我國對于SF6替代氣體的研究尚沒有得到足夠的重視,至今為止還沒有專門研究能夠完全取代SF6的氣體，僅是研究SF6混合氣體以期望取代純SF6。 在全球環(huán)境問題極為嚴峻的形勢下，尋找一種新的能夠取代SF6的低溫室效應氣體顯得尤為迫切。尤其對我們國家，生態(tài)環(huán)境比較惡劣，開展SF6替代氣體研究，尋找適合我們國家環(huán)境條件的絕緣氣體，具有十分重要的意義。我國若一旦研制成功具有自主知識產(chǎn)權的新一代環(huán)保型的GIS設備，在高壓、超高壓甚至特高壓電力系統(tǒng)中應用，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。本書主要用作高電壓與絕緣技術專業(yè)研究生教材，也可供高電壓技術專業(yè)和相近專業(yè)（應用物理專業(yè)、氣體激光、等離子體技術等專業(yè)）的研究人員和研究生參考，以及國家電力部門、電器制造廠家的工程技術人員參考。
氣體放電和氣體絕緣的應用研究對工業(yè)生產(chǎn)和科學技術的發(fā)展起了很大的推進作用。無論現(xiàn)在或未來，絕緣氣體必須是環(huán)境所能接受的。因此，對于氣體可能影響全球變暖問題的最佳解決方法是阻止有害氣體向大氣釋放。這種對環(huán)境友好的解決方法指出有必要尋找環(huán)保型絕緣氣體，有必要研究SF6替代絕緣氣體的高壓絕緣技術。
在溫室效應環(huán)境問題的嚴峻形勢下，研究一種新型的能夠取代SF6的低溫室效應絕緣氣體顯得尤為迫切。開展SF6替代氣體研究，尋找適合國際上環(huán)境條件的絕緣氣體，具有十分重要的意義。因此，迫切需要一本有關SF6、SF6混合氣體和環(huán)保型絕緣氣體的專業(yè)指導書，以促使和推動環(huán)保型的、新型的絕緣氣體的研究和應用。
著者所在的項目組20年來緊跟國際研究步伐，開展了SF6、SF6混合氣體和環(huán)保型絕緣氣體的計算分析與實驗研究工作，取得了一定的成果。著者把20多年的科研成果編著成《氣體絕緣與GIS》一書，以期為國內(nèi)外研究環(huán)保型的絕緣氣體和開發(fā)新型SF6替代絕緣氣體的電力設備的研究提供一定的參考。
全書共分為7章。第1章為緒論，簡單介紹了氣體絕緣的研究和應用發(fā)展狀況；第2章闡述氣體放電的基礎，描述了湯遜放電和流注放電的基礎理論；第3章描述了氣體放電過程的蒙特卡羅模擬和玻耳茲曼方程算法；第4章描述了SF6氣體的放電特性和絕緣性能；第5章描述了SF6混合氣體的絕緣特性及應用；第6章描述了當前國際上研究的幾種潛在的SF。替代氣體的放電特性和絕緣性能，及環(huán)保型氣體絕緣的研究狀況及發(fā)展前景；第7章闡述了常用的氣體絕緣電力設備，如金屬封閉式組合電器（GIS）等的應用現(xiàn)狀，提出了應用環(huán)保型絕緣氣體的前瞻性建議。
在編寫過程中，著者參考了近年來出版的國內(nèi)外文獻，主要總結了自己20多年來從事SF6、SF6混合氣體和SF6替代氣體絕緣性能研究取得的成果，既重視加強基礎理論，又密切聯(lián)系實際應用。本書由中國工程院院士雷清泉先生審閱了全稿，但由于著者水平有限，書中有不妥或錯誤之處，敬請讀者批評指正。
本書在編著出版中，獲得了國家自然科學基金（No：51337006）的資助，得到了上海交通大學出版社的支持，著者表示深深的謝意。
本書在編寫過程中，我的研究生李冰、趙小令、鄧云坤、焦峻韜、譚東現(xiàn)、趙謖參與了資料收集、校對整理的工作，在此一并表示感謝。
肖登明
2015年8月于上海交通大學
1953年12月出生，上海交通大學電子與電氣工程學院教授，博士生導師，1982年畢業(yè)于西安交通大學高電壓專業(yè)，1987年獲碩士學位，1994年獲博士學位。自1991年以來一直從事SF6混合氣體和絕緣氣體的放電特性和絕緣性能的研究。
1緒論
1.1氣體絕緣的定義
1.2絕緣氣體的固有特性
1.3SF6的發(fā)展歷史和應用
1.4SF6是一種潛在的溫室氣體
1.5環(huán)境中SF6氣體的濃度
1.6SF6替代絕緣氣體
1.7環(huán)保型絕緣氣體的現(xiàn)狀與發(fā)展
2湯遜放電與流注放電
2.1湯遜放電
2.1.1電子崩的形成
2.1.2α過程
2.1.3y過程
2.1.4自持放電的判據(jù)
2.2流注放電
2.2.1流注理論的提出
2.2.2產(chǎn)生流注的判據(jù)
2.2.3流注發(fā)展的理論
2.2.4流注理論對不同現(xiàn)象的解釋
2.3湯遜放電實驗
2.3.1穩(wěn)態(tài)湯遜法（SST）
2.3.2脈沖湯遜法（PT）
3氣體放電發(fā)展的理論研究方法
3.1氣體放電中的蒙特卡羅模擬
3.1.1蒙特卡羅法簡介
3.1.2氣體電子崩發(fā)展的蒙特卡羅模擬模型
3.1.3常見氣體放電參數(shù)的蒙特卡羅模擬
3.2氣體放電參數(shù)的玻耳茲曼方程求解
3.2.1玻耳茲曼方程簡介
3.2.2常見氣體放電參數(shù)的玻耳茲曼方程求解
4SF6氣體的絕緣特性
4.1SF6的基本物理性質(zhì)
4.1.1SF6的分子結構
4.1.2SF6的氣體狀態(tài)參數(shù)
4.1.3SF6的電負性和熱性能
4.1.4SF6的分解及分解產(chǎn)物
4.2SF6的氣隙擊穿特性
4.2.1均勻電場中的放電特性
4.2.2稍不均勻電場中的放電特性
4.2.3極不均勻電場中的放電特性
4.3SF6氣體中固體絕緣子的沿面放電特性
4.3.1電場分布及其對固體絕緣子沿面放電特性的影響
4.3.2影響SF6氣體中氣一固絕緣特性的因素
4.4各種因素對SF6絕緣性能的影響
4.4.1氣體壓力對SF6擊穿電壓的影響
4.4.2電場均勻度對SF6擊穿電壓的影響
4.4.3極性對SF6擊穿電壓的影響
4.4.4電極表面粗糙度對SF6擊穿電壓的影響
5SF6混合氣體的絕緣特性
5.1混合氣體對SF6缺陷的改善
5.1.1液化溫度
5.1.2絕緣性能
5.1.3氣體成本
5.1.4環(huán)境保護
5.2SF6混合氣體的混合特性
5.2.1混合比
5.2.2混合比隨高度的變化
5.2.3混合過程
5.2.4混合氣體的回收
5.3常見SF6二元混合氣體的絕緣特性
5.3.1SF6/N2混合氣體的絕緣特性及其應用
5.3.2SF6/CO2混合氣體的絕緣特性及其應用
5.3.3SF6/N2和SF6/CO2的對比
5.4其他SF6多元混合氣體
5.4.1SF6/He和SF6/Ne混合氣體
5.4.2SF6/Ar、SF6/Kr和SF6/Xe混合氣體
5.4.3SF6與含鹵族元素氣體組成的混合氣體
6環(huán)保型氣體絕緣發(fā)展前景
6.1SF6替代氣體的研究進展
6.1.1氣體絕緣發(fā)展的三個階段
6.1.2SF6替代氣體的研究現(xiàn)狀
6.2SF6氣體的應用現(xiàn)狀和環(huán)保型氣體的探索
6.2.1SF6混合氣體的應用與發(fā)展
6.2.2環(huán)保型絕緣氣體的研究發(fā)展
6.3c-C4F8及其混合氣體的研究與發(fā)展
6.3.1c-C4F8的物化特性
6.3.2c-C4F8/C02的放電特性及分析
6.3.3c-C4F8/CF4的放電特性及分析
6.3.4c-C4F8/N2的放電特性及分析
6.3.5c-C4F8/N20的放電特性及分析
6.3.6c-C4F8混合氣體的絕緣特性分析
6.3.7c-C4F8及其混合氣體的應用發(fā)展
6.4CF3I及其混合氣體的研究與發(fā)展
6.4.1CF3I氣體的物理性質(zhì)
6.4.2CF3I氣體放電特性和絕緣性能的研究
6.4.3CF3I及其混合氣體的研究方向及應用
6.5其他潛在的SF6替代氣體的絕緣性能研究
6.5.1全氟丙烷（C3F8）
6.5.2一氧化二氮（N20）
6.5.3三氟甲烷（CHF3）
6.5.4全氟化碳（CF4）
7常用的氣體絕緣電力設備
7.1氣體絕緣全金屬封閉式組合電器（GIS）
7.1.1SF6氣體絕緣全封閉組合電器（GIS）
7.1.2GIS的主要元件
7.1.3SF6混合氣體與環(huán)保型氣體在GIS中的應用研究
7.2柜式氣體絕緣金屬封閉開關設備（c-GIS）
7.2.1C-GIS發(fā)展概況及技術特點
7.2.2C-GIS的發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)
7.2.3國內(nèi)外C-GIS中替代SF6氣體的研究
7.3氣體絕緣高壓輸電線路（GIL）
7.3.1GIL的特點
7.3.2GIL的國內(nèi)外應用現(xiàn)狀
7.3.3GIL的結構
7.3.4GIL的發(fā)展
7.4SF6氣體絕緣變壓器（GIT）
7.4.1GIT的發(fā)展概況
7.4.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
7.4.3GIT結構與絕緣技術
7.4.4GIT冷卻方式
7.4.5新型環(huán)保型絕緣氣體的GIT的研究
參考文獻
索引
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