿大多伦多定稿。定稿期间，得到旅加的赵渊先生和范心明女士的大力支持和协助，在本书出版之际，著者谨表诚挚谢意。

诚挚地感谢广大读者对本书的关爱，希望大家对本书的缺点和不足提出宝贵意见。

范钦珊2014.1.11

• 课程资源

《建筑CAD（第3版）》数字课程的数字化资源为教材配套图纸CAD文件、工程案例、拓展模块等。

《建筑CAD（第3版）》配有二维码资源。

《Ansys入门（第3版）》是中国电力出版社出版的书籍。

序

第1章 CAE及ANSYS概述

1.1 计算机辅助分析概论

1.2 有限元素法简介

1.3 ANSYS软件结构

1.4 ANSYS软件界面说明

1.5 ANSYs0nLineHelp系统 2100433B