书名：高电压外绝缘动态湿润理论及应用
书号：978-7-5239-0431-2
定价：58元
作者：曹彬 王黎明 梅红伟
出版时间：2025-11-26
出版社：中国电力出版社
页码： 216    字数(千字)：245
开本：16开    版次：1    印次：1

品牌介绍

中国电力出版社成立于 1951 年，作为中国成立最早的中央科技出版社之一，曾隶属于水利电力部、能源部、电力工业部、国家电力公司，现为国家电网公司所属的科技出版社，在电气技术专业出版领域享有极高的声誉。该社作为以图书出版为主体，音像、电子出版物、期刊、网络出版共同发展的大型出版企业，以强大的出版资源和高素质的专业队伍，致力于向读者提供包括电力工程、电气工程、建筑工程、电子技术、信息技术、外语、大中专教材、家教等学科门类齐全的权威出版物，也竭力为广大师生提供精品教材，是教育部和北京市教委规划教材的出版基地之一。

编辑推荐

聚焦动态湿润污秽特性，助力高压外绝缘安全运维与技术升级

产品特色

本书系统地总结了近十几年来高电压外绝缘技术的最新科研进展，对输变电设备外绝缘的动态湿润理论深入探讨。本书具有较高的学术价值，适合电气工程领域的科研人员、高校教师及研究生阅读，有助于推动该领域的研究进展，同时能为电力系统运行、维护和管理等岗位的工作人员提供了实用的指导和参考。

作者介绍

曹彬，博士（后），清华大学助理研究员。2019年7月获得清华大学电气工程博士学位，2019年9月-2021年4月 清华大学博士后，2020年9月-2024年7月起在英国埃克塞特大学从事博士后的研究工作。主要从事高压输变电设备状态监测技术及故障诊断、新型户外绝缘材料、特殊条件下沿面放电等方面研究。担任中国电力行业绝缘子标准委员会、EPTC绝缘子专委会、CIGRE NGN，CIGRE JWG C4/A3/B2/B4.75 等委员。近年来主持国家自然科学基金青年项目、深圳市优秀科技创新人才培养项目等2项，发表学术论文80余篇，其中SCI检索43篇；制修订电力行业、中电联团体等标准14项。曾获中国产学研合作创新与促进奖二等奖1项、日内瓦发明金奖1项。曾获IEEE PES 直流输变电设备技术分委会先进个人1项，电力行业绝缘子标委会先进个人2次。

内容介绍

本书在全球气候变化加剧的大背景下，系统探讨了绝缘子在不同温、湿度条件下输变电设备外绝缘的动态湿润机理及其对电气性能的影响。全书内容涵盖饱和受潮、非饱和受潮及温差条件下的污层湿润特性，并深入分析了憎水性、污秽成分等对绝缘子表面湿润程度的影响。此外，书中还介绍了基于污层动态湿润特性的污秽度在线检测和污秽度的修正方法。 本书可供从事电力系统运行、电工制造及试验检测领域工程技术人员，以及高电压与绝缘、材料物理及化学、输电线路运行维护等方面的专业技术人员和管理人员使用，也可作为高等学校相关专业本科生和研究生的参考书。
本书适用于广大读者

前言

高压输电网络是全球能源互联的重要支撑平台，在推动新能源优化配置、提升电网运行效率、保障能源安全等方面发挥着至关重要的作用，同时也是助力实现“碳达峰、碳中和”目标的关键技术途径之一。在高压输电系统中，绝缘子是使用量最大的关键设备，其长期暴露在户外，承受风沙、盐雾、雨雪等极端环境的考验。传统绝缘子的设计、制造、运行与维护主要依赖于年度污秽度、饱和盐密、污耐受电压等“静态”参数，尽管传统方法能够有效降低大范围污闪事故的风险，但面对复杂多变的气候环境，局部地区仍然可能发生污闪事故。据EPTC绝缘子专委会统计，近五年国内已发生数百起绝缘子污闪事故，造成直接经济损失数百亿元，严重威胁电网安全稳定运行。 鉴于输变电工程建设与运维的迫切需求，清华大学深圳国际研究生院能源与电工新技术团队秉持“产学研用”深度融合的理念，历时十余年，系统揭示了输变电设备外绝缘失效的动态演化机制，研发了一系列高性能防治装备，并构建了全新的理论体系与标准规范，为提升极端运行环境下输变电设备外绝缘的安全性与可靠性提供了有力支撑。 本书的出版正是基于近年来该领域的最新研究进展。随着环境条件的日益复杂化以及电网对外绝缘性能要求的不断提高，污秽湿润特性研究取得了诸多突破。现有研究主要集中在静态环境下的污秽湿润特性，而针对动态湿润条件下绝缘子的湿润机理、污秽度在线监测及修正方法的系统性研究仍然较少。为填补这一理论空白，本书基于最新的研究成果，系统梳理并深人探讨了高电压外绝缘在动态湿润条件下的污秽特性及其工程应用，旨在为电力系统外绝缘的优化设计与运行维护提供科学依据和实践指导。本书不仅注重理论体系的构建，面且紧密结合工程实际，深人讨了污秽湿润特性在电力系统中的应用，特别是在污秽度在线监测与惨正方法方面，详细介绍了最新的污秽度表征与修正方法、监测技术及典型工程应用案例，使读者能够在理解理论的基础上掌握相应技术手段，并应用于实际工程实践。 为了提升本书的可读性和实用性，在编写过程中充分考虑了系统性和层次性，全书内容由浅人深，逐步展开。首先在述部分介绍绝缘子污秽湿润研究的重要性，随后依次探讨不同环境条件下的污层湿润特性及其影响因素，最后介绍污秽度的监测与修正方法。其中，第 2-5章分别研究了饱和受、非饱和受潮及温差环境下的污秽湿润机理，第6章、第7章分析了憎水性表面下的湿润和闪络机理，第8章、第9章则重点介绍动态湿润理论的应用，即污秽度的在线监测与修正方法，并结合实验研究和工程应用，为电力系统外绝缘的运行维护提供理论支撑和实践指导。每章内容相对独立，读者可根据自身研究方向或工程需求选择性阅读，提高学习效率。 本书的编写工作由曹彬博士负责总体规划、统稿及主要章节撰写，王黎明教授和梅红伟教授参与部分章节编制，并对每章的技术内容进行了审。其中，第1-3章及第 8-9 章由曹彬博士编写，第4-5 章由梅红伟教授编写，第6-7 章由王黎明教授编写。此外，梁宝康、吴晓睛两位同学对全书的文字和图表进行了编辑整理，为本书的最终完成做出了重要贡献。 希望本书的出版能够为高电压外绝缘领域的科研人员、工程师及高校师生提供有价值的参考，助力我国电力系统的可靠运行和技术进步。本书的研究得到了国家自然科学基金、深圳市优秀科技创新人才培养项目等多个项目的支持，在此，向所有为本书提供帮助的专家、同行及相关机构表示衷心感谢。同时，也期待广大读者提出宝贵意见和建议，以进一步完善和深化相关研究。 有 2025年7月

目录

前言

第1章概述001

11经典绝缘子染污放电理论003

12绝缘子的积污008

13绝缘子的湿润011

14外绝缘特性表征参数013

15污秽度监测技术017

参考文献019

第2章饱和受潮条件下的污层湿润特性021

21污层附水量测量方法021

22倾斜角度对绝缘子受潮特性的影响026

23等值灰密和倾斜角度对污层饱和附水量的影响030

24盐雾环境中绝缘子的积污与闪络033

25小结037

参考文献038

第3章饱和受潮条件下绝缘子表面可溶盐的溶解040

31等值盐密测量时污秽中可溶盐的溶解特性040

32可溶盐成分对表面电导率的影响研究042

33表面电导率和等值盐密的关系分析048

34小结054

参考文献055

第4章非饱和湿润条件的绝缘子湿润特性057

41非饱和湿润条件下的环境控制平台057

42环境稳态温湿度的影响065

43环境温、湿度变化时污层的湿润特性066

44非饱和湿度条件下绝缘子的湿润机理068

45污秽成分对湿润特性的影响机制072

46小结082

参考文献083

第5章温差条件下的绝缘子湿润084

51绝缘子与大气环境的温差现象085

52不同绝缘子的温度特性差异090

53污层的温差受潮特性094

54绝缘子温差湿润的本质 104

55小结 107

参考文献 107

第6章憎水性对污层湿润的影响机制109

61憎水性表面的碰撞湿润特性 110

62染污憎水性的碰撞湿润机理分析 118

63电场、温差协同作用下污层的湿润特性 121

64小结 131

参考文献 132

第7章憎水性表面在动态湿润下的闪络134

71动态湿润过程中的闪络电压特性 134

72轻度湿润条件下的憎水性表面闪络 136

73重度湿润条件下的闪络特性 142

74 动态湿润条件下的放电机理 150

75小结 157

参考文献 158

第8章基于动态湿润特性的污秽度在线监测方法160

81在线监测装置 160

82污秽度监测算法 162

83饱和湿度下的污秽在线监测方法 165

84非饱和湿度下的污秽度监测 179

85在线监测装置及预警系统应用 181

86小结 184

参考文献 184

第9章基于表面电导率的污秽度修正方法186

91自然污秽可溶盐成分的时空分布特征 188

92基于表面电导率的自然污秽的试验盐密修正方法 196

93可溶盐成分分析与修正装置开发 200

94自然污秽试验结果 203

95小结 205

参考文献 206