前言

第1章绪言1

11开关电器的智能化技术1

12环境友好型电器3

13直流开断技术的新发展4

14真空断路器的容性负荷投切和相控开断6

15开关电器中的电工新材料和新器件7

16开关电器的机构可靠性理论与方法7

第2章开关电器智能化技术9

21国内外进展情况9

211智能电器的主要技术特征9

212高压开关设备的智能化10

213新型电流传感技术12

214混合式电力开断技术14

215智能电器的主要发展趋势15

22电力系统大电流测量理论与技术15

221电流传感技术的发展现状16

222磁传感器阵列式电流传感器19

223基于磁传感器阵列的时域电流测量方法21

23基于超声波的液压机构压力测量技术29

231高压断路器液压机构超声测量方案30

232液压测量系统的硬件结构34

233液压测量系统的软件实现38

24超高频局部放电检测技术41

241UHF法理论分析42

242天线理论基础42

243UHF天线的结构与尺寸44

244UHF天线性能参数46

245天线系数的标定49

246UHF天线局部放电测试实验50

25智能电器控制单元的EMC设计51

251概述51

252智能电器控制单元电路板的EMC设计52

253时域宏模型结合电路仿真的混合设计方法57

26暂态电磁干扰对智能电器控制单元的耦合效应分析64

261概述64

262暂态电磁干扰通过电子式电流互感器的传导耦合效应研究65

263外场激励下多芯屏蔽电缆的传输特性研究71

27本章小结85

28参考文献85

第3章高压直流开断技术87

31高压直流断路器发展概述87

311中国直流输电工程建设87

312高压直流断路器综述89

313高压直流断路器的研究难点91

32高压直流断路器的发展现状92

321机械式直流断路器的发展现状92

322全固态式直流断路器的发展现状94

323混合式直流断路器的发展现状95

324限流式直流断路器的发展现状98

33高压直流断路器的分类和开断原理101

331机械式直流断路器开断原理101

332全固态式直流断路器开断原理104

333混合式直流断路器开断原理104

334限流式直流断路器开断原理106

34高压直流断路器的关键参数106

341电流电压定义106

342时间定义107

343额定电流开断108

344高压直流故障108

345系统稳定性113

35高压直流断路器的测试方法114

351直接测试方法114

352间接测试方法115

36参考文献118

第4章高电压等级真空开断技术123

41真空开断技术在高电压等级中的应用123

411真空开断技术简介123

412高电压等级真空断路器的发展124

42高电压等级真空开断的关键技术125

421真空灭弧室绝缘耐压特性研究125

422大电流真空电弧研究133

423真空断路器温升研究142

424真空断路器操作特性研究144

43高电压等级真空开断技术最新动态149

431陶瓷外壳真空灭弧室149

432额定电流提升技术149

433SF6替代气体外绝缘151

434新型操动机构技术151

435“真空”组合电器153

436“超导”组合电器153

437新型高压直流断路器154

438超特高压真空断路器155

44本章小结156

45参考文献156

第5章真空断路器容性开断技术165

51概述165

52容性投切的电路暂态过程166

521容性合闸过程166

522容性分闸过程170

53真空断路器容性开断研究现状172

531合闸预击穿过程的研究173

532分闸重击穿过程的研究174

54容性电流开断实验回路177

541采用LC振荡和变压器方式的容性合成实验回路177

542采用LC振荡方式的直流恢复电压容性合成实验回路179

543采用变压器方式的同步容性合成实验回路181

55容性电流开断技术研究184

551涌流控制技术184

552双断口技术184

553带固定断口真空断路器技术186

554触头材料与制备工艺186

555相控合分闸技术186

556分合闸速度控制技术187

56老炼技术对容性开断性能的改善189

561真空灭弧室老炼技术概述189

562纳秒连续脉冲老炼装置及其控制190

563纳秒连续脉冲老炼效果及分析193

564纳秒连续脉冲老炼对真空断路器重击穿概率的影响195

57本章小结196

58参考文献196

第6章相控合分技术201

61概述201

62相控合分技术的基本原理202

621并联电容器组的相控合分203

622并联电抗器的相控合分203

623空载变压器的相控合分205

624空载长线的相控合分208

625短路电流的相控开断209

63相控合分技术对电力开关的技术要求211

631电气性能要求211

632机械性能要求213

633相控控制器的性能要求214

64适用于相控操作的快速真空断路器216

641基于电磁斥力操动机构的快速真空断路器216

642快速真空断路器的机械性能219

643快速真空断路器的相控开断性能222

65基于BP神经网络的短路电流过零点预测算法231

651BP神经网络232

652BP神经网络的优缺点及改进方法233

653神经网络的构建与训练236

654基于BP神经网络的过零点预测算法优化237

66参考文献238

第7章操动机构可靠性研究242

71概述242

72CIGRE关于运行中高压断路器的可靠性调查243

721术语和定义243

722运行中断路器可靠性调查243

73国内外高压断路器可靠性研究现状248

74断路器可靠性物理和失效物理249

741金属材料失效机理249

742冲击载荷作用下金属材料的疲劳断裂251

743可靠性物理和失效物理（RP/PoF）介绍253

75126kV真空断路器操动机构可靠性研究255

751弹簧操动机构机械可靠性255

752分离磁路式永磁操动机构机械可靠性258

753快速斥力机构机械可靠性261

76本章小结263

77参考文献263

第8章超导技术在开关设备中的应用264

81国内外研究现状264

811超导限流器的国内外研究现状264

812超导限流器在直流系统中与断路器配合的国内外研究现状267

82超导限流直流开断方案研究269

821限流直流开断的拓扑结构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限流器对直流断路器开断的影响276

825电阻型超导限流器和直流断路器的配合281

83直流超导限流器的限流特性282

831直流超导限流器中超导线圈的绕制设计282

832直流超导限流器的限流特性测试285

8410kV超导限流直流断路器的设计和实验287

84110kV超导限流单元设计287

84210kV直流断路器单元设计291

84310kV超导限流直流断路器实验方法293

84410kV超导限流直流断路器实验结果295

85本章小结297

86参考文献297

第9章高压开关设备中SF6气体替代研究303

91引言303

92常规气体305

93SF6混合气体309

94新型环保气体312

941八氟环丁烷（cC4F8）312

942三氟碘甲烷（CF3I）315

943氟化腈类气体319

944氟化酮类气体325

95干燥空气绝缘 真空开断技术330

96本章小结332

97参考文献332

第10章直流熔断器技术及应用341

101概述341

1011直流熔断器的应用与发展342

1012直流熔断器的国家标准343

102当前直流熔断器研究的关键技术344

1021直流熔断器的过载开断特性344

1022混合式熔断器的研究347

1023直流熔断器的实验方法研究351

1024直流熔断器模型的研究354

1025直流熔断器的发展方向355

103电动汽车用直流熔断器356

1031概述356

1032电动汽车电气系统组成356

1033电动汽车内直流熔断器类型358

1034电动汽车内直流熔断器的选型359

1035电动汽车用直流熔断器的试验364

104光伏用直流熔断器367

1041概述367

1042光伏发电系统的组成与分类367

1043光伏发电系统的保护对象介绍372

1044光伏发电系统内直流熔断器的选型373

1045光伏用直流熔断器的试验378

105城市轨道交通用直流熔断器381

1051概述381

1052城市轨道交通供电系统介绍382

1053轨道交通用直流熔断器的选型384

106参考文献388

第11章电力半导体器件电力开关390

111电力半导体器件390

1111电力半导体器件概述390

1112电力半导体器件的分类及其工作原理391

1113不可控器件——电力二极管392

1114半控型器件——晶闸管393

1115典型全控型器件395

1116宽禁带半导体器件399

1117应用于电力开断的典型电力半导体器件的选择404

112电力半导体器件在电力开断中的应用408

1121固态断路器408

1122混合型断路器412

113电力半导体器件应用于电力开断所面临的问题及解决方案426

1131电力半导体器件的保护426

1132电力半导体器件的均压均流427

1133电力半导体器件的散热与冷却429

114参考文献430

王建华，教授，西安交通大学，电力设备电气绝缘国家重点实验室主任。中国电工技术学会常务理事，中国电工技术学会电器智能化系统与应用专委会主任委员，中国电机工程学会智能化电力设备及系统专委会主任委员，国家教育部科学技术委员会科技委员。 2100433B

本书针对近年来高压开关设备发展的前沿技术进行介绍，为从事这个领域的科技工作者和工程师提供*新的资讯。本书分为11章，第1章是绪言，概要介绍了高压开关技术发展中的一些热点问题和解决问题的思路，第2～11章分别介绍了开关电器智能化技术、高压直流开断技术、高电压等级真空开断技术、真空断路器容性开断技术、相控合分技术、操动机构可靠性研究、超导技术在开关设备中的应用、高压开关设备中SF6气体替代研究、直流熔断器技术、电力半导体器件电力开关等内容。

本书可供高压电器研究、设计人员，电力部门研究、设计和管理人员阅读，也可供高等院校相关专业教师、研究生参考。

本书为测量控制与仪器仪表工程师格认证（MCIEA）培训教材之一。书中对现代测量控制与仪器仪表相关领域的前沿技术和发展趋势进行了全面阐述，内容广泛、深入浅出、条理分明。

全书分三篇十一章。内容包括测控制与仪器仪表的基本理论基础、学科发展现状和总体趋势，以及与仪器仪表密切相关的信息传感与测试、模拟信号调理、数字信号处理、智能控制与系统、现代仪器仪表的设计与制造技术等学术领域的前沿技术，还以工业过程参数检测与控制系统、科学仪器、电子与电工测量仪器、医疗仪器为典型，分门别类地介绍了典型仪器仪表的发展现状与趋势。

本书供从事测控技术与仪器、电子精密机械、光学仪器、精密仪器与机械、微纳米机电系统、自动化、机电一体化的研究、设计、制造、使用的调修的工程技术人员学习和参考。

1、泰式拉筋技术：泰式拉筋在按摩椅中的应用是传统按摩技术与科技的很好结合，通过腿机拉伸、夹肩固定和腰部顶出，实现人体弧形拉伸，给筋骨最大幅度的拉伸，从而达到舒展筋骨、通络活血的目的。

2、太空曲轨技术：导轨是按摩椅的支柱，太空曲轨作为最新一代导轨技术，具有SL导轨和双L导轨两种，太空曲轨技术具有超长按摩行程，实现覆盖人体颈、肩、背、腰、臀及大腿全程按摩，避免了传统按摩椅只能按摩背部的局限性。

3、零重力太空舱技术：气囊分布及数量是按摩舒适度的决定性因素之一，零重力太空舱技术根据人体工程学原理对按摩椅各区间按摩气囊进行科学分配，气囊全方位包裹全身，通过气囊收放产生气压脉冲对肩颈、腰、背、臀、腿及脚部进行舒适按摩。同时模拟宇宙空间零重力状态，让双腿高度高于躯干高度，躯干与双腿之间成127°角，使按摩者全身的重力均匀分布，让身体处在一种自然舒适的状态，释放身心压力。

4、足底滚轮刮痧技术：按摩椅足底滚轮前后交错，配合8个凸点指压，按摩范围遍及足底，配合气囊挤压按摩，实现足底360°全包裹滚轮刮痧按摩，避免代谢废物及毒素又使末梢循环进一步恶化形成恶性循环，使足部的血液流速增加，增强全身血液循环，加速体内代谢废物通过肾脏等器官排出体外。

最新技术应用

伴随着科学技术的发展，很多非常前卫的技术成果开始应用到按摩椅上，包括app操控，智能语音对话、VR技术等。

1、App操控，用智能手机下载对应品牌的应用app，就可以通过手机来操控按摩椅，有些还可以通过app实现按摩程序的升级。

2、智能语音对话，可以直接向按摩椅下达语音指令操控按摩椅甚至可以跟按摩椅互动。比如问某个地方的天气怎么样，查询机票等。

3、VR技术，通过VR眼睛可以操控按摩椅，可以体验虚拟的真人按摩场景。

第1篇 总论

1 概述

1.1 测量控制与仪器仪表

1.2 测量控制与仪器仪表的作用与地位

1.3 测量控制与仪器仪表的评价

1.4 量值的传递与溯源

1.5 测量信息论

思考题

参考文献

2 现代测量控制与仪器信表的发展概述

2.1 现代产品几何技术规范标准体系的研究与展望

2.2 我国仪器仪表产业的现状与发展趋势

2.3 现代测量控制与仪器仪表的发展

思考题

参考文献

第2篇 测量控制与仪器仪表前沿技术

3 传感与测试前沿技术

3.1 概述

3.2 前沿传感技术

3.3 前沿测试技术

思考题

参考文献

4 模拟信号调理技术

4.1 引言

4.2 信号放大

4.3 开关电容滤波器

4.4 高速24位∑-△型模数转换器

4.5 模拟信号调理技术的发展趋势

思考题

参考文献

5 数字信号处理中的前沿技术

5.1 仪器仪表与数字信号处理

5.2 小波变换

5.3 提升小波变换

5.4 独立分量分析

5.5 模糊计算技术

5.6 神经计算技术

5.7 进化计算技术

5.8 混沌计算技术

5.9 分形计算技术

5.10 智能技术的综合集成

思考题

参考文献

6 智能控制与系统

6.1 新型微控制器

6.2 仪器仪表与系统控制网络总线

6.3 虚拟仪器及嵌入式系统

6.4 智能控制技术

习题与思考题

参考文献

7 现代仪器仪表的设计与制造

7.1 先进设计制造技术对仪器仪表的作用

7.2 仪器仪表的现代设计技术

7.3 仪器仪表的前沿制造技术

7.4 微米纳米制造技术与现代仪器科学

习题与思考题

参考文献

第3篇 典型测量控制与仪器仪表的发展趋势

8 典型工业过程参数检测与控制系统的发展趋势

8.1 地位、作用和特点

8.2 典型工业过程参数检测的发展与趋势

8.3 工业过程控制的发展与趋势

习题与思考题

参考文献

9 典型科学仪器的发展趋势

9.1 科学仪器的地位、作用和前沿技术

9.2 典型科学仪器的发展现状和趋势

9.3 科学仪器发展的融合与分蘖

习题与思考题

参考文献

10 典型电子与电工测量仪器的发展趋势

10.1 电子与电工测量仪器的作用和基本特性

10.2 典型电子与电工测量仪器的发展现状与趋势

习题与思考题

参考文献

11 典型医疗仪器的发展趋势

11.1 医疗仪器的作用与特点

11.2 典型医疗仪器的发展现状与趋势

习题与思考题

参考文献2100433B