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(yīng)用。隨著觸頭材料、真空工藝技術(shù)的進(jìn)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(yīng)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(dǎo)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(dǎo)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(yīng)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(dá)3200年，是國際公約中限制使用的六種氣體之一。當(dāng)前許多發(fā)達(dá)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(dá)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(dāng)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(yīng)用成為一種重要的趨勢。

西安交通大學(xué)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(xué)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(jìn)行真空開斷技術(shù)方面的研究，他主導(dǎo)了課題組的主要研究方向。本課題組的耿英三教授、劉志遠(yuǎn)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(xiàn)。本書整理歸納了近年來本課題組相關(guān)博士學(xué)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(xué)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(fù)和擊穿過程、機構(gòu)關(guān)合過程和分?jǐn)噙^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(jìn)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(yù)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(xué)科研究生的教學(xué)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(xiàn)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(dǎo)。如果本書的出版能夠?qū)Υ龠M(jìn)真空開斷技術(shù)的發(fā)展起到促進(jìn)作用，我們將感到十分欣慰。

西安交通大學(xué)電氣工程學(xué)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