淺談高電壓與絕緣技術的最新研究進展

近年來，由于科學技術的進步和電力的快速發展，使得高電壓和絕緣技術得到了較快的發展[1]。為此，本文從高電壓外絕緣面臨的主要問題、高電壓外絕緣的主要材料分類、有機絕緣材料在高電壓絕緣中的應用、提出針對高電壓有機絕緣的對策等方面就行了淺談和分析，旨在為行業提供參考依據。

一、高電壓外絕緣面臨的主要問題

外絕緣是指所有暴露于環境中需要絕緣的部分，而高電壓的外絕緣包括戶外絕緣和戶內絕緣兩個方面。因為戶外風曬雨淋、環境惡劣，故戶外絕緣面臨的問題和困難要比戶內絕緣多而復雜。

1.戶外絕緣面臨的主要問題

戶外絕緣是指對暴露于戶外環境中的電氣設備進行的絕緣，戶外絕緣面臨的主要問題有：（1）電力系統因正常或故障因素產生的過電壓問題；（2）產生的雷擊過電壓問題；（3）因潮濕的電氣設備表面有污物在工作電壓下會產生污閃問題；（4）暴露雨中的電氣設備或因電氣設備潮濕在工作電壓下產生的露閃問題；（5）電氣設備在長期運行情況下，絕緣材料可產生一定的老化問題等。

2.戶內絕緣面臨的主要問題

戶內絕緣相對戶外絕緣產生的問題較少，這是由于受到了避雷設備的保護，

不會產生雷擊過電壓的問題；再者由于房屋屏障的保護，故不會產生雨中閃絡的相關問題，且很少出現絕緣材料老化的問題[2]。那么，戶內絕緣面臨的主要問題有：（1）因操作因素產生的過電壓問題；（2）因電氣設備表面存有污物產生的污閃問題；（3）電氣設備潮濕產生的露閃問題；（4）其它問題。

二、高電壓外絕緣的主要材料分類

目前，用于高電壓外絕緣技術的材料很多，下面簡要介紹幾種主要的材料：

1.電工陶瓷材料

以前，高電壓外絕緣的材料大多是電工陶瓷，這是因為電工陶瓷具有以下優點：良好的環境穩定性、良好的機械性能、良好的電氣性能、價格高低適度等。但是，它本身也有一定的缺點，主要表現在：具有親水性、易脆易碎、抗沖擊力差等，特別是具有親水性這一缺點，是目前電工陶瓷絕緣技術面對的重大難題。

2.有機絕緣材料

近年來，隨著化學工業技術的飛速發展，較多的絕緣材料尤其是有機絕緣材料被生產出來，且以前一些性能較差的有機絕緣材料得到了改進。與此同時，一些有機絕緣材料開始被用于高電壓外絕緣領域。但是，目前無法找到一種材料去滿足高電壓外絕緣的機械優良性能，在這種情況下就產生了復合絕緣結構技術。目前，常見的復合絕緣技術有機材料主要包括：聚四氟乙烯、脂環族環氧樹脂、硅橡膠、乙丙橡膠等，甚至有些國家還采用了聚烯烴以及聚合物混凝土、丁基橡膠等一些材料。

聚四氟乙烯的環境穩定性和電氣性能在所有有機材料中幾乎是最好的。硅橡膠在耐老化和電氣性能方面與聚四氟乙烯不相上下。硅橡膠在高電壓外絕緣領域得到廣泛應用的原因在于：它具有憎水性的遷移性，與其它有機絕緣材料相比，硅橡膠具有較好的的耐濕性和耐污性。乙丙橡膠因其價格便宜，雖然在耐老化方面比聚四氟乙烯較差，但也得到了巨大的應用。

三、有機絕緣材料在高電壓絕緣中的應用

近年來，伴隨著科技的快速發展，有機絕緣材料在高電壓外絕緣領域的應用范圍越來越廣泛。現在，在電工陶瓷產品中都存在有機材料。當前，有機材料在絕緣技術中應用的例子很多，最成功的例子是棒形懸式合成絕緣子[3]。進入80年 代，我國的合成絕緣子技術得到了較大的發展，基本達到國際領先水平，出現了第二代合成絕緣子[4]。電力系統因使用合成絕緣子技術也得到了較快的發展，人們開始對合成絕緣子的態度發生了變化，對合成絕緣子的很多優點給予了更深刻的認識，用戶的數量在逐漸增加，應用的范圍也越來越廣泛。進入90年代后，合成絕緣子技術占據主體地位，它的廣泛應用。使其得到了更大的發展。

四、提出針對高電壓有機外絕緣的對策

1.針對高壓電有機外絕緣老化問題，提出對策

大家都知道，把有機材料用于高電壓外絕緣，產生老化是不可避免的。高電壓有機外絕緣產生的老化，有以下幾個方面的因素：例如寒暑溫差差異、經常性的日曬雨淋、因放電產生的臭氧致使的老化、局部電暈導致的老化、長期的機械應力產生的老化、局部電火花導致的老化等，以及上述各種老化因素不同程度疊加后產生更為嚴重的老化[5]。因此，進行研究不同的老化因素以及各種老化因素不同程度疊加組合情況分析，旨在為取得更好的改進材料的性能，縮短新材料試驗的時間，更好的應用于高電壓外絕緣，減少或縮短老化的程度與時間，這對研究老化具有重要的意義。

2.針對有機外絕緣產品需要的原料質量，提出對策

為解決高電壓有機外絕緣產生的這些問題，也是難度很大的。為此，國內各生產有機外絕緣產品的原料廠家及原料生產商要保證其質量、穩定性等，這是關系到高電壓有機外絕緣廣泛應用是否成功的重要因素之一。

3.針對有機外絕緣產品承載的相關性能，提出對策

針對有機外絕緣產品承載的相關性能問題，也要進行更多的深入的研究。

五、小結

總之，本文通過對高電壓與絕緣技術研究進展的淺談，我們已經意識到這種技術對我國電力系統快速發展的重要作用。高電壓與絕緣技術在21世紀得到了較大的發展，產生的新方法、新技術必將在高電壓與絕緣技術方面得到廣泛應用，促使高電壓與絕緣技術快速發展[6]。高電壓與絕緣技術的快速發展，促進了我國電力系統的快速發展，我們爭取下一步取得更大的成績，為西藏地區跨越式發展貢獻自己的一份力量。

參考文獻：

[1] 王幽林，李正瀛. 高電壓和絕緣技術中的幾個基礎問題[J]. 高電壓技術， 1991， 2： 1-12.

[2] 張健，李瑞. 淺析高電壓與絕緣技術的新發展[J]. 科技創新與應用， 2013， 34： 151.

[3] 梁曦東.高電壓外絕緣技術的新發展[J]. 絕緣材料通訊， 1999， 2： 16-20.

[4] 李耀星.絕緣材料與絕緣技術綜述[A]. 中國電工技術學會絕緣材料與絕緣技術專委會.電氣技術發展綜述[C]. 2004： 171-176.

[5] 陳明俊.淺析高電壓與絕緣技術的新發展[J]. 廣東科技， 2011， 14： 228-229.

[6] 關志成. 面向新世紀高電壓技術學科發展的幾點思考[J]. 中國電力， 2000， 6： 86-88.

作者簡介：楊自群（1965-08），女，西藏日喀則人，本科，副教授，主要從事電氣工程及其自動化專業教學。.