大电流能量技术与应用

《大电流能量技术与应用》内容简介：随着电力技术的发展，大电流能量技术被广泛用于各个领域，也作为推动社会进步、保持和改善生态环境的尖端技术备受相关专业专家及技术人员的瞩目。《大电流能量技术与应用》从大电流能量技术的基础现象、直流大电流技术、交流大电流技术、脉冲大电流技术、大电流能量现象的高度分析技术、大电流能量测量技术等方面介绍大电流能量处理技术，并就核聚变、能量储存、磁流体发电、大容量加热、高辉度照明、超强磁场产生、超高压应用、高速飞翔体，以及电磁脉冲、电磁推进、放射性废弃物处理等方面阐述大电流能量技术的应用。

《大电流能量技术与应用》涉及的学科有电力学、高压电学、放电学、等离子学、核聚变学、电力电子学、流体力学、高分子化学、金属材料学等，知识覆盖面广，内容新颖，适合于从事相关工作的工程师、研究人员、高等学校教师及研究生等作为专业参考书或教材。

本书从大电流能量技术的基础现象、直流大电流技术、交流大电流技术、大电流能量现象的高度分析技术等方面介绍大电流能量技术及其应用。

大电流能量技术与应用作者简介

译者：陈国呈 编者：(日本)电气学会大电流能量应用技术调查专门委员会

大电流能量技术与应用目录

第1章 绪论

参考文献

第2章 大电流能量技术的基本现象

2.1 电磁场现象

2.1.1 磁场的计算与电感

2.1.2 电磁力

2.1.3 电磁感应故障

2.2 导电现象

2.2.1 物质的导电现象

2.2.2 金属的电阻

2.3 超导现象

2.3.1 超导的基础

2.3.2 超导线材、线圈

2.4 大电流的传输

2.4.1 低损耗传输线路与低电感传输线路

2.4.2 大电流用导体的电流容量、热应力和电磁力

2.5 电弧现象

2.5.1 高气压电弧物性

2.5.2 电弧放电的辐射能特性

2.5.3 电弧阳光柱的诊断

2.5.4 电弧熄灭现象的分析

2.5.5 喷流电弧的基本特性

2.6 等离子现象

2.6.1 等离子的基本特性

2.6.2 等离子诊断

参考文献

第3章 直流大电流技术

3.1 直流大电流的产生

3.1.1 电池

3.1.2 直流发电机

3.1.3 整流器

3.2 直流大电流的控制

3.2.1 直流发电机

3.2.2 半导体变换器

3.2.3 大容量化技术

3.3 直流大电流的切断

3.3.1 技术课题

3.3.2 切断方式

3.3.3 开发状况

3.4 直流大电流的传输

参考文献

第4章 交流大电流技术

4.1 交流大电流的产生

4.1.1 基于短路发电机的产生

4.1.2 基于LC的产生

4.2 交流大电流的控制

4.2.1 试验站的电流控制

4.2.2 时间、相位的控制

4.2.3 合成短路实验的控制

4.3 电力系统中的交流大电流现象

4.3.1 电力系统中短路电流的现状

4.3.2 电弧喷射的基础特性

4.3.3 电弧喷射特性在输配电设备上的应用

4.4 交流大电流的切断、限流

4.4.1 低压用断路器

4.4.2 高压用断路器

4.4.3 限流器

4.5 交流大电流的传送

4.5.1 交流大电流用电线与电流容量

4.5.2 减小阻抗的方法

4.5.3 强制冷却

4.5.4 交流用超导线

4.6 交流大电流设备

4.6.1 发电机

4.6.2 变压器

4.6.3 母线（bus）

参考文献

第5章 脉冲大电流技术

5.1 脉冲大电流能量发生装置

5.1.1 静电能量型电源

5.1.2 感应能量型电源

5.1.3 运动能量型电源

5.1.4 化学能量型电源

5.2 脉冲大电流能量的控制

5.2.1 起动开关与切断开关

5.2.2 放电型开关

5.2.3 半导体器件开关

5.2.4 熔断丝

5.2.5 等离子断开开关

5.2.6 磁开关

5.3 脉冲大电流能量的整形

5.3.1 脉冲整形线（PFL）、脉冲整形电路（PFN）

5.3.2 脉冲压缩

5.3.3 电流灭弧

5.3.4 脉冲功率系统

参考文献

第6章 大电流能量现象的高度分析技术

6.1 过渡电路分析

6.1.1 过渡分析方法122

6.1.2 各种电路分析软件的特点

6.1.3 使用EMTP的分析举例

6.2 磁场分析

6.2.1 基础公式及边界条件

6.2.2 使用有限元法的分析法

6.2.3 使用边元素的涡流分析例

6.2.4 电流密度分布分析例

6.3 电弧流体分析

6.3.1 稳定电弧

6.3.2 空气中电弧

6.3.3 断路器电弧

6.3.4 气流分析

参考文献

第7章 大电流能量测量技术

7.1 测量系统

7.2 接地

7.3 噪声对策

7.4 直流大电流的测定

7.4.1 饱和型电流传感器

7.4.2 霍尔元件型直流电流传感器

7.4.3 光电流传感器

7.5 交流大电流的测定

7.5.1 分流器

7.5.2 电磁型电流传感器

7.5.3 光电流传感器

7.6 脉冲大电流的测定

7.6.1 脉冲大电流的测定

7.6.2 分流器

7.6.3 高频电流传感器

7.6.4 Rogowski线圈

7.6.5 集电线圈

7.6.6 粒子束脉冲大电流的测定

第8章 大电流能量应用技术

8.1 核聚变应用技术

8.2 能量储存应用技术

8.3 MHD发电应用技术

8.4 大容量发热应用技术

8.5 高辉度发光应用技术

8.6 超强磁场产生技术

8.7 超高压力应用技术

8.8 高速飞翔技术

8.9 电磁脉冲应用技术

8.10 电磁推进应用技术

8.11 电弧等离子在环保方面的应用

参考文献

第9章 相关技术规格、额定值

9.1 大电流能量装置的相关资料

9.2 安全基准

9.3 物理常数、物性

参考文献

索 引

出版社: 科学出版社; 第1版 (2004年10月1日)

平装: 271页

正文语种: 简体中文

开本: 16

ISBN:

条形码: 97870301400057030140001

产品尺寸及重量: 23.2 x 16.6 x 1.4 cm ; 381 g

ASIN: B0011ATU68

冲击大电流测量是冲击大电流的峰值和波形的测量。常用分流器或罗戈夫斯基线圈与数字存储示波器组成的测量系统来实现冲击大电流的测量，还可应用磁光效应的光电法来进行测量。

根据中国国家标准，对认可的测量系统要求测量峰值的总不确定度为±3%范围，测得的时间参数不确定度在±10%范围内，能检出叠加在冲击电流上的振荡，标定刻度因数稳定在1%范围内。冲击电流的标准测量系统在其使用范围内的总不确定度为：对于峰值电流应为±1%范围，对于时间参数应为±5%范围。确定认可的测量系统标定刻度因数及动态特性时，应采用与标准测量系统比对的方法，对动态特性的校核也可采用阶跃波响应测量法。

大电流分流器

一种用来测量冲击电流的传感器。它是一个串接在被测电路中的低阻值无感电阻器。测量被测电流流过分流器时所产生的电压降，可确定电流峰值及其波形。分流器的阻值一般为0.1～100mΩ，要求它是阻值稳定的纯电阻。在材料选择和结构设计时，应考虑减小集肤效应和热效应的影响，有时还要求有良好的屏蔽。用分流器和示波器组成的测量系统，如图《分流器测量系统》所示。

C—储能电容；R—回路电阻；L—回路电感；

RL—负载；R’—匹配电阻；z—电缆及其波阻抗。

分流器按结构分有：①带状对折式；②辫状对折式；③同轴管式；④圆盘式等。其中以圆盘式特性最佳 。

大电流罗戈夫斯基线圈

测量冲击大电流或它的变化率的一种感应线圈，又称为磁电位计。把作为二次线圈的罗戈夫斯基线圈围住载有被测大电流的单根导体（即为一次线圈），设两者之间的互感系数为M，则线圈输出端的感应电动势u₂与被测电流变化率di/dt成正比，即

罗戈夫斯基线圈测量冲击电流的特点是性能稳定，线圈与冲击电流发生器放电回路无直接的电联系，可以测量几十千安到几百千安的冲击大电流。图《罗戈夫斯基线圈测量冲击电流示意图》中示明了它的测量原理。

（a）测量原理；（b）接RL积分器时的整体接线图R—积分电阻；L—线圈电感；RL—线圈电阻；Z—同轴电缆及其波阻抗；R’—匹配电阻 。

连锡：在电子产品生产过程中经常遇到的连锡会造成大电流；在电子产品的维修中也会造成直接或间接地连锡；

烧坏：产品在经过使用后会因为种种原因导致元器件的烧坏；

假焊：电路的相关回路假焊造成的开路，使供电非正常输出而造成的大电流；

短路：不同的电路之间出现短路现象，如手机进水造成的电子短路。

大电流的确认

根据大电流出现的时间来判断故障范围，在生活中有开机大电流、待机大电流、大电流不开机、短路大电流等多种大电流现象，要能正确确认大电流的现象。

从一次侧加大电流的检查方法

任何反应电流的保护，都应采用这种检查方法，它是从电流互感器的一次侧通大电流来检查其二次回路接线的正确性和保护装置的动作情况等，这是一种仿真方法。实践证明，这是一种行之有效和必不可少的检查方法，特别对二次回路接线极性的检查，其他方法是难于取代的 。

试验电流

由于被保护的电气设备和线路负荷容量不一，因而主回路电流大小不一，往往由于条件的限制，试验电流的数值不能使保护装置直接按整定值动作。一般按以下情况考虑：

1）在可能的情况下，应尽可能达到使保护装置直接动作。

2）在上述要求达不到的情况下，可采取如下办法：暂时降低整定值直至最小，使保护装置动作。按比例加试验电流，测量保护元件（继电器）内的电流来检验 。

大电流试验设备

一般采用专用的负荷变压器，这种变压器的二次电压低、电流大，因容量不同而异，可任意选择。还可利用适合的变压器进行，如有适合的铁心，还可自制这种简易的变压器，也较方便适用 。