淺析高電壓與絕緣技術的新發展

王鑫

摘 要：在電氣設備中，其絕大多數都直接暴露在空氣中作業，這就對絕緣技術提出了更高的要求。而如何運用高電壓絕緣技術并尋求全新的突破則成為電力企業可持續發展的關鍵。該文筆者結合個人所學與相關文獻，從現今高電壓絕緣所面臨的問題及主要材料入手，希望通過對有機外絕緣技術的應用與發展趨勢的探討，為高電壓絕緣技術的發展提供有益的參考。

關鍵詞：高電壓 絕緣技術 有機絕緣材料

中圖分類號：TM85 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）07（b）-0064-01

高電壓作為一個相對概念，本身并沒有一個確定的劃分界限，其存在完全依賴于電介質及其系統。因此，高電壓與絕緣是一個不可分割的整體，始終備受人們的關注。以下筆者結合相關文獻與個人所學，對高電壓絕緣技術的基本情況進行敘述，并著重對有機外絕緣的應用及發展趨勢進行分析。

1 高電壓設備外絕緣的范圍

絕大多數電氣設備都直接暴露在空氣中作業，而這部分就屬于外絕緣的范圍。目前我們普遍將高電壓設備的外絕緣分為兩個方面：第一，室內設備的外絕緣；第二，戶外設備的外絕緣。

2 高電壓設備外絕緣的主要材料

通過分析我們可以看到，電工陶瓷作為高電壓設備的外絕緣材料存在與使用已久，可以說其本身電氣性能是非常好的，而且還具有很好的環境穩定性。但因其受其材質的影響，可拉伸性能差，抗沖擊能力則更差，且表面還具有親水特性，所以在實際使用中難以抵抗雨閃電壓低、污閃電壓低的問題。因此，近些年來我國始終不懈地對絕緣材料進行研究和開發，并從國外引入了先進的絕緣技術，以此應用到高電壓絕緣領域。目前高電壓外絕緣采用復合絕緣結構材料，如：脂環族環氧樹脂、聚四氟乙烯、乙丙橡膠、硅橡膠等，這些復合絕緣結構材料在電氣性能上各有優缺點，缺乏一種滿足高電壓設備要求的有機外絕緣材料，仍需要不斷地研究與改進。

3 高電壓設備外絕緣面臨的主要問題

戶外設備的外絕緣相較于室內設備的外絕緣而言，其運行條件上要更加得復雜、多樣，其面臨的問題也更多。因此，在絕緣技術的研究上，對戶外設備的外絕緣研究始終是高電壓外絕緣技術的研究主體。

對戶外絕緣所面臨的問題進行詳細地分析，有如下幾點：第一，在雷雨天氣下，由于雷擊所造成的雷電過電壓問題；第二，因電力系統故障操作，而引發的操作過電壓問題；第三，在下雨天氣下，高電壓設備在工作電壓下的雨閃問題；第四，因清晨露水凝于電氣設備表面，而造成電氣設備在工作電壓下的露閃問題；第五，因電氣設備長期處于戶外作業下，其表面存在著大量的污垢，而一旦遇到潮濕氣象在工作電壓下勢必會出現污閃問題；第六，電氣設備的本身結構力在大風、覆冰、地震的拉、壓、彎、扭下出現的機械負荷問題；第七，高電壓絕緣材料在長期運行下，其逐漸變得老化、劣化。

而室內設備的外絕緣因受到房屋的保護，工作環境沒有那么復雜，不會出現雷擊、雨閃等問題。所以，室內設備的外絕緣問題也相對較少，常見的問題也就是露閃問題、污閃問題、操作過電壓問題、設備本身結構力問題。

4 高電壓設備有機外絕緣的應用與發展趨勢

4.1 有機絕緣產品在高電壓設備上的優勢

從第一代棒形懸式合成絕緣子開始，其就因重量輕、體積小等諸多優點，而被廣泛使用。尤其是近年來，隨著有機外絕緣產品的不斷發展與廣泛應用，其性能更是在使用中不斷優化。其中重量輕這一優點，恰恰在高電壓設備生產安裝中具有十分重要的意義。尤其是對野外輸電線路工程而言，其作用更為明顯，優勢也更大。

4.2 在高電壓設備外絕緣中有機外絕緣材料的應用

有機外絕緣材料在絕緣領域中的廣泛應用，標志著我國絕緣技術走向了一個新的階段，也體現了我國科學技術的不斷發展。目前，在電力工程中，絕緣領域中所應用的陶瓷產品中就含有有機材料。而在棒形懸式合成絕緣子中有機材料的成功運用與推廣，更是有機外絕緣材料成功應用的一個重要標志。

直至20世紀90年代，經過相關電力科研人員的不斷努力探索與分析研究，其他絕緣產品也被不斷地生產出來，與此同時合成絕緣子技術應運而生，并得到了飛速地發展與廣泛地應用。據不完全數據統計，當前的輸電線路中合成絕緣子擁有舉足輕重的地位，在整個絕緣子市場份額中也占據了將近10%的比例。可以說現階段我國的合成絕緣子已經成為有機外絕緣的重要組成部分。也正因如此，近些年來我國已經將加強對合成絕緣子技術的研究放在了絕緣子研究的主體地位，給予了高度重視與充足的人力、物力支持。目前我國的合成絕緣子技術已經達到了國際化領先水平，而其在促進電力工程進一步發展的同時，也使人們對高電壓絕緣技術有了一個更加深層次的認識。

4.3 有機外絕緣產品的發展趨勢

我們可以看到，有機外絕緣技術的不斷發展與廣泛應用，不僅打破了傳統電工陶瓷在絕緣行業中的壟斷地位，更為絕緣技術建立了一個更為科學的研究與應用體系，有機絕緣技術也受到了越來越多人們的關注。而現今電力工程中有機絕緣產品的廣泛應用，更是充分地向我們展示出了有機絕緣技術的未來發展趨勢勢必是不可限量的。因此，我國更應該不斷加大對有機絕緣技術研究的投入，進而為創新絕緣技術，尋求更大的技術突破做鋪墊。

5 結語

綜上所述，希望通過該文筆者的闡述，能夠讓更多的人認識到絕緣技術的發展直接關系到我國電力事業的發展。而有機絕緣技術的發展，更是為我國電力工程事業的發展奠定了良好的基礎，為高電壓設備的絕緣問題奠定了全新的解決方向。因此，不斷地開拓創新絕緣技術，尋求技術上的突破點非常重要，值得廣大電力工作者繼續深入研究。

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