高電壓絕緣相關技術分析及應用

王瑞梅 劉子睿 梁德季

摘 ? 要：電力能源一直是社會發展和國家建設的重要基礎能源之一。隨著科學技術水平的提升和經濟的增長，我國電力市場的需求也在不斷增大，對供電質量的要求不斷提高，使得電氣施工的難度不斷升高。高電壓絕緣技術的發展關系著電力系統中電能的輸送容量，也影響著電力傳輸系統的傳輸質量，因此，必須要重視對高電壓絕緣技術的研究與開發。文章先對高電壓絕緣相關技術的內容進行闡述，再對其絕緣判斷問題進行分析，對其實驗進行研究和論述，進而對高電壓絕緣技術的應用進行探討。

關鍵詞：高電壓;絕緣技術;技術研究

1 ? ?高電壓絕緣技術的內容概述

1.1 ?高電壓絕緣技術概念

從學科性角度來說，高電壓絕緣技術是屬于物理學電氣工程專業領域的技術層面。按照結構主要分為高電壓與絕緣體，技術概念上可以解釋為高電壓與絕緣體結構、防護、過電壓高壓絕緣結構和優化、氣體放電與氣體絕緣技術、電介質材料破壞機理以及性能提高等多個領域與技術的總稱[1]。事實上，對于高電壓絕緣技術進行研究、開發以及應用，能夠為電氣工程專業的研究與技術發展提供充足、成熟的實驗數據信息，從這一角度來講，高電壓絕緣技術推動了電氣工程專業學科的進步和該領域的發展。

1.2 ?高電壓絕緣設備的材質

傳統意義上，高電壓絕緣設備所使用的外部絕緣材質通常是電工陶瓷，其主要原因在于電工陶瓷具備較好的絕緣性，不會造成電能傳輸中的漏電或摩擦損壞，同時也具有很高的硬度和耐腐蝕性，能夠適應多種電力生產和傳輸的環境，提供較為穩定的電力傳輸效果。但陶瓷材質具有抗沖擊能力較差、易碎的缺陷，同時也缺乏拉伸的強度，所以在實際的高電壓絕緣電能傳輸過程中容易造成安全事故或是電力傳輸故障。隨著現代科技的發展和新能源的開發利用，一些具有較高性能的材料投入到了電力傳輸的市場當中，能夠實現功能與性能上的優化與提升，比如新型的復合型絕緣有機材料具有較高的絕緣和抗沖擊性能，而且能夠應用在各種電力傳輸的環境當中;再比如丙橡膠和硅橡膠、脂環族環氧樹脂等材料，能夠很好地滿足各種環境中電力系統的要求，同時具有很高的穩定性。

1.3 ?高電壓絕緣技術中高電壓測量設備概述

要想實現對高電壓絕緣技術的承載，就需要對高電壓進行準確的測量。目前我國所使用的高電壓測量儀器與設備應逐漸實現了信息化、數字化、智能化，對于高電壓的測量工作而言是一種極大的改變和進步。高電壓測量儀器設備中對電壓讀數能夠通過微機和數字化顯示一起進行波形的實現，并能夠實現電壓測量結果的準確輸出。此外，數字存儲電力示波器的應用也實現了對測試結果的準確性、直觀性以及精確性的提升，尤其是分析離線的測量數值能夠為高電壓的故障隱患排除工作提供有力的支持[1]。

2 ? ?高電壓絕緣相關技術的絕緣判斷因素分析

電力系統中高電壓絕緣的強度是非常容易受到環境或自然因素影響的，要想提高高電壓絕緣設備的性能，就需要通過科學的預防方法進行故障的監控與避免。通常，要想實現絕緣性能的提升，需要通過絕緣試驗的方式來測試電氣設備的性能以及排除安全隱患，以強化電氣系統性能最佳數值的完善與確定[2]。高電壓絕緣監測的關鍵點包括：（1）對電力系統中的變壓器進行定期的檢查與維護，尤其重點檢查變壓器中的溶解氣體并進行色譜的對比分析，如果變壓器的運行狀態表現出較為明顯的異常就必須進行必要的維修和更換。（2）對變壓器的含糠醛量、水分含量以及值班聚合度進行必要的準確監測，如果其含量出現了異常的情況就必須要及時對變壓器的絕緣體進行及時的更新替換，以保證變壓器的運行質量[3]。（3）及時對固體環氧樹脂絕緣的電流互感器進行準確的局部放電試驗，觀察其是否出現異常的放電狀態，確保運行穩定。（4）采取交流工頻參考電壓的技術手段進行交流阻性電流的正常度測試，或是在直流電壓的試驗當中，如果氧化鋅避雷器的狀態不符合標準要求應進行多項檢驗，最終結果數值正常即可，如果出現異常就需要進行及時的更換。（5）高電壓側的絕緣電阻通過試驗之后，如果變壓器表現出較為明顯的異常吸收情況，或者絕緣電阻值的對值發生升高的情況，能夠在很大程度上判斷變壓器出現了異常情況，要進行進一步的檢查和維護維修[4]。

3 ? ?高電壓絕緣技術的相關實驗研究

對于高電壓絕緣技術試驗當中的工作電壓試驗，就當前的技術性和技術手段而言，具有很高準確性和有效性的方式主要是破壞性、非破壞性試驗等。破壞性試驗主要是將高電壓絕緣設備進行調整設置，使其電壓超過絕緣設備所能夠承載的極限電壓值;再對絕緣設備進行耐壓能力數值的測試，通過實驗過程中絕緣設備承受最大電壓值出現破壞的情況分析來進行高電壓絕緣設備絕緣性能的測試與測量。非破壞方式主要是利用低電壓值進行絕緣設備性能的測量試驗，按照試驗步驟使電壓值逐步增強，并根據數據是否正常進行判斷，以此來確定設備的絕緣性是否發生異常[5]。

4 ? ?高電壓絕緣相關技術的應用與未來發展探討

目前國內的高電壓絕緣技術通過不斷調整和科學研發已經實現了不同類型絕緣設備的應用和性能上的提升，電力系統中對高電壓絕緣相關技術的應用體現在電力系統的電壓防護設備、電磁暫態仿真技術、電磁脈沖功率技術、電力傳輸防護設備、變電站電力變電防護設備等方面，而在電介質的裁量性能方面也具有極高的絕緣性能和導熱性，尤其是具有極強的保護作用，從各方面證明了現代高電壓絕緣相關技術在設備上的應用具有極強的發展優勢，所以在電力系統的運行當中必須要能夠實現高電壓絕緣技術的良好開發與實際應用，切實保障電力系統的穩定運行以及促進絕緣技術的發展[6]。

從形態上來講，高電壓絕緣技術包括氣態、業態和固態3種，幾乎涵蓋了大部分的設備形態要求。所應用的工作流程以及運行步驟會根據運行環境和應用情況變化。因此必須要依據其基本的運行原理選擇合適的應用方法，以在相關專業應用領域充分發揮其全部優勢與功能[7]。此外，絕緣設備所用的材質是否具有很高的拉伸性能和機械性能也是決定高電壓絕緣技術是否能夠正常發揮出實際功能的因素。

高電壓絕緣設備的外部絕緣體在惡劣條件下，也容易出現一些老化或被腐蝕的情況，一旦絕緣設備受到腐蝕或老化，其絕緣性能必然會受到嚴重的影響，進而無法實現對電力系統的保護，影響供電質量。所以對高電壓絕緣設備的定期清理和性能維護是必要的工作之一，要重點觀察絕緣設備表面是否出現一些異常，防止供電故障的發生[8]。

5 ? ?結語

可以看出，高電壓絕緣相關技術的研究與應用在很大程度上影響著電能傳輸容量以及輸送供電質量，從電力行業的發展來說，高電壓絕緣相關技術能夠為電力企業的健康、持續發展提供充足的保障和動力。電力能源是促進社會發展、經濟生產技術、科學技術研究、新技術創新研發等各個方面進步的重要條件。因此，隨著電力運營范圍的高速擴大，高電壓絕緣技術也必然會在技術層面和作用層面都得到持續的提升，以期能夠推動電力行業更加穩定和快速地發展，幫助人類文明實現更高層次的進步。

[參考文獻]

[1]李正之，李劍榮.高電壓大容量變壓器絕緣技術的應用[J].電子技術與軟件工程，2017（24）：235.

[2]黃冰.高電壓大容量變壓器絕緣技術的應用[J].電子測試，2017（18）：81-82.

[3]馬奔，趙晨如.關于高電壓大容量變壓器絕緣技術的應用探討[J].電子世界，2017（10）：88.

[4]吳海東.高電壓大容量變壓器絕緣技術的應用研究[J].科技創新與應用，2017（9）：192.

[5]黃開相.關于高電壓絕緣相關技術的探討[J].低碳世界，2017（1）：55-56.

[6]鐘亨君.高電壓設備絕緣老化及狀態檢修技術[J].低碳世界，2016（33）：53-54.

[7]張恪，楊迎旗，張志輝.高電壓絕緣技術新發展[J].科技展望，2016（10）：106.

[8]王峰，于磊.論高電壓與絕緣技術的新發展[J].科技展望，2016（8）：111.

Abstract：Electric energy has always been one of the important basic energy sources for social development and national construction. With the improvement of science and technology level and the growth of economic， the demand of Chinas power market is also increasing， and the demand for power supply quality is also increasing， makes the electrical construction more and more difficult. The development of high voltage insulation technology is related to the transmission capacity of power system， and also affects the transmission quality of power transmission system. Therefore， we must pay attention to the research and development of high voltage insulation technology. In this paper， the content of high voltage insulation related technology is first described， then the insulation judgment is analyzed， and the experiment is studied and discussed， and then the application of high-voltage insulation technology is discussed.

Key words：high voltage; insulation technology; technology research