前言

真空开关因其优异而独特的性能，在电力系统中获得了广泛的应用。随着触头材料、真空工艺技术的进步，经历数十年的发展，结合工业和经济社会的发展需求，其不断拓展着应用范围。在过去数十年的发展过程中，在中压领域，真空断路器逐步占据了主导地位。据统计，2015年在中压领域真空断路器的市场占有率已经超过90%。而在高电压等级则仍然是SF6气体开关占据主导地位，这主要是因为仍然没有成熟的替代技术可以取代它。然而，SF6气体的温室效应问题是制约其使用的核心。SF6气体是一种强温室气体，其碳排放等效系数为23900，而且半衰期长达3200年，是国际公约中限制使用的六种气体之一。当前许多发达国家出台了各种控制使用SF6气体的法规，澳大利亚政府在2012年开始对SF6气体征收的碳排放税高达57万美元/t。

真空断路器技术由于其自身独特的优点，是取代SF6断路器技术的重要选项。如何提高单断口灭弧室的电压等级，使得真空开关用于输电等级一直是世界范围内广泛关注的问题。当前，在可持续发展理念深入人心，环境友好成为越来越重要的诉求条件下，发展环境友好的输电等级真空开关，替代SF6气体应用成为一种重要的趋势。

西安交通大学长期以来致力于真空开关技术的研究，并且在近十余年来把发展高电压等级真空开关技术作为主攻方向，取得了一系列成果。本书整理总结了西安交通大学真空电器研究课题组近年来在输电等级真空开断技术方面的研究成果。本课题组是由我国著名电器专家王季梅教授一手创建的，数十年来一直持续进行真空开断技术方面的研究，他主导了课题组的主要研究方向。本课题组的耿英三教授、刘志远教授、闫静博士、王振兴博士、孙丽琼博士等的研究工作都为本书内容做出了贡献。本书整理归纳了近年来本课题组相关博士学位论文的内容，它们涉及如下博士研究生的博士论文：孔国威、张颖瑶、余砾、杨和、王振兴、姚晓飞等。博士生马慧等也参与了部分章节的撰写工作。因此本书是许多老师、同学长期工作的智慧结晶，没有他们的努力，本书是不可能完成的。

本书主要介绍了输电等级真空断路器国内外发展概况、长触头间隙真空绝缘特性、大开距真空电弧的控制和熄灭方法、弧后介质恢复和击穿过程、机构关合过程和分断过程的控制、灭弧室设计、机构设计、纳秒脉冲老炼技术等发展输电等级真空开关所遇到的核心问题，也对进一步发展高电压等级真空断路器提出了自己的见解和预测。本书可以为真空开断技术研究人员提供参考，也可以作为相关学科研究生的教学参考书籍。

本书的内容为本课题组的研究成果，为了使读者可以更充分地了解相关的研究内容，本书的参考文献除了提供了主要的参考资料，还整理列出了本课题组在相关研究中在中、外期刊上发表的主要论文，以及所申请的国家发明专利。

由于高电压等级真空开断技术仍然处于继续发展的阶段，许多新的研究成果也在不断出现，技术不断取得突破，所以本书内容一定会存在许多落后于实际发展或者疏漏和错误的地方，欢迎各位读者提出批评指导。如果本书的出版能够对促进真空开断技术的发展起到促进作用，我们将感到十分欣慰。

西安交通大学电气工程学院 教授

电力设备电器绝缘国家重点实验室 主任

王建华

2016年8月