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真空斷路器技術(shù)由于其自身獨特的優(yōu)點，是取代SF6斷路器技術(shù)的重要選項。如何提高單斷口滅弧室的電壓等級，使得真空開關(guān)用于輸電等級一直是世界范圍內(nèi)廣泛關(guān)注的問題。本書內(nèi)容共分10章，分別介紹了長觸頭間隙真空絕緣特性、大開距真空電弧的控制和熄滅方法、弧后介質(zhì)恢復和擊穿過程、機構(gòu)關(guān)合過程和分斷過程的控制、滅弧室設(shè)計、機構(gòu)設(shè)計、納秒脈沖老煉技術(shù)等發(fā)展輸電等級真空開關(guān)所遇到的核心問題，也對進一步發(fā)展高電壓等級真空斷路器提出了自己的見解和預測。本書可以為真空開斷技術(shù)研究人員提供參考，也可以作為相關(guān)學科研究生的教學參考書籍。

前言
真空開關(guān)因其優(yōu)異而獨特的性能，在電力系統(tǒng)中獲得了廣泛的應用。隨著觸頭材料、真空工藝技術(shù)的進步，經(jīng)歷數(shù)十年的發(fā)展，結(jié)合工業(yè)和經(jīng)濟社會的發(fā)展需求，其不斷拓展著應用范圍。在過去數(shù)十年的發(fā)展過程中，在中壓領(lǐng)域，真空斷路器逐步占據(jù)了主導地位。據(jù)統(tǒng)計，2015年在中壓領(lǐng)域真空斷路器的市場占有率已經(jīng)超過90%。而在高電壓等級則仍然是SF6氣體開關(guān)占據(jù)主導地位，這主要是因為仍然沒有成熟的替代技術(shù)可以取代它。然而，SF6氣體的溫室效應問題是制約其使用的核心。SF6氣體是一種強溫室氣體，其碳排放等效系數(shù)為23900，而且半衰期長達3200年，是國際公約中限制使用的六種氣體之一。當前許多發(fā)達國家出臺了各種控制使用SF6氣體的法規(guī)，澳大利亞政府在2012年開始對SF6氣體征收的碳排放稅高達57萬美元/t。
真空斷路器技術(shù)由于其自身獨特的優(yōu)點，是取代SF6斷路器技術(shù)的重要選項。如何提高單斷口滅弧室的電壓等級，使得真空開關(guān)用于輸電等級一直是世界范圍內(nèi)廣泛關(guān)注的問題。當前，在可持續(xù)發(fā)展理念深入人心，環(huán)境友好成為越來越重要的訴求條件下，發(fā)展環(huán)境友好的輸電等級真空開關(guān)，替代SF6氣體應用成為一種重要的趨勢。
西安交通大學長期以來致力于真空開關(guān)技術(shù)的研究，并且在近十余年來把發(fā)展高電壓等級真空開關(guān)技術(shù)作為主攻方向，取得了一系列成果。本書整理總結(jié)了西安交通大學真空電器研究課題組近年來在輸電等級真空開斷技術(shù)方面的研究成果。本課題組是由我國著名電器專家王季梅教授一手創(chuàng)建的，數(shù)十年來一直持續(xù)進行真空開斷技術(shù)方面的研究，他主導了課題組的主要研究方向。本課題組的耿英三教授、劉志遠教授、閆靜博士、王振興博士、孫麗瓊博士等的研究工作都為本書內(nèi)容做出了貢獻。本書整理歸納了近年來本課題組相關(guān)博士學位論文的內(nèi)容，它們涉及如下博士研究生的博士論文：孔國威、張穎瑤、余礫、楊和、王振興、姚曉飛等。博士生馬慧等也參與了部分章節(jié)的撰寫工作。因此本書是許多老師、同學長期工作的智慧結(jié)晶，沒有他們的努力，本書是不可能完成的。
本書主要介紹了輸電等級真空斷路器國內(nèi)外發(fā)展概況、長觸頭間隙真空絕緣特性、大開距真空電弧的控制和熄滅方法、弧后介質(zhì)恢復和擊穿過程、機構(gòu)關(guān)合過程和分斷過程的控制、滅弧室設(shè)計、機構(gòu)設(shè)計、納秒脈沖老煉技術(shù)等發(fā)展輸電等級真空開關(guān)所遇到的核心問題，也對進一步發(fā)展高電壓等級真空斷路器提出了自己的見解和預測。本書可以為真空開斷技術(shù)研究人員提供參考，也可以作為相關(guān)學科研究生的教學參考書籍。
本書的內(nèi)容為本課題組的研究成果，為了使讀者可以更充分地了解相關(guān)的研究內(nèi)容，本書的參考文獻除了提供了主要的參考資料，還整理列出了本課題組在相關(guān)研究中在中、外期刊上發(fā)表的主要論文，以及所申請的國家發(fā)明專利。
由于高電壓等級真空開斷技術(shù)仍然處于繼續(xù)發(fā)展的階段，許多新的研究成果也在不斷出現(xiàn)，技術(shù)不斷取得突破，所以本書內(nèi)容一定會存在許多落后于實際發(fā)展或者疏漏和錯誤的地方，歡迎各位讀者提出批評指導。如果本書的出版能夠?qū)Υ龠M真空開斷技術(shù)的發(fā)展起到促進作用，我們將感到十分欣慰。

西安交通大學電氣工程學院教授
電力設(shè)備電器絕緣國家重點實驗室主任
王建華
2016年8月

后記
在本書編撰過程中，我時常會想起我國著名的真空電器專家王季梅教授。西安交通大學真空電器研究課題組就是王季梅教授一手創(chuàng)建的。從本書的參考資料可以看出，王季梅教授長時間從事真空電器的研究工作，我國第一臺三相真空開關(guān)就出自他的設(shè)計。這臺制造于1960年的開關(guān)樣品至今仍保存在西安交通大學的校史博物館中。我自1978年開始師從王季梅教授攻讀研究生，1981年開始進入博士研究生階段的學習，王季梅教授給我選定的研究題目就是真空電弧陽極斑點現(xiàn)象及其對真空斷路器開斷的影響。這一研究題目用當時答辯委員會成員之一、中國電科院曹榮江先生的話說：這是我們國家第一次從理論上研究開關(guān)電弧現(xiàn)象。當時的研究條件和測試手段以及計算機軟件仿真工具在今天看來是非常簡陋和初步的，但這些畢竟是開拓性的工作。長期以來，王季梅教授最大的心愿就是能夠?qū)⒄婵諗嗦菲鞯碾妷旱燃壧嵘�，用于輸電等級。他很早就撰寫文章，論證其可能性，并且不斷提出建設(shè)性思路和方案。隨著他的年事漸高，無論體力還是精力都不可能再直接從事研究工作，但他的心里一直裝著輸電等級真空斷路器的發(fā)展。
坦率而言，輸電等級真空斷路器技術(shù)的提升十分困難，十余年來我們課題組一直沒有停止這項工作的推進，但進展并不快。自2003年正式立項開始研發(fā)126kV單斷口真空斷路器，一路走來遇到無數(shù)難題。研究平臺和試驗條件全部都是重新建設(shè)的，產(chǎn)品開發(fā)方案多次反復，包括最后的型式試驗都遇到許多意想不到的困難。其中有些試驗方法對西安高壓電器研究院也是新課題，這也導致了型式試驗前后持續(xù)兩年之久。但在這些年的不斷努力的過程中，我們成功研究開發(fā)了新的試驗平臺，嘗試了無數(shù)的新方案、新技術(shù)，前后培養(yǎng)的博士生、碩士生二三十名，撰寫的論文達到200余篇，獲得的授權(quán)發(fā)明專利達30余項，并且在2013年通過了126kV/2500A/40kA單斷口真空斷路器的全部型式試驗。這項研究的完成標志著我國在輸電等級單斷口真空斷路器的研究方面走在了國際前列。
我們所獲得的成功，不僅是我們努力的成果，同時也承載著老一輩科研工作者無數(shù)的智慧與汗水。當我們將這本總結(jié)這項研究工作的專著完稿之時，王季梅教授的身影再一次浮現(xiàn)在我的腦海中：他不辭勞苦地帶領(lǐng)學生到相關(guān)真空開關(guān)企業(yè)和試驗站參加現(xiàn)場研究工作；以80多歲的高齡堅持參加課題研究進展分析會；90歲高齡來到我們新開發(fā)126kV合成回路現(xiàn)場指導工作；還有遇到挫折時他那充滿激情一句我們肯定行。這些場景至今依然歷歷在目，不斷鼓舞著我們繼續(xù)前行。
王季梅教授已經(jīng)于2014年永遠離開我們了，他沒能看到這本書的出版，但我想，這本書的出版將會是我們學生輩們對老師最大的告慰。
謹將此書獻給我們尊敬的王季梅老師！

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