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| 編輯推薦： |
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讨论输电线路的电晕问题，注重生命财产的平安保护
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| 內容簡介： |
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本书全面阐述电晕放电的机理、模型、影响因素以及关键参数的获取；电晕放电与输电线路电磁环境的关联关系；输电线路电磁环境参数的限值、测试方法；重点介绍直流离子流场、无线干扰、可听噪声等电磁环境关键参数的数值计算方法。
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| 關於作者： |
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张波，清华大学电机系长聘教授，博士生导师，IEEE高级会员。2004年获全国百篇优秀博士论文提名；2005年清华大学电机系博士后出站留校；2013-2014在加州理工学院访问。研究电力系统电磁环境和电磁兼容、过电压和接地技术。主持国家自然科学基金课题5项,包括国家自然科学基金优秀青年科学基金。获国家科技进步二等奖1项、省部级科技一等奖2项，其他奖励十余项，以及IEEE EMC技术成就奖、雷电防护国际会议科学委员会奖。发表SCI论文70余篇，合作出版英文专著1部，已授权发明专利30余项。
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| 目錄：
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第1章绪论
1.1高压架空输电线路与电晕放电
1.2输电线路电晕放电的电磁环境效应和限值
1.2.1交流输电线路地面电场
1.2.2直流输电线路离子流场
1.2.3交、直流输电线路相互接近时的离子流场
1.2.4无线电干扰
1.2.5可听噪声
1.3输电线路电磁环境效应的影响因素
1.4输电线路电磁环境效应研究的现状
参考文献
第2章输电线路电晕特性及环境效应的测试
2.1电晕放电环境效应的测试
2.1.1电晕放电的观测装置
2.1.2电晕电流测量系统
2.1.3可听噪声测试
2.1.4无线电干扰测试
2.1.5地面电场测试
2.1.6地面离子流密度测试
2.1.7平行平板离子流发生器及其应用
2.1.8直流线路离子流场的空间电位测试
2.2电晕放电环境效应研究的试验线段
2.2.1实验室缩尺线段模型
2.2.2户外真型试验线段组成
2.2.3试验场测试设备布置
2.2.4户外真型试验线段与输电线路的等效关系
2.2.5我国的特高压交流试验线段
2.2.6我国的特高压直流试验线段
2.3电晕放电环境效应研究的电晕笼
2.3.1电晕笼原理与基本结构
2.3.2电晕笼设计
2.3.3我国特高压交流电晕笼基本参数
2.3.4我国特高压直流电晕笼基本参数
2.4直流电晕笼与直流输电线路的等效
2.4.1直流等效原理
2.4.2直流等效原理的理论证明
参考文献
第3章电晕放电的条件和离子的迁移特性
3.1工程常用的电晕放电的条件
3.1.1导线电晕放电的伏安关系
3.1.2工程上使用的电晕放电起始条件
3.1.3工程上使用的电晕放电边界条件
3.2电晕起始和自持的机理
3.2.1导线电晕放电的起始判据
3.2.2正电晕的起始和自持
3.2.3负电晕的起始和自持
3.2.4电晕起始判据表达式中的面积因子
3.2.5考虑光子吸收函数的电晕起始判据
3.3电晕的起始条件计算
3.3.1计算参数取值
3.3.2计算流程
3.3.3计算结果
3.3.4起始条件讨论
3.4离子流场的边界条件
3.4.1全空间电晕模型
3.4.2电离区的作用
3.4.3电离区与离子流区的关系
3.4.4大电晕电流下导线表面场强的作用
3.5空气离子迁移率
3.5.1常用离子迁移率和预测公式
3.5.2不同湿度、温度、气压下空气离子迁移率的测试结果
3.5.3考虑湿度、温度、气压影响的空气离子迁移率公式
参考文献
第4章直流输电线路离子流场的计算
4.1离子流场方程和计算方法分类
4.2交、直流输电线路标称电场的计算
4.3直流线路离子流场计算的解析法
4.4数值计算的前提假设、边界条件和计算流程
4.4.1前提假设
4.4.2边界条件
4.4.3计算流程
4.4.4电荷密度方程的化简
4.5直流线路离子流场计算的有限元迎风差分法
4.5.1电场计算
4.5.2电荷密度计算
4.5.3电荷密度边界的初始值和更新方法
4.5.4人工边界上的电荷密度连续条件
4.5.5计算验证
4.5.6应用实例： 同塔双回直流输电线路离子流场计算
4.6直流线路离子流场计算的有限元特征线法
4.6.1特征线法原理
4.6.2求解流程
4.6.3合成电场计算和特征线绘制
4.6.4空间电荷密度的初始化
4.6.5应用和验证： 单回双极直流线路离子流场计算
4.7三维离子流场计算的特征线法
4.7.1三维特征线法
4.7.2应用实例1：直流输电线路交叉跨越时的离子流场
4.7.3应用实例2：直流输电线路附近房屋周围的
离子流场
4.7.4应用实例3：直流输电线路附近大棚周围的
离子流场
4.8直流输电线路电晕损失计算方法
4.8.1ShockleyRamo法则
4.8.2沿导线闭合曲线积分
4.8.3沿计算边界积分
4.8.4高压直流线路电晕损失计算验证
参考文献
第5章交直流输电线路离子流场的时域计算
5.1交直流混合离子流场的计算
5.1.1交直流输电线路混合离子流场研究现状
5.1.2时变离子流场的基本方程
5.1.3计算方法实现
5.1.4算法的验证
5.2交流电场对直流离子流场的影响
5.2.1交流电场对直流离子流场影响的两个机理
5.2.2直流导线表面电场交变分量对离子流场的影响
5.2.3交流线路对直流离子流场影响因素的计算分析
5.3特高压交、直流线路共走廊或同塔时混合场计算
5.3.1特高压交、直流线路共走廊时混合场计算
5.3.2特高压交、直流线路同塔时混合场的计算
5.3.3特高压交直流线路并行或同塔时混合场的比较
5.4交流线路电晕放电空间电场的计算
5.4.1交流电场作用下的空间电荷运动特性
5.4.2交流输电线路电晕放电对地面电场影响的计算
5.5超特高压交流输电线路电晕对地面电场的影响
5.5.1不同电压等级线路电晕放电对地面电场的影响
5.5.2考虑电晕放电时线路参数对地面电场的影响
参考文献
第6章输电线路电晕放电与无线电干扰和可听噪声的关系
6.1导线电晕放电脉冲电流特征
6.1.1电晕放电脉冲电流的测试平台
6.1.2负极性电晕脉冲电流特征及统计分布特性
6.1.3正极性电晕脉冲电流特征及统计分布特性
6.1.4正、负极性电晕脉冲电流特征对比
6.1.5湿度对正、负极性电晕脉冲电流的影响
6.1.6工频交流导线电晕放电脉冲电流特性
6.2电晕放电脉冲电流与无线电干扰的关系
6.2.1电晕放电脉冲电流产生机理
6.2.2无线电干扰激发电流
6.2.3无线电干扰激发函数
6.2.4激发电流的传输过程
6.3电晕放电脉冲电流的数值仿真
6.3.1物理模型及控制方程
6.3.2算法基本流程
6.3.3电荷迁移方程求解
6.3.4电晕放电中的二次电子发射模型
6.3.5计算的变时间步长技术
6.3.6负电晕放电的分析结果
6.3.7正电晕放电的分析结果
6.4电晕放电脉冲电流与可听噪声的关系
6.4.1电晕放电可听噪声产生机理
6.4.2实验测量平台和测试方法
6.4.3单点电晕放电电流脉冲与声波脉冲的时域
关联特性
6.4.4单点电晕放电电流脉冲与声波脉冲的频域
关联特性
6.4.5缩尺模型导线电晕电流与声波的关联特性
参考文献第7章交流输电线路的无线电干扰和可听噪声
7.1交流输电线路无线电干扰预测的经验公式法
7.2无线电干扰激发函数的试验方法
7.2.1基本测试方法
7.2.2高压侧测量系统
7.2.3低压侧测量系统
7.2.4阻波器特性及修正
7.2.5电流修正系数的获取
7.3交流输电线路无线电干扰激发函数
7.3.1天气条件的影响
7.3.2导线表面场强的影响
7.3.3子导线直径的影响
7.3.4分裂间距的影响
7.3.5分裂数的影响
7.3.6我国特高压输电线路的无线电干扰激发函数
7.4交流线路无线电干扰的海拔修正
7.5各国交流线路无线电干扰激发函数和工程应用比较
7.5.1基于激发函数的交流输电线路无线电干扰
预测方法
7.5.2各国无线电干扰激发函数的特高压交流线路
计算比较
7.6基于电晕笼的交流线路可听噪声测试方法
7.6.1可听噪声的电晕笼测试方法
7.6.2可听噪声产生功率
7.7交流输电线路可听噪声的预测
7.7.1天气条件的影响
7.7.2导线表面场强的影响
7.7.3子导线线径的影响
7.7.4分裂间距的影响
7.7.5分裂数的影响
7.7.6特高压输电线路可听噪声的预测公式
7.8交流线路可听噪声的海拔修正
7.9各国交流输电线路可听噪声预测公式和工程应用比较
参考文献
第8章直流输电线路的无线电干扰和可听噪声
8.1直流线路无线电干扰预测的常见方法
8.1.1经验公式法
8.1.2直流线路无线电干扰的激发电流法
8.2直流电晕电流与无线电干扰激发电流的转换
8.2.1随机高频电晕电流脉冲的构建
8.2.2电晕电流与接收机测量结果的转换
8.2.3随机高频电晕电流与无线电干扰激发电流的
转换关系
8.2.4正、负极性电流脉冲的无线电干扰激发电流比较
8.2.5转换关系的缩尺模型实验验证
8.2.6直流电晕笼中无线电干扰激发电流的转换方法
8.3直流线路无线电干扰激发电流的传输过程
8.3.1空间电荷对传输线参数的影响
8.3.2单极直流线路的激发电流传输过程
8.3.3双极直流线路的激发电流传输过程
8.4特高压直流线路无线电干扰的预测
8.4.1特高压直流线路无线电干扰测试
8.4.2特高压直流电晕笼无线电干扰测试
8.4.3基于电晕笼的直流线路无线电干扰预测效果
8.4.4特高压直流线路结构对无线电干扰的影响
8.5直流线路可听噪声预测的公式法
8.6直流电晕可听噪声数值仿真模型
8.6.1噪声源的组成
8.6.2电离区的声源模型
8.6.3离子漂移区的声源模型
8.6.4电晕放电产生的声波在空间中的传播
8.7直流电晕可听噪声数值计算及应用
8.7.1缩尺模型单点电晕源可听噪声计算
8.7.2单点单脉冲模型到多点多脉冲模型的扩展
8.7.3不同参数对声压的影响
参考文献
第9章交直流输电线路雨天电晕机理及其电磁环境特性
9.1实验平台及测试方法
9.1.1电晕脉冲电流高速摄像同步测量平台
9.1.2真型导线电晕实验平台
9.2降雨条件下的直流电晕特性
9.2.1降雨对直流电晕的作用机理
9.2.2真型导线模拟降雨的直流电晕测试结果
9.3降雨条件下的交流电晕特性
9.3.1降雨对交流电晕的作用机理
9.3.2真型导线模拟降雨的交流电晕测试
9.4交、直流输电线路雨天电晕特性差异产生机理及应用
9.4.1水滴滴落放电的产生机理及影响因素
9.4.2雨天交、直流不同电晕类型的电流和可听噪声声波
脉冲对比
9.4.3声波脉冲特征参数对A计权声压级的影响
9.4.4预测结果与传统经验公式的对比和修正
参考文献
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| 內容試閱：
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随着对大容量、远距离输电需求的不断增长，我国超、特高压交、直流输电技术迅速发展，为我国经济持续稳定增长提供了有力的保障。然而，特高压输电工程电压等级高，电晕放电难以控制。电晕放电不仅会造成电能损失、电蚀和老化等问题，还会产生离子流、噪声、电磁干扰等环境问题。随着公众环境保护意识的增强，由电晕决定的输电线路电磁环境问题受到国内外的普遍关注，成为超、特高压输电线路环境友好与控制成本的制约要素。
电磁环境是各国输变电系统建设严格控制的指标，过去其参数预测大量依赖经验公式。由于各国的经验公式仅仅从电磁环境的外特性测试获得，不能反映电磁环境与电晕放电的内在关联性，无法体现电磁环境的本质特征，导致这些经验公式适用范围有限，远远不能满足特高压输电技术要求。
随着高压放电试验和观测技术的不断进步，以及数值计算技术的不断发展，最近10多年来，针对输电线路电晕放电特性及其电磁环境效应的研究取得了突破性进展，这些研究揭示了复杂天气条件下电晕放电的机理，完善了电晕放电模型，提出了电晕放电产生的非线性离子流场、无线电干扰和可听噪声的数值计算技术，突破了输电电磁环境预测长期依赖经验公式和试验的瓶颈。这些成果已经广泛应用于特高压输电工程，实现了其与周边环境的和谐发展。相关研究也推动了高电压测试技术、多物理场耦合计算技术的发展。
本书就是在上述背景下，结合自己的研究工作撰写的。全书包括9章，涉及电晕放电及其电磁环境效应的各个方面，内容包括电晕放电的电磁环境效应和限值、输电线路电磁环境的测试技术、电晕放电基础理论、直流和交直流混合输电线路离子流场的计算、交直流输电线路无线电干扰和可听噪声的计算技术，以及湿度和降雨等对输电线路电晕放电特性参数的影响等。
本书也可看做清华大学电机工程与应用电子技术系多年来关于输电线路电晕放电和电磁环境研究工作的总结。已毕业的博士生唐剑、李伟、郑跃盛、尹晗、李振、田丰、徐鹏飞，已毕业的硕士生杨彬、季一鸣、王文倬、莫江华，以及在读博士生肖凤女、已出站博士后李敏、徐永生等的研究工作均为本书的完成做出了贡献。同时，本书的编写还得到了曾嵘教授、余占清副教授的大力支持。全书由张波和何金良统一规划和主持编写。作者希望尽可能反映输电线路电晕放电和电磁环境研究的发展，但难免挂一漏万，希望读者多提宝贵建议和批评。另外我们在编写过程中参考了大量的国内外相关论文及书籍，已列入每章的参考文献中，作者对他们表示诚挚的谢意，但参考文献也难免有疏漏，敬请谅解。
在本书的编写过程中国家电网公司陈维江院士、华北电力大学崔翔教授、中国电力科学研究院陆家榆教授级高工等提出了很多宝贵意见。本书涉及的相关研究工作得到了国家自然科学基金委员会、国家电网有限公司、中国南方电网有限责任公司、各电力设计院等单位的大力支持。另外还有很多业界同仁为本书的编写提供了资料及意见，在此一并致以诚挚的谢意。
作者2020年6月于清华园
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