电器设备是电力系统中最重要的控制和保护设备，其主要作用是能接通、承载及分断正常电路条件下的电流，也能在规定的非正常电路条件(例如短路)下接通、承载一定时间和分断电流。电器设备的工作性能对于提高电力系统的安全性和经济性具有极其重要的意义。

有关电器设备的研究工作包括3个层次，分别是电器设备的基础理论、电器设备的设计方法及电器设备的经济安全运行评估。本书的主题围绕电器设备的状态检测，属于电器设备经济安全运行评估的基础。

电器设备状态检测融合传统电器、传感器技术、自动控制、信号处理等多学科的知识，是电器学科的前沿研究方向之一。鉴于此，西安交通大学电器教研室近年来在电器设备的状态检测领域进行了大量深入、系统的研究工作。本书就是以这些研究工作成果为基础，并力图反映近年来国际上的有关研究成果和发展动态而完成的，全书共分11章，包含4部分内容。

电器设备是电力系统中最重要的控制和保护设备。电器设备状态检测是对电器设备经济安全运行评估的基础，是融合传统电器、传感器技术、自动控制、信号处理等多学科知识的前沿研究方向之一。

本书共11章，包含4部分内容：电器设备状态检测的重要性及电器设备状态劣化规律的描述；电器设备状态特征量信号的提取、信号传输与数据通信；电器设备检测系统的设计；低压电器设备电接触性能参数的提取与性能检测方法等。

本书适于电器设备的设计研究人员阅读，也可供高等院校相关专业的师生参考。

前言

第1章 绪论

 1.1 电器设备状态检测研究的必要性

1.1.1 高压电器设备状态在线检测研究的必要性

1.1.2 低压电器设备状态检测研究的必要性

 1.2 电器设备状态检测的研究现状

1.2.1 高压电器设备状态检测研究现状

1.2.2 低压电器设备状态检测研究现状

 1.3 电器设备状态检测领域中的关键技术

 参考文献

第2章 电器设备状态劣化规律研究

 2.1 电器设备的劣化类型

 2.2 绝缘劣化规律的理论与试验研究

2.2.1 绝缘劣化规律的理论分析

2.2.2 绝缘劣化规律的试验研究

 2.3 机械特性劣化规律的仿真研究

2.3.1 多体动力学概述

2.3.2 ADAMS软件包简介

2.3.3 VS1型真空断路器操动机构仿真分析

2.3.4 真空断路器动触头所受短路电流电动力分析

2.3.5 高压断路器操动机构故障状态仿真分析

2.3.6 主轴角位移行程曲线的参数化描述

 参考文献

第3章 电器设备状态特征量信号的现场提取

 3.1 环氧绝缘套管绝缘劣化规律及泄漏电流信号的现场提取

3.1.1 环氧绝缘套管绝缘特性的劣化规律

3.1.2 环氧绝缘套管绝缘特性劣化判据的实验确定

3.1.3 使用引流环的泄漏电流信号的现场提取

 3.2 电连接状态劣化原理及温度信号的现场提取

3.2.1 电连接状态劣化的影响因素

3.2.2 现有的电连接处温度信号现场提取方法简介

3.2.3 基于红外辐射原理的测温模块

3.2.4 基于红外传输的接触式测温模块

 3.3 断路器机械状态参量的现场提取

3.3.1 断路器机械状态的主要特征参量

3.3.2 二次绕组电流信号的现场提取

3.3.3 动触头位移信号的现场提取

3.3.4 断路器三相分(合)闸同期性的现场提取

 3.4 其他一些状态信号的现场提取方法

3.4.1 电器设备内部弧光信号的现场提取

3.4.2 SP6气体状态特征量的现场提取

3.4.3 CIS局部放电信号的现场提取

3.4.4 真空灭弧室的真空度信号现场提取

 参考文献

第4章 电器设备在线检测系统的通信技术

 4.1 分布式在线检测系统通信类型

4.1.1 RS-232/485通信接口

4.1.2 现场总线

4.1.3 以太网

 4.2 工作模式和通信协议

4.2.1 工作模式

4.2.2 通信协议

 4.3 分布式在线检测系统通信方案的选择

4.3.1 系统通信的需求分析

4.3.2 通信方案选择及评价

4.3.3 RS.485通信接口和CAN总线应用时的注意事项

 4.4 分布式检测系统的设计

 4.5 上、下位机通信模块的软、硬件设计方法

4.5.1 下位机通信模块硬件的设计

4.5.2 上位机通信模块硬件的设计

4.5.3 下位机通信软件的设计

4.5.4 上位机通信软件的设计

 参考文献

第5章 电器设备非平稳振动信号的特征参量提取

 5.1 时域分析方法

5.1.1 欧氏距离法

5.1.2 积分参数法

5.1.3 信号熵法

5.1.4 短时能量法

 5.2 频域分析方法

 5.3 时频分析方法

5.3.1 小波变换和小波包变换

5.3.2 小波包频带能量分解在断路器振动信号分析中的应用

5.3.3 利用小波包分解对断路器振动信号进行去噪处理

 参考文献

第6章 信号传输方式的研究

 6.1 基于光纤技术的信号传输方式

6.1.1 光纤通信特点

6.1.2 光纤通信系统构成

6.1.3 实验结果及分析

 6.2 基于红外技术的信号传输方式

6.2.1 红外信号传输系统的构成

6.2.2 红外技术应用原理图

6.2.3 红外信号传输的实验测试

 6.3 基于射频技术的信号传输方式

6.3.1 射频技术原理

6.3.2 射频传输方案设计

 参考文献

第7章 电器设备故障诊断专家系统

 7.1 专家系统框架的构建

 7.2 专家系统知识库的建立

 7.3 专家系统的推理机制

 7.4 专家系统数据库及配置

7.4.1 数据库

7.4.2 配置系统

 7.5 专家系统故障诊断模型

 7.6 基于神经网络的专家系统故障诊断实例

 参考文献

第8章 电器设备在线检测中的电磁兼容问题

 8.1 电磁兼容原理及技术发展

 8.2 抑制电磁干扰的措施及原理

 8.3 在线检测系统的电磁兼容设计

8.3.1 电源系统的抗干扰设计

8.3.2 硬件电路的抗干扰设计

 8.4 软件中的抗干扰设计

 8.5 基于Ansoft的电磁兼容性能仿真分析

8.5.1 Ansoft Designer模块

8.5.2 Ansoft HFSS模块

8.5.3 Ansoft Siwave模块

8.5.4 Ansoft应用实例

 参考文献

第9章 电器设备状态在线检测应用实例

 9.1 典型的特征信号前处理

9.1.1 信号隔离技术

9.1.2 信号滤波技术

9.1.3 信号放大技术

9.1.4 V/F转换

 9.2 人机交互界面

9.2.1 下位机界面

9.2.2 上位机界面

 9.3 MCU及最小系统

9.3.1 单MCU系统及外设

9.3.2 双MCU系统及外设

 参考文献

第10章 触头电接触性能测试原理及应用

 10.1 触头在电弧作用下的失效机理及国内外在触头电接触现象方面的研究现状

10.1.1 触头在电弧作用下的失效扰理

10.1.2 触头电接触现象的研究方法

 10.2 触头电接触参数的测量

10.2.1 接触电阻的测量

10.2.2 接触压力与熔焊力的测量

10.2.3 电弧参数的测量

 10.3 触头电接触性能测试系统设计

10.3.1 系统结构及硬件构架

10.3.2 系统软件设计

 参考文献

第11章 接触器特性和低压断路器保护特性的测试原理

 11.1 试验分类

11.1.1 型式试验

11.1.2 常规试验

11.1.3 抽样试验

11.1.4 特殊试验

 11.2 接触器特性试验原理

11.2.1 接触器特性介绍

11.2.2 接触器型式试验和特殊试验介绍

 11.3 低压断路器保护特性的测试原理

11.3.1 低压断路器的保护特性

11.3.2 低压断路器的保护特性测试

参考文献