前言

真空開關因其優異而獨特的性能，在電力系統中獲得了廣泛的應用。隨著觸頭材料、真空工藝技術的進步，經歷數十年的發展，結合工業和經濟社會的發展需求，其不斷拓展著應用范圍。在過去數十年的發展過程中，在中壓領域，真空斷路器逐步占據了主導地位。據統計，2015年在中壓領域真空斷路器的市場占有率已經超過90%。而在高電壓等級則仍然是SF6氣體開關占據主導地位，這主要是因為仍然沒有成熟的替代技術可以取代它。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。當前許多發達國家出臺了各種控制使用SF6氣體的法規，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。

真空斷路器技術由于其自身獨特的優點，是取代SF6斷路器技術的重要選項。如何提高單斷口滅弧室的電壓等級，使得真空開關用于輸電等級一直是世界范圍內廣泛關注的問題。當前，在可持續發展理念深入人心，環境友好成為越來越重要的訴求條件下，發展環境友好的輸電等級真空開關，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技術的研究，并且在近十余年來把發展高電壓等級真空開關技術作為主攻方向，取得了一系列成果。本書整理總結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建的，數十年來一直持續進行真空開斷技術方面的研究，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容做出了貢獻。本書整理歸納了近年來本課題組相關博士學位論文的內容，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的撰寫工作。因此本書是許多老師、同學長期工作的智慧結晶，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外發展概況、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、弧后介質恢復和擊穿過程、機構關合過程和分斷過程的控制、滅弧室設計、機構設計、納秒脈沖老煉技術等發展輸電等級真空開關所遇到的核心問題，也對進一步發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研究人員提供參考，也可以作為相關學科研究生的教學參考書籍。

本書的內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的研究內容，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研究中在中、外期刊上發表的主要論文，以及所申請的國家發明專利。

由于高電壓等級真空開斷技術仍然處于繼續發展的階段，許多新的研究成果也在不斷出現，技術不斷取得突破，所以本書內容一定會存在許多落后于實際發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對促進真空開斷技術的發展起到促進作用，我們將感到十分欣慰。

西安交通大學電氣工程學院 教授

電力設備電器絕緣國家重點實驗室 主任

王建華

2016年8月