●第1章 空氣絕緣預測的研究背景 1
1.1 空氣放電研究與發展 3
1.1.1 空氣放電試驗 3
1.1.2 經典放電理論 5
1.1.3 放電物理模型 6
1.1.4 現有研究的啟示 7
1.2 空氣絕緣預測的研究設想 8
1.2.1 研究思路 9
1.2.2 實現方法 10
1.2.3 關鍵技術 11
1.3 本書內容概要 12
參考文獻 12
第2章 空氣絕緣預測的理論基礎 16
2.1 空氣放電的影響因素 17
2.1.1 間隙結構 17
2.1.2 電壓波形 18
2.1.3 大氣環境 18
2.2 空氣間隙的儲能特征量 19
2.2.1 電場分布特征量 19
2.2.2 電壓波形特征量 23
2.2.3 儲能特征集 27
2.3 空間映射的思想及應用 27
2.3.1 空間映射的基本思想 27
2.3.2 空間映射在絕緣預測中的應用 30
2.4 小結 33
參考文獻 33
第3章 空氣間隙放電電壓預測模型 35
3.1 預測模型的算法選擇 36
3.1.1 人工智能算法的應用 36
3.1.2 算法選擇的依據 37
3.2 支持向量機的基本理論 38
3.2.1 統計學習理論 38
3.2.2 支持向量分類機 41
3.3 參數優化方法 45
3.3.1 交叉驗證思想 45
3.3.2 網格搜索算法 45
3.3.3 遺傳算法 46
3.3.4 粒子群優化算法 47
3.4 特征降維方法 48
3.4.1 歸一化處理 48
3.4.2 相關性分析法 49
3.4.3 主成分分析法 49
3.5 樣本選取方法 50
3.6 誤差分析方法 50
3.7 預測模型的實現流程 51
3.8 小結 54
參考文獻 54
第4章 電極結構的電暈起始電壓預測 56
4.1 電暈放電 57
4.1.1 電暈放電的基本特性 57
4.1.2 電暈起始電壓和起始場強 58
4.2 棒-板電極的起暈電壓預測 59
4.2.1 訓練和測試樣本集 59
4.2.2 SVM預測結果及分析 61
4.2.3 與其他方法預測結果的對比 63
4.3 絞線起暈電壓預測 73
4.3.1 絞線電場分析 73
4.3.2 絞線直流起暈電壓預測 76
4.3.3 與其他方法預測結果的對比 77
4.4 閥廳均壓球的直流起暈電壓預測 82
4.4.1 電暈試驗 83
4.4.2 起暈電壓預測 84
4.4.3 結果分析和討論 85
4.5 小結 86
參考文獻 87
第5章 空氣間隙的穩態擊穿電壓預測 89
5.1 穩態電壓下空氣間隙的擊穿特性 90
5.1.1 均勻電場中的擊穿特性 91
5.1.2 稍不均勻電場中的擊穿特性 91
5.1.3 極不均勻電場中的擊穿特性 92
5.2 典型電極短空氣間隙擊穿電壓預測 93
5.2.1 典型電極短空氣間隙工頻擊穿電壓 93
5.2.2 電場分布特征分析 94
5.2.3 訓練樣本的正交設計 96
5.2.4 預測結果及分析 97
5.3 異形電極短空氣間隙擊穿電壓預測 101
5.3.1 異形電極短空氣間隙工頻擊穿電壓 101
5.3.2 電場分布特征分析 104
5.3.3 訓練樣本的選取 106
5.3.4 預測結果及分析 107
5.4 小結 108
參考文獻 109
第6章 空氣間隙的衝擊放電電壓預測 111
6.1 衝擊電壓下空氣間隙的擊穿特性 112
6.1.1 空氣間隙的雷電衝擊放電特性 112
6.1.2 空氣間隙的操作衝擊放電特性 114
6.2 操作衝擊放電電壓預測 118
6.2.1 棒-板和棒-棒間隙操作衝擊放電電壓預測 118
6.2.2 不同間隙結構的操作衝擊放電電壓混合預測 121
6.3 雷電衝擊放電電壓預測 127
6.3.1 正極性雷電衝擊放電電壓預測 128
6.3.2 負極性雷電衝擊放電電壓預測 132
6.3.3 雷電衝擊伏秒特性預測 135
6.4 小結 140
參考文獻 141
第7章 空氣絕緣預測模型的工程應用 144
7.1 輸電線路絕緣子串並聯間隙的放電電壓預測 145
7.1.1 試驗數據及樣本 145
7.1.2 電場仿真計算 146
7.1.3 預測結果及分析 148
7.2 輸電線路杆塔空氣間隙的放電電壓預測 149
7.2.1 輸電線路杆塔空氣間隙 149
7.2.2 電場計算及特征量提取 152
7.2.3 放電電壓預測 158
7.3 直升機帶電作業組合間隙放電電壓預測 160
7.3.1 組合間隙放電電壓預測方法 161
7.3.2 直升機帶電作業組合間隙 163
7.3.3 電場計算及特征量提取 164
7.3.4 放電電壓預測 167
7.4 小結 170
參考文獻 171

本書旨在提出一種具有工程應用價值的空氣絕緣放電電壓預測理論與方法，以期為輸變電設備外絕緣的優化設計和運維管理提供有益的依據。主要內容：在近百年的空氣放電機理研究的基礎上，基於空間映射的數學思想，提出空氣絕緣的灰關聯預測理論，建立空氣間隙的起暈電壓預測、空氣間隙的工頻擊穿電壓預測、空氣間隙的衝擊放電電壓預測等一套較為完整的模型與方法，應用於閥廳金具、導線、絕緣子串、塔頭間隙等實際工程結構的外絕緣放電電壓預測。