淺析高電壓與絕緣技術的新發(fā)展

摘 要：隨著電力企業(yè)的快速發(fā)展，高電壓有機外絕緣技術被人們廣泛關注。當前為了更好地促進電力事業(yè)的進步，我們應該創(chuàng)新有機外絕緣技術，實現(xiàn)技術上的突破。文章就闡述了高電壓以及當前有機外絕緣技術的發(fā)展情況，為該項技術未來發(fā)展道路奠定理論基礎。

關鍵詞：高電壓；絕緣技術；發(fā)展趨勢

1 高電壓外絕緣的范圍與主要問題

電氣設備上所有暴露在大氣中需要絕緣的部分都屬于外絕緣的范疇，高電壓設備的外絕緣包括室內(nèi)絕緣與戶外絕緣。戶外絕緣的運行條件比戶內(nèi)外絕緣復雜得多，所面對的問題解決起來也困難得多，因而戶外絕緣成為外絕緣研究的主要部分。

戶外絕緣所面臨的主要問題為：①雷擊造成的雷電過電壓問題；②電力系統(tǒng)正常或故障操作引起的操作過電壓問題；③雨中設備在工作電壓下閃絡的露閃問題；④設備表面凝露時在工作電壓下閃絡的露閃問題；⑤表面積污的設備在潮濕的氣象條件時在工作電壓下閃絡的污閃問題；⑥在設備本身結構力，在大風、覆冰、地震下的拉、壓、彎、扭，以及系統(tǒng)故障對瞬間電動力下的機械負荷問題；⑦絕緣材料在長期運行條件下性能逐漸下降的劣化問題或老化問題。

戶內(nèi)外絕緣面臨的主要問題為：①表面凝露時在工作電壓下閃絡的露閃問題；②表面積污后在潮濕的條件下的污閃問題；③操作過電壓的問題；④以及設備本身結構力與電動力的問題。

2 高電壓設備外絕緣的主要材料

在過去幾年里電工陶瓷廣泛使用在高電壓外絕緣技術中，這是因為很難找到一種材料能夠具有良好的機械性能、電氣性能以及環(huán)境穩(wěn)定性。而電工陶瓷自身具有很好的電氣性能，而且本身所具有的環(huán)境穩(wěn)定性也不是其他材料能夠相比的，同時其機械性能也是很強的，但是陶瓷本身也具有一定的缺點，例如易碎，拉伸強度比較低、抗沖擊能力差等。此外，電工陶瓷表面還具有一定的親水性，這也是當前電工陶瓷絕緣技術難以克服的一個方面。隨著工業(yè)技術的快速發(fā)展，更多地絕緣材料被生產(chǎn)出來，而且以前一些性能較差的絕緣材料也得到了很大改進，而且國外的一些先進的絕緣技術被引用到了高電壓絕緣領域。不過由于當前并不能夠找到一種材料來滿足所有的優(yōu)良性能，所以我們就創(chuàng)新一種新型的復合絕緣技術，把一些有機材料的優(yōu)良性能結合起來，例如脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、聚四氟乙烯、乙丙橡膠、硅橡膠等，有些國家甚至還采用了丁基橡膠、聚烯烴以及聚合物混凝土等材料。

聚四氟乙烯的電氣性能及環(huán)境穩(wěn)定性在所有有機材料中幾乎是最好的，但用聚四氟乙烯制造的超高壓懸式合成絕緣子的運行性能也并不理想。乙丙橡膠雖然在耐老化性能方面比聚四氟乙烯要差很多，但其低廉的價格卻仍使其在棒形懸式合成絕緣子，線路支柱合成絕緣子以及中低電壓合成套氧化鋅避雷器方面得到了大量的應用。硅橡膠在電氣性能與耐老化性能上堪與聚四氟乙烯相媲美，遠勝過其他幾乎所有的有機材料。純硅橡膠的機械性能雖然很差，但經(jīng)補強改性后，其機械性能還是可以滿足要求的，并且其良好的加工性能、粘接性能遠勝過聚四氟乙烯。促使硅橡膠在高電壓外絕緣領域得到廣泛應用的另一個主要原因是其憎水性的遷移性，而這一性能是硅橡膠所獨有的，迄今未在其它有機材料中發(fā)現(xiàn)過。所謂硅橡膠憎水性的遷移性是指硅橡膠材料能夠在表面被污染以后，將自身的憎水性傳遞給污穢物質(zhì)而硅橡膠本身繼續(xù)保持其憎水性的一種特性，從而積聚在硅橡膠表面的污穢層也變得具有了憎水性。因而在運行中硅橡膠合成絕緣子表現(xiàn)出了遠勝過其它所有有機材料絕緣子的優(yōu)異的耐污性與耐濕性。

3 有機外絕緣的應用與發(fā)展趨勢

3.1 有機絕緣材料在高電壓外絕緣中的應用

隨著科學技術的發(fā)展，有機絕緣材料在絕緣領域中的應用范圍越來越廣。在電力工程應用的陶瓷產(chǎn)品中都存在有機材料，甚至為了應用還制造出了電力工程陶瓷所沒有的產(chǎn)品。當前有機材料在絕緣技術中的成功應用就是棒形懸式合成絕緣子，到目前為止已經(jīng)有數(shù)百萬條這種產(chǎn)品在電力工程中被應用，取得的效果是有目共睹的。到二十世紀七十年代末八十年到初，相關人士在吸取一定經(jīng)驗的基礎上，使我國的合成絕緣子技術得到了突飛猛進的發(fā)展，已經(jīng)基本達到了國際領先水平。電力工程自從使用了這種絕緣技術也得到了很大發(fā)展，人們對高電壓外絕緣技術有了更加深入的認識，其使用量也在不斷增多，應用范圍也越來越廣。進而到二十世紀九十年代，一些其他種類的絕緣技術開始發(fā)展，但是合成絕緣子技術仍然占主體地位。

3.2 有機外絕緣產(chǎn)品的主要優(yōu)點

自從有機外絕緣產(chǎn)品產(chǎn)生以來，就以其獨特的性能占據(jù)了相關領域的有利位置。隨著有機外絕緣產(chǎn)品的大量使用以及性能的不斷優(yōu)化，該技術產(chǎn)品獲得了廣泛好評。例如具有重量輕、體積小等性能，能夠方便放置。作為第一代棒形合成絕緣子產(chǎn)品重量只是玻璃絕緣子重量的百分之十到百分之十五，不過隨著玻璃絕緣子技術的發(fā)展，其重量也有了一定程度的改進。重量輕這一優(yōu)點對生產(chǎn)安裝具有十分重要的意義，特別是對野外輸電線路工程來說更加明顯。后來生產(chǎn)的硅橡膠絕緣產(chǎn)品因為自身存在的憎水性能夠使其具有很好的防潮性能。工程中使用的瓷套式避雷器內(nèi)部存在很大的空隙，在運輸?shù)倪^程中，內(nèi)部的空隙會吸入大量的水汽，使內(nèi)部的設備受潮，如果不能夠及時地解決這一問題，就可能導致雷擊進而發(fā)生爆炸，這不僅會危害到自身還會對周圍的設備和人員造成威脅。如果我們使用硅橡膠合成套筒設備，因為其內(nèi)部不存在空隙，就不會出現(xiàn)設備受潮的問題，而且當有大量電流通過的時候，內(nèi)部的玻璃鋼筒具有防爆功能，這樣不僅能夠避免損壞設備，還能夠保證該設備的正常運行。

3.3 有機外絕緣的發(fā)展趨勢

隨著有機外絕緣技術的快速發(fā)展，相應地絕緣產(chǎn)品也得到了大量應用，當前的發(fā)展局面已經(jīng)打破了電工陶瓷的絕緣壟斷地位，在絕緣技術中形成了一條由有機外絕緣技術的學科分支，而且隨著發(fā)展步伐的加快，在國際相關領域?qū)＜乙呀?jīng)提出了有機外絕緣的概念，受到了世界范圍內(nèi)的關注。隨著電力工程的發(fā)展，有機外絕緣產(chǎn)品的使用量在逐漸加大，我們不難看出未來有機外絕緣技術的發(fā)展將是不可限量的，在市場中的地位也會越來越高。通過事實證明該項技術產(chǎn)品的使用量越來越大，不僅能促進整個電力工程外絕緣技術的發(fā)展，同時也能夠保證我國電力事業(yè)的安全穩(wěn)定運行。

3.4 我國合成絕緣子的發(fā)展

我國合成絕緣子的發(fā)展是從二十世紀九十年代開始的，被廣泛應用到了輸電線路上，據(jù)不完全統(tǒng)計，當前輸電線路中使用合成絕緣子已經(jīng)超過了六十萬支，合成絕緣子在全國絕緣子市場份額中占百分之十，而且在一些地區(qū)明確規(guī)定超過110kv以上的輸電線路需要直接考慮使用合成絕緣子。當前合成絕緣子技術發(fā)展迅速，目前幾乎已經(jīng)占據(jù)了有機外絕緣子的主要部分，國產(chǎn)合成絕緣子數(shù)量也隨著技術的增強而增多，我們應該提高對合成絕緣子技術的重視。

4 結束語

綜上所述，通過文章對我國當前高電壓有機外絕緣技術發(fā)展現(xiàn)狀的探討，我們能夠了解到這種技術對我國電力事業(yè)發(fā)展的重要性，同時也能夠看到這種技術在相關領域的發(fā)展前景。此外，有機外絕緣技術的發(fā)展還促進了我國電力工程中的絕緣水平，促進了我國電力事業(yè)的發(fā)展。

參考文獻

[1]劉英肖.10kv手車式開關柜的絕緣技術改進[J].河北電力技術，1997.